燃料电池发电系统和燃料电池发电系统控制方法技术方案

目前已经提出了当设备出现异常时，在如果需要维修人员来解决异常情况，不论异常怎样都要暂停操作。因此，不能采用简单的方法解决轻微内容的异常故障。本发明专利技术提供一种燃料电池（２１）；燃料气体供给单元（２２）；氧化剂气体供给单元（３４）；用于检测燃料气体供给单元（２２）的温度的状态检测单元（４２）；用于利用状态检测单元（４２）检测到的结果来检测由燃料气体供给单元（２２）所执行的预定功能的异常，并按照对应于异常内容的操作模式来执行操作控制的操作控制单元；和用于切换到对应异常内容的操作模式的操作模式切换单元（４４）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
燃料电池发电系统
本专利技术涉及一种利用燃料电池的燃料电池发电系统。
技术介绍
在JP-A-7-294001等文献中公开在发生异常期间操作燃料室装置的相关技术的方法。本申请中参考引用了JP-A-7-294001中公开的全部内容。图5示出作为相关技术例子1的热水供给装置(JP-A-7-294001)的结构。在图5中，热水供给装置具有位于循环水路中的检测器6、7，用于控制加热器5；操作器8，用于对加热器5进行开/关切换操作并预设从热水口2供给的热水的温度；控制器9，用于根据来自于检测器6、7的数据和控制器8的预先设定控制产生的热量并开始/暂停加热器5；辅助控制器14，用于不考虑来自于检测器6、7的数据和控制器8的预先设定，利用预定的控制量来控制加热器5；手动操作选择器15，用于选择控制器9或辅助控制器14；异常控制器13，用于当来自于检测器6的数据超出预定范围时，优先于控制器9将加热器切换为关闭；不安全检测器10，与检测器6分离且独立，用于检测不安全状态，例如异常温度升高；以及保护器12，用于根据不安全检测器10输出的信号，优先于所有控制器而无条件的暂停加热器5的操作，而且该保护器12可设置地当异常控制器13工作以将加热器5切换为关闭操作时，选择器15的操作可将对加热器5的控制从控制器9手动切换为辅助控制器14。图6示出作为
技术介绍
例子2的使用燃料电池的发电系统的结构。在图6中，附图标记21表示燃料电池，燃料气体供给单元22对原材料如天然气执行水蒸汽改质，从而产生主要由氢气构成的气体，该气体随后被提供到燃料电池21中。燃烧气体供给单元22具有可产生经改质的气体的改-->质器23和可使包含在经改质的气体内的一氧化碳与水反映以产生二氧化碳和氢气的一氧化碳转换器24。在燃料侧加湿器25中，将被提供到燃料电池21中的燃料气体加湿。附图标记26表示空气供应器，它将空气作为氧化剂输送到燃料电池21中。在该过程中，在氧化侧加湿器27中将被输送的空气加湿。还提供了用于将水输送到燃料电池21中以冷却该燃料电池21的冷却管28和用于在冷却管中对水进行循环的泵29。进一步地，将连接方式设计为，热交换器30和循环泵31通过余热收集管32将燃料电池21产生的电流所产生的余热收集到热水存储箱33中。另外，在操作启动期间，为了减少燃料电池21的启动时间，利用改质器23或一氧化碳转换器24中集成的加热器和温度检测器(未示出)，减少在燃料处理器22中达到可适应改质反应或转换反应的温度范围所需的时间。而相似的，在冷却管28的路径中，利用加热冷却水的加热器或温度检测器(未示出)，可以减少达到发电反应所需的温度范围的时间。根据前述
技术介绍
例子1(图5)的热水供给器设置成，当检测器的任何故障导致热水供给器暂停时，制造商或经销商确认安全并操作选择器将对加热器的控制从控制器切换到辅助控制器，从而不考虑检测器的故障，而利用预定量强制加热器进行操作。因此，由于检测控制数据的检测器的故障以异常为目标，因此需要解决的异常范围有限。另外，在前述的例子中，假设当出现异常时制造商或经销商需要进行切换操作的情况下，手动操作选择器从而将加热器的控制切换为辅助控制器，从而可以通过简单的方法快速的排除轻微问题。另外，根据前述
技术介绍
例子2的燃料电池发电系统(图6)的缺点在于当用于减少燃料电池启动时间或包括在一氧化碳转换器24中的热量的改质器23出现问题或异常时，燃料电池发电系统只能在紧急暂停后等待修理。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决
技术介绍
