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JP2014116069A - Fuel cell system - Google Patents

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JP2014116069A
JP2014116069A JP2011077640A JP2011077640A JP2014116069A JP 2014116069 A JP2014116069 A JP 2014116069A JP 2011077640 A JP2011077640 A JP 2011077640A JP 2011077640 A JP2011077640 A JP 2011077640A JP 2014116069 A JP2014116069 A JP 2014116069A
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oxidant gas
fuel cell
oxidant
cell system
supply
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Hirofumi Kokubu
洋文 國分
Takayuki Urata
隆行 浦田
Akinari Nakamura
彰成 中村
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Original Assignee
Panasonic Corp
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Abstract

【課題】圧力検知部を用いず、弁の故障を迅速に検知することのできる新規な燃料電池システムを提供する。
【解決手段】燃料電池システム1の制御部20は、燃料ガスが燃料電池2に供給されている状態で酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17に開放の信号を送ったときに、選択酸化空気流路15を流れる酸化剤ガス供給量が増加した場合に、弁が閉故障していると検知することで、発電工程を開始する前の早期である起動工程に弁の閉故障を検知でき、燃焼電池システムの信頼性を向上させることができる。
【選択図】図1
A novel fuel cell system capable of quickly detecting a valve failure without using a pressure detector.
A control unit 20 of a fuel cell system 1 selectively oxidizes when an open signal is sent to an oxidant supply valve 16 and an oxidant discharge valve 17 while fuel gas is being supplied to the fuel cell 2. When the supply amount of the oxidant gas flowing through the air flow path 15 is increased, it is possible to detect the valve closing failure in the start-up process, which is an early stage before starting the power generation process, by detecting that the valve is closed. In addition, the reliability of the combustion battery system can be improved.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、燃料電池に酸化剤ガスを供給する流路及び/又は燃料電池から酸化剤ガスを排出する流路に弁を設けた燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell system in which a valve is provided in a flow path for supplying an oxidant gas to a fuel cell and / or a flow path for discharging the oxidant gas from the fuel cell.

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電力と熱を発生する装置であり、このような燃料電池を含む燃料電池システムにおいては、燃料電池に酸化剤ガスを供給する流路及び燃料電池から酸化剤ガスを排出する流路に、それぞれの流路を開閉するための弁が設けられている。   A fuel cell is a device that generates electric power and heat by generating an electrochemical reaction between a fuel gas containing hydrogen and an oxidant gas containing oxygen. In a fuel cell system including such a fuel cell, Valves for opening and closing the respective channels are provided in the channel for supplying the oxidizing gas to the battery and the channel for discharging the oxidizing gas from the fuel cell.

そして、このような燃料電池システムにおいては、これらの弁の故障を検知することが重要である。例えば、酸化剤ガスを供給する流路に設けられた弁が、開放指令の信号が送られたにもかかわらず閉止しており、閉止状態のまま放置されると、燃料電池の発電を開始するまで異常が分からない。この閉止状態でも水素を含む燃料ガスは供給されるため、燃料電池が発電を開始するまでに弁の故障を検知する必要がある。   In such a fuel cell system, it is important to detect a failure of these valves. For example, the valve provided in the flow path for supplying the oxidant gas is closed despite the signal of the opening command being sent, and when the valve is left in the closed state, power generation of the fuel cell is started. I don't know anything abnormal. Since fuel gas containing hydrogen is supplied even in this closed state, it is necessary to detect a valve failure before the fuel cell starts power generation.

これに対し、例えば特許文献1には、従来の一般的な燃料電池システムとして、図5に示されるような構成の燃料電池システムが提案されている。図5は、従来の燃料電池システムの構成を示す模式図である。図5に示される燃料電池システム201は、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202と、燃料電池202に酸化剤ガスを供給する空気ブロワ213と、空気ブロワ212と燃料電池202とを繋ぐ酸化剤ガス供給流路213と、燃料電池202から酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出流路214と、酸化剤ガス供給流路213を開閉する酸化剤供給弁216と、酸化剤ガス排出流路を開閉する酸化剤排出弁217と、を有している。   In contrast, for example, Patent Document 1 proposes a fuel cell system configured as shown in FIG. 5 as a conventional general fuel cell system. FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional fuel cell system. A fuel cell system 201 shown in FIG. 5 includes a fuel cell 202 that generates power using fuel gas and an oxidant gas containing oxygen, an air blower 213 that supplies the fuel cell 202 with the oxidant gas, an air blower 212, An oxidant gas supply channel 213 connecting the fuel cell 202, an oxidant gas discharge channel 214 for discharging the oxidant gas from the fuel cell 202, and an oxidant supply valve for opening and closing the oxidant gas supply channel 213. 216 and an oxidant discharge valve 217 that opens and closes the oxidant gas discharge passage.

特開2009−94000号公報JP 2009-94000 A

しかしながら、上記特許文献1に記載の燃料電池システム201は、酸化剤供給弁216と酸化剤排出弁217との間の流路の圧力を検知する圧力検知部222とを有し、圧力検知部222の検知する圧力の時間変化の傾きに基づいて、酸化剤供給弁216と酸化剤排出弁217の動作不良を判定するものであり、弁の故障を検知するのに時間がかかるという問題があり、その観点から、未だ改善の余地があった。   However, the fuel cell system 201 described in Patent Document 1 includes a pressure detection unit 222 that detects the pressure in the flow path between the oxidant supply valve 216 and the oxidant discharge valve 217, and the pressure detection unit 222. Is based on the slope of the change in pressure over time, and determines whether the oxidant supply valve 216 and the oxidant discharge valve 217 are malfunctioning. There is a problem that it takes time to detect a valve failure. From that point of view, there was still room for improvement.

即ち、本発明の目的は、上記のような圧力検知部の検知する圧力の時間変化の傾きに基づいて弁の動作不良を判定する従来の燃料電池システムの問題点に鑑み、弁の故障を迅速に検知することのできる新規な燃料電池システムを提供することにある。   That is, an object of the present invention is to quickly detect a valve failure in view of the problems of the conventional fuel cell system that determines the malfunction of the valve based on the slope of the time change of the pressure detected by the pressure detector as described above. It is an object of the present invention to provide a novel fuel cell system that can be detected.

本発明者らは、上記のような従来の問題点に鑑みて鋭意検討した結果、弁の故障を迅速に検知することのできる新規な燃料電池システムを提供するためには、酸化剤ガス供給流路のうちの酸化剤ガス分岐流路との分岐部から燃料電池までの間の流路部分、及び、酸化剤ガス排出流路、のうちの少なくとも一方に1個以上の弁を設け、燃料電池システムの運転を起動してから燃料電池に燃料ガスの供給を開始するまでの間に、酸化剤ガス供給部に
起動の信号を送り、前記1個以上の弁全てに開放の信号を送ったときに、酸化剤ガス供給量測定部によって測定される酸化剤ガスの分岐供給量が所定の範囲内である場合に、燃料電池システムの運転を継続するように制御することが、有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
As a result of intensive studies in view of the conventional problems as described above, the present inventors have provided an oxidant gas supply flow in order to provide a novel fuel cell system capable of quickly detecting a valve failure. One or more valves are provided in at least one of a flow path portion from the branch portion to the fuel cell and the oxidant gas discharge flow path in the path, and the fuel cell. When starting the operation of the system and before starting the supply of fuel gas to the fuel cell, when the start signal is sent to the oxidant gas supply unit and the open signal is sent to all the one or more valves In addition, it is effective to control the fuel cell system to continue operation when the branched supply amount of the oxidant gas measured by the oxidant gas supply amount measurement unit is within a predetermined range. The headline and the present invention were completed.

即ち、本発明は、
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する燃料電池を含む燃料電池システムであって、
燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、
燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部と、
酸化剤ガス供給部から酸化剤ガスを燃料電池に供給する酸化剤ガス供給流路と、
燃料電池から酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出流路と、
酸化剤ガス供給流路から分岐する酸化剤ガス分岐流路と、
酸化剤ガス供給流路のうちの酸化剤ガス分岐流路との分岐部から燃料電池までの間の流路部分、及び、酸化剤ガス排出流路、のうちの少なくとも一方に設けられた1個以上の弁と、
酸化剤ガス分岐流路に設けられ、酸化剤ガス分岐流路に供給される酸化剤ガスの分岐供給量を測定する酸化剤ガス供給量測定部と、
少なくとも酸化剤ガス供給部及び1個以上の弁を制御する制御部であって、燃料電池システムの運転を起動してから燃料電池に燃料ガスの供給を開始するまでの間に、酸化剤ガス供給部に起動の信号を送り、1個以上の弁全てに開放の信号を送ったときに、酸化剤ガス供給量測定部によって測定される酸化剤ガスの分岐供給量が所定の範囲内である場合に、燃料電池システムの運転を継続するように制御する制御部と、
を有する燃料電池システムを提供する。
That is, the present invention
A fuel cell system including a fuel cell that generates power using a fuel gas containing hydrogen and an oxidant gas containing oxygen,
A fuel gas supply unit for supplying fuel gas to the fuel cell;
An oxidant gas supply unit for supplying an oxidant gas to the fuel cell;
An oxidant gas supply channel for supplying oxidant gas to the fuel cell from the oxidant gas supply unit;
An oxidant gas discharge passage for discharging the oxidant gas from the fuel cell;
An oxidant gas branch flow path branched from the oxidant gas supply flow path;
One provided in at least one of the channel portion between the branch portion of the oxidant gas supply channel and the oxidant gas branch channel to the fuel cell, and the oxidant gas discharge channel With the above valves,
An oxidant gas supply amount measuring unit that is provided in the oxidant gas branch flow channel and measures a branch supply amount of the oxidant gas supplied to the oxidant gas branch flow channel;
A control unit that controls at least an oxidant gas supply unit and one or more valves, and supplies an oxidant gas between the start of operation of the fuel cell system and the start of supply of fuel gas to the fuel cell. When the oxidant gas branch supply amount measured by the oxidant gas supply amount measurement unit is within a predetermined range when an activation signal is sent to the unit and an open signal is sent to all one or more valves And a control unit for controlling the fuel cell system to continue operation,
A fuel cell system is provided.

