JP2012079605A - Fuel cell system - Google Patents
Fuel cell system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012079605A JP2012079605A JP2010225334A JP2010225334A JP2012079605A JP 2012079605 A JP2012079605 A JP 2012079605A JP 2010225334 A JP2010225334 A JP 2010225334A JP 2010225334 A JP2010225334 A JP 2010225334A JP 2012079605 A JP2012079605 A JP 2012079605A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- pressure
- raw material
- gas
- flow path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【課題】燃料電池システムが運転していない停止状態の原燃料の漏れ診断時に、原燃料流路の備えられた弁の故障診断も併せて実施する燃料電池システムを提供する。
【解決手段】燃料電池2と、水素生成器3と、制御器19とを備える燃料電池システム1であって、制御器19は、燃料電池2および水素生成器3が停止している停止状態において、第2弁9と第4弁15が開放指令に対して開放されるか否かを検出する固着検査を実施し、原燃料の漏れ診断時に弁の固着検査および弁の開故障検査を実行する。
【選択図】図1Provided is a fuel cell system for performing a failure diagnosis of a valve provided with a raw fuel flow path at the time of a leakage diagnosis of a raw fuel in a stopped state where the fuel cell system is not operating.
A fuel cell system (1) includes a fuel cell (2), a hydrogen generator (3), and a controller (19). The controller (19) is in a stopped state in which the fuel cell (2) and the hydrogen generator (3) are stopped. Then, the sticking inspection for detecting whether or not the second valve 9 and the fourth valve 15 are opened in response to the opening command is performed, and the sticking inspection of the valve and the valve open failure inspection are executed at the time of diagnosing raw fuel leakage .
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、燃料電池システムの原燃料ガス経路の漏れおよび原燃料ガス経路に設けられている弁の異常を診断する燃料電池システムに関するものである。 The present invention relates to a fuel cell system for diagnosing a leakage of a raw fuel gas path of a fuel cell system and an abnormality of a valve provided in the raw fuel gas path.
燃料電池は水素を含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとの電気化学的反応により発電して水と熱を発生する装置である。燃料電池は燃料の持つ化学エネルギーを力学的エネルギーに変換することなく直接電気エネルギーとして取り出せるので発電効率が高い。 A fuel cell is a device that generates water and heat by generating electricity through an electrochemical reaction between a fuel gas containing hydrogen and an oxidant gas containing oxygen. Fuel cells have high power generation efficiency because they can be directly extracted as electrical energy without converting the chemical energy of the fuel into mechanical energy.
従来の一般的な燃料電池システムとして、図10の構成で表わされるものがある(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional general fuel cell system, there is one represented by the configuration of FIG. 10 (see, for example, Patent Document 1).
図10に示すように、燃料電池システム201は燃料として燃料電池202に供給される水素を含む燃料ガスを生成する水素生成器203と、燃料電池から排出された未反応の燃料ガスを燃焼して再利用する水素生成器203の燃焼器203aと、水素生成器203に供給され原料ガスインフラ204と接続される原料ガス流路205と、原料ガス流路205内の圧力を検知する圧力検知器206と、原料ガス流路205で圧力検知器206より上流側に配され原料ガスの供給を遮断/開放するための原料ガス元弁207と、原料ガスを供給する原料ガス供給手段208と、原料ガス流路205で水素生成器203の上流で圧力検知器206の下流に配され原料ガスの供給を遮断/開放するため原料ガス供給弁209と、原料ガス流路205で原料ガス供給弁209の入口側から分岐し、燃焼器203aに原料ガスを供給する分岐流路210と、分岐流路210上に配された原料ガス分岐弁211と、水素生成器203で生成された燃料ガスを燃料電池202に導入する燃料ガス流路212を有している。さらに、燃料電池202から燃料ガスを燃焼器203aに導く排出ガス流路と213と、燃料電池202をバイパスして燃料ガス流路212と排出ガス流路213とを接続するバイパス流路214と、バイパス流路214上に配されたバイパス流路214を連通/遮断するためのバイパス弁215と、燃料ガス流路212上のバイパス流路214との分岐点から燃料電池202の間に配されたアノード入口弁216と、排出ガス流路213上の燃料電池202からバイパス流路214との合流点の間に配されたアノード出口弁217と、燃焼器203aに燃焼用空気を供給する空気供給手段として空気ブロワ218と、燃料電池システム201を構成する各機器の動作を制御する制御器から構成されている。
As shown in FIG. 10, the
しかしながら、前記従来の燃料電池システムの構成では、原燃料ガス流路の漏れのみ診断されており、原燃料ガス流路に供えられた弁の異常は診断されていなかった。 However, in the configuration of the conventional fuel cell system, only the leakage of the raw fuel gas passage is diagnosed, and the abnormality of the valve provided in the raw fuel gas passage is not diagnosed.
そこで本発明は、前記従来の課題を解決するもので、原燃料の漏れ診断時に、原燃料流路の備えられた弁の故障診断も併せて実施する燃料電池システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell system that performs a failure diagnosis of a valve provided in a raw fuel flow path at the time of a raw fuel leak diagnosis. .
前記従来の課題を達成するために、本発明の燃料電池システムは、
原料ガスと水蒸気から改質反応により水素を含む燃料ガスを生成する水素生成器と、
水素を含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池と、
水素生成器に供給され原料ガスインフラと接続される原料ガス流路と、
原料ガス流路内の圧力を検知する圧力検知器と、
原料ガス流路で圧力検知器より上流側に配された第1弁と、
原料ガス流路で水素生成器の上流で圧力検知器の下流に配された第2弁と、
原料ガス流路で第2弁と水素生成器との間から分岐する分岐流路と、
分岐流路上に配された第3弁と、
水素生成器で生成された燃料ガスを燃料電池に導入する燃料ガス流路と、
燃料電池から燃料ガスを排出する排出ガス流路と、
燃料電池をバイパスして燃料ガス流路と排出ガス流路とを接続するバイパス流路と、
バイパス流路上に配された第4弁と、
燃料ガス流路上のバイパス流路との分岐点から燃料電池との間に配された第5弁と、
排出ガス流路上の燃料電池とバイパス流路との合流点の間の排出ガス流路上に配された第6弁と、
制御器とを備える燃料電池システムであって、
制御器は、水素生成器と燃料電池が運転を停止している状態で、第2弁と第4弁が開放指令に対して開放されるか否かを検出する固着検査として、
(1)第1から第6弁を閉止後、第1弁および第2弁を開放して原料ガスを供給し、第1弁を閉止した状態の圧力検知器による第1の圧力を検知し、
(2)第4弁を開放した後の圧力検知器による第2の圧力を検知し、第1の圧力と第2の圧力とが同等でない時、第2弁と第4弁は正常と判断し、
(3)第1の圧力と第2の圧力とが同等である時、第2弁と第4弁は異常と判断し、
(4)第1から第6弁を閉止後、第1弁および第2弁を開放して原料ガスを供給し、第1弁を閉止した状態の圧力検知器による第3の圧力を検知し、
(5)第3弁を開放した後の圧力検知器による第4の圧力を検知し、第3の圧力と第4の圧力とが同等でない時、第4弁は異常と判断し、
(6)第3の圧力と第4の圧力とが同等である時、第2弁は異常と判断する。
In order to achieve the conventional problem, a fuel cell system of the present invention includes:
A hydrogen generator for generating a fuel gas containing hydrogen from a raw material gas and water vapor by a reforming reaction;
A fuel cell that generates electricity using a fuel gas containing hydrogen and an oxidant gas containing oxygen;
A source gas flow path that is supplied to the hydrogen generator and connected to the source gas infrastructure;
A pressure detector for detecting the pressure in the source gas flow path;
A first valve disposed upstream of the pressure detector in the source gas flow path;
A second valve disposed upstream of the hydrogen generator and downstream of the pressure detector in the source gas flow path;
A branch channel that branches from between the second valve and the hydrogen generator in the source gas channel;
A third valve arranged on the branch flow path;
A fuel gas flow path for introducing the fuel gas generated by the hydrogen generator into the fuel cell;
An exhaust gas flow path for discharging fuel gas from the fuel cell;
A bypass passage that bypasses the fuel cell and connects the fuel gas passage and the exhaust gas passage;
A fourth valve arranged on the bypass flow path;
A fifth valve disposed between the branch point of the bypass path on the fuel gas path and the fuel cell;
A sixth valve disposed on the exhaust gas flow path between the joining points of the fuel cell and the bypass flow path on the exhaust gas flow path;
A fuel cell system comprising a controller,
As a sticking test for detecting whether or not the second valve and the fourth valve are opened in response to the opening command in a state where the hydrogen generator and the fuel cell are stopped,
(1) After closing the first to sixth valves, the first valve and the second valve are opened to supply the raw material gas, and the first pressure is detected by the pressure detector in the state where the first valve is closed,
(2) When the second pressure is detected by the pressure detector after the fourth valve is opened and the first pressure and the second pressure are not equal, the second valve and the fourth valve are determined to be normal. ,
(3) When the first pressure and the second pressure are equal, it is determined that the second valve and the fourth valve are abnormal,
(4) After the first to sixth valves are closed, the first valve and the second valve are opened to supply the raw material gas, and the third pressure is detected by the pressure detector in the state where the first valve is closed,
(5) When the fourth pressure is detected by the pressure detector after the third valve is opened, and the third pressure and the fourth pressure are not equal, the fourth valve is determined to be abnormal,
(6) When the third pressure and the fourth pressure are equal, the second valve is determined to be abnormal.
これによって、第2弁は異常と判断することで、原料経路に供えられた圧力検知器で第2弁もしくは第4弁の固着異常を判断でき、さらに第2弁もしくは第4弁が固着異常と判断した場合には、第2弁の出口から分岐されたバイパス流路の第3弁を使用することで、第2弁が固着しているか第4弁が固着しているかを判断でき、原燃料ガス経路の漏れ検査と併せて、原燃料経路の備えられた遮断弁の故障診断も併せて実施できる。 Thus, by determining that the second valve is abnormal, it is possible to determine whether the second valve or the fourth valve is stuck abnormally with the pressure detector provided in the raw material path, and that the second valve or the fourth valve is stuck abnormally. When the determination is made, it is possible to determine whether the second valve is fixed or the fourth valve is fixed by using the third valve of the bypass flow path branched from the outlet of the second valve. Along with the gas path leakage inspection, it is possible to perform failure diagnosis of the shutoff valve provided in the raw fuel path.
本発明の燃料電池システムは、水素生成器と燃料電池が運転を停止している状態で、原燃料ガス流路の漏れ検査と併せて、原燃料経路の備えられた弁の故障診断も併せて実施できるのである。 In the fuel cell system of the present invention, in a state where the hydrogen generator and the fuel cell are not in operation, in addition to the leakage inspection of the raw fuel gas flow path, the failure diagnosis of the valve provided with the raw fuel path is also performed. It can be done.
