燃料电池发电系统技术方案

本发明专利技术是一种燃料电池发电系统，具备能够检测运行状态异常的检测部（１）、至少根据该检测部的输出信号输出规定的保护动作指令信号的保护控制装置（２）、根据该保护控制装置输出的所述保护动作指令信号进行规定的保护动作的保护动作器（４）、以及使所述保护动作指令信号输出到所述保护控制装置用的模拟信号的输出用的模拟信号发生器（５），具备利用所述模拟信号发生器将所述模拟信号输入到所述保护控制装置，以此使所述保护动作指令信号输出，确认所述保护动作器的所述保护动作进行的异常自我诊断功能，同时所述保护控制装置包含判断所述检测部故障的故障判断部（３），所述故障判断部判断出所述检测部故障的情况下也由所述保护控制部输出所述保护动作指令信号，所述故障判断部没有判断出所述检测部的故障的情况下也确认所述保护动作进行的故障自我诊断功能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使氢与氧发生反应以进行发电的燃料电池发电系统。
技术介绍
向来，能够进行高效率小规模发电的燃料电池发电系统，容易构筑利用发电时发生的热量用的系统，同时能够实现高的能量利用效率，因此适合作为分散型发电系统使用。燃料电池发电系统具有作为其发电部的主体的燃料电池。作为这种燃料电池，通常使用固体高分子型燃料电池和磷酸型燃料电池等。在这些燃料电池中，使用氢作为发电用的燃料。但是，这种氢的供给装置目前尚未作为基础设施整备。因此在燃料电池发电系统中通常设置生成发电需要的氢用的重整装置。在该重整装置中，使用甲烷等碳水化合物系的原燃料，生成富含氢气的富氢气体(以下称为“重整气体“)。燃料电池使用这种重整装置提供的重整气体与空气进行发电。但是，在燃料电池发电系统中，设置保证其安全性用的各种各样的诊断机构。例如，燃料电池发电系统具有用于诊断重整装置是否对燃料电池正常地提供重整气体用的重整气体供给机构的故障诊断机构。于是，在该故障诊断机构检测出重整气体供给机构发生故障时，燃料电池发电系统进行停止其发电运行等保护动作。这样，燃料电池发电系统能够利用各种诊断机构保证其安全的发电运行。在这里，作为保证燃料电池发电系统的安全的发电运行用的诊断机构的一个例子，对上述重整气体供给机构的故障诊断机构进行大概说明。图7是示意性表示已有的燃料电池发电系统的重整气体供给机构的故障诊断机构的构成的方框图。在图7，摘录显示燃料电池发电系统的重整气体供给机构及其故障诊断机构的一部分。如图7所示，已有的燃料电池发电系统的故障诊断机构101具有利用重整气体与空气进行发电输出电力的燃料电池51、向该燃料电池51导入图7未图示的重整装置生成的重整气体用的重整气体供给用配管54、通过该重整气体供给用配管54的重整装置向燃料电池51提供重整气体时中断或继续提供重整气体用的第1开闭阀52和第2开闭阀53、控制该第1开闭阀52和第2开闭阀53的开闭动作用的致动器52a和致动器53a、检测重整气体供给用配管54内的重整气体的压力用的压力传感器55(检测部件)、以及控制致动器52a和致动器53a的动作同时根据压力传感器55的输出信号诊断第1开闭阀52和第2开闭阀53的异常或故障的故障诊断部56。而且如图7所示，燃料电池51和未图示的重整装置利用重整气体供给用配管54连接。又，在该重整气体供给用配管54的规定的位置上分别配设第1开闭阀52和第2开闭阀53。这第1开闭阀52和第2开闭阀53上分别设置致动器52a和致动器53a。又在重整气体供给用配管54的第1开闭阀52和第2开闭阀53之间配设压力传感器55。故障诊断部56与致动器52a和致动器53a以及压力传感器55利用图5中以虚线所示的配线相互连接。在这样构成的故障诊断机构101中，利用例如故障诊断部56在第1开闭阀52和第2开闭阀53同时关闭时压力传感器55检测出规定的压力值以上的压力值的情况下，检测第1开闭阀52的泄漏，故障诊断部56对第1开闭阀52的故障进行判断。又，在第1开闭阀52打开而且第2开闭阀53关闭时压力传感器55检测出规定的压力值以下的压力值的情况下，检测第2开闭阀53的泄漏，故障诊断部56对第2开闭阀53的故障进行判断。然后，在故障诊断部56判断为第1开闭阀52或第2开闭阀53的至少一方有故障的情况下燃料电池发电系统进行停止该发电运行等规定的保护动作(参照例如专利文献1)。专利文献1日本特开平9-22711号公报
技术实现思路