ここで、上記「所定の範囲」は、上記1個以上の弁全てが開放しているときに正常に流れる酸化剤ガスの流量に基づいて、当業者であれば予め決定しておくことが可能なものである(以下、同様。)。   Here, the “predetermined range” can be determined in advance by those skilled in the art based on the flow rate of the oxidant gas that normally flows when all of the one or more valves are open. (Hereinafter the same applies).

このような構成を有することにより、本発明の燃料電池システムでは、燃料電池システムの運転を起動してから燃料電池に燃料ガスの供給を開始するまでの間に、燃料電池の運転で通常使用している酸化剤ガス供給部によって、酸化剤ガス供給流路のうちの酸化剤ガス分岐流路との分岐部から燃料電池までの間の流路部分、及び、酸化剤ガス排出流路、のうちの少なくとも一方に設けられた1個以上の弁の閉故障を迅速に判定(検知)することができ、そのため、従来に比して燃料電池システムの起動エネルギーを低減させることができる。   By having such a configuration, the fuel cell system of the present invention is normally used in the operation of the fuel cell after starting the operation of the fuel cell system until starting the supply of fuel gas to the fuel cell. Of the oxidant gas supply flow path, the flow path portion from the branch part of the oxidant gas supply flow path to the fuel cell, and the oxidant gas discharge flow path. Therefore, it is possible to quickly determine (detect) a closed failure of one or more valves provided in at least one of the above, and therefore it is possible to reduce the startup energy of the fuel cell system as compared with the conventional case.

また、上記特許文献1に記載の従来の燃料電池システムの構成では、閉止指令の信号が送られたにもかかわらず弁が開放している故障(即ち開故障)の検知のみが行われているところ、上記のような構成を有する本発明の燃料電池システムにおいては、開放指令の信号が送られたにもかかわらず弁が閉止している故障(即ち閉故障)の検知も行うことができるという利点がある。   Further, in the configuration of the conventional fuel cell system described in the above-mentioned Patent Document 1, only the detection of a failure in which the valve is open (that is, an open failure) is performed despite the signal of the closing command being sent. However, in the fuel cell system according to the present invention having the above-described configuration, it is possible to detect a failure in which the valve is closed (that is, a closed failure) even though an open command signal is sent. There are advantages.

また、上記従来の燃料電池システムにおいては、例えばソレノイド式のゴム製弁が固着して閉止してしまう異常状態(閉固着)が生じた場合、燃料電池の発電工程中におけるセル電圧の低下によってその異常状態を検知できるが、発電工程を開始するまではその異常状態を検知できず燃料電池システムの起動エネルギーが増大してしまうという問題があったが、上記本発明の燃料電池システムによれば、発電工程を開始するまではその異常状態を検知することができ、かかる問題を解消することができる。   Further, in the above conventional fuel cell system, for example, when an abnormal state (closed adhering) occurs in which a solenoid type rubber valve adheres and closes, the cell voltage decreases during the power generation process of the fuel cell. Although the abnormal state can be detected, until the power generation process is started, the abnormal state cannot be detected and the startup energy of the fuel cell system increases, but according to the fuel cell system of the present invention, Until the power generation process is started, the abnormal state can be detected, and this problem can be solved.

上記本発明の燃料電池システムにおいては、
制御部は、酸化剤ガス供給量測定部によって測定される酸化剤ガスの分岐供給量が第1の規定値より増加した場合に、燃料電池システムの運転を停止するように制御する、
ことが好ましい。
In the fuel cell system of the present invention,
The control unit controls the operation of the fuel cell system to stop when the branch supply amount of the oxidant gas measured by the oxidant gas supply amount measurement unit increases from the first specified value.
It is preferable.

ここで、「第1の規定値」とは、上記「所定の範囲」の上限値に相当し、この上限値は、例えば、1個以上の弁全てが開放している場合の酸化剤ガスの分岐供給量より大きく、この分岐供給量の300%以下の値である。この上限値は、例えば、この分岐供給量の180%〜220%の値であることが好ましい。   Here, the “first specified value” corresponds to the upper limit value of the “predetermined range”, and this upper limit value is, for example, the oxidant gas when all the one or more valves are open. It is larger than the branch supply amount and is a value of 300% or less of the branch supply amount. The upper limit value is preferably a value of 180% to 220% of the branch supply amount, for example.

このような構成によれば、開放の信号が送られた1個以上の弁のうちのいずれかが閉止していれば、燃料電池に酸化剤ガスが供給されず、酸化剤ガス分岐流路により多くの酸化剤ガスが供給され、燃料電池システムの運転に通常使用されている酸化剤ガス供給量測定部を用いて確実に弁の閉故障を検知することができる。即ち、開放の信号が送られた1個以上の弁のうちのいずれかが閉止していれば、燃料電池に酸化剤ガスが供給されず、酸化剤ガス分岐流路を流れる酸化剤ガスの分岐供給量は増加するため、酸化剤ガス分岐流路を流れる酸化剤ガスの分岐供給量の増加を検知することにより弁の閉故障をより確実に検知することができ、燃料電池システムの信頼性を向上することができる。   According to such a configuration, if one of the one or more valves to which an open signal is sent is closed, the oxidant gas is not supplied to the fuel cell, and the oxidant gas branch flow path A large amount of oxidant gas is supplied, and a valve closing failure can be reliably detected by using an oxidant gas supply amount measuring unit that is normally used for operation of the fuel cell system. That is, if one of the one or more valves to which an open signal is sent is closed, the oxidant gas is not supplied to the fuel cell, and the oxidant gas branch flowing through the oxidant gas branch passage Since the supply amount increases, it is possible to more reliably detect a valve closing failure by detecting an increase in the branch supply amount of the oxidant gas flowing through the oxidant gas branch flow path, thereby improving the reliability of the fuel cell system. Can be improved.

また、上記本発明の燃料電池システムは、
酸化剤ガス供給部の供給能力を、酸化剤ガス供給量測定部で測定される酸化剤ガスの分岐供給量に基づいて変化させる供給能力調整手段を更に有し、
制御部は、酸化剤ガス供給部の供給能力が第2の規定値より減少した場合に、燃料電池システムの運転を停止するように制御する、
ことが好ましい。
The fuel cell system of the present invention is
A supply capacity adjusting means for changing the supply capacity of the oxidant gas supply unit based on the branch supply amount of the oxidant gas measured by the oxidant gas supply amount measurement unit;
The control unit controls to stop the operation of the fuel cell system when the supply capacity of the oxidant gas supply unit decreases from the second specified value.
It is preferable.

ここで、上記供給能力調整手段は、制御部に含まれていても制御部とは別途も受けられていてもよいが、制御部によって制御されるものである。また、「第2の規定値」とは、1個以上の弁全てが開放しているときの酸化剤ガス供給部の供給能力を基準にして、当業者であれば予め決定しておくことが可能なものである。この第2の規定値は、例えば、1個以上の弁全てが開放している場合の酸化剤ガス供給部の供給能力より小さく、この供給能力の10%以上の値である。この第2の規定値は、例えば、この供給能力の30%〜70%の値であることが好ましい。   Here, the supply capacity adjusting means may be included in the control unit or may be received separately from the control unit, but is controlled by the control unit. The “second specified value” can be determined in advance by those skilled in the art based on the supply capacity of the oxidant gas supply unit when all of the one or more valves are open. It is possible. This second specified value is, for example, smaller than the supply capacity of the oxidant gas supply section when all of the one or more valves are open, and is a value of 10% or more of this supply capacity. The second specified value is preferably, for example, a value of 30% to 70% of the supply capacity.