第1の発明は、
原料ガスと水蒸気から改質反応により水素を含む燃料ガスを生成する水素生成器と、
水素を含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池と、
水素生成器に供給され原料ガスインフラと接続される原料ガス流路と、
原料ガス流路内の圧力を検知する圧力検知器と、
原料ガス流路で圧力検知器より上流側に配された第1弁と、
原料ガス流路で水素生成器の上流で圧力検知器の下流に配された第2弁と、
原料ガス流路で第2弁と水素生成器との間から分岐する分岐流路と、
分岐流路上に配された第3弁と、
水素生成器で生成された燃料ガスを燃料電池に導入する燃料ガス流路と、
燃料電池から燃料ガスを大気に開放して排出する排出ガス流路と、
燃料電池をバイパスして燃料ガス流路と排出ガス流路とを接続するバイパス流路と、
バイパス流路上に配された第4弁と、
燃料ガス流路上のバイパス流路との分岐点から排出ガス流路とバイパス流路との合流点の間の燃料ガス流路上に配された第5弁と、
燃料ガス流路上のバイパス流路との分岐点から排出ガス流路とバイパス流路との合流点の間の排出ガス流路上に配された第6弁と、
制御器とを備える燃料電池システムであって、
制御器は、水素生成器と燃料電池が運転を停止している状態で、第2弁と第4弁が開放指令に対して開放されるか否かを検出する固着検査として、
(1)第1から第6弁を閉止後、第1弁および第2弁を開放して原料ガスを供給し、第1弁を閉止した状態の圧力検知器による第1の圧力を検知し、
(2)第4弁を開放した後の圧力検知器による第2の圧力を検知し、第1の圧力と第2の圧力とが同等でない時、第2弁と第4弁は正常と判断し、
(3)第1の圧力と第2の圧力とが同等である時、第2弁と第4弁は異常と判断し、
(4)第1から第6弁を閉止後、第1弁および第2弁を開放して原料ガスを供給し、第1弁を閉止した状態の圧力検知器による第3の圧力を検知し、
(5)第3弁を開放した後の圧力検知器による第4の圧力を検知し、第3の圧力と第4の圧力とが同等でない時、第4弁は異常と判断し、
(6)第3の圧力と第4の圧力とが同等である時、第2弁は異常と判断することで、
原料経路に供えられた圧力検知器で第2弁もしくは第4弁の固着異常を判断でき、さらに第2弁もしくは第4弁が固着異常と判断した場合には、第2弁の出口から分岐されたバイパス流路の第3弁を使用することで、第2弁が固着しているか第4弁が固着しているかを判断できる。
The first invention is
A hydrogen generator for generating a fuel gas containing hydrogen from a raw material gas and water vapor by a reforming reaction;
A fuel cell that generates electricity using a fuel gas containing hydrogen and an oxidant gas containing oxygen;
A source gas flow path that is supplied to the hydrogen generator and connected to the source gas infrastructure;
A pressure detector for detecting the pressure in the source gas flow path;
A first valve disposed upstream of the pressure detector in the source gas flow path;
A second valve disposed upstream of the hydrogen generator and downstream of the pressure detector in the source gas flow path;
A branch channel that branches from between the second valve and the hydrogen generator in the source gas channel;
A third valve arranged on the branch flow path;
A fuel gas flow path for introducing the fuel gas generated by the hydrogen generator into the fuel cell;
An exhaust gas passage for releasing the fuel gas from the fuel cell to the atmosphere and discharging;
A bypass passage that bypasses the fuel cell and connects the fuel gas passage and the exhaust gas passage;
A fourth valve arranged on the bypass flow path;
A fifth valve disposed on the fuel gas flow path between the junction of the exhaust gas flow path and the bypass flow path from the branch point with the bypass flow path on the fuel gas flow path;
A sixth valve disposed on the exhaust gas flow path between the branch point of the bypass flow path on the fuel gas flow path and the junction of the exhaust gas flow path and the bypass flow path;
A fuel cell system comprising a controller,
As a sticking test for detecting whether or not the second valve and the fourth valve are opened in response to the opening command in a state where the hydrogen generator and the fuel cell are stopped,
(1) After closing the first to sixth valves, the first valve and the second valve are opened to supply the raw material gas, and the first pressure is detected by the pressure detector in the state where the first valve is closed,
(2) When the second pressure is detected by the pressure detector after the fourth valve is opened and the first pressure and the second pressure are not equal, the second valve and the fourth valve are determined to be normal. ,
(3) When the first pressure and the second pressure are equal, it is determined that the second valve and the fourth valve are abnormal,
(4) After the first to sixth valves are closed, the first valve and the second valve are opened to supply the raw material gas, and the third pressure is detected by the pressure detector in the state where the first valve is closed,
(5) When the fourth pressure is detected by the pressure detector after the third valve is opened, and the third pressure and the fourth pressure are not equal, the fourth valve is determined to be abnormal,
(6) By determining that the second valve is abnormal when the third pressure and the fourth pressure are equal,
If the pressure detector provided in the raw material path can determine whether the second valve or the fourth valve is stuck abnormally, and if the second valve or the fourth valve is judged to be stuck abnormally, it is branched from the outlet of the second valve. By using the third valve of the bypass flow path, it can be determined whether the second valve is fixed or the fourth valve is fixed.
第2の発明は、特に、第1の発明の燃料電池システムにおいて、
原料ガス流路は、原料ガスの供給量を検知する原料供給量検知手段を備え、
制御器は前記水素生成器と前記燃料電池が運転を停止している状態で、第2弁と第4弁が開放指令に対して開放されるか否かを検出する固着検査として、
(1)第1弁から第6弁を閉止後、第1弁および第2弁を開放して原料ガスを供給し、第1弁を閉止して、さらに第4弁を開放した直後の原料供給量検知手段による第1の原料供給量を検知し、第1の原料供給量が規定値より多い時、第2弁と第4弁は正常と判断し、(2)第1の原料供給量が規定値より少ない時、第2弁と第4弁は異常と判断し、
(3)第1弁から前記第6弁を閉止後、第1弁および第2弁を開放して原料ガスを供給した後、第1弁を閉止して、さらに第3弁を開放した後の原料供給手段による第2の原料供給量を検知し、第2の原料供給量が規定値より少ない時、第4弁は異常と判断し、
(4)第2の原料供給量が規定値より多い時、第2弁は異常と判断することで、
圧力検知器ではなく、原料供給量検知手段で弁の固着異常を検知できる。
The second invention is particularly the fuel cell system according to the first invention,
The raw material gas flow path includes a raw material supply amount detection means for detecting the supply amount of the raw material gas,
As a sticking test for detecting whether or not the second valve and the fourth valve are opened in response to an opening command in a state where the operation of the hydrogen generator and the fuel cell is stopped,
(1) After the first to sixth valves are closed, the first valve and the second valve are opened to supply the raw material gas, the first valve is closed, and the raw material is supplied immediately after the fourth valve is opened. When the first raw material supply amount is detected by the amount detection means, and the first raw material supply amount is larger than the specified value, it is determined that the second valve and the fourth valve are normal, and (2) the first raw material supply amount is When less than the specified value, it is judged that the second valve and the fourth valve are abnormal,
(3) After closing the sixth valve from the first valve, opening the first valve and the second valve and supplying the raw material gas, then closing the first valve and further opening the third valve When the second raw material supply amount by the raw material supply means is detected and the second raw material supply amount is less than the specified value, it is determined that the fourth valve is abnormal,
(4) By determining that the second valve is abnormal when the second raw material supply amount is greater than the specified value,
Abnormal sticking abnormality can be detected not by the pressure detector but by the raw material supply amount detection means.
第3の発明は、特に、第1の発明の燃料電池システムにおいて、
制御器は、固着検査実行後に、水素生成器と燃料電池が運転を停止している状態で、第1弁から第4弁ならびに第6弁までの流路の漏れ検査として、
(1)第1から第6弁を閉止して、第1弁、第2弁および第5弁を開放して、原料ガスを供給した後、第1弁を閉止し、第1弁閉止直後の圧力検知器による第1の圧力を検知し、(2)第1弁を閉止してから所定時間経過後の圧力検知器による第2の圧力を検知し、第1の圧力と第2の圧力とが同等である時、第1弁から第4弁ならびに第5弁の流路は正常と判断し、
(3)第1の圧力と第2の圧力とが同等でない時、第1から第6弁を閉止して、第1弁、第2弁を開放して原料ガスを供給後、第1弁を閉止し、第1弁閉止直後の圧力検知器による第3の圧力を検知し、
(4)第1弁を閉止してから所定時間経過後の圧力検知器による第4の圧力を検知し、第3の圧力と第4の圧力とが同等である時、第5弁から第6弁の流路が異常と判断し、
(5)第3の圧力と第4の圧力とが同等でない時、第1から第6弁を閉止して、第1弁、第4弁を開放して原料ガスを供給後、第1弁を閉止し、第1弁閉止直後の圧力検知器による第5の圧力を検知し、
(6)第1弁を閉止してから所定時間経過後の圧力検知器による第6の圧力を検知し、第5の圧力と第6の圧力とが同等である時、第2弁から第4弁ならびに第5弁の流路が異常と判断し、
(7)第5の圧力と第6の圧力とが同等でない時、第1弁から第2弁までの流路が異常と判断することで、
漏れ検査に必要な弁の固着異常を判断したうえで、漏れ検査が実行されるので、漏れ異常の検知ミスが低減できる。また、第1弁から第4弁ならびに第6弁までの流路が漏れている場合には、漏れ箇所の特定ができる。
The third aspect of the invention is particularly the fuel cell system of the first aspect of the invention,
After performing the sticking test, the controller is in a state where the hydrogen generator and the fuel cell are stopped, and as a leak test of the flow path from the first valve to the fourth valve and the sixth valve,
(1) The first to sixth valves are closed, the first valve, the second valve, and the fifth valve are opened. After supplying the raw material gas, the first valve is closed and the first valve is closed immediately after the first valve is closed. Detecting the first pressure by the pressure detector; (2) detecting the second pressure by the pressure detector after a predetermined time has elapsed since the first valve was closed; Are determined to be normal, the flow paths from the first valve to the fourth valve and the fifth valve are normal,
(3) When the first pressure and the second pressure are not equivalent, the first to sixth valves are closed, the first valve and the second valve are opened, and the source gas is supplied, and then the first valve is turned on. Close and detect the third pressure by the pressure detector immediately after the first valve is closed,
(4) When the fourth pressure is detected by the pressure detector after a predetermined time has elapsed since the first valve was closed, and the third pressure and the fourth pressure are equal, the fifth valve to the sixth valve Judging that the valve flow path is abnormal,
(5) When the third pressure and the fourth pressure are not equal, the first to sixth valves are closed, the first valve and the fourth valve are opened and the raw material gas is supplied, and then the first valve is turned on. Close and detect the fifth pressure by the pressure detector immediately after the first valve is closed,
(6) When the sixth pressure is detected by the pressure detector after a lapse of a predetermined time after the first valve is closed and the fifth pressure and the sixth pressure are equal, the second valve to the fourth The flow path of the valve and the fifth valve is judged abnormal,
(7) By determining that the flow path from the first valve to the second valve is abnormal when the fifth pressure and the sixth pressure are not equivalent,
Since the leak inspection is executed after determining the valve sticking abnormality necessary for the leak inspection, it is possible to reduce detection errors of the leak abnormality. Moreover, when the flow path from the 1st valve to the 4th valve and the 6th valve is leaking, the leak location can be specified.
第4の発明は、特に、第1または第2の発明の燃料電池システムにおいて、
制御器は、固着検査実行後に、水素生成器と燃料電池が運転を停止している状態で、第1弁から第4弁ならびに第6弁までの流路の漏れ検査として、
(1)第1から第6弁を閉止して、第1弁、第2弁および第5弁を開放して、原料ガスを供給した後、原料供給量検知手段による第1の原料供給量を検知し、第1の原料供給量が規定値より少ない時、第1弁から第4弁ならびに第5弁の流路は正常と判断し、
(2)第1の原料供給量が規定値より多い時、第1から第6弁を閉止して、第1弁、第2弁を開放して原料ガスを供給後、原料供給量検知手段による第2の原料供給量を検知し、第2の原料供給量が規定値より少ない時、第5弁から第6弁の流路が異常と判断し、
(3)第2の原料供給量が規定値より多い時、第1から第6弁を閉止して、第1弁、第4弁を開放して原料ガスを供給後、原料供給量検知手段による第3の原料供給量を検知し、第3の原料供給量が規定値より少ない時、第2弁から第4弁ならびに第5弁の流路が異常と判断し、
(4)第3の原料供給量が規定値より多い時、第1弁から第2弁までの流路が異常と判断することで、
圧力検知器ではなく、原料供給量検知手段で漏れを検知できる。
In particular, the fourth invention is the fuel cell system of the first or second invention,
After performing the sticking test, the controller is in a state where the hydrogen generator and the fuel cell are stopped, and as a leak test of the flow path from the first valve to the fourth valve and the sixth valve,
(1) The first to sixth valves are closed, the first valve, the second valve, and the fifth valve are opened to supply the raw material gas, and then the first raw material supply amount by the raw material supply amount detection means is set. And when the first raw material supply amount is less than the specified value, the flow paths of the first valve to the fourth valve and the fifth valve are determined to be normal,
(2) When the first raw material supply amount is larger than the specified value, the first to sixth valves are closed, the first valve and the second valve are opened, and the raw material gas is supplied. When the second raw material supply amount is detected and the second raw material supply amount is less than the specified value, it is determined that the flow path from the fifth valve to the sixth valve is abnormal,
(3) When the second raw material supply amount is larger than the specified value, the first to sixth valves are closed, the first valve and the fourth valve are opened to supply the raw material gas, and then the raw material supply amount detection means When the third raw material supply amount is detected and the third raw material supply amount is less than the specified value, it is determined that the flow paths from the second valve to the fourth valve and the fifth valve are abnormal,
(4) By determining that the flow path from the first valve to the second valve is abnormal when the third raw material supply amount is greater than the specified value,
Leakage can be detected not by the pressure detector but by the raw material supply amount detection means.