但是，上述已有的结构中，存在由于压力传感器的压力检测性能随着时间的经过而劣化从而不能够检测出开闭阀的异常或故障的危险。在这种情况下，由于存在不能够检测出开闭阀的异常等危险，燃料电池发电系统存在其发电运行停止等的保护动作不能够进行正常的危险。因此，在上述已有的结构中，为了保证安全，操作者通过定期进行检查以进一步确认开闭阀有无异常或故障。例如在利用手动操作适当操作图7所示的第1开闭阀52和第2开闭阀53之后，利用压力传感器55以外的校正过的压力传感器测定如上所述的燃料气体供给用配管54内的压力，以此确认第1开闭阀52和第2开闭阀53有无异常等情况。又根据情况，有时候从燃料电池发电系统取下开闭阀，另行对该取下的开闭阀进行检查，以此确认开闭阀有无异常等情况。因此由于该操作者进行定期检查，产生了人工费等费用，操作燃料电池发电系统的维持费用变高的问题。本专利技术是为解决上述存在问题而作出的，其目的在于提供即使是检测部件随着时间而劣化也定期利用异常检测和故障检测确认保护动作，同时由于进行自我诊断，不需要定期检查，从而维持费用低廉的燃料电池发电系统。为了解决上述存在问题，本专利技术的燃料电池发电系统，具备能够检测运行状态的异常的检测部、至少根据该检测部的输出信号输出规定的保护动作指令信号的保护控制装置、根据该保护控制装置输出的所述保护动作指令信号进行规定的保护动作的保护动作器、以及使所述保护动作指令信号输出到所述保护控制装置用的模拟信号的输出用的模拟信号发生器，其中利用所述模拟信号发生器将所述模拟信号输入到所述保护控制装置，以此使所述保护动作指令信号输出，确认所述保护动作器的所述保护动作进行的异常自我诊断功能，同时所述保护控制装置包含判断所述检测部故障的故障判断部，具备所述故障判断部判断出所述检测部故障的情况下也使所述保护控制装置输出所述保护动作指令信号，所述故障判断部没有判断出所述检测部故障的情况下也利用所述模拟信号发生器将所述模拟信号输入到所述保护控制装置，以此使所述保护动作指令信号输出，确认所述保护动作器的所述保护动作进行的故障自我诊断功能。采用这样的结构时，由于利用异常自我诊断功能读取对保护动作进行确认，操作者不需要进行定期检查，同时能够保证燃料电池发电系统的安全发电运行。又能够提供维持费用低廉的燃料电池发电系统。又由于利用故障自我诊断功能定期对保护动作进行确认，操作者不需要定期进行检查，能够保证燃料电池发电系统的安全运行。又能够提供维持费用低廉的燃料电池发电系统。在上述情况下，利用所述异常自我诊断功能和所述故障自我诊断功能中的至少其一对所述保护动作进行确认是定期进行的。采用这样的结构时，能够利用异常自我诊断功能和故障自我诊断功能中的至少其一对保护动作定期进行确认，因此能够更好保证燃料电池发电系统的安全运行。又，在上述情况下，也可以是还具备切断发电必需的原燃料的供给的原燃料切断器、以及切断发电产生的电力的输出的电气输出切断器，所述保护动作器至少包含所述原燃料切断器或所述电气输出切断器。采用这样的结构时，提供给燃料电池发电系统的原燃料被原燃料切断器切断，或燃料电池发电输出的电力被电气输出切断器切断，因此能够可靠地保证燃料电池发电系统的安全。在上述情况下，也可以是所述检测部至少包含温度检测器、压力检测器、电压检测器、电流检测器、转速检测器、以及可燃性气体检测器中的任意一个。采用这样的结构时，能够检测燃料电池发电系统运行时的温度、压力、电压、电流、转速、以及可燃性气体的泄漏等运行状态，因此能够可靠地保证燃料电池发电系统的安全。在上述情况下，也可以是还具备控制发电运行的启动或停止的发电停止指令装置，利用所述异常自我诊断功能和所述故障自我诊断功能中的至少其一对所述保护动作进行确认，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池发电系统，其特征在于，具备能够检测运行状态的异常的检测部、至少根据该检测部的输出信号输出规定的保护动作指令信号的保护控制装置、根据该保护控制装置输出的所述保护动作指令信号进行规定的保护动作的保护动作器、以及使所述保护动作 指令信号输出到所述保护控制装置用的模拟信号的输出用的模拟信号发生器，其中利用所述模拟信号发生器将所述模拟信号输入到所述保护控制装置，以此使所述保护动作指令信号输出，确认所述保护动作器的所述保护动作进行的异常自我诊断功能，同时 所述保护控制装置包含判断所述检测部故障的故障判断部，所述故障判断部判断出所述检测部故障的情况下也使所述保护控制装置输出所述保护动作指令信号，所述故障判断部没有判断出所述检测部故障的情况下也利用所述模拟信号发生器将所述模拟信号输入到所 述保护控制装置，以此使所述保护动作指令信号输出，确认所述保护动作器的所述保护动作进行的故障自我诊断功能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：上田哲也，宫内伸二，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]