このような構成によれば、開放の信号が送られた1個以上の弁のうちのいずれかが閉止していれば、燃料電池に酸化剤ガスが供給されず、酸化剤ガス供給量測定部で測定される酸化剤ガスの分岐供給量が増加することから、制御部は酸化剤ガスの分岐供給量に基づいて変化させる供給能力調整手段により、酸化剤ガス供給部の供給能力を減少させることができる。したがって、このようなフィードバック制御を行う場合に、酸化剤ガス供給部の供給能力の減少を検知することによって弁の閉故障をより確実に検知でき、燃料電池システムの信頼性をより向上することができる。   According to such a configuration, if one of the one or more valves to which an open signal is sent is closed, the oxidant gas is not supplied to the fuel cell, and the oxidant gas supply amount measurement unit Because the branch supply amount of the oxidant gas measured in step 1 increases, the control unit reduces the supply capacity of the oxidant gas supply unit by the supply capacity adjusting means that changes based on the branch supply amount of the oxidant gas. Can do. Therefore, when performing such feedback control, it is possible to more reliably detect a valve closing failure by detecting a decrease in the supply capacity of the oxidant gas supply unit, and to further improve the reliability of the fuel cell system. it can.

また、上記本発明の燃料電池システムは、
燃料ガス中の一酸化炭素を除去する選択酸化器を有し、
酸化剤ガス分岐流路の下流端が選択酸化器に連通している構成を有する、
ことが好ましい。
The fuel cell system of the present invention is
A selective oxidizer for removing carbon monoxide in the fuel gas;
The downstream end of the oxidant gas branch channel has a configuration communicating with the selective oxidizer,
It is preferable.

このような構成によれば、酸化剤ガス分岐流路が選択酸化器に連通していても、水素濃度(純度)の高い燃料ガスを燃料電池に供給することができ、燃料電池システムの信頼性を向上させることができる。   According to such a configuration, even if the oxidant gas branch channel communicates with the selective oxidizer, the fuel gas having a high hydrogen concentration (purity) can be supplied to the fuel cell, and the reliability of the fuel cell system Can be improved.

また、本発明は、
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を含む燃料電池システムであって、
燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、
燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部と、
酸化剤ガス供給部から酸化剤ガスを燃料電池に供給する酸化剤ガス供給流路と、
燃料電池から酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出流路と、
酸化剤ガス供給流路又は酸化剤ガス排出流路に設けられ、酸化剤ガスの供給量を測定する酸化剤ガス供給量測定部と、
酸化剤ガス供給流路及び酸化剤ガス排出流路のうちの少なくとも一方に設けられている1個以上の弁と、
少なくとも酸化剤ガス供給部及び1個以上の弁を制御する制御部であって、燃料電池システムの運転を起動してから燃料電池に燃料ガスの供給を開始するまでの間に、酸化剤ガス供給部に起動の信号を送り、1個以上の弁全てに開放の信号を送ったときに、酸化剤ガス供給量測定部によって測定される酸化剤ガスの供給量が所定の範囲内である場合に、燃料電池システムの運転を継続するように制御する制御部と、
を有する燃料電池システムをも提供する。
The present invention also provides:
A fuel cell system including a fuel cell that generates power using a fuel gas and an oxidant gas containing oxygen,
A fuel gas supply unit for supplying fuel gas to the fuel cell;
An oxidant gas supply unit for supplying an oxidant gas to the fuel cell;
An oxidant gas supply channel for supplying oxidant gas to the fuel cell from the oxidant gas supply unit;
An oxidant gas discharge passage for discharging the oxidant gas from the fuel cell;
An oxidant gas supply flow rate measuring unit that is provided in the oxidant gas supply flow channel or the oxidant gas discharge flow channel and measures the supply amount of the oxidant gas;
One or more valves provided in at least one of the oxidant gas supply channel and the oxidant gas discharge channel;
A control unit that controls at least an oxidant gas supply unit and one or more valves, and supplies an oxidant gas between the start of operation of the fuel cell system and the start of supply of fuel gas to the fuel cell. When the oxidant gas supply amount measured by the oxidant gas supply amount measurement unit is within a predetermined range when an activation signal is sent to the unit and an open signal is sent to all one or more valves. A control unit for controlling the fuel cell system to continue operation;
A fuel cell system is also provided.

ここで、上記「所定の範囲」は、上記1個以上の弁全てが開放しているときに正常に流れる酸化剤ガスの流量に基づいて、当業者であれば予め決定しておくことが可能なものである(以下、同様。)。   Here, the “predetermined range” can be determined in advance by those skilled in the art based on the flow rate of the oxidant gas that normally flows when all of the one or more valves are open. (Hereinafter the same applies).

このような構成を有することにより、本発明の燃料電池システムでは、燃料電池システムの運転を起動してから燃料電池に燃料ガスの供給を開始するまでの間に、燃料電池の運転で通常使用している酸化剤ガス供給部によって、酸化剤ガス供給流路及び酸化剤ガス排出流路のうちの少なくとも一方に設けられている1個以上の弁の閉故障を迅速に判定(検知)することができ、そのため、従来に比して燃料電池システムの起動エネルギーを低減させることができる。   By having such a configuration, the fuel cell system of the present invention is normally used in the operation of the fuel cell after starting the operation of the fuel cell system until starting the supply of fuel gas to the fuel cell. The oxidant gas supply unit can quickly determine (detect) a closed failure of one or more valves provided in at least one of the oxidant gas supply channel and the oxidant gas discharge channel. Therefore, the starting energy of the fuel cell system can be reduced as compared with the conventional case.

また、上記特許文献1に記載の従来の燃料電池システムの構成では、開放指令の信号が送られたにもかかわらず弁が閉止している故障(即ち開故障)の検知のみが行われているところ、上記のような構成を有する本発明の燃料電池システムにおいては、閉止指令の信号が送られたにもかかわらず弁が開放している故障(即ち閉故障)の検知も行うことができるという利点がある。   Further, in the configuration of the conventional fuel cell system described in Patent Document 1, only a failure in which the valve is closed (that is, an open failure) is detected even though an open command signal is sent. However, in the fuel cell system of the present invention having the above-described configuration, it is possible to detect a failure in which the valve is open (that is, a closed failure) even though a closing command signal is sent. There are advantages.

また、上記従来の燃料電池システムにおいては、例えばソレノイド式のゴム製弁が固着して閉止してしまう異常状態(閉固着)が生じた場合、燃料電池の発電工程中におけるセル電圧の低下によってその異常状態を検知できるが、発電工程を開始するまではその異常状態を検知できず燃料電池システムの起動エネルギーが増大してしまうという問題があったが、上記本発明の燃料電池システムによれば、発電工程を開始するまではその異常状態を検知することができ、かかる問題を解消することができる。   Further, in the above conventional fuel cell system, for example, when an abnormal state (closed adhering) occurs in which a solenoid type rubber valve adheres and closes, the cell voltage decreases during the power generation process of the fuel cell. Although the abnormal state can be detected, until the power generation process is started, the abnormal state cannot be detected and the startup energy of the fuel cell system increases, but according to the fuel cell system of the present invention, Until the power generation process is started, the abnormal state can be detected, and this problem can be solved.

上記本発明の燃料電池システムにおいては、
制御部は、酸化剤ガス供給量測定部によって測定される酸化剤ガスの供給量が第3の規定値より減少した場合に、燃料電池システムの運転を停止するように制御する、
ことが好ましい。
In the fuel cell system of the present invention,
The control unit controls to stop the operation of the fuel cell system when the supply amount of the oxidant gas measured by the oxidant gas supply amount measurement unit is decreased from a third specified value.
It is preferable.

ここで、「第3の規定値」とは、上記「所定の範囲」の例えば下限値に相当し、この下限値は、1個以上の弁全てが開放している場合の酸化剤ガスの供給量である。   Here, the “third specified value” corresponds to, for example, a lower limit value of the “predetermined range”, and this lower limit value is the supply of oxidant gas when all of one or more valves are open. Amount.

このような構成によれば、開放の信号が送られた1個以上の弁のうちのいずれかが閉止していれば、燃料電池に酸化剤ガスが供給されないことから、燃料電池システムの運転に通常使用されている酸化剤ガス供給量測定部を用いて確実に弁の閉故障を検知することができ、燃料電池システムの信頼性を向上することができる。   According to such a configuration, the oxidant gas is not supplied to the fuel cell if any one of the one or more valves to which the opening signal is sent is closed. A normally-used oxidant gas supply amount measurement unit can be used to reliably detect a valve closing failure, and the reliability of the fuel cell system can be improved.

本発明の燃料電池システムでは、従来の燃料電池システムのような圧力検知部を使用せずに、燃料電池システムの運転を起動してから燃料電池に燃料ガスの供給を開始するまでの間に弁の故障を迅速に検知することができる。   In the fuel cell system of the present invention, the valve is not used between the start of the operation of the fuel cell system and the supply of the fuel gas to the fuel cell without using the pressure detector as in the conventional fuel cell system. Can be detected quickly.

本発明の実施の形態1における燃料電池システムの概略図Schematic of the fuel cell system in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1における燃料電池システムの酸化剤供給弁の開故障確認の一連の動作フロー図A series of operational flow charts for confirming the open failure of the oxidant supply valve of the fuel cell system according to Embodiment 1 of the present invention. 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図Schematic of the fuel cell system in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態2における燃料電池システムの酸化剤供給弁の開故障確認の一連の動作フロー図A series of operational flow charts for confirming the open failure of the oxidant supply valve of the fuel cell system according to Embodiment 2 of the present invention 従来の燃料電池システムの構成を示す模式図Schematic diagram showing the configuration of a conventional fuel cell system

以下、図面を参照しながら本発明の燃料電池システムの好適な実施の形態について説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。なお、以下においては互いに同一又は相当する部材には同じ符号を付し、重複する説明は省略することもあり、各図面は、本発明を概念的に説明するためのものであるから、理解容易のために、必要に応じて寸法、比又は数を誇張又は簡略化して表している場合もある。   Hereinafter, preferred embodiments of the fuel cell system of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. In the following description, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. Each drawing is for conceptual description of the present invention, and is easy to understand. Therefore, dimensions, ratios, or numbers may be exaggerated or simplified as necessary.