第5の発明は、特に、第1または第2の発明の燃料電池システムにおいて、
少なくとも水素生成器と燃料電池と制御器とを収納する筐体と、
筐体内の可燃性ガスを検知する可燃性ガス検知手段を備え、
制御器は、固着検査実行後に、水素生成器と燃料電池が運転を停止している状態で、第1弁から第4弁ならびに第6弁までの流路の漏れ検査として、
(1)第1から第6弁を閉止して、第1弁、第2弁および第5弁を開放して、原料ガスを供給した後、可燃性ガス検知手段による第1の可燃性ガス濃度を検知し、第1の可燃性ガス濃度が規定値より低い時、第1弁から第4弁ならびに第5弁の流路は正常と判断し、
(2)第1の可燃性ガス濃度が規定値より高い時、第1から第6弁を閉止して、第1弁、第2弁を開放して原料ガスを供給後、可燃性ガス検知手段による第2の可燃性ガス濃度を検知し、第2の可燃性ガス濃度が規定値より低い時、第5弁から第6弁の流路が異常と判断し、
(3)第2の可燃性ガス濃度が規定値より高い時、第1から第6弁を閉止して、第1弁、第4弁を開放して原料ガスを供給後、可燃性ガス検知手段による第3の可燃性ガス濃度を検知し、第3の可燃性ガス濃度が規定値より低い時、第2弁から第4弁ならびに第5弁の流路が異常と判断し、
(4)第3の可燃性ガス濃度が規定値より高い時、第1弁から第2弁までの流路が異常と判断することで、
筐体内に備えた可燃性ガス検知手段で漏れを検知する事ができる。
The fifth aspect of the invention is particularly the fuel cell system of the first or second aspect of the invention,
A housing that houses at least a hydrogen generator, a fuel cell, and a controller;
Provided with flammable gas detection means for detecting flammable gas in the housing,
After performing the sticking test, the controller is in a state where the hydrogen generator and the fuel cell are stopped, and as a leak test of the flow path from the first valve to the fourth valve and the sixth valve,
(1) After the first to sixth valves are closed, the first valve, the second valve, and the fifth valve are opened and the raw material gas is supplied, the first combustible gas concentration by the combustible gas detection means When the first combustible gas concentration is lower than the specified value, it is determined that the flow paths from the first valve to the fourth valve and the fifth valve are normal,
(2) When the first combustible gas concentration is higher than the specified value, the first to sixth valves are closed, the first valve and the second valve are opened, and the raw material gas is supplied, and then the combustible gas detection means When the second combustible gas concentration is detected and when the second combustible gas concentration is lower than the specified value, it is determined that the flow path from the fifth valve to the sixth valve is abnormal,
(3) When the second combustible gas concentration is higher than the specified value, the first to sixth valves are closed, the first valve and the fourth valve are opened, and the raw material gas is supplied, and then the combustible gas detection means When the third combustible gas concentration is detected by, and when the third combustible gas concentration is lower than the specified value, it is determined that the flow paths from the second valve to the fourth valve and the fifth valve are abnormal,
(4) By determining that the flow path from the first valve to the second valve is abnormal when the third combustible gas concentration is higher than the specified value,
Leakage can be detected by the combustible gas detection means provided in the housing.
第6の発明は、特に、第3〜5のいずれか1つの発明の燃料電池システムにおいて、
制御器は、漏れ検査実行後に、水素生成器と燃料電池が運転を停止している状態で、第2弁と第5弁が閉止指令に対して閉止されるか否かを検出する開故障検査として、
(1)第1から第6弁を閉止して、第1弁と第4弁を開放して原料ガスを供給した後、第1弁を閉止し、第1弁閉止直後の圧力検知器による第1の圧力を検知し、
(2)第1弁を閉止してから所定時間経過後の圧力検知器による第2の圧力を検知し、第1の圧力と第2の圧力とが同等でない時、第2弁は異常と判断し、
(3)第1の圧力と第2の圧力とが同等である時、第4弁を閉止し、第1弁、第2弁および第6弁を開放して原料ガスを供給した後、第1弁を閉止し、第1弁閉止直後の圧力検知器による第3の圧力を検知し、
(4)第1弁を閉止してから所定時間経過後の圧力検知器による第4の圧力を検知し、第3の圧力と第4の圧力とが同等でない時、第4弁は異常と判断し、
(5)第3の圧力と第4の圧力とが同等でない時、第4弁が正常と判断することで、
弁の開故障検査に必要な漏れ検査を実施したうえで、弁の開故障検査が実行されるので、開故障検査の検知ミスが低減できる。
The sixth aspect of the invention is particularly the fuel cell system according to any one of the third to fifth aspects of the invention.
The controller detects whether or not the second valve and the fifth valve are closed in response to the closing command in a state where the hydrogen generator and the fuel cell are stopped after the leakage inspection is performed. As
(1) After the first to sixth valves are closed, the first valve and the fourth valve are opened and the raw material gas is supplied, the first valve is closed, and the pressure detector immediately after the first valve is closed 1 pressure is detected,
(2) The second pressure is detected by the pressure detector after a predetermined time has elapsed since the first valve was closed, and the second valve is judged to be abnormal when the first pressure and the second pressure are not equal. And
(3) When the first pressure and the second pressure are equal, the fourth valve is closed, the first valve, the second valve, and the sixth valve are opened and the raw material gas is supplied. Close the valve, detect the third pressure by the pressure detector immediately after the first valve closes,
(4) When the fourth pressure is detected by the pressure detector after a lapse of a predetermined time since the first valve is closed, and the third pressure and the fourth pressure are not equal, the fourth valve is determined to be abnormal. And
(5) When the third pressure and the fourth pressure are not equal, by determining that the fourth valve is normal,
Since the valve open failure inspection is executed after performing the leak inspection necessary for the valve open failure inspection, detection errors in the open failure inspection can be reduced.
第7の発明は、特に、第1〜5のいずれか1つの発明の燃料電池システムにおいて、
制御器は、漏れ検査実行後に、水素生成器と燃料電池が運転を停止している状態で、第2弁と第5弁が閉止指令に対して閉止されるか否かを検出する開故障検査として、
(1)第1から第6弁を閉止して、第1弁と第4弁を開放して原料ガスを供給した後、原料供給量検知手段による第1の原料供給量を検知し、第1の原料供給量が規定値より多い時、第2弁は異常と判断し、
(2)第1の原料供給量が規定値より低い時、第4弁を閉止し、第1弁、第2弁および第6弁を開放して原料ガスを供給した後、原料供給量検知手段による第2の原料供給量を検知し、第2の原料供給量が規定値より多い時、第4弁は異常と判断し、
(3)第2の原料供給量が規定値より少ない時、第4弁が正常と判断することで、
弁の開故障検査に必要な漏れ検査を実施したうえで、弁の開故障検査が実行されるので、開故障検査の検知ミスが低減できる。また、圧力検知手段ではなく原料供給量検知手段で
弁の開故障検査を実施できる。
The seventh invention is particularly the fuel cell system of any one of the first to fifth inventions,
The controller detects whether or not the second valve and the fifth valve are closed in response to the closing command in a state where the hydrogen generator and the fuel cell are stopped after the leakage inspection is performed. As
(1) After the first to sixth valves are closed, the first valve and the fourth valve are opened and the raw material gas is supplied, the first raw material supply amount is detected by the raw material supply amount detection means, and the first When the raw material supply amount is larger than the specified value, the second valve is judged to be abnormal,
(2) When the first raw material supply amount is lower than the specified value, the fourth valve is closed, the first valve, the second valve and the sixth valve are opened to supply the raw material gas, and then the raw material supply amount detection means When the second raw material supply amount is detected and the second raw material supply amount is larger than the specified value, the fourth valve is determined to be abnormal,
(3) By determining that the fourth valve is normal when the second raw material supply amount is less than the specified value,
Since the valve open failure inspection is executed after performing the leak inspection necessary for the valve open failure inspection, detection errors in the open failure inspection can be reduced. In addition, the valve open failure inspection can be performed not by the pressure detection means but by the raw material supply amount detection means.
第8の発明は、特に、第1または第2の発明の燃料電池システムにおいて、
少なくとも水素生成器と燃料電池と制御器を収納する筐体と、
筐体内の雰囲気ガスを換気する換気手段を備え、
制御器は、固着検査と漏れ検査及び開故障検査のうち少なくとも1つの検査を実行時に、換気手段を動作させ、
筐体内から漏れる可燃性ガス濃度を可燃範囲以下に抑えることで、検査時にガスが漏れていても、換気手段による換気動作により筐体外部に可燃範囲以下に希釈排出できるので、安全性上好ましい。
The eighth invention is particularly the fuel cell system of the first or second invention,
A housing that houses at least a hydrogen generator, a fuel cell, and a controller;
Provide ventilation means to vent the atmosphere gas in the housing,
The controller operates the ventilation means when performing at least one of a sticking test, a leak test, and an open fault test,
By suppressing the flammable gas concentration leaking from the inside of the casing to below the flammable range, even if gas leaks at the time of inspection, it can be diluted and discharged to the outside of the flammable range by the ventilation operation by the ventilation means, which is preferable in terms of safety.
第9の発明は、特に、第1〜7のいずれか1つの発明の燃料電池システムにおいて、
水素生成器を加熱する燃焼器と、
燃焼器に燃焼用空気を供給する空気供給手段を備え、
排出ガス流路は燃焼器に導かれ、
制御器は、固着検査と漏れ検査及び開故障検査のうち少なくとも1つの検査を実行時に、空気供給手段を動作させることで、
燃焼器から排出される原料ガス濃度を可燃範囲以下に抑えることで、検査時に排出ガス流路の下流にガスが漏れていても、空気供給手段で可燃範囲以下に希釈排出できるので、安全上好ましい。
The ninth aspect of the invention is particularly the fuel cell system according to any one of the first to seventh aspects of the invention,
A combustor for heating the hydrogen generator;
Air supply means for supplying combustion air to the combustor;
The exhaust gas flow path is led to the combustor,
The controller operates the air supply means at the time of performing at least one of a sticking test, a leak test, and an open fault test,
By controlling the concentration of the raw material gas discharged from the combustor below the flammable range, even if gas leaks downstream of the exhaust gas flow path at the time of inspection, it can be diluted and discharged below the flammable range by the air supply means. .
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the present embodiment.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における燃料電池システムの構成を示す概略を示すブロック図である。本実施の形態における燃料電池システム1は、水素を含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとを用いて発電を行う燃料電池2と、原料ガスと水蒸気から改質反応により水素を含む燃料ガスを生成する水素生成器3と、水素生成器3の燃焼器3aと、水素生成器3に供給され原料ガスインフラ4と接続される原料ガス流路5と、原料ガス流路5内の圧力を検知する圧力検知器6と、原料ガス流路5で圧力検知器6より上流側に配され原料ガスの供給を遮断/開放するための第1弁として原料ガス元弁7a、7bと、原料ガス流路5上に配され水素生成器3に原料ガスを供給する原料供給手段として原料ガスブロワ8と、原料ガス流路5で水素生成器3の上流で圧力検知器6の下流に配され原料ガスの供給を遮断/開放するための第2弁として原料ガス供給弁9と、原料ガス流路5で原料ガス供給弁9と水素生成器3との間から分岐する分岐流路10と、分岐流路上に配された水素生成器内部の第3弁として原料ガス分岐弁11を有している。また、水素生成器3で生成された燃料ガスを燃料電池2に導入する燃料ガス流路12と、燃料電池2から燃料ガスを燃焼器3aを介して大気に開放して排出する排出ガス流路13と、燃料電池2をバイパスして燃料ガス流路12と排出ガス流路13とを接続するバイパス流路14と、バイパス流路14上に配されたバイパス流路14を連通/遮断するための第4弁としてバイパス弁15と、燃料ガス流路12上のバイパス流路14との分岐点から燃料電池2の間に配された第5弁としてアノード入口弁16と、排出ガス流路13上の燃料電池2からバイパス流路14との合流点の間に配された第6弁としてアノード出口弁17と、燃焼器3aに燃焼用空気を供給する空気供給手段として空気ブロワ18を有している。さらに、燃料電池システム1を構成する各機器の動作を制御する制御器19と、燃料電池2、水素生成器3、燃焼器3a、原料ガス流路5、分岐流路10、燃料ガス流路12、排出ガス流路13、バイパス流路14、空気ブロワ18および制御器19を収納する筐体20と、筐体内の雰囲気ガスを換気する換気手段として換気ファン21とが設けられている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of the fuel cell system according to
ここで、制御器19は、少なくとも、原料ガス元弁7a、7b、原料ガス供給弁9、原料ガス分岐弁11、バイパス弁15、アノード入口弁16、アノード出口弁17、空気ブロワ18および換気ファン21を制御する。
Here, the
本実施の形態における燃料電池システム1の漏れ検査および弁の故障診断に関する一連の具体的動作を説明する。図2は、本発明の実施の形態1における燃料電池システムの弁の固着検査の一連の動作フロー図、図3は、本発明の実施の形態1における燃料電池システムの漏れ検査の一連の動作フロー図、図4は、本発明の実施の形態1における燃料電池システムの弁の開故障検査の一連の動作フロー図である。
A series of specific operations relating to leakage inspection and valve failure diagnosis of the