中存在的前述问题，并提供一种非常可靠的燃料电池发电系统，该系统可以在发生异常期间通过预定的替换方法解决具有轻微异常内容的故障，从而继续操作。-->为了解决上述问题，本专利技术的第一专利技术是一种燃料电池发电系统，包括燃料电池(21)，可使燃料气体与氧化剂气体发生反应以发电；燃料气体供给单元(22)，用于将所述燃料气体供应到所述燃料电池(21)中；氧化剂气体供给单元(34)，用于将所述氧化剂气体供给到燃料电池(21)中；状态检测单元(42)，用于检测所述燃料气体供给单元(22)的温度；操作控制单元(47)，用于利用由所述状态检测单元(42)检测到的结果来检测由燃料气体供给单元(22)所执行的预定功能的异常，并在对应于异常内容的操作模式中执行操作控制；和操作模式切换单元(44)，用于切换到对应于异常内容的操作模式，其中，所述对应于异常内容的操作模式允许，用将通过改质器(23)的热传导和包括在燃料气体供给单元(22)中的改质后的气体所估算的预定的控制温度达到时间、作为在启动期间的有限时间的功能，替换在启动前加热包括在燃料气体供给单元(22)中的转换单元(24)的转换加热器(43)的功能。另外，本专利技术的第二专利技术是根据本专利技术第一专利技术所述的燃料电池发电系统，其中所述预定的控制温度达到时间大于下列时间，即根据所述转换单元(24)的温度增加特征曲线所确定的从启动开始直到达到控制温度所需的时间，该转换单元(24)之前没有被所述转换加热器(42)加热。另外，下述的第三和第十一专利技术考虑到这样的问题，即当用于加热冷却管28的路径中的冷水、以减少燃料电池21的启动时间的加热器出现问题或异常时，前述
技术介绍
例子2中的燃料电池发电系统(图6)只能在紧急暂停后等待维修。另外，第三专利技术涉及一种燃料电池发电系统，包括：燃料电池(21)，可使燃料气体与氧化剂气体发生反应，以发电；燃料气体供给单元(22)，可将所述燃料气体供应到所述燃料电池(21)中；氧化剂气体供给单元(34)，可将所述氧化剂气体供给到所述燃料电池(21)中；-->状态检测单元(50)，用于检测供应到所述燃料电池(21)中的冷却水的温度；操作控制单元(47)，用于利用所述状态检测单元(50)检测到的结果来检测由所述燃料电池(21)执行的预定功能的异常，并在对应于异常内容的操作模式中执行操作控制；操作模式切换单元(44)，用于切换到对应异常内容的操作模式；和热水存储水箱(33)，它利用由所述燃料电池(21)产生的热量，其中，所述对应于异常内容的操作模式允许实现，利用所述热水存储水箱(33)中热水的热量加热冷却水的功能，替换在启动前加热流到燃料电池(21)中的冷却水的冷却水加热器(49)的功能。另外，下面第四到第十七专利技术和第十二专利技术都考虑到以下问题：当燃料电池21等的温度检测器出现问题或异常时，前述
技术介绍
例子2的燃料电池发电系统(图6)只能在紧急暂停后等待维修。另外第四专利技术涉及一种燃料电池发电系统，包括：燃料电池(21)，可使燃料气体与氧化剂气体发生反应以发电；燃料气体供给单元(22)，可将所述燃料气体供应到所述燃料电池(21)中；氧化剂气体供给单元(34)，可将所述氧化剂气体供给到所述燃料电池(21)中；状态检测单元(41、38)，用于检测所述燃料气体供给单元(22)的温度；操作控制单元(47)，用于利用由所述状态检测单元(41、38)检测到的结果检测所述状态检测单元(41、38)自身的异常，并在对应于异常内容的操作模式中执行操作控制；和操作模式切换单元(44)，用于切换到对应于异常内容的操作模式，另外，第五专利技术涉及第四专利技术的燃料电池发电系统，其中所述对应于异常内容的操作模式允许利用其它状态检测单元(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池发电系统，包括燃料电池，该燃料电池可使燃料气体与氧化剂气体发生反应，以发电；燃料气体供给单元，用于将所述燃料气体供应到所述燃料电池中；氧化剂气体供给单元，用于将所述氧化剂气体供给到所述燃料电池中；状态检测 单元，用于检测所述燃料气体供给单元的温度；操作控制单元，用于利用由所述状态检测单元检测到的结果来检测由所述燃料气体供给单元所执行的预定功能的异常，并在对应于异常内容的操作模式中执行操作控制；和操作模式切换单元，用于切换到对应 于异常内容的操作模式，其中，所述对应于异常内容的操作模式允许，用将通过改质器的热传导和包括在所述燃料气体供给单元中的改质后的气体所估算的预定的控制温度达到时间、作为在启动期间的有限时间的功能，替换在启动前对包括在燃料气体供给单元中的 转换单元进行加热的转换加热器的功能。

【技术特征摘要】
JP 2002-3-19 77004/20021.一种燃料电池发电系统，包括燃料电池，该燃料电池可使燃料气体与氧化剂气体发生反应，以发电；燃料气体供给单元，用于将所述燃料气体供应到所述燃料电池中；氧化剂气体供给单元，用于将所述氧化剂气体供给到所述燃料电池中；状态检测单元，用于检测所述燃料气体供给单元的温度；操作控制单元，用于利用由所述状态检测单元检测到的结果来检测由所述燃料气体供给单元所执行的预定功能的异常，并在对应于异常内容的操作模式中执行操作控制；和操作模式切换单元，用于切换到对应于异常内容的操作模式，其中，所述对应于异常内容的操作模式允许，用将通过改质器的热传导和包括在所述燃料气体供给单元中的改质后...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫内伸二，上田哲也，原田照丸，尾关正高，山本雅夫，中村彰成，田中良和，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]