(実施の形態1)
[構成]
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1の構成を示す概略図である。
(Embodiment 1)
[Constitution]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a fuel cell system 1 according to Embodiment 1 of the present invention.

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、燃料電池2に燃料ガスを供給する燃料ガス供給部の一例である水素生成器4と、水素生成器4に原料ガスを供給する原料ガス供給部である原料ブロワ5と、を有している。   The fuel cell system 1 according to the present embodiment is an example of a fuel cell 2 that generates power using a fuel gas containing hydrogen and an oxidant gas containing oxygen, and a fuel gas supply unit that supplies the fuel gas to the fuel cell 2. And a raw material blower 5 which is a raw material gas supply unit for supplying the raw material gas to the hydrogen generator 4.

水素生成器4は、都市ガスやLPG等の炭化水素系燃料である原料ガスが供給されて、原料ガスと水蒸気とを用いて改質を行い、水素濃度が高い燃料ガスを生成するものであり、改質部で改質した改質ガスを選択酸化反応させ、一酸化炭素濃度を低減した燃料ガスを生成する選択酸化器3を有している。   The hydrogen generator 4 is supplied with a raw material gas which is a hydrocarbon-based fuel such as city gas or LPG, and reforms using the raw material gas and water vapor to generate a fuel gas having a high hydrogen concentration. The selective oxidizer 3 generates a fuel gas having a reduced carbon monoxide concentration by selectively oxidizing the reformed gas reformed in the reforming section.

また、燃料電池システム1は、燃料電池2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4の燃焼器4aと、原料ガスユーティリティ(図示せず)と、を有しており、原料ブロワ5と水素生成器4とを連通する原料ガス供給流路6と、水素生成器4と燃料電池2とを連通して、水素生成器4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7と、を有している。   The fuel cell system 1 also includes a combustor 4a of a hydrogen generator 4 that burns and reuses unreacted fuel gas discharged from the fuel cell 2, and a raw material gas utility (not shown). The raw material gas supply flow path 6 that connects the raw material blower 5 and the hydrogen generator 4, the hydrogen generator 4, and the fuel cell 2 are connected, and the fuel gas generated by the hydrogen generator 4 is converted into a fuel cell. 2 and a fuel gas flow path 7 to be introduced into the vehicle 2.

また、燃料電池2と燃焼器4aとを連通して燃料電池2から燃料ガスを燃焼器4aに導く排出ガス流路8と、燃料電池2を介さずに燃料ガス流路7と排出ガス流路8とを接続す
るバイパス流路9と、が設けられている。バイパス流路9上には、バイパス流路9を連通/遮断する、つまり開閉するバイパス弁10が配され、燃料ガス流路7上のバイパス流路9との分岐点から燃料電池2の間には、燃料ガス流路を開閉するアノード入口弁11が配されている。
Also, an exhaust gas passage 8 that communicates the fuel cell 2 with the combustor 4a to guide the fuel gas from the fuel cell 2 to the combustor 4a, and a fuel gas passage 7 and an exhaust gas passage that do not go through the fuel cell 2. And a bypass flow path 9 that connects to the second flow path 8. On the bypass channel 9, a bypass valve 10 that communicates / blocks the bypass channel 9, that is, opens and closes, is disposed, and is located between the branch point of the bypass channel 9 on the fuel gas channel 7 and the fuel cell 2. Is provided with an anode inlet valve 11 for opening and closing the fuel gas flow path.

更に、燃料電池システム1は、燃料電池2及び選択酸化器3に各々発電用及び一酸化炭素除去用に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部の一例である空気ブロワ12と、空気ブロワ12と燃料電池2とを連通する酸化剤ガス供給流路13と、燃料電池2から酸化剤ガスを大気に排出するための酸化剤ガス排出流路14と、を有している。   Further, the fuel cell system 1 includes an air blower 12 as an example of an oxidant gas supply unit that supplies an oxidant gas to the fuel cell 2 and the selective oxidizer 3 for power generation and carbon monoxide removal, and an air blower 12. And an oxidant gas supply passage 13 for communicating the fuel cell 2 and an oxidant gas discharge passage 14 for discharging the oxidant gas from the fuel cell 2 to the atmosphere.

また、燃料電池システム1は、酸化剤ガス供給流路13から分岐して空気ブロワ12から空気を選択酸化器3に供給する酸化剤ガス分岐流路である選択酸化空気流路15と、酸化剤ガス供給流路13に設けられ酸化剤ガスの通流/遮断、つまり酸化剤ガス供給流路13を開閉する酸化剤供給弁16と、酸化剤ガス排出流路14に設けられ酸化剤ガスの通流/遮断を行う酸化剤排出弁17と、選択酸化空気流路15に設けられ酸化剤ガスの通流/遮断を行うための選択酸化空気弁18と、選択酸化空気流路15に設けられた酸化剤ガス供給量測定部である選択酸化流量計19が設けられている。   The fuel cell system 1 also includes a selective oxidant gas flow channel 15 that is a oxidant gas branch flow channel that branches from the oxidant gas supply flow channel 13 and supplies air from the air blower 12 to the selective oxidizer 3, and an oxidant. Oxidant gas flow / blocking provided in the gas supply flow path 13, that is, an oxidant supply valve 16 for opening and closing the oxidant gas supply flow path 13, and an oxidant gas discharge flow path provided in the oxidant gas discharge flow path 14. An oxidant discharge valve 17 that performs flow / blocking, a selective oxidant valve 18 that is provided in the selective oxidant gas flow path 15 and that allows oxidant gas to flow / block, and a selective oxidant air flow path 15 are provided. A selective oxidation flow meter 19 serving as an oxidant gas supply amount measuring unit is provided.

ここで、本実施の形態の燃料電池システム1には制御部20が設けられており、制御部20は、少なくとも、原料ブロワ5、バイパス弁10、アノード入口弁11、空気ブロワ12、酸化剤供給弁16、酸化剤排出弁17及び選択酸化空気弁18を制御する。より具体的には、制御部20は、酸化剤ガス供給量測定部である選択酸化流量計19が検知する酸化剤ガスの供給量が発電電力に応じた酸化剤ガス供給量になるように、空気ブロワ12の供給能力を変化させることで酸化剤ガスの供給量を制御する。   Here, the control unit 20 is provided in the fuel cell system 1 of the present embodiment, and the control unit 20 includes at least the raw material blower 5, the bypass valve 10, the anode inlet valve 11, the air blower 12, and the oxidant supply. The valve 16, the oxidant discharge valve 17 and the selective oxidation air valve 18 are controlled. More specifically, the control unit 20 is configured so that the supply amount of the oxidant gas detected by the selective oxidation flow meter 19 which is the oxidant gas supply amount measurement unit becomes the oxidant gas supply amount according to the generated power. The supply amount of the oxidant gas is controlled by changing the supply capacity of the air blower 12.

本実施の形態における原料ブロワ5は、燃料電池2に燃料ガスを供給する原料ガス供給部、空気ブロワ12は燃料電池2に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部、選択酸化空気流路15は酸化剤ガス分岐流路、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17は酸化剤ガス供給流路のうち酸化剤ガス分岐流路との分岐部より燃料電池側の部分、及び、酸化剤ガス排出流路のうち少なくとも一方に設けられた1以上の弁、選択酸化流量計19は酸化剤ガス供給量測定部の具体的一例である。   In the present embodiment, the raw material blower 5 is a raw material gas supply unit that supplies fuel gas to the fuel cell 2, the air blower 12 is an oxidant gas supply unit that supplies oxidant gas to the fuel cell 2, and a selective oxidized air flow channel 15. Is an oxidant gas branch flow path, an oxidant supply valve 16 and an oxidant discharge valve 17 are portions of the oxidant gas supply flow path that are closer to the fuel cell than a branch portion with the oxidant gas branch flow path, and an oxidant gas. One or more valves provided in at least one of the discharge flow paths, and the selective oxidation flow meter 19 are a specific example of an oxidant gas supply amount measurement unit.

天然ガス、LPG等の原料ガスが原料ブロワ5により水素生成器4に供給される。水素生成器4では、供給された原料が水蒸気により改質され、水素を主成分とする改質ガスが生成される。生成された改質ガスは選択酸化器3に供給され、選択酸化器3では、空気ブロワ12から選択酸化空気流路15を通じて空気が供給され、触媒を用いて改質ガス中の一酸化炭素を選択的に酸化して二酸化炭素にすることにより、一酸化炭素濃度を極めて低くした燃料ガスを生成する。生成された燃料ガスは、燃料電池2の燃料極側に供給される。   A source gas such as natural gas or LPG is supplied to the hydrogen generator 4 by the source blower 5. In the hydrogen generator 4, the supplied raw material is reformed by steam, and a reformed gas containing hydrogen as a main component is generated. The generated reformed gas is supplied to the selective oxidizer 3, and in the selective oxidizer 3, air is supplied from the air blower 12 through the selective oxidation air flow path 15, and carbon monoxide in the reformed gas is converted using a catalyst. By selectively oxidizing to carbon dioxide, a fuel gas having an extremely low carbon monoxide concentration is generated. The generated fuel gas is supplied to the fuel electrode side of the fuel cell 2.