まず、燃料電池2および水素生成器3が運転を停止している状態で、制御器19より漏れ検査および弁の故障診断の指令が出力されると、図2に示すように、まず、全ての弁を閉止後(ステップS101)、原料ガス元弁7a、7bおよび原料ガス供給弁9を開放(ステップS102)して、原料ガス流路5および水素生成器3にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P1が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS103でYes)、原料ガス元弁7a、7bを閉止する(ステップS104)とともに圧力検知器6で検知される圧力値P1を制御器19に内蔵される記憶部(図示せず)に記憶させる(ステップS105)。そして、バイパス弁15を開放(ステップS106)して、原料ガス流路5および水素生成器3を大気開放し、ステップS102で原料ガス流路5および水素生成器3に供給されたガスが十分に抜ける第1の所定時間(例えば、30秒)経過後に、圧力検知器6で検知された圧力値P2を検知し(ステップS107)、圧力値P1とP2の差分が第2の閾値B以上であるか否かが判定する(ステップS108)。
First, when a command for leakage inspection and valve failure diagnosis is output from the
圧力値P1と圧力値P2との差分が第2の閾値B以上でなく、圧力値P1と圧力値P2が同等であると判断した場合、原料ガス供給弁9もしくはバイパス弁15が固着異常であるとして、次のステップS109に移行する。これは、原料ガス供給弁9もしくはバイパス弁15が固着していなければ、ステップS106で大気開放された際に、圧力検知器が検知する圧力値が大気状態の圧力まで低下するはずであるが、低下しないのは原料ガス供給弁9もしくはバイパス弁15のいずれかが固着していると推定されるからである。
When it is determined that the difference between the pressure value P1 and the pressure value P2 is not equal to or greater than the second threshold value B and the pressure value P1 is equal to the pressure value P2, the material
次に、固着している弁が原料ガス供給弁9であるかバイパス弁15であるかを診断するために、一旦すべての弁を閉止後(ステップS109)、原料ガス元弁7a、7bおよび原料ガス供給弁9を開放(ステップS110)して、原料ガス流路5および水素生成器3にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P3が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS111でYes)、原料ガス元弁7a、7bを閉止する(ステップS112)とともに圧力検知器6で検知される圧力値P3を制御器19に内蔵される記憶部(図示せず)に記憶させる(ステップS113)。そして、原料ガス分岐弁11を開放(ステップS114)して、原料ガス流路5および水素生成器3を大気開放し、ステップS110で原料ガス流路5および水素生成器3に供給されたガスが十分に抜ける第2の所定時間(例えば、30秒)経過後に、圧力検知器6で検知された圧力値P4を検知し(ステップS115)、圧力値P3とP4の差分が第2の閾値B以上であるか否かが判定される(ステップS116)。
Next, in order to diagnose whether the fixed valve is the source
圧力値P3と圧力値P4との差分が第2の閾値B以上であり、圧力値P1と圧力値P2とが同等でないと判断した場合、圧力検知器が検知する圧力値が大気状態の圧力まで低下していることから、原料ガス供給弁9および原料ガス分岐弁11が正常に動作していると判断でき、固着している弁はバイパス弁15であるとして異常停止する(ステップ117)。
If the difference between the pressure value P3 and the pressure value P4 is equal to or greater than the second threshold value B and the pressure value P1 and the pressure value P2 are not equal, the pressure value detected by the pressure detector reaches the atmospheric pressure. Since it has decreased, it can be determined that the source
また、圧力値P3と圧力値P4との差分が第2の閾値B以上でなく、圧力値P1と圧力値P2とが同等であると判断した場合、圧力検知器が検知する圧力値が大気状態の圧力まで低下していないことから、原料ガス供給弁9および原料ガス分岐弁11が固着していると推定され、ステップS108で固着している弁は原料ガス供給弁9もしくはバイパス弁15のいずれかと推定されていることから、固着している弁は原料ガス供給弁9であると想定できる。制御器19は原料ガス供給弁9の固着異常として異常停止する(ステップ118)。
In addition, when it is determined that the difference between the pressure value P3 and the pressure value P4 is not equal to or greater than the second threshold value B and the pressure value P1 and the pressure value P2 are equal, the pressure value detected by the pressure detector is the atmospheric state. Therefore, it is presumed that the source
次に、ステップS108で圧力値P1と圧力値P2との差分が閾値B以上であり、圧力値P1と圧力値P2が同等でなく、原料ガス供給弁9もしくはバイパス弁15の固着異常がないものとして、アノード入口弁16ならびにアノード出口弁17の固着検査を実施する。全ての弁を閉止後(ステップS119)、原料ガス元弁7a、7bおよび原料ガス供給弁9を開放(ステップS120)して、原料ガス流路5および水素生成器3にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P5が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS121でYes)、原料ガス元弁7a、7bを閉止する(ステップS122)とともに圧力検知器6で検知される圧力値P5を制御器19に内蔵される記憶部(図示せず)に記憶させる(ステップS123)。そして、アノード入口弁16およびアノード出口弁17を開放(ステップS124)して、原料ガス流路5、水素生成器3、燃料ガス流路12および燃料電池2を大気開放し、ステップS121で原料ガス流路5、水素生成器3、燃料ガス流路12および燃料電池2に供給されたガスが十分に抜ける所定時間(例えば、40秒)経過後に、圧力検知器6で検知された圧力値P6を検知し(ステップS125)、第2の閾値B以上であるか否かが判定される(ステップS126)。
Next, in step S108, the difference between the pressure value P1 and the pressure value P2 is equal to or greater than the threshold value B, the pressure value P1 and the pressure value P2 are not equal, and there is no abnormality in fixing the raw material
圧力値P5と圧力値P6との差分が閾値B以上であり、圧力値P1と圧力値P2が同等である場合、アノード入口弁16もしくはアノード出口弁17が固着異常であるとして、異常停止する(ステップ127)。これは、ステップS108で原料ガス供給弁9は固着していないことから、固着している弁はアノード入口弁16もしくはアノード出口弁17であると想定できる。
If the difference between the pressure value P5 and the pressure value P6 is equal to or greater than the threshold value B and the pressure value P1 and the pressure value P2 are equal, the
次に、ステップS126で、圧力値P5と圧力値P6との差分が閾値B以上でなく、圧力値P5と圧力値P6と同等でない場合、アノード入口弁16もしくはアノード出口弁17が固着異常していないものとして、漏れ検査に移行される。
Next, in step S126, when the difference between the pressure value P5 and the pressure value P6 is not equal to or greater than the threshold value B and is not equal to the pressure value P5 and the pressure value P6, the
このように、漏れ検査前に弁の固着異常が実行されるので、漏れ検査時には確実に、水素生成器3および燃料電池2にガスを供給できることから、漏れ異常の検知ミスが低減できる。ここで、原料ガス流路5、水素生成器3、燃料ガス流路12および燃料電池2の漏れ検査に関する一連の動作フローについて図3を参照しながら説明する。
As described above, since the valve sticking abnormality is performed before the leak inspection, the gas can be reliably supplied to the
制御器19は、弁の固着検査から漏れ検査に移行すると、まず、全ての弁を閉止後(ステップS201)、原料ガス元弁7a、7b、原料ガス供給弁9およびアノード入口弁16を開放(ステップS202)して、原料ガス流路5、水素生成器3、燃料ガス流路12および燃料電池2にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P1が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS203でYes)、原料ガス元弁7a、7bを閉止する(ステップS204)とともに圧力検知器6で検知される圧力値P1を制御器19に内蔵される記憶部(図示せず)に記憶させる(ステップS205)。その後、所定時間後(例えば15秒後)に圧力検知器6で検知された圧力値P2(ステップS206)を検知し、圧力値P1と圧力値P2との差分が第2の閾値B未満であるか否かが判定される(ステップS207)。
When the
圧力値P1と圧力値P2との差分が第2の閾値B未満でなく、圧力値P1と圧力値P2が同等でない場合(ステップS207でNo)、原料ガス元弁7a、7bからバイパス弁15ならびにアノード出口弁17までの流路が漏れているものとして、次のステップS208に移行する。これは、原料ガス元弁7a、7bからバイパス弁15ならびにアノード出口弁17までの流路が漏れていなければ、ステップS204で原料ガス元弁7a、7bを閉止しても、原料ガス元弁7a、7bを閉止直後の圧力検知器6で検知された圧力値P1と所定時間後の圧力検知器が検知する圧力値P2は同等であるはずであるが、圧力値P1と圧力値P2が同等でないのは、原料ガス流路5、水素生成器3、燃料ガス流路12、燃料電池2、バイパス弁15およびアノード出口弁17のいずれかが漏れていると推定されるからである。
When the difference between the pressure value P1 and the pressure value P2 is not less than the second threshold B and the pressure value P1 and the pressure value P2 are not equal (No in step S207), the source
次に、漏れ箇所を特定するために、全ての弁を閉止後(ステップS208)、原料ガス元弁7a、7b、および原料ガス供給弁9を開放(ステップS209)して、原料ガス流路5、水素生成器3および燃料ガス流路12にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P3が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS210でYes)、原料ガス元弁7a、7bを閉止する(ステップS211)とともに圧力検知器6で検知される圧力値P3を制御器19に内蔵される記憶部(図示せず)に記憶させる(ステップS212)。その後、所定時間後(例えば9秒後)に圧力検知器6で検知された圧力値P4(ステップS213)を検知し、圧力値P3と圧力値P4との差分が第2の閾値B未満であるか否かが判定される(ステップS214)。
Next, in order to identify the leak location, after closing all the valves (step S208), the source
圧力値P3と圧力値P4との差分が第2の閾値B未満でなく、圧力値P3と圧力値P4が同等である場合(ステップS214でYes)、原料ガス元弁7a、7bからアノード入口弁16までの分岐流路10である原料ガス流路5、水素生成器3および燃料ガス流路12は漏れておらず、アノード入口弁16からアノード出口弁17までの流路である燃料ガス流路12、燃料電池2および排出ガス流路ならびにアノード出口弁17が漏れていると判断し、アノード入口弁16からアノード出口弁17までの流路の漏れ異常として異常停止する(ステップS215)。
When the difference between the pressure value P3 and the pressure value P4 is not less than the second threshold B and the pressure value P3 and the pressure value P4 are equal (Yes in step S214), the source
圧力値P3と圧力値P4との差分が第2の閾値B未満でなく、圧力値P3と圧力値P4とが同等でない場合(ステップS214でNo)、原料ガス元弁7a、7bからバイパス弁15ならびにアノード出口弁17までの流路が漏れているものとして、次のステップ216に移行する。全ての弁を閉止後(ステップS216)、原料ガス元弁7a、7bを開放(ステップS217)して、原料ガス流路5にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P5が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS218でYes)、原料ガス元弁7a、7bを閉止する(ステップS219)とともに圧力検知器6で検知される圧力値P5を制御器19に内蔵される記憶部(図示せず)に記憶させる(ステップS220)。その後、所定時間後(例えば3秒後)に圧力検知器6で検知された圧力値P6(ステップS221)を検知し、圧力値P5と圧力値P6との差分が第2の閾値B未満であるか否かが判定される(ステップS222)。
When the difference between the pressure value P3 and the pressure value P4 is not less than the second threshold B and the pressure value P3 and the pressure value P4 are not equal (No in step S214), the source
圧力値P5と圧力値P6との差分が第2の閾値B未満であり、圧力値P5と圧力値P6とが同等である場合(ステップS222でYes)、原料ガス元弁7a、7bから原料ガス供給弁9までの流路である原料ガス流路5は漏れておらず、原料ガス供給弁9からバイパス弁15ならびにアノード入口弁16までの流路である原料ガス流路5、水素生成器3、燃料ガス流路12もしくはバイパス流路14が漏れていると判断し、原料ガス供給弁9からバイパス弁15ならびにアノード入口弁16までの流路の漏れ異常として異常停止する(ステップS223)。
When the difference between the pressure value P5 and the pressure value P6 is less than the second threshold value B and the pressure value P5 and the pressure value P6 are equal (Yes in step S222), the source
圧力値P5と圧力値P6との差分が第2の閾値B未満でなく、圧力値P5と圧力値P6
とが同等でない場合(ステップS223でNo)、原料ガス元弁7a、7bから原料ガス供給弁9までの流路である原料ガス流路5は漏れていると判断し、原料ガス元弁7a、7bから原料ガス供給弁9までの流路の漏れ異常として異常停止する(ステップS224)。
The difference between the pressure value P5 and the pressure value P6 is not less than the second threshold B, and the pressure value P5 and the pressure value P6
Are not equivalent (No in step S223), it is determined that the raw
次に、ステップS207で圧力値P1と圧力値P2とが同等である場合(ステップS207でYes)、原料ガス元弁7a、7bからバイパス弁15ならびにアノード出口弁17までの流路が漏れていないものとして、弁の開故障検査に移行する。
Next, when the pressure value P1 and the pressure value P2 are equal in step S207 (Yes in step S207), the flow path from the source
弁の開故障検査前に弁の漏れ異常が実行されるので、弁の開故障検査時では、原料ガス元弁7a、7bからバイパス弁15ならびにアノード出口弁17までの流路が漏れていないことから、弁の開故障検査での検知ミスが低減できる。ここで、原料ガス供給弁9およびアノード入口弁16が閉止指令に対して閉止されるか否かを検出する開故障検査に関する一連の動作フローについて図4を参照しながら説明する。
Since the valve leakage abnormality is executed before the valve open failure inspection, the flow path from the source
制御器19は、漏れ検査から弁の開故障検査に移行すると、まず、全ての弁を閉止後(ステップS301)、原料ガス元弁7a、7bおよびバイパス弁15を開放(ステップS302)して、原料ガス元弁7a、7bから原料ガス供給弁9の原料ガス流路5にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P1が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS303でYes)、原料ガス元弁7a、7bを閉止する(ステップS304)とともに圧力検知器6で検知される圧力値P1を制御器19に内蔵される記憶部(図示せず)に記憶させる(ステップS305)。その後、所定時間後(例えば6秒後)に圧力検知器6で検知された圧力値P2(ステップS306)を検知し、圧力値P1と圧力値P2との差分が第2の閾値B未満であるか否かが判定される(ステップS307)。
When the
圧力値P1と圧力値P2との差分が第2の閾値B未満でない場合(ステップS307でNo)、原料ガスが原料ガス供給弁9を通過しており、原料ガス供給弁9が開故障しているものとして異常停止する(ステップS308)。
If the difference between the pressure value P1 and the pressure value P2 is not less than the second threshold B (No in step S307), the source gas has passed through the source
圧力値P1と圧力値P2との差分が第2の閾値B未満である場合(ステップS307でYes)、原料ガスが原料ガス供給弁9を通過していないことから、原料ガス供給弁9が開故障しておらず、次のステップS309に移行する。バイパス弁15を閉止後(ステップS309)、原料ガス元弁7a、7b、原料ガス供給弁9およびアノード出口弁17を開放(ステップS310)して、原料ガス元弁7a、7bからバイパス弁15ならびにアノード入口弁16までの原料ガス流路5、水素生成器3、燃料ガス流路12およびバイパス流路14にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P3が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS311でYes)、原料ガス元弁7a、7bを閉止する(ステップS312)とともに圧力検知器6で検知される圧力値P3を制御器19に内蔵される記憶部(図示せず)に記憶させる(ステップS313)。その後、所定時間後(例えば9秒後)に圧力検知器6で検知された圧力値P4(ステップS314)を検知し、圧力値P3と圧力値P4との差分が第2の閾値B未満であるか否かが判定される(ステップS315)。
When the difference between the pressure value P1 and the pressure value P2 is less than the second threshold B (Yes in step S307), the source
圧力値P1と圧力値P2との差分が第2の閾値B未満でない場合(ステップS315でNo)、原料ガスがアノード入口弁16を通過しており、アノード入口弁16が開故障しているものとして異常停止する(ステップS316)。
When the difference between the pressure value P1 and the pressure value P2 is not less than the second threshold value B (No in step S315), the source gas has passed through the
圧力値P3と圧力値P4との差分が第2の閾値B未満でない場合(ステップS314でYes)、原料ガスがアノード入口弁16を通過していないことから、アノード入口弁1
6が開故障しておらず、弁の開固着検査を終了する。
When the difference between the pressure value P3 and the pressure value P4 is not less than the second threshold value B (Yes in step S314), since the source gas has not passed through the
6 does not have an open failure, and the valve open adhesion test is terminated.