一方、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17を開放し、空気ブロワ12によって、酸化剤ガス供給流路13を通じて、空気が酸化剤ガスとして燃料電池2のカソード側に供給される。反応に利用されずに燃料電池2から排出された未反応の酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出流路14を通じて外部に放出される。燃料電池2では、このようにして、供給された燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて電気化学的に反応が行われ、それにより発電が行われるとともに熱が発生する。   On the other hand, the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 are opened, and air is supplied to the cathode side of the fuel cell 2 by the air blower 12 through the oxidant gas supply passage 13 as the oxidant gas. Unreacted oxidant gas discharged from the fuel cell 2 without being used for the reaction is discharged to the outside through the oxidant gas discharge channel 14. In the fuel cell 2, in this way, an electrochemical reaction is performed using the supplied fuel gas and oxidant gas, whereby electric power is generated and heat is generated.

ここで、制御部20が酸化剤供給弁16又は酸化剤排出弁17に開放の信号を送っているにもかかわらず閉止した状態(以下、「閉故障」という。)が放置されると、発電工程を開始するまで、酸化剤供給弁16又は酸化剤排出弁17の閉故障異常が分からないため
、起動エネルギー削減のため、早期に酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17の閉故障を検知する必要がある。
[動作]
以下に、本実施の形態における燃料電池システム1の酸化剤供給弁16又は酸化剤排出弁17の弁の閉故障検知に関する一連の具体的な動作を説明する。
Here, if the controller 20 is left in a closed state (hereinafter referred to as “closed failure”) even though it sends an open signal to the oxidant supply valve 16 or the oxidant discharge valve 17, power generation is performed. Until the process is started, it is not known that the oxidant supply valve 16 or the oxidant discharge valve 17 is closed abnormally. Therefore, the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 are detected early in order to reduce startup energy. There is a need to.
[Operation]
Hereinafter, a series of specific operations relating to the detection of the closing failure of the oxidant supply valve 16 or the oxidant discharge valve 17 of the fuel cell system 1 in the present embodiment will be described.

制御部20は、起動工程と、起動工程後の発電工程と、発電工程後の停止処理工程と、停止処理工程後の停止工程とを行うように、燃料電池システム1全体を制御している。   The control unit 20 controls the entire fuel cell system 1 so as to perform a startup process, a power generation process after the startup process, a stop process after the power generation process, and a stop process after the stop process.

起動工程は、燃料電池2に供給する燃料ガスを供給するために、原料ガスから水素生成器4にて燃料ガスの生成を行うための工程であり、起動工程が開始して水素生成器4が燃料ガスを生成できる温度に加熱された後に行われ燃料電池2に燃料ガスを供給する燃料ガス供給工程と、燃料ガス供給工程開始後に燃料電池2に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給工程と、を有している。   The start-up process is a process for generating fuel gas from the raw material gas in the hydrogen generator 4 in order to supply the fuel gas to be supplied to the fuel cell 2, and the start-up process starts and the hydrogen generator 4 A fuel gas supply step for supplying the fuel gas to the fuel cell 2 after being heated to a temperature capable of generating the fuel gas; and an oxidant gas supply step for supplying the oxidant gas to the fuel cell 2 after the start of the fuel gas supply step; ,have.

発電工程は、酸化剤ガス供給工程開始後に行われ、燃料電池2の発電を行う工程である。また、停止処理工程は、発電工程終了後に行われ、燃料電池2の停止処理を行うための工程であり、停止工程は、停止処理工程後の状態であり、待機している状態である。   The power generation process is a process that is performed after the start of the oxidant gas supply process and performs power generation of the fuel cell 2. The stop process is a process for performing a stop process of the fuel cell 2 after the power generation process is completed, and the stop process is a state after the stop process and is in a standby state.

本実施の形態における燃料電池システム1の制御部20は、起動工程を開始したときから、燃料ガス供給工程を開始するまでの間に弁故障検知を行う。より具体的には、制御部20は、酸化剤ガスが選択酸化器3に供給されている状態で弁に閉止の信号を送ったときに、酸化剤ガス分岐流路である選択酸化空気流路15を流れる酸化剤ガスの分岐供給量が第1の規定値である規定値X(L/min)より増加した場合に、弁が閉故障していると検知して、燃料電池システム1の運転を停止する機能を持つ。   The control unit 20 of the fuel cell system 1 in the present embodiment performs valve failure detection from the start of the startup process to the start of the fuel gas supply process. More specifically, when the control unit 20 sends a closing signal to the valve in a state where the oxidant gas is supplied to the selective oxidizer 3, the control unit 20 selects the oxidant gas branch flow path that is the oxidant gas branch flow path. When the branch supply amount of the oxidant gas flowing through 15 increases from the first predetermined value X (L / min), it is detected that the valve is closed and the fuel cell system 1 is operated. With the function to stop.

規定値Xは、例えば、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17が開放した状態で、酸化剤ガス分岐流路である選択酸化空気流路15を流れる酸化剤ガスの分岐供給量Y(L/min)の200%以上の値に設定することが好ましい。   The specified value X is, for example, a branch supply amount Y (L of oxidant gas flowing through the selective oxidant gas flow channel 15 which is an oxidant gas branch flow channel in a state where the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 are opened. / Min) is preferably set to a value of 200% or more.

ここで、図2は、起動工程における酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17の弁故障検知の一連の動作フローを示すフロー図である。燃料電池システム1の起動が開始されると、まず、原料ガスから水素を含む燃料ガスを生成する初期工程(ステップS101・S102)が開始される。   Here, FIG. 2 is a flowchart showing a series of operation flows for detecting the valve failure of the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 in the starting process. When the start of the fuel cell system 1 is started, first, an initial process (steps S101 and S102) for generating a fuel gas containing hydrogen from the raw material gas is started.

制御部20は、バイパス弁10に開放の信号を送り、アノード入口弁11、酸化剤供給弁16、酸化剤排出弁17、選択酸化空気弁18に閉止の信号を送る。また、原料ブロワ5に起動信号を送り、空気ブロワ12に停止信号を送る(ステップS101)。これにより、原料ガスユーティリティから原料ガスが原料ブロワ5によって所定の圧力に昇圧した状態で、原料ガス供給流路6、水素生成器4、バイパス流路9を経由して、燃焼器4aに供給され、燃焼器4aは燃焼を開始するとともに、水素生成器4は、原料ガスを利用して、燃料ガスを生成し始める。   The control unit 20 sends an opening signal to the bypass valve 10 and sends a closing signal to the anode inlet valve 11, the oxidant supply valve 16, the oxidant discharge valve 17, and the selective oxidation air valve 18. Moreover, a starting signal is sent to the raw material blower 5, and a stop signal is sent to the air blower 12 (step S101). As a result, the raw material gas is supplied from the raw material gas utility to the combustor 4 a via the raw material gas supply channel 6, the hydrogen generator 4, and the bypass channel 9 in a state where the raw material gas is boosted to a predetermined pressure by the raw material blower 5. The combustor 4a starts combustion, and the hydrogen generator 4 starts generating fuel gas using the raw material gas.

起動工程の初期工程では、水素生成器4が充分に加熱されていないため、水素生成器4で生成される燃料ガスには多くの一酸化炭素が含まれている。一酸化炭素濃度が比較的高い燃料ガスを燃料電池2に供給した場合、燃料電池2のアノードが有する触媒が被毒する。そこで、起動工程中は、水素生成器4にて生成された燃料ガスは、バイパス流路9を介して燃焼器4aにて燃焼を行う。   In the initial stage of the start-up process, the hydrogen generator 4 is not sufficiently heated, so that the fuel gas generated by the hydrogen generator 4 contains a large amount of carbon monoxide. When fuel gas having a relatively high carbon monoxide concentration is supplied to the fuel cell 2, the catalyst of the anode of the fuel cell 2 is poisoned. Therefore, during the starting process, the fuel gas generated by the hydrogen generator 4 is combusted by the combustor 4 a via the bypass flow path 9.

選択酸化器3の選択酸化触媒が反応可能な温度になると、選択酸化器3に酸化剤ガスを
供給するために、制御部20は、空気ブロワ12に起動信号を送り、選択酸化空気弁18に開放の信号を送る(ステップS102)。
When the selective oxidation catalyst of the selective oxidizer 3 reaches a temperature at which it can react, the control unit 20 sends an activation signal to the air blower 12 to supply the selective oxidizer gas to the selective oxidizer 3 to the selective oxidation air valve 18. An open signal is sent (step S102).

ここで、選択酸化器3に供給される酸化剤ガスの分岐供給量は、選択酸化器3で燃料ガス中の一酸化炭素が低減できる所定量Y(L/min)とし、制御部20は選択酸化空気流路15に配された選択酸化流量計19の値がY(L/min)となるように空気ブロワ12の供給能力を調整する。   Here, the branch supply amount of the oxidant gas supplied to the selective oxidizer 3 is set to a predetermined amount Y (L / min) by which the carbon monoxide in the fuel gas can be reduced by the selective oxidizer 3, and the control unit 20 selects it. The supply capacity of the air blower 12 is adjusted so that the value of the selective oxidation flow meter 19 arranged in the oxidation air flow path 15 becomes Y (L / min).

これにより、酸化剤ガスが選択酸化器3に供給され、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17の弁故障検知(ステップS103〜S106)に移行する。   As a result, the oxidant gas is supplied to the selective oxidizer 3, and the process proceeds to valve failure detection (steps S103 to S106) of the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17.

酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17の弁故障検知として、ステップS103では、制御部20は、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17に開放の信号を送り、選択酸化流量計19により、選択酸化空気流路15を流れる酸化剤ガスの分岐供給量を確認する。   As a valve failure detection of the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17, in step S103, the control unit 20 sends an open signal to the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17, and the selective oxidation flow meter 19 The branch supply amount of the oxidant gas flowing through the selective oxidation air flow path 15 is confirmed.

このとき、制御部20は酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17に開放信号を送っているため、燃料電池2に酸化剤ガスが供給され、選択酸化空気流路15を流れる酸化剤ガスの分岐供給量は減少する。制御部20は、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17が開放した状態で、選択酸化空気流路15を流れる酸化剤ガスの分岐供給量Y(L/min)の50%の値である規定値X(L/min)以上であれば(ステップS104でYes)、酸化剤供給弁16又は酸化剤排出弁17が閉故障していることを検知し、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17を閉止し(ステップS105)、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17の閉故障確認を終了し、燃料電池システム1の運転を停止する。   At this time, since the control unit 20 sends an open signal to the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17, the oxidant gas is supplied to the fuel cell 2 and the oxidant gas flowing through the selective oxidant air flow path 15 is supplied. The branch supply is reduced. The control unit 20 has a value that is 50% of the branch supply amount Y (L / min) of the oxidant gas that flows through the selective oxidant air passage 15 in a state where the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 are open. If it is equal to or greater than the specified value X (L / min) (Yes in step S104), it is detected that the oxidant supply valve 16 or the oxidant discharge valve 17 is closed, and the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge are detected. The valve 17 is closed (step S105), the closing failure confirmation of the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 is finished, and the operation of the fuel cell system 1 is stopped.

選択酸化流量計19により計測される、選択酸化空気流路15を流れる酸化剤ガスの分岐供給量が規定値X(L/min)未満であれば(ステップS104でNo)、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17が閉故障していないことを判定し、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17を閉止し(ステップS106)、これらの弁の閉故障検知を終了し、水素生成器4の加熱に必要な時間が経つか若しくは水素生成器4が所定の温度になり、水素生成器が燃料ガスの一酸化炭素が低下すれば、次の燃料ガス供給工程(ステップS107)を開始する。   If the branch supply amount of the oxidant gas flowing through the selective oxidation air flow path 15 measured by the selective oxidation flow meter 19 is less than the specified value X (L / min) (No in step S104), the oxidant supply valve 16 Then, it is determined that the oxidant discharge valve 17 is not closed, the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 are closed (step S106), the detection of the close failure of these valves is terminated, and the hydrogen generator When the time required for heating 4 passes or the hydrogen generator 4 reaches a predetermined temperature and the carbon monoxide in the fuel gas decreases, the next fuel gas supply process (step S107) is started. .

以上のように、本実施の形態においては、制御部20は、選択酸化流量計19が検知する選択酸化空気流路15を流れる酸化剤ガスの分岐供給量が規定値X(L/min)以上に増加したことを検知して、開放の信号を送った弁が閉故障していることを判定して、燃料電池システム1の運転を停止することができ、発電工程を開始するまでの早期に開放の信号を送った弁の閉故障により燃料電池2の運転を停止できる。また、選択酸化流量計19を使用することで、選択酸化空気流路15を流れる酸化剤ガスの分岐供給量により弁の閉故障不良をより確実に検知できるため、燃料電池システムの信頼性を向上することができる。   As described above, in the present embodiment, the control unit 20 determines that the branch supply amount of the oxidant gas flowing through the selective oxidation air flow path 15 detected by the selective oxidation flow meter 19 is equal to or greater than the specified value X (L / min). It is detected that the valve that has sent the opening signal is closed, and the operation of the fuel cell system 1 can be stopped until the power generation process starts. The operation of the fuel cell 2 can be stopped due to the closing failure of the valve that has sent the opening signal. In addition, the use of the selective oxidation flow meter 19 improves the reliability of the fuel cell system because the valve closing failure can be detected more reliably by the branch supply amount of the oxidant gas flowing through the selective oxidation air flow path 15. can do.

なお、図2に基づいて説明した、弁の閉故障検知のステップS104で、選択酸化流量計19により計測される選択酸化空気流路15を流れる酸化剤ガスの分岐供給量ではなく、空気ブロワ12の供給能力が第2の規定値である規定値Z(%)未満になった場合に、開放の信号を送った1以上の弁が閉故障していると検知する機能を持ってもよい。この規定値Z(%)は、例えば、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17が開放しているときの空気ブロワ12の供給能力W(%)の50%以下の値にすることが好ましい。   Note that the air blower 12 is not the branch supply amount of the oxidant gas flowing through the selective oxidation air flow path 15 measured by the selective oxidation flow meter 19 in step S104 of the valve closing failure detection described with reference to FIG. May have a function of detecting that one or more valves that have sent an open signal have a closed failure when the supply capacity of the valve is less than a second predetermined value Z (%). The specified value Z (%) is preferably set to a value equal to or less than 50% of the supply capacity W (%) of the air blower 12 when the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 are open, for example. .

ステップS104で、制御部20が酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17に開放信号を送っているので、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17が開放していれば、選択酸化
空気流路15を流れる酸化剤ガスの分岐供給量は所定量Y(L/min)から減少するため、制御部20は空気ブロワ12の供給能力をW(%)以上に増加させる。一方、酸化剤供給弁16若しくは酸化剤排出弁17が閉止していれば、燃料電池2に酸化剤ガスが供給されないため、選択酸化空気流路15を流れる酸化剤ガスの分岐供給量はY(L/min)から変化せず、また、空気ブロワ12の供給能力はW(%)から増加しないことから、規定値であるW(%)未満となる。そのため、供給能力が規定値Z(%)未満になった場合に、開放の信号を送った弁が開故障していると検知でき、確実に弁の閉故障不良を判定できる。
In step S104, since the control unit 20 sends an open signal to the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17, if the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 are open, the selective oxidized air flow Since the branch supply amount of the oxidant gas flowing through the passage 15 decreases from the predetermined amount Y (L / min), the control unit 20 increases the supply capacity of the air blower 12 to W (%) or more. On the other hand, if the oxidant supply valve 16 or the oxidant discharge valve 17 is closed, the oxidant gas is not supplied to the fuel cell 2, and therefore, the branch supply amount of the oxidant gas flowing through the selective oxidation air channel 15 is Y ( L / min), and the supply capacity of the air blower 12 does not increase from W (%), so that it is less than the specified value W (%). Therefore, when the supply capacity is less than the specified value Z (%), it can be detected that the valve that has sent the opening signal has an open failure, and the valve closing failure can be reliably determined.

(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2における燃料電池システムの構成を示す概略図である。図3に示すように、本実施形態の燃料電池システム31は、図1に示す燃料電池システム1と比較して、酸化剤ガスの供給量を測定する酸化剤ガス供給量測定部が、選択酸化空気流路15ではなく酸化剤ガス供給流路13に配されているカソード流量計21である点で異なっている。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the fuel cell system according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in FIG. 3, in the fuel cell system 31 of this embodiment, the oxidant gas supply amount measuring unit for measuring the supply amount of oxidant gas is selectively oxidized compared to the fuel cell system 1 shown in FIG. The difference is that the cathode flowmeter 21 is arranged not in the air passage 15 but in the oxidant gas supply passage 13.

本実施の形態における燃料電池システム31の酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17の故障検知に関する一連の具体的動作を説明する。   A series of specific operations relating to failure detection of the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 of the fuel cell system 31 in the present embodiment will be described.

制御部20が酸化剤供給弁16又は酸化剤排出弁17に開放の信号を送っているにもかかわらず閉止した状態(以下、「閉故障」という。)で放置されると、発電工程を開始するまで、酸化剤供給弁16又は酸化剤排出弁17の閉故障異常が分からないため、早期に酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17の閉故障を検知する必要がある。   If the control unit 20 is left in a closed state (hereinafter referred to as “closed failure”) despite sending an open signal to the oxidant supply valve 16 or the oxidant discharge valve 17, the power generation process is started. Until this is done, it is not known whether the oxidizer supply valve 16 or the oxidizer discharge valve 17 is closed properly. Therefore, it is necessary to detect the oxidizer supply valve 16 and the oxidizer discharge valve 17 closed early.