なお、図2、図3、図4に基づき説明した漏れ検査、弁の固着検査ならびに弁の開故障検査の少なくともいずれか一つの検査工程において、換気ファン21を動作させることが好ましい。これは、この検査工程において、燃焼器3aもしくはガス流路外部に可燃ガスが排出される可能性があり、その場合に、換気ファン21の換気動作を実行していれば、希釈排出されるからである。また、漏れ検査および弁の異常検査(固着検査および開故障検査)での筐体内から漏れる最高可燃性ガス濃度が可燃範囲未満になるように、換気ファン21の換気量を設定するほうが望ましい。たとえば、漏れ検査および弁の異常検査(固着検査および開故障検査)での原料ガスが13Aとして、配管などから漏れ異常があった場合の、筐体内から漏れる最高可燃性ガス濃度がAl/minであるとすると、換気ファン21の換気量は、筐体内から漏れる可燃ガス濃度が13Aの爆発下限界未満になるように、20Al/min以上に設定する。
In addition, it is preferable to operate the
なお、図2、図3、図4に基づき説明した漏れ検査、弁の固着検査ならびに弁の開故障検査の少なくともいずれか一つの検査工程において、空気ブロワ18を動作させることが好ましい。これは、この検査工程において、燃焼器3aもしくはガス流路外部に可燃ガスが排出される可能性があり、その場合に、空気ブロワ18もしくは換気ファン21の換気動作を実行していれば、希釈排出されるからである。また、漏れ検査および弁の異常検査(固着検査および開故障検査)での燃焼器3aから排出される最高可燃性ガス濃度が可燃範囲未満になるように、空気ブロワ18の供給量を設定するほうが望ましい。たとえば、漏れ検査および弁の異常検査(固着検査および開故障検査)での原料ガスが13Aであり、燃焼器3aから排出される最高可燃性ガス濃度がBl/minであるとすると、空気ブロワ18の供給量は、筐体内から漏れる可燃ガス濃度が13Aの爆発下限界未満になるように、20Bl/min以上に設定する。
In addition, it is preferable to operate the
なお、図2、図3、図4に基づき説明した漏れ検査および弁の固着検査および弁の開故障検査のうち、異常が検知された場合、複数回異常検知を実行することがより好ましい。これは、異常検知ミスが生じる可能性があるため、複数回異常が検知されて初めて異常を確定し、異常停止するように構成するほうがより好ましい。 In addition, when abnormality is detected among the leak inspection, the valve sticking inspection, and the valve open failure inspection described with reference to FIGS. 2, 3, and 4, it is more preferable to perform abnormality detection a plurality of times. Since an abnormality detection error may occur, it is more preferable that the abnormality is determined and stopped abnormally only after an abnormality is detected a plurality of times.
(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2における燃料電池システムの概略を示すブロック図である。本実施の形態における燃料電池システム101は、水素を含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとを用いて発電を行う燃料電池2と、原料ガスと水蒸気から改質反応により水素を含む燃料ガスを生成する水素生成器3と、水素生成器3の燃焼器3aと、水素生成器3に供給され原料ガスインフラ4と接続される原料ガス流路5と、原料ガス流路5内の圧力を検知する圧力検知器6と、原料ガス流路5で原料ガス供給量を計測する原料ガス供給手段として原料ガス流量計22と、原料ガス流路5で圧力検知器6より上流側に配され原料ガスの供給を遮断/開放するための第1弁として原料ガス元弁7a、7bと、原料ガス流路5上に配され水素生成器3に原料ガスを供給する原料供給手段として原料ガスブロワ8と、原料ガス流路5で水素生成器3の上流で圧力検知器6の下流に配され原料ガスの供給を遮断/開放するための第2弁として原料ガス供給弁9と、原料ガス流路5で原料ガス供給弁9と水素生成器3との間から分岐する分岐流路10と、分岐流路上に配された水素生成器内部の第3弁として原料ガス分岐弁11を有している。また、水素生成器3で生成された燃料ガスを燃料電池2に導入する燃料ガス流路12と、燃料電池2から燃料ガスを燃焼器3aに導く排出ガス流路13と、燃料電池2をバイパスして燃料ガス流路12と排出ガス流路13とを接続するバイパス流路14と、バイパス流路14上に配されたバイパス流路14を連通/遮断するための第4弁としてバイパス弁15と、燃料ガス流路12上のバイパス流路14との分岐点から燃料電池2の間に配された第5弁としてアノード入口
弁16と、排出ガス流路13上の燃料電池2からバイパス流路14との合流点の間に配された第6弁としてアノード出口弁17と、燃焼器3aに燃焼用空気を供給する空気供給手段として空気ブロワ18を有している。さらに、燃料電池システム1を構成する各機器の動作を制御する制御器19と、燃料電池2、水素生成器3、燃焼器3a、原料ガス流路5、分岐流路10、燃料ガス流路12、排出ガス流路13、バイパス流路14、空気ブロワ18および制御器19を収納する筐体20と、筐体内の雰囲気ガスを換気する換気手段として換気ファン21と、筐体内の可燃ガス濃度を検知する可燃性ガス検知手段として可燃性ガスセンサ23とが設けられている。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a block diagram showing an outline of the fuel cell system according to
ここで、制御器19は、少なくとも、原料ガス元弁7a、7b、原料ガス供給弁9、原料ガス分岐弁11、バイパス弁15、アノード入口弁16、アノード出口弁17、空気ブロワ18および換気ファン21を制御する。
Here, the
本実施の形態における燃料電池システム101の漏れ検査および弁の故障診断に関する一連の具体的動作を説明する。図6は、本発明の実施の形態2における燃料電池システムの弁の固着検査の一連の動作を示すフロー図、図7は、本発明の実施の形態2における燃料電池システムの漏れ検査の一連の動作を示すフロー図、図8は、本発明の実施の形態2における燃料電池システムの弁の開故障検査の一連の動作を示すフロー図、図9は、本発明の実施の形態2における燃料電池システムの漏れ検査の一連の動作を示すフロー図である。
A series of specific operations related to leakage inspection and valve failure diagnosis of the
まず、燃料電池2および水素生成器3が運転を停止している状態で、制御器19より漏れ検査および弁の故障診断の指令が出力されると、図6に示すように、まず、全ての弁を閉止後(ステップS401)、原料ガス元弁7a、7bおよび原料ガス供給弁9を開放(ステップS402)して、原料ガス流路5および水素生成器3にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P1が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS403でYes)、原料ガス元弁7a、7bを閉止する(ステップS404)。そして、バイパス弁15を開放(ステップS405)して、原料ガス流路5および水素生成器3を大気開放し、大気開放した直後の原料ガス流量計22で検知された原料ガス流量F1を検知し(ステップS406)、原料ガス流量F1が第2の閾値B以上であるか否かが判定する(ステップS407)。
First, when a command for leakage inspection and valve failure diagnosis is output from the
原料ガス流量F1が第2の閾値B未満であり、原料ガス流量が認められない場合、原料ガス供給弁9もしくはバイパス弁15が固着異常であるとして、次のステップS408に移行する。これは、原料ガス供給弁9もしくはバイパス弁15が固着していなければ、ステップS405でバイパス弁15を開放することで大気開放された際に、原料ガスがバイパス流路、排出ガス流路を通じて大気開放されるため、原料ガス流量計が検知する流量値が増加するはずであるが、流量値が増加しないのは原料ガス供給弁9もしくはバイパス弁15のいずれかが固着していると推定されるからである。
When the raw material gas flow rate F1 is less than the second threshold B and the raw material gas flow rate is not recognized, it is determined that the raw material
原料ガス流量F1が第2の閾値B未満であり、原料ガス流量が認められない場合、固着している弁が原料ガス供給弁9であるかバイパス弁15であるかを診断するために、一旦すべての弁を閉止後(ステップS408)、原料ガス元弁7a、7bおよび原料ガス供給弁9を開放(ステップS409)して、原料ガス流路5および水素生成器3にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P2が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS410でYes)、原料ガス元弁7a、7bを閉止する(ステップS411)。そして、原料ガス分岐弁11を開放(ステップS412)して、原料ガス流路5および水素生成器3を大気開放し、大気開放した直後の原料ガス流量計22で検知された原料ガス流量F2を検知し(ステップS413)、原料ガス流量F2が第2の閾値B以上であるか否かが判定される(ステップS414)。
When the source gas flow rate F1 is less than the second threshold B and the source gas flow rate is not recognized, in order to diagnose whether the fixed valve is the source
原料ガス流量F2が第2の閾値B以上であり、原料ガス流量が認められる場合、原料ガスが分岐流路、排出ガス流路を通じて大気開放されることから、原料ガス供給弁9および原料ガス分岐弁11が正常に動作していると判断でき、固着している弁はバイパス弁15であるとして異常停止する(ステップS415)。
When the source gas flow rate F2 is equal to or higher than the second threshold B and the source gas flow rate is recognized, the source gas is opened to the atmosphere through the branch channel and the exhaust gas channel. It can be determined that the
また、原料ガス流量F2が第2の閾値B未満であり、原料ガス流量が認められない場合、原料ガス供給弁9および原料ガス分岐弁11が固着していると推定され、ステップS407で固着している弁は原料ガス供給弁9もしくはバイパス弁15のいずれかと推定されていることから、固着している弁は原料ガス供給弁9であると想定できる。制御器19は原料ガス供給弁9の固着異常として異常停止する(ステップS416)。
If the source gas flow rate F2 is less than the second threshold B and the source gas flow rate is not recognized, it is estimated that the source
次に、ステップS407で原料ガス流量F1が第2の閾値B以上であり、原料ガス供給弁9もしくはバイパス弁15の固着異常がないものとして、アノード入口弁16ならびにアノード出口弁17の固着検査を実施する。全ての弁を閉止後(ステップS417)、原料ガス元弁7a、7bおよび原料ガス供給弁9を開放(ステップS418)して、原料ガス流路5および水素生成器3にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P3が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS419でYes)、原料ガス元弁7a、7bを閉止する(ステップS420)。そして、アノード入口弁16およびアノード出口弁17を開放(ステップS421)して、原料ガス流路5、水素生成器3、燃料ガス流路12および燃料電池2を大気開放し、大気開放直後に、原料ガス流量計22で検知された圧力値F3を検知し(ステップS422)、第3の閾値B以上であるか否かが判定される(ステップS423)。
Next, in step S407, assuming that the raw material gas flow rate F1 is equal to or greater than the second threshold value B and there is no abnormal adhesion of the raw material
原料ガス流量F3が第2の閾値B未満であり、原料ガス流量が認められない場合、アノード入口弁16もしくはアノード出口弁17が固着異常であるとして、異常停止する(ステップS424)。これは、ステップS407で原料ガス供給弁9は固着していないことから、固着している弁はアノード入口弁16もしくはアノード出口弁17であると想定できる。
When the raw material gas flow rate F3 is less than the second threshold B and the raw material gas flow rate is not recognized, the
次に、原料ガス流量F3が第3の閾値B以上であり、原料ガス流量が認められる場合、アノード入口弁16もしくはアノード出口弁17が固着異常していないものとして、漏れ検査に移行される。
Next, when the raw material gas flow rate F3 is equal to or higher than the third threshold value B and the raw material gas flow rate is recognized, it is assumed that the
このように、漏れ検査前に弁の固着異常が実行されるので、漏れ検査時には確実に、水素生成器3および燃料電池2にガスを供給できることから、漏れ異常の検知ミスが低減できる。ここで、原料ガス流路5、水素生成器3、燃料ガス流路12および燃料電池2の漏れ検査に関する一連の動作フローについて図7を参照しながら説明する。
As described above, since the valve sticking abnormality is performed before the leak inspection, the gas can be reliably supplied to the
制御器19は、弁の固着検査から漏れ検査に移行すると、まず、全ての弁を閉止後(ステップS501)、原料ガス元弁7a、7b、原料ガス供給弁9およびアノード入口弁16を開放(ステップS502)して、原料ガス流路5、水素生成器3、燃料ガス流路12および燃料電池2にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P1が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS503でYes)、原料ガス流量計22で検知された原料ガス流量F1を検知し(ステップS504)、原料ガス流量F1が第2の閾値B未満であるか否かが判定される(ステップS505)。
When the
原料ガス流量F1が第2の閾値B以上であり、原料ガス流量が認められる場合(ステップS505でNo)、原料ガス元弁7a、7bからバイパス弁15ならびにアノード出口
弁17までの流路が漏れているものとして、次のステップS506に移行する。これは、原料ガス元弁7a、7bからバイパス弁15ならびにアノード出口弁17までの流路が漏れていなければ、ステップS504で原料ガス元弁7a、7bを閉止した際に、原料ガス元弁7a、7bを閉止直後の原料ガス流量計22で検知された原料ガス流量が認められないはずであるが、原料ガス流量が認められるのは、原料ガス流路5、水素生成器3、燃料ガス流路12、燃料電池2、バイパス弁15およびアノード出口弁17のいずれかが漏れていると推定されるからである。
If the source gas flow rate F1 is equal to or higher than the second threshold B and the source gas flow rate is recognized (No in step S505), the flow path from the source