制御部20は、起動工程と、起動工程後の発電工程と、発電工程後の停止処理工程と、停止処理工程後の停止工程とを行うように、燃料電池システム31全体を制御している。   The control unit 20 controls the entire fuel cell system 31 to perform a start process, a power generation process after the start process, a stop process after the power generation process, and a stop process after the stop process.

起動工程は、燃料電池2に供給する燃料ガスを供給するために、原料ガスから水素生成器4にて燃料ガスの生成を行うための工程であり、起動工程が開始して水素生成器4が燃料ガスを生成できる温度に加熱された後に行われ燃料電池2に燃料ガスを供給する燃料ガス供給工程と、燃料ガス供給工程開始後に燃料電池2に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給工程と、を有している。発電工程は、酸化剤ガス供給工程開始後に行われ、燃料電池2の発電を行う工程である。   The start-up process is a process for generating fuel gas from the raw material gas in the hydrogen generator 4 in order to supply the fuel gas to be supplied to the fuel cell 2, and the start-up process starts and the hydrogen generator 4 A fuel gas supply step for supplying the fuel gas to the fuel cell 2 after being heated to a temperature capable of generating the fuel gas; and an oxidant gas supply step for supplying the oxidant gas to the fuel cell 2 after the start of the fuel gas supply step; ,have. The power generation process is a process that is performed after the start of the oxidant gas supply process and performs power generation of the fuel cell 2.

本実施の形態における燃料電池システム31の制御部20には、起動工程を開始したときから、燃料ガス供給工程を開始するまでの間に弁故障検知を行うものであり、停止処理工程において燃料ガスが燃料電池2に供給されている状態で弁故障検知を行う。より具体的には、制御部20は、酸化剤ガスが選択酸化器3に供給されている状態で酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17に開放の信号を送り、酸化剤ガス供給量が第3の規定値である規定値A(L/min)より小さい場合に、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17のいずれかが閉故障していると検知する。   The control unit 20 of the fuel cell system 31 according to the present embodiment performs valve failure detection from the start of the start process to the start of the fuel gas supply process. The valve failure is detected in a state where is supplied to the fuel cell 2. More specifically, the control unit 20 sends an open signal to the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 in a state where the oxidant gas is supplied to the selective oxidizer 3, and the oxidant gas supply amount is reduced. When the value is smaller than the specified value A (L / min) that is the third specified value, it is detected that one of the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 is closed.

規定値Aは、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17が閉故障している場合は、酸化剤ガス供給流路13には酸化剤ガスが流れないため、例えば、カソード流量計21が計測できる最小値であるA(L/min)であることが望ましい。   The specified value A is measured by, for example, the cathode flow meter 21 because the oxidant gas does not flow through the oxidant gas supply flow path 13 when the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 are closed. It is desirable that A (L / min), which is the smallest possible value.

ここで、図4は、本実施の形態における酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17の閉故障確認の一連の動作フローを示すフロー図である。燃料電池システム1の起動が開始されると、まず、原料ガスから水素を含む燃料ガスを生成する初期工程(ステップS201・S202)が開始される。   Here, FIG. 4 is a flowchart showing a series of operation flows for confirming the closing failure of the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 in the present embodiment. When the start of the fuel cell system 1 is started, first, an initial process (steps S201 and S202) for generating a fuel gas containing hydrogen from the raw material gas is started.

制御部20は、バイパス弁10に開放の信号を送り、アノード入口弁11、酸化剤供給弁16、酸化剤排出弁17、選択酸化空気弁18に閉止の信号を送る。また、原料ブロワ5に起動信号を送り、空気ブロワ12に停止信号を送る(ステップS201)。これにより、原料ガスユーティリティから原料ガスが原料ブロワ5によって所定の圧力に昇圧した状態で、原料ガス供給流路6、水素生成器4、バイパス流路9を経由して、燃焼器4aに供給され、燃焼器4aは燃焼を開始するとともに、水素生成器4は、原料ガスを利用して、燃料ガスを生成し始める。   The control unit 20 sends an opening signal to the bypass valve 10 and sends a closing signal to the anode inlet valve 11, the oxidant supply valve 16, the oxidant discharge valve 17, and the selective oxidation air valve 18. Moreover, a starting signal is sent to the raw material blower 5, and a stop signal is sent to the air blower 12 (step S201). As a result, the raw material gas is supplied from the raw material gas utility to the combustor 4 a via the raw material gas supply channel 6, the hydrogen generator 4, and the bypass channel 9 in a state where the raw material gas is boosted to a predetermined pressure by the raw material blower 5. The combustor 4a starts combustion, and the hydrogen generator 4 starts generating fuel gas using the raw material gas.

起動工程の初期工程では水素生成器4が充分に加熱されていないため、水素生成器4で生成される燃料ガスには多くの一酸化炭素が含まれている。一酸化炭素濃度が比較的高い燃料ガスを燃料電池2に供給した場合、燃料電池2のアノードが有する触媒が被毒する。そこで、起動工程中は、水素生成器4にて生成された燃料ガスは、バイパス流路9を介して燃焼器4aにて燃焼を行う。   Since the hydrogen generator 4 is not sufficiently heated in the initial process of the start-up process, the fuel gas generated by the hydrogen generator 4 contains a large amount of carbon monoxide. When fuel gas having a relatively high carbon monoxide concentration is supplied to the fuel cell 2, the catalyst of the anode of the fuel cell 2 is poisoned. Therefore, during the starting process, the fuel gas generated by the hydrogen generator 4 is combusted by the combustor 4 a via the bypass flow path 9.

選択酸化器3の選択酸化触媒が反応可能な温度になると、選択酸化器3に酸化剤ガスを供給するために、制御部20は、空気ブロワ12に起動信号を送り、選択酸化空気弁18に開放の信号を送る(ステップS202)。   When the selective oxidation catalyst of the selective oxidizer 3 reaches a temperature at which it can react, the control unit 20 sends an activation signal to the air blower 12 to supply the selective oxidizer gas to the selective oxidizer 3 to the selective oxidation air valve 18. An open signal is sent (step S202).

これにより、酸化剤ガスが選択酸化器3に供給され、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17の弁故障検知(ステップS203〜S206)に移行する。   As a result, the oxidant gas is supplied to the selective oxidizer 3, and the process proceeds to valve failure detection (steps S203 to S206) of the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17.

酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17の弁故障検知として、ステップS203では、制御部20は、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17に開放の信号を送り、カソード流量計21により計測される酸化剤ガスの供給量を確認する。   As a valve failure detection of the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17, in step S203, the control unit 20 sends an open signal to the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17, and is measured by the cathode flowmeter 21. Check the amount of oxidant gas supplied.

このとき、制御部20は酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17に開放信号を送っているので、燃料電池2に酸化剤ガスが供給され、酸化剤ガス供給流路13を流れる酸化剤ガスの供給量は増加する。制御部20は、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17が開放した状態で、A(L/min)以上であれば(ステップS204でYes)、酸化剤供給弁16又は酸化剤排出弁17が閉故障していることを検知し、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17を閉止し(ステップS105)、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17の閉故障確認を終了し、燃料電池システム1の運転を停止する。   At this time, since the control unit 20 sends an open signal to the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17, the oxidant gas is supplied to the fuel cell 2 and flows through the oxidant gas supply channel 13. The supply of will increase. When the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 are open and the control unit 20 is A (L / min) or more (Yes in step S204), the oxidant supply valve 16 or the oxidant discharge valve 17 is set. Is closed, the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 are closed (step S105), and the confirmation of the close failure of the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 is completed. The operation of the battery system 1 is stopped.

カソード流量計21により計測される、酸化剤ガス供給流路を流れる酸化剤ガスの供給量が規定値のA(L/min)未満であれば(ステップS204でNo)、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17が閉故障していないことを判定し、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17を閉止し(ステップS206)、これらの弁の閉故障検知を終了し、水素生成器4の加熱に必要な時間が経つか若しくは水素生成器4が所定の温度になり、水素生成器が燃料ガスの一酸化炭素が低下すれば、次の燃料ガス供給工程(ステップS207)を開始する。   If the supply amount of the oxidant gas flowing through the oxidant gas supply flow path measured by the cathode flow meter 21 is less than the predetermined value A (L / min) (No in step S204), the oxidant supply valve 16 and It is determined that the oxidant discharge valve 17 is not closed, the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 are closed (step S206), the detection of the closed failure of these valves is terminated, and the hydrogen generator 4 When the time necessary for heating elapses or the hydrogen generator 4 reaches a predetermined temperature and the carbon monoxide in the fuel gas decreases, the next fuel gas supply step (step S207) is started.

なお、図4に基づいて説明した、酸化剤供給弁16及び酸化剤排出弁17の閉故障確認で、酸化剤供給弁16又は酸化剤排出弁17のいずれか一方が閉故障していることを検知したときには、複数回開故障を検知した場合に、燃料電池システム31の次回起動を禁止するほうが好ましい。また、複数回開故障を判定して初めて異常を確定し、燃料電池システム31の運転を停止するほうがより好ましい。   It should be noted that in the closing failure confirmation of the oxidant supply valve 16 and the oxidant discharge valve 17 described based on FIG. 4, it is confirmed that either the oxidant supply valve 16 or the oxidant discharge valve 17 is closed. When detected, it is preferable to prohibit the next activation of the fuel cell system 31 when an open failure is detected a plurality of times. In addition, it is more preferable to determine the abnormality only after determining a plurality of open failures and stop the operation of the fuel cell system 31.