次に、漏れ箇所を特定するために、全ての弁を閉止後(ステップS506)、原料ガス元弁7a、7b、および原料ガス供給弁9を開放(ステップS507)して、原料ガス流路5、水素生成器3および燃料ガス流路12にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P2が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS508でYes)、原料ガス流量計22で検知された原料ガス流量F2を検知し(ステップS509)、原料ガス流量F2が第2の閾値B未満であるか否かが判定される(ステップS510)。
Next, in order to specify the leak location, after closing all the valves (step S506), the source
原料ガス流量F2が第2の閾値B未満であり、原料ガス流量が認められない場合(ステップS510でYes)、原料ガス元弁7a、7bからアノード入口弁16までの分岐流路10である原料ガス流路5、水素生成器3および燃料ガス流路12は漏れておらず、アノード入口弁16からアノード出口弁17までの流路である燃料ガス流路12、燃料電池2および排出ガス流路ならびにアノード出口弁17が漏れていると判断し、アノード入口弁16からアノード出口弁17までの流路の漏れ異常として異常停止する(ステップS511)。
If the source gas flow rate F2 is less than the second threshold B and the source gas flow rate is not recognized (Yes in step S510), the source material that is the
原料ガス流量F2が第2の閾値B以上であり、原料ガス流量が認められる場合(ステップS510でNo)、原料ガス元弁7a、7bからバイパス弁15ならびにアノード出口弁17までの流路が漏れているものとして、次のステップS512に移行する。全ての弁を閉止後(ステップS512)、原料ガス元弁7a、7bを開放(ステップS513)して、原料ガス流路5にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P3が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS514でYes)、原料ガス流量計22で検知された原料ガス流量F3を検知し(ステップS515)、原料ガス流量F1が第2の閾値B未満であるか否かが判定される(ステップS516)。
If the source gas flow rate F2 is equal to or higher than the second threshold B and the source gas flow rate is recognized (No in step S510), the flow path from the source
原料ガス流量F3が第2の閾値B未満であり、原料ガス流量が認められない場合(ステップS516でYes)、原料ガス元弁7a、7bから原料ガス供給弁9までの流路である原料ガス流路5は漏れておらず、原料ガス供給弁9からバイパス弁15ならびにアノード入口弁16までの流路である原料ガス流路5、水素生成器3、燃料ガス流路12もしくはバイパス流路14が漏れていると判断し、原料ガス供給弁9からバイパス弁15ならびにアノード入口弁16までの流路の漏れ異常として異常停止する(ステップS517)。
When the source gas flow rate F3 is less than the second threshold B and the source gas flow rate is not recognized (Yes in step S516), the source gas that is the flow path from the source
原料ガス流量F3が第2の閾値B以上であり、原料ガス流量が認められる場合(ステップS516でNo)、原料ガス元弁7a、7bから原料ガス供給弁9までの流路である原料ガス流路5は漏れていると判断し、原料ガス元弁7a、7bから原料ガス供給弁9までの流路の漏れ異常として異常停止する(ステップS518)。
When the source gas flow rate F3 is equal to or higher than the second threshold B and the source gas flow rate is recognized (No in step S516), the source gas flow that is a flow path from the source
ステップS505で原料ガス流量F1が第2の閾値B未満であり、原料ガス流量が認められない場合(ステップS505でYes)、原料ガス元弁7a、7bからバイパス弁15ならびにアノード出口弁17までの流路が漏れていないものとして、弁の開故障検査に移行する。
If the source gas flow rate F1 is less than the second threshold value B in step S505 and the source gas flow rate is not recognized (Yes in step S505), the source
弁の開故障検査前に弁の漏れ異常が実行されるので、弁の開故障検査時では、原料ガス元弁7a、7bからバイパス弁15ならびにアノード出口弁17までの流路が漏れていないことから、弁の開故障検査での検知ミスが低減できる。ここで、原料ガス供給弁9およびアノード入口弁16が閉止指令に対して閉止されるか否かを検出する開故障検査に関する一連の動作フローについて図8を参照しながら説明する。
Since the valve leakage abnormality is executed before the valve open failure inspection, the flow path from the source
制御器19は、漏れ検査から弁の開故障検査に移行すると、まず、全ての弁を閉止後(ステップS601)、原料ガス元弁7a、7bおよびバイパス弁15を開放(ステップS602)して、原料ガス元弁7a、7bから原料ガス供給弁9の原料ガス流路5にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P1が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS603でYes)、原料ガス流量計22で検知された原料ガス流量F1を検知し(ステップS604)、原料ガス流量F1が第2の閾値B未満であるか否かが判定される(ステップS605)。
When the
原料ガス流量F1が第2の閾値B以上であり、原料ガス流量が認められる場合(ステップS605でNo)、原料ガスが原料ガス供給弁9を通過しており、原料ガス供給弁9が開故障しているものとして異常停止する(ステップS606)。
When the source gas flow rate F1 is equal to or higher than the second threshold B and the source gas flow rate is recognized (No in step S605), the source gas has passed through the source
原料ガス流量F1が第2の閾値B未満であり、原料ガス流量が認められない場合(ステップS605でYes)、原料ガスが原料ガス供給弁9を通過していないことから、原料ガス供給弁9が開故障しておらず、次のステップS607に移行する。バイパス弁15を閉止後(ステップS607)、原料ガス元弁7a、7b、原料ガス供給弁9およびアノード出口弁17を開放(ステップS608)して、原料ガス元弁7a、7bからバイパス弁15ならびにアノード入口弁16までの原料ガス流路5、水素生成器3、燃料ガス流路12およびバイパス流路14にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P2が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS609でYes)、原料ガス流量計22で検知された原料ガス流量F2を検知し(ステップS610)、原料ガス流量F2が第2の閾値B未満であるか否かが判定される(ステップS611)。
If the source gas flow rate F1 is less than the second threshold B and the source gas flow rate is not recognized (Yes in step S605), the source gas does not pass through the source
原料ガス流量F2が第2の閾値B以上であり、原料ガス流量が認められる場合(ステップS611でNo)、原料ガスがアノード入口弁16を通過しており、アノード入口弁16が開故障しているものとして異常停止する(ステップS612)。
When the source gas flow rate F2 is equal to or higher than the second threshold B and the source gas flow rate is recognized (No in step S611), the source gas has passed through the
原料ガス流量F2が第2の閾値B未満であり、原料ガス流量が認められない場合(ステップS611でYes)、原料ガスがアノード入口弁16を通過していないことから、アノード入口弁16が開故障しておらず、弁の開固着検査を終了する。
If the raw material gas flow rate F2 is less than the second threshold B and the raw material gas flow rate is not recognized (Yes in step S611), the
なお、図7に基づき説明した漏れ検査において、原料ガス流量計22を使用せず、筐体内に設置した可燃性ガスセンサ23を使用することもできる。ここで、可燃性ガスセンサ23を使用した場合の、原料ガス流路5、水素生成器3、燃料ガス流路12および燃料電池2の漏れ検査に関する一連の動作フローについて図9を参照しながら説明する。
In the leak inspection described based on FIG. 7, the
制御器19は、弁の固着検査から漏れ検査に移行すると、まず、全ての弁を閉止後(ステップS701)、原料ガス元弁7a、7b、原料ガス供給弁9およびアノード入口弁16を開放(ステップS702)して、原料ガス流路5、水素生成器3、燃料ガス流路12および燃料電池2にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P1が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS703でYes)、可燃性ガスセンサ23で検知された可燃性ガス濃度D1を検知し(ステップS70
4)、可燃性ガス濃度D1が第2の閾値B未満であるか否かが判定される(ステップS705)。
When the
4) It is determined whether or not the combustible gas concentration D1 is less than the second threshold value B (step S705).
可燃性ガス濃度D1が第2の閾値B以上であり、筐体内に可燃性ガスが認められる場合(ステップS705でNo)、原料ガス元弁7a、7bからバイパス弁15ならびにアノード出口弁17までの流路が漏れているものとして、次のステップS706に移行する。
When the combustible gas concentration D1 is equal to or higher than the second threshold B and combustible gas is recognized in the casing (No in step S705), the flow from the source
次に、漏れ箇所を特定するために、全ての弁を閉止後(ステップS706)、原料ガス元弁7a、7b、および原料ガス供給弁9を開放(ステップS707)して、原料ガス流路5、水素生成器3および燃料ガス流路12にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P2が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS708でYes)、可燃性ガスセンサ23で検知された可燃性ガス濃度D2を検知し(ステップS709)、可燃性ガス濃度D2が第2の閾値B未満であるか否かが判定される(ステップS710)。
Next, in order to specify the leak location, after closing all the valves (step S706), the source
可燃性ガス濃度D2が第2の閾値B未満であり、筐体内に可燃性ガスが認められない場合(ステップS710でYes)、原料ガス元弁7a、7bからアノード入口弁16までの分岐流路10である原料ガス流路5、水素生成器3および燃料ガス流路12は漏れておらず、アノード入口弁16からアノード出口弁17までの流路である燃料ガス流路12、燃料電池2および排出ガス流路ならびにアノード出口弁17が漏れていると判断し、アノード入口弁16からアノード出口弁17までの流路の漏れ異常として異常停止する(ステップS711)。
When the combustible gas concentration D2 is less than the second threshold B and no combustible gas is recognized in the housing (Yes in step S710), the branch flow path from the source
可燃性ガス濃度D2が第2の閾値B以上であり、筐体内に可燃性ガスが認めらる場合(ステップS710でNo)、原料ガス元弁7a、7bからバイパス弁15ならびにアノード出口弁17までの流路が漏れているものとして、次のステップS712に移行する。全ての弁を閉止後(ステップS713)、原料ガス元弁7a、7bを開放(ステップS714)して、原料ガス流路5にガスを供給する。ここで、圧力検知器6で検知される圧力値P3が原料ガスインフラの供給圧力より低い第1の閾値A以上になると(ステップS714でYes)、可燃性ガスセンサ23で検知された可燃性ガス濃度D3を検知し(ステップS715)、可燃性ガス濃度D3が第2の閾値B未満であるか否かが判定される(ステップS716)。
When the flammable gas concentration D2 is equal to or higher than the second threshold B and flammable gas is recognized in the casing (No in step S710), from the source
可燃性ガス濃度D3が第2の閾値B未満であり、筐体内に可燃性ガスが認められない場合(ステップS716でYes)、原料ガス元弁7a、7bから原料ガス供給弁9までの流路である原料ガス流路5は漏れておらず、原料ガス供給弁9からバイパス弁15ならびにアノード入口弁16までの流路である原料ガス流路5、水素生成器3、燃料ガス流路12もしくはバイパス流路14が漏れていると判断し、原料ガス供給弁9からバイパス弁15ならびにアノード入口弁16までの流路の漏れ異常として異常停止する(ステップS717)。
When the combustible gas concentration D3 is less than the second threshold B and no combustible gas is recognized in the housing (Yes in step S716), the flow path from the source
可燃性ガス濃度D3が第2の閾値B未満であり、筐体内に可燃性ガスが認められない場合(ステップS716でNo)、原料ガス元弁7a、7bから原料ガス供給弁9までの流路である原料ガス流路5は漏れていると判断し、原料ガス元弁7a、7bから原料ガス供給弁9までの流路の漏れ異常として異常停止する(ステップS717)。
When the combustible gas concentration D3 is less than the second threshold B and no combustible gas is recognized in the casing (No in step S716), the flow path from the source
ステップS705で可燃性ガス濃度D1が第2の閾値B未満であり、筐体内に可燃性ガスが認められない場合(ステップS705でYes)、原料ガス元弁7a、7bからバイパス弁15ならびにアノード出口弁17までの流路が漏れていないものとして、弁の開故障検査に移行する。
When the combustible gas concentration D1 is less than the second threshold value B in step S705 and no combustible gas is recognized in the housing (Yes in step S705), the raw material gas
本発明の燃料電池システムは、たとえばコージェネレーション装置に利用される燃料電池システム等に有用である。 The fuel cell system of the present invention is useful for, for example, a fuel cell system used for a cogeneration apparatus.