また、本発明は、上記実施の形態1及び2に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内において種々の設計変更が可能であり、それらは全て本発明の技術的範囲に
含まれる。例えば、上記実施形態1及び2おける制御部20は、単独の制御装置で構成される形態だけでなく、複数の制御部が協働して燃料電池システムの制御を実行する制御器群で構成される形態であっても構わない。
The present invention is not limited to Embodiments 1 and 2 described above, and various design changes can be made within the scope of the technical idea of the present invention, and they all fall within the technical scope of the present invention. included. For example, the control unit 20 in the first and second embodiments is not only configured as a single control device, but also configured as a controller group in which a plurality of control units cooperate to execute control of the fuel cell system. It may be a form.

本発明の燃料電池システムは、例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、31 燃料電池システム
2 燃料電池
3 選択酸化器
4 水素生成器(燃料ガス供給部)
4a 燃焼器
5 原料ブロワ
6 原料ガス供給流路
7 燃料ガス流路
8 排出ガス流路
9 バイパス流路
10 バイパス弁
11 アノード入口弁
12 空気ブロワ(酸化剤ガス供給部)
13 酸化剤ガス供給流路
14 酸化剤ガス排出流路
15 選択酸化空気流路
16 酸化剤供給弁
17 酸化剤排出弁
18 選択酸化空気弁
19 選択酸化流量計
20 制御部
21 カソード流量計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 31 Fuel cell system 2 Fuel cell 3 Selective oxidizer 4 Hydrogen generator (fuel gas supply part)
4a Combustor 5 Raw material blower 6 Raw material gas supply flow path 7 Fuel gas flow path 8 Exhaust gas flow path 9 Bypass flow path 10 Bypass valve 11 Anode inlet valve 12 Air blower (oxidant gas supply section)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Oxidant gas supply flow path 14 Oxidant gas discharge flow path 15 Selective oxidation air flow path 16 Oxidant supply valve 17 Oxidant discharge valve 18 Selective oxidation air valve 19 Selective oxidation flow meter 20 Control unit 21 Cathode flow meter

Claims (6)

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を含む燃料電池システムであって、
前記燃料電池に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、
前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部と、
前記酸化剤ガス供給部から前記酸化剤ガスを前記燃料電池に供給する酸化剤ガス供給流路と、
前記燃料電池から前記酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出流路と、
前記酸化剤ガス供給流路から分岐する酸化剤ガス分岐流路と、
前記酸化剤ガス供給流路のうちの前記酸化剤ガス分岐流路との分岐部から前記燃料電池までの間の流路部分、及び、前記酸化剤ガス排出流路、のうちの少なくとも一方に設けられた1個以上の弁と、
前記酸化剤ガス分岐流路に設けられ、前記酸化剤ガス分岐流路に供給される前記酸化剤ガスの分岐供給量を測定する酸化剤ガス供給量測定部と、
少なくとも前記酸化剤ガス供給部及び前記1個以上の弁を制御する制御部であって、前記燃料電池システムの運転を起動してから前記燃料電池に前記燃料ガスの供給を開始するまでの間に、前記酸化剤ガス供給部に起動の信号を送り、前記1個以上の弁全てに開放の信号を送ったときに、前記酸化剤ガス供給量測定部によって測定される前記酸化剤ガスの分岐供給量が所定の範囲内である場合に、前記燃料電池システムの運転を継続するように制御する制御部と、
を有する燃料電池システム。
A fuel cell system including a fuel cell that generates power using a fuel gas containing hydrogen and an oxidant gas containing oxygen,
A fuel gas supply unit for supplying the fuel gas to the fuel cell;
An oxidant gas supply unit for supplying the oxidant gas to the fuel cell;
An oxidant gas supply channel for supplying the oxidant gas from the oxidant gas supply unit to the fuel cell;
An oxidant gas discharge passage for discharging the oxidant gas from the fuel cell;
An oxidant gas branch channel branched from the oxidant gas supply channel;
Provided in at least one of the channel portion between the branch portion of the oxidant gas supply channel and the oxidant gas branch channel to the fuel cell, and the oxidant gas discharge channel. One or more selected valves,
An oxidant gas supply amount measuring unit that is provided in the oxidant gas branch flow channel and measures a branch supply amount of the oxidant gas supplied to the oxidant gas branch flow channel;
A control unit that controls at least the oxidant gas supply unit and the one or more valves, from the start of operation of the fuel cell system to the start of supply of the fuel gas to the fuel cell; The branch supply of the oxidant gas measured by the oxidant gas supply amount measurement unit when an activation signal is sent to the oxidant gas supply unit and an open signal is sent to all the one or more valves. A control unit that controls to continue operation of the fuel cell system when the amount is within a predetermined range;
A fuel cell system.
前記制御部は、前記酸化剤ガス供給量測定部によって測定される前記酸化剤ガスの分岐供給量が第1の規定値より増加した場合に、前記燃料電池システムの運転を停止するように制御する、
請求項1記載の燃料電池システム。
The control unit controls the operation of the fuel cell system to stop when a branch supply amount of the oxidant gas measured by the oxidant gas supply amount measurement unit increases from a first specified value. ,
The fuel cell system according to claim 1.
前記酸化剤ガス供給部の供給能力を、前記酸化剤ガス供給量測定部で測定される前記酸化剤ガスの分岐供給量に基づいて変化させる供給能力調整手段を更に有し、
前記制御部は、前記酸化剤ガス供給部の供給能力が第2の規定値より減少した場合に、前記燃料電池システムの運転を停止するように制御する、
請求項1記載の燃料電池システム。
A supply capacity adjusting means for changing the supply capacity of the oxidant gas supply unit based on a branch supply amount of the oxidant gas measured by the oxidant gas supply amount measurement unit;
The control unit controls to stop the operation of the fuel cell system when the supply capacity of the oxidant gas supply unit decreases from a second specified value;
The fuel cell system according to claim 1.
前記燃料ガス中の一酸化炭素を除去する選択酸化器を有し、
前記酸化剤ガス分岐流路の下流端が前記選択酸化器に連通している構成を有する、
請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の燃料電池システム。
A selective oxidizer for removing carbon monoxide in the fuel gas;
The downstream end of the oxidant gas branch flow path has a configuration communicating with the selective oxidizer,
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 3.
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を含む燃料電池システムであって、
前記燃料電池に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、
前記燃料電池に前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部と、
前記酸化剤ガス供給部から前記酸化剤ガスを前記燃料電池に供給する酸化剤ガス供給流路と、
前記燃料電池から前記酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出流路と、
前記酸化剤ガス供給流路又は前記酸化剤ガス排出流路に設けられ、前記酸化剤ガスの供給量を測定する酸化剤ガス供給量測定部と、
前記酸化剤ガス供給流路及び前記酸化剤ガス排出流路のうちの少なくとも一方に設けられている1個以上の弁と、
少なくとも前記酸化剤ガス供給部及び前記1個以上の弁を制御する制御部であって、前
記燃料電池システムの運転を起動してから前記燃料電池に前記燃料ガスの供給を開始するまでの間に、前記酸化剤ガス供給部に起動の信号を送り、前記1個以上の弁全てに開放の信号を送ったときに、前記酸化剤ガス供給量測定部によって測定される前記酸化剤ガスの供給量が所定の範囲内である場合に、前記燃料電池システムの運転を継続するように制御する制御部と、
を有する燃料電池システム。
A fuel cell system including a fuel cell that generates power using a fuel gas and an oxidant gas containing oxygen,
A fuel gas supply unit for supplying the fuel gas to the fuel cell;
An oxidant gas supply unit for supplying the oxidant gas to the fuel cell;
An oxidant gas supply channel for supplying the oxidant gas from the oxidant gas supply unit to the fuel cell;
An oxidant gas discharge passage for discharging the oxidant gas from the fuel cell;
An oxidant gas supply amount measuring unit which is provided in the oxidant gas supply channel or the oxidant gas discharge channel and measures the supply amount of the oxidant gas;
One or more valves provided in at least one of the oxidant gas supply channel and the oxidant gas discharge channel;
A control unit that controls at least the oxidant gas supply unit and the one or more valves, from the start of operation of the fuel cell system to the start of supply of the fuel gas to the fuel cell; The supply amount of the oxidant gas measured by the oxidant gas supply amount measurement unit when an activation signal is sent to the oxidant gas supply unit and an open signal is sent to all the one or more valves. A control unit that controls to continue the operation of the fuel cell system when is within a predetermined range;
A fuel cell system.
前記制御部は、前記酸化剤ガス供給量測定部によって測定される前記酸化剤ガスの供給量が第3の規定値より減少した場合に、前記燃料電池システムの運転を停止するように制御する、
請求項5記載の燃料電池システム。
The control unit controls to stop the operation of the fuel cell system when the supply amount of the oxidant gas measured by the oxidant gas supply amount measurement unit decreases from a third specified value;
The fuel cell system according to claim 5.
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