1 燃料電池システム
2 燃料電池
3 水素生成器
3a 燃焼器
4 原料ガスインフラ
5 原料ガス流路
6 圧力検知器
7a、7b 原料ガス元弁
8 原料供給手段
9 原料ガス供給弁
10 分岐流路
11 原料ガス分岐弁
12 燃料ガス流路
13 排出ガス流路
14 バイパス流路
15 バイパス弁
16 アノード入口弁
17 アノード出口弁
18 空気ブロワ
19 制御器
20 筐体
21 換気ファン
22 原料ガス流量計
23 可燃性ガスセンサ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
水素を含む前記燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池と、
前記水素生成器に供給され原料ガスインフラと接続される原料ガス流路と、
前記原料ガス流路内の圧力を検知する圧力検知器と、
前記原料ガス流路で前記圧力検知器より上流側に配された第1弁と、
前記原料ガス流路で前記水素生成器の上流で前記圧力検知器の下流に配された第2弁と、前記原料ガス流路で前記第2弁と前記水素生成器との間から分岐する分岐流路と、
前記分岐流路上に配された第3弁と、
前記水素生成器で生成された前記燃料ガスを前記燃料電池に導入する燃料ガス流路と、
前記燃料電池から前記燃料ガスを大気に開放して排出する排出ガス流路と、
前記燃料電池をバイパスして前記燃料ガス流路と前記排出ガス流路とを接続するバイパス流路と、
前記バイパス流路上に配された第4弁と、
前記燃料ガス流路上の前記バイパス流路との分岐点から前記燃料電池との間の前記燃料ガス流路上に配された第5弁と、
前記燃料電池から前記排出ガス流路と前記バイパス流路との合流点の間の前記排出ガス流路上に配された第6弁と、
制御器とを備える燃料電池システムであって、
前記制御器は、前記水素生成器と前記燃料電池が運転を停止している状態で、前記第2弁と前記第4弁が開放指令に対して開放されるか否かを検出する固着検査として、
(1)前記第1弁から前記第6弁を閉止後、前記第1弁および前記第2弁を開放して前記原料ガスを供給した後、前記第1弁を閉止した状態の前記圧力検知器による第1の圧力を検知し、
(2)前記第4弁を開放した後の前記圧力検知器による第2の圧力を検知し、前記第1の圧力と前記第2の圧力とが同等でない時、前記第2弁と前記第4弁は正常と判断し、
(3)前記第1の圧力と前記第2の圧力とが同等である時、前記第2弁と前記第4弁は異常と判断し、
(4)前記第1弁から前記第6弁を閉止後、前記第1弁および前記第2弁を開放して前記原料ガスを供給した後、前記第1弁を閉止した状態の前記圧力検知器による第3の圧力を検知し、
(5)前記第3弁を開放した後の前記圧力検知器による第4の圧力を検知し、前記第3の圧力と前記第4の圧力とが同等でない時、前記第4弁は異常と判断し、
(6)前記第3の圧力と前記第4の圧力とが同等である時、前記第2弁は異常と判断する、燃料電池システム。 A hydrogen generator for generating a fuel gas containing hydrogen from a raw material gas and water vapor by a reforming reaction;
A fuel cell that generates electric power using the fuel gas containing hydrogen and an oxidant gas containing oxygen;
A source gas flow path supplied to the hydrogen generator and connected to the source gas infrastructure;
A pressure detector for detecting the pressure in the source gas flow path;
A first valve disposed upstream of the pressure detector in the source gas flow path;
A second valve disposed upstream of the hydrogen generator and downstream of the pressure detector in the source gas flow path, and a branch branched from between the second valve and the hydrogen generator in the source gas flow path A flow path;
A third valve disposed on the branch flow path;
A fuel gas flow path for introducing the fuel gas generated by the hydrogen generator into the fuel cell;
An exhaust gas passage for discharging the fuel gas from the fuel cell to the atmosphere;
A bypass passage that bypasses the fuel cell and connects the fuel gas passage and the exhaust gas passage;
A fourth valve disposed on the bypass flow path;
A fifth valve disposed on the fuel gas flow path between the fuel cell and a branch point with the bypass flow path on the fuel gas flow path;
A sixth valve disposed on the exhaust gas flow path between the joining points of the exhaust gas flow path and the bypass flow path from the fuel cell;
A fuel cell system comprising a controller,
As the sticking inspection, the controller detects whether the second valve and the fourth valve are opened in response to an opening command in a state where the operation of the hydrogen generator and the fuel cell is stopped. ,
(1) After closing the sixth valve from the first valve, opening the first valve and the second valve, supplying the source gas, and then closing the first valve, the pressure detector Detecting the first pressure by
(2) When the second pressure is detected by the pressure detector after the fourth valve is opened, and the first pressure and the second pressure are not equal, the second valve and the fourth valve The valve is judged normal and
(3) When the first pressure and the second pressure are equal, the second valve and the fourth valve are determined to be abnormal,
(4) After closing the sixth valve from the first valve, opening the first valve and the second valve, supplying the raw material gas, and then closing the first valve, the pressure detector Detecting the third pressure by
(5) When the fourth pressure is detected by the pressure detector after the third valve is opened and the third pressure and the fourth pressure are not equal, the fourth valve is determined to be abnormal. And
(6) The fuel cell system, wherein when the third pressure and the fourth pressure are equal, the second valve is determined to be abnormal.
前記制御器は、前記水素生成器と前記燃料電池が運転を停止している状態で、前記第2弁と前記第4弁が開放指令に対して開放されるか否かを検出する固着検査として、
(1)前記第1弁から前記第6弁を閉止後、前記第1弁および前記第2弁を開放して前記原料ガスを供給し、前記第1弁を閉止して、さらに前記第4弁を開放した直後の前記原料供給量検知手段による第1の原料供給量を検知し、前記第1の原料供給量が規定値より多い時、前記第2弁と前記第4弁は正常と判断し、
(2)前記第1の原料供給量が規定値より少ない時、前記第2弁と前記第4弁は異常と判断し、
(3)前記第1弁から前記第6弁を閉止後、前記第1弁および前記第2弁を開放して前記原料ガスを供給した後、前記第1弁を閉止して、さらに前記第3弁を開放した後の前記原料供給手段による第2の原料供給量を検知し、前記第2の原料供給量が規定値より少ない時、前記第4弁は異常と判断し、
(4)前記第2の原料供給量が規定値より多い時、前記第2弁は異常と判断する、請求項1に記載の燃料電池システム。 The raw material gas flow path includes a raw material supply amount detection means for detecting the supply amount of the raw material gas,
As the sticking inspection, the controller detects whether the second valve and the fourth valve are opened in response to an opening command in a state where the operation of the hydrogen generator and the fuel cell is stopped. ,
(1) After closing the sixth valve from the first valve, the first valve and the second valve are opened to supply the source gas, the first valve is closed, and the fourth valve is further closed. When the first raw material supply amount is detected by the raw material supply amount detection means immediately after opening, and the first raw material supply amount is larger than a specified value, it is determined that the second valve and the fourth valve are normal. ,
(2) When the first raw material supply amount is less than a specified value, the second valve and the fourth valve are determined to be abnormal,
(3) After closing the sixth valve from the first valve, opening the first valve and the second valve and supplying the raw material gas, then closing the first valve, and further Detecting the second raw material supply amount by the raw material supply means after opening the valve, and determining that the fourth valve is abnormal when the second raw material supply amount is less than a specified value;
(4) The fuel cell system according to claim 1, wherein when the second raw material supply amount is greater than a specified value, the second valve is determined to be abnormal.
(1)前記第1から前記第6弁を閉止して、前記第1弁、前記第2弁および前記第5弁を開放して、前記原料ガスを供給した後、前記第1弁を閉止し、前記第1弁閉止直後の前記圧力検知器による第1の圧力を検知し、
(2)前記第1弁を閉止してから所定時間経過後の前記圧力検知器による第2の圧力を検知し、前記第1の圧力と前記第2の圧力とが同等である時、前記第1弁から前記第4弁ならびに前記第5弁の流路は正常と判断し、
(3)前記第1の圧力と前記第2の圧力とが同等でない時、前記第1から前記第6弁を閉止して、前記第1弁、前記第2弁を開放して前記原料ガスを供給後、前記第1弁を閉止し、前記第1弁閉止直後の前記圧力検知器による第3の圧力を検知し、
(4)前記第1弁を閉止してから所定時間経過後の前記圧力検知器による第4の圧力を検知し、前記第3の圧力と前記第4の圧力とが同等である時、前記第5弁から前記第6弁の流路が異常と判断し、
(5)前記第3の圧力と前記第4の圧力とが同等でない時、前記第1から前記第6弁を閉止して、前記第1弁、前記第4弁を開放して前記原料ガスを供給後、前記第1弁を閉止し、前記第1弁閉止直後の前記圧力検知器による第5の圧力を検知し、
(6)前記第1弁を閉止してから所定時間経過後の前記圧力検知器による第6の圧力を検知し、前記第5の圧力と前記第6の圧力とが同等である時、前記第2弁から前記第4弁ならびに前記第5弁の流路が異常と判断し、
(7)前記第5の圧力と前記第6の圧力とが同等でない時、前記第1弁から前記第2弁までの流路が異常と判断する、請求項1または2に記載の燃料電池システム。 The controller, after the sticking inspection is executed, in a state in which the hydrogen generator and the fuel cell are stopped, leakage inspection of a flow path from the first valve to the fourth valve and the sixth valve As
(1) The first to sixth valves are closed, the first valve, the second valve, and the fifth valve are opened, the source gas is supplied, and then the first valve is closed. Detecting a first pressure by the pressure detector immediately after the first valve is closed,
(2) When the second pressure is detected by the pressure detector after a predetermined time has elapsed since the first valve was closed, and the first pressure and the second pressure are equal, It is determined that the flow path from the first valve to the fourth valve and the fifth valve is normal,
(3) When the first pressure and the second pressure are not equal, the first to sixth valves are closed, the first valve and the second valve are opened, and the source gas is supplied. After supply, close the first valve, detect the third pressure by the pressure detector immediately after the first valve closed,
(4) When the fourth pressure is detected by the pressure detector after a lapse of a predetermined time after the first valve is closed, and the third pressure and the fourth pressure are equal, It is determined that the flow path from the fifth valve to the sixth valve is abnormal,
(5) When the third pressure and the fourth pressure are not equal, the first to sixth valves are closed, the first valve and the fourth valve are opened, and the source gas is supplied. After supply, close the first valve, detect the fifth pressure by the pressure detector immediately after the first valve closed,
(6) When the sixth pressure is detected by the pressure detector after a predetermined time has elapsed since the first valve was closed, and the fifth pressure and the sixth pressure are equal, It is determined that the flow path from the second valve to the fourth valve and the fifth valve is abnormal,
(7) The fuel cell system according to claim 1 or 2, wherein when the fifth pressure and the sixth pressure are not equal, the flow path from the first valve to the second valve is determined to be abnormal. .
(1)前記第1から前記第6弁を閉止して、前記第1弁、前記第2弁および前記第5弁を開放して、前記原料ガスを供給した後、前記原料供給量検知手段による第1の原料供給量を検知し、前記第1の原料供給量が規定値より少ない時、前記第1弁から前記第4弁ならびに前記第5弁の流路は正常と判断し、
(2)前記第1の原料供給量が規定値より多い時、前記第1から前記第6弁を閉止して、前記第1弁、前記第2弁を開放して前記原料ガスを供給後、前記原料供給量検知手段による第2の原料供給量を検知し、前記第2の原料供給量が規定値より少ない時、前記第5弁から前記第6弁の流路が異常と判断し、
(3)前記第2の原料供給量が規定値より多い時、前記第1から前記第6弁を閉止して、前記第1弁、前記第4弁を開放して前記原料ガスを供給後、前記原料供給量検知手段による第3の原料供給量を検知し、前記第3の原料供給量が規定値より少ない時、前記第2弁から前記第4弁ならびに前記第5弁の流路が異常と判断し、
(4)前記第3の原料供給量が規定値より多い時、前記第1弁から前記第2弁までの流路が異常と判断する、請求項1または2に記載の燃料電池システム。 The controller, after the sticking inspection is executed, in a state in which the hydrogen generator and the fuel cell are stopped, leakage inspection of a flow path from the first valve to the fourth valve and the sixth valve As
(1) After the first to sixth valves are closed, the first valve, the second valve, and the fifth valve are opened and the raw material gas is supplied, the raw material supply amount detecting means When the first raw material supply amount is detected and the first raw material supply amount is less than a specified value, it is determined that the flow paths from the first valve to the fourth valve and the fifth valve are normal,
(2) When the first raw material supply amount is larger than a specified value, the first to sixth valves are closed, the first valve and the second valve are opened, and the raw material gas is supplied. When the second raw material supply amount is detected by the raw material supply amount detection means and the second raw material supply amount is less than a specified value, it is determined that the flow path from the fifth valve to the sixth valve is abnormal,
(3) When the second raw material supply amount is larger than a specified value, the first to sixth valves are closed, the first valve and the fourth valve are opened, and the raw material gas is supplied. When the third raw material supply amount is detected by the raw material supply amount detection means and the third raw material supply amount is less than a specified value, the flow paths of the fourth valve to the fourth valve and the fifth valve are abnormal. Judging
(4) The fuel cell system according to claim 1 or 2, wherein when the third raw material supply amount is larger than a specified value, the flow path from the first valve to the second valve is determined to be abnormal.
前記筐体内の可燃性ガスを検知する可燃性ガス検知手段を備え、
前記制御器は、前記固着検査実行後に、前記水素生成器と前記燃料電池が運転を停止している状態で、前記第1弁から前記第4弁ならびに前記第6弁までの流路の漏れ検査として、
(1)前記第1から前記第6弁を閉止して、前記第1弁、前記第2弁および前記第5弁を開放して、前記原料ガスを供給した後、前記可燃性ガス検知手段による第1の可燃性ガス濃度を検知し、前記第1の可燃性ガス濃度が規定値より低い時、前記第1弁から前記第4弁ならびに前記第5弁の流路は正常と判断し、
(2)前記第1の可燃性ガス濃度が規定値より高い時、前記第1から前記第6弁を閉止して、前記第1弁、前記第2弁を開放して前記原料ガスを供給後、前記可燃性ガス検知手段による第2の可燃性ガス濃度を検知し、前記第2の可燃性ガス濃度が規定値より低い時、前記第5弁から前記第6弁の流路が異常と判断し、
(3)前記第2の可燃性ガス濃度が規定値より高い時、前記第1から前記第6弁を閉止して、前記第1弁、前記第4弁を開放して前記原料ガスを供給後、前記可燃性ガス検知手段による第3の可燃性ガス濃度を検知し、前記第3の可燃性ガス濃度が規定値より低い時、前記第2弁から前記第4弁ならびに前記第5弁の流路が異常と判断し、
(4)前記第3の可燃性ガス濃度が規定値より高い時、前記第1弁から前記第2弁までの流路が異常と判断する、請求項1または2に記載の燃料電池システム。 A housing that houses at least the hydrogen generator, the fuel cell, and the controller;
Comprising flammable gas detection means for detecting flammable gas in the housing;
The controller, after the sticking inspection is executed, in a state in which the hydrogen generator and the fuel cell are stopped, leakage inspection of a flow path from the first valve to the fourth valve and the sixth valve As
(1) After the first to sixth valves are closed, the first valve, the second valve, and the fifth valve are opened and the raw material gas is supplied, the combustible gas detection means When the first combustible gas concentration is detected and the first combustible gas concentration is lower than a specified value, the flow paths from the first valve to the fourth valve and the fifth valve are determined to be normal,
(2) After the first combustible gas concentration is higher than a specified value, the first to sixth valves are closed, the first valve and the second valve are opened, and the source gas is supplied. The second combustible gas concentration is detected by the combustible gas detection means, and when the second combustible gas concentration is lower than a specified value, it is determined that the flow path from the fifth valve to the sixth valve is abnormal. And
(3) When the concentration of the second combustible gas is higher than a specified value, the first to sixth valves are closed, the first valve and the fourth valve are opened, and the source gas is supplied. When the third combustible gas concentration is detected by the combustible gas detection means and the third combustible gas concentration is lower than a specified value, the flow from the second valve to the fourth valve and the fifth valve Judging that the road is abnormal,
(4) The fuel cell system according to claim 1 or 2, wherein when the third combustible gas concentration is higher than a specified value, the flow path from the first valve to the second valve is determined to be abnormal.
(1)前記第1から前記第6弁を閉止して、前記第1弁と前記第4弁を開放して前記原料ガスを供給した後、前記第1弁を閉止し、前記第1弁閉止直後の前記圧力検知器による第1の圧力を検知し、
(2)前記第1弁を閉止してから所定時間経過後の前記圧力検知器による第2の圧力を検知し、前記第1の圧力と前記第2の圧力とが同等でない時、前記第2弁は異常と判断し、(3)前記第1の圧力と前記第2の圧力とが同等である時、
前記第4弁を閉止し、前記第1弁、前記第2弁および前記第6弁を開放して前記原料ガスを供給した後、前記第1弁を閉止し、前記第1弁閉止直後の前記圧力検知器による第3の圧力を検知し、
(4)前記第1弁を閉止してから所定時間経過後の前記圧力検知器による第4の圧力を検知し、前記第3の圧力と前記第4の圧力とが同等でない時、前記第4弁は異常と判断し、(5)前記第3の圧力と前記第4の圧力とが同等でない時、前記第4弁が正常と判断する、請求項3〜5のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 The controller determines whether or not the second valve and the fifth valve are closed with respect to a closing command in a state where the hydrogen generator and the fuel cell are stopped after the leakage inspection is performed. As an open fault inspection to detect
(1) The first to sixth valves are closed, the first valve and the fourth valve are opened to supply the raw material gas, the first valve is closed, and the first valve is closed. Detecting the first pressure by the pressure detector immediately after,
(2) When the second pressure is detected by the pressure detector after a predetermined time has passed since the first valve was closed, and the first pressure and the second pressure are not equal, the second pressure The valve is determined to be abnormal, and (3) when the first pressure and the second pressure are equal,
After closing the fourth valve, opening the first valve, the second valve, and the sixth valve and supplying the raw material gas, the first valve is closed, and the first valve is closed immediately after the first valve is closed. Detect the third pressure by the pressure detector,
(4) When the fourth pressure is detected by the pressure detector after a lapse of a predetermined time after the first valve is closed, and the third pressure and the fourth pressure are not equal, 6. The valve according to claim 3, wherein the valve is determined to be abnormal, and (5) the fourth valve is determined to be normal when the third pressure and the fourth pressure are not equal. Fuel cell system.
(1)前記第1から前記第6弁を閉止して、前記第1弁と前記第4弁を開放して前記原料ガスを供給した後、前記原料供給量検知手段による第1の原料供給量を検知し、前記第1の原料供給量が規定値より多い時、前記第2弁は異常と判断し、
(2)前記第1の原料供給量が規定値より低い時、前記第4弁を閉止し、前記第1弁、前記第2弁および前記第6弁を開放して前記原料ガスを供給した後、前記原料供給量検知手段による第2の原料供給量を検知し、前記第2の原料供給量が規定値より多い時、前記第4弁は異常と判断し、
(3)前記第2の原料供給量が規定値より少ない時、前記第4弁が正常と判断する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 The controller determines whether or not the second valve and the fifth valve are closed with respect to a closing command in a state where the hydrogen generator and the fuel cell are stopped after the leakage inspection is performed. As an open fault inspection to detect
(1) After the first to sixth valves are closed, the first valve and the fourth valve are opened and the raw material gas is supplied, the first raw material supply amount by the raw material supply amount detection means When the first raw material supply amount is greater than a specified value, the second valve is determined to be abnormal,
(2) After the first raw material supply amount is lower than a specified value, the fourth valve is closed, the first valve, the second valve and the sixth valve are opened and the raw material gas is supplied. Detecting the second raw material supply amount by the raw material supply amount detection means, and determining that the fourth valve is abnormal when the second raw material supply amount is greater than a specified value;
(3) The fuel cell system according to any one of claims 1 to 5, wherein when the second raw material supply amount is less than a specified value, the fourth valve is determined to be normal.
前記筐体内の雰囲気ガスを換気する換気手段を備え、
前記制御器は、前記固着検査と前記漏れ検査及び前記開故障検査のうち少なくとも1つの検査を実行時に、前記換気手段を動作させる、請求項1または2に記載の燃料電池システム。 A housing that houses at least the hydrogen generator, the fuel cell, and the controller;
Ventilation means for venting the atmospheric gas in the housing,
3. The fuel cell system according to claim 1, wherein the controller operates the ventilation unit when executing at least one of the sticking test, the leak test, and the open fault test.
前記燃焼器に燃焼用空気を供給する空気供給手段を備え、
前記排出ガス流路は前記燃焼器に導かれ、
前記制御器は、前記固着検査と前記漏れ検査及び前記開故障検査のうち少なくとも1つの検査を実行時に、前記空気供給手段を動作させる、請求項1または2に記載の燃料電池システム。 A combustor for heating the hydrogen generator;
Air supply means for supplying combustion air to the combustor;
The exhaust gas flow path is led to the combustor;
3. The fuel cell system according to claim 1, wherein the controller operates the air supply unit when executing at least one of the sticking test, the leak test, and the open fault test.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010225334A JP5877292B2 (en) | 2010-10-05 | 2010-10-05 | Fuel cell system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010225334A JP5877292B2 (en) | 2010-10-05 | 2010-10-05 | Fuel cell system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012079605A true JP2012079605A (en) | 2012-04-19 |
| JP5877292B2 JP5877292B2 (en) | 2016-03-08 |
Family
ID=46239597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010225334A Expired - Fee Related JP5877292B2 (en) | 2010-10-05 | 2010-10-05 | Fuel cell system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5877292B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014011039A (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | Fuel cell system |
| WO2015098140A1 (en) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | ブラザー工業株式会社 | Fuel cell system and control method |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0922711A (en) * | 1995-07-05 | 1997-01-21 | Sanyo Electric Co Ltd | Fuel cell and trouble diagnosing method for it |
| JP2005302563A (en) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Toyota Motor Corp | Fuel cell control device |
| JP2006134647A (en) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell system |
| JP2008091094A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell system |
| JP2008108446A (en) * | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell system |
| JP2010086917A (en) * | 2008-10-02 | 2010-04-15 | Ebara Corp | Fuel cell system |
| WO2010058602A1 (en) * | 2008-11-20 | 2010-05-27 | パナソニック株式会社 | Hydrogen generation device and fuel cell system using same |
| JP2010218904A (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Honda Motor Co Ltd | Control method of fuel cell system |
| WO2010128600A1 (en) * | 2009-05-08 | 2010-11-11 | パナソニック株式会社 | Fuel cell system |
-
2010
- 2010-10-05 JP JP2010225334A patent/JP5877292B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0922711A (en) * | 1995-07-05 | 1997-01-21 | Sanyo Electric Co Ltd | Fuel cell and trouble diagnosing method for it |
| JP2005302563A (en) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Toyota Motor Corp | Fuel cell control device |
| JP2006134647A (en) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell system |
| JP2008091094A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell system |
| JP2008108446A (en) * | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell system |
| JP2010086917A (en) * | 2008-10-02 | 2010-04-15 | Ebara Corp | Fuel cell system |
| WO2010058602A1 (en) * | 2008-11-20 | 2010-05-27 | パナソニック株式会社 | Hydrogen generation device and fuel cell system using same |
| JP2010218904A (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Honda Motor Co Ltd | Control method of fuel cell system |
| WO2010128600A1 (en) * | 2009-05-08 | 2010-11-11 | パナソニック株式会社 | Fuel cell system |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014011039A (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | Fuel cell system |
| WO2015098140A1 (en) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | ブラザー工業株式会社 | Fuel cell system and control method |
| JP2015125987A (en) * | 2013-12-27 | 2015-07-06 | ブラザー工業株式会社 | Polymer electrolyte fuel cell system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5877292B2 (en) | 2016-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1521325B1 (en) | Fuel cell system with gas detector | |
| CN101506091B (en) | Hydrogen generator, method of operating hydrogen generator, and fuel cell system | |
| AU2018361220B2 (en) | Fuel cell module arrangement with leak recovery and methods of use | |
| JP5190561B2 (en) | Power generation system and operation method thereof | |
| JP5147701B2 (en) | Combustion device, fuel processing device, and fuel cell power generation system | |
| US20150004503A1 (en) | Fuel cell system | |
| KR102506848B1 (en) | Failure diagnosis apparatus and method for air supply system of fuel cell | |
| JP5280588B2 (en) | Power generation system and operation method thereof | |
| JP5089829B2 (en) | Power generation system and operation method thereof | |
| JP2009217951A (en) | Fuel cell system | |
| JP5816842B2 (en) | Gas leak detection system for fuel cell system | |
| JP2018518015A (en) | Heating system and method for operating a heating system | |
| CN116157940A (en) | Fuel Cell Power Generation System | |
| JP5877292B2 (en) | Fuel cell system | |
| KR101618631B1 (en) | hydrogen leak detection system of hydrogen fuel cell and method of the same | |
| EP3113267B1 (en) | Electricity-generation system and method for operating electricity-generation system | |
| JP2011165318A (en) | Fuel cell generator system | |
| JP5248337B2 (en) | Fuel cell power generation system and inspection method thereof | |
| KR101411544B1 (en) | Fuel cell emergency stop system and method | |
| JP5607951B2 (en) | Method for maintaining a stopped state of a fuel cell system | |
| KR102611295B1 (en) | Fuel cell system and operating method thereof | |
| JP2005129491A (en) | Fuel cell power generation system | |
| WO2012132259A1 (en) | Fuel cell system and operation method thereof | |
| JP2016213036A (en) | Power generation system | |
| JP2008014715A (en) | Leak detection device and fuel cell system including the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130912 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20131015 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20140108 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20140417 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140514 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140520 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140704 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20141007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150210 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150319 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150414 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150416 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150512 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150525 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5877292 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |