燃料电池系统及其运转方法技术方案

本发明专利技术提供燃料电池系统及其运转方法。本发明专利技术的燃料电池系统具备：使用含有氢的燃料气体进行发电的燃料电池（１），包含燃料电池内的燃料气体流路（１ａ）的可燃性气体路径（４，１７，１ａ），被设置于燃料电池上游的可燃性气体路径上并在燃料电池发电停止时被切断的切断阀（２１），容纳燃料电池、可燃性气体路径以及切断阀的壳体（１１），对壳体内部进行换气的换气扇（１２），通过操作者的手动操作来停止换气扇的换气动作的停止器（５１，５２），被构成为当在壳体内发生可燃性气体的泄漏时只要换气扇的换气动作不被停止器停止就进行换气动作的控制器（１０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具备使用燃料气体和氧化剂气体来进行发电的燃料电池的燃料电池系统以及其运转方法，特别是涉及发生气体泄漏的时候的系统停止处理。
技术介绍
燃料电池系统具备对城市燃气或者LP气体等原料进行水蒸汽重整从而生成富氢的燃料气体的氢生成装置，以及通过由氢生成装置所生成的富氢燃料气体与氧化剂气体的电化学反应来进行发电的燃料电池。像这样的燃料电池系统因为是使用城市燃气、LP气体以及富氢燃料气体等可燃性气体，所以在发生气体泄漏的情况下在早期检测出异常的同时抑制起火和爆炸等危险事态的发生变得至为重要。图10是表示现有的燃料电池系统结构的一个例子的框图。如图10所示，现有的燃料电池系统具备通过富氢燃料气体与氧化剂气体的电化学反应来进行发电的燃料电池 31，由城市燃气等原料气体来生成富氢燃料气体并提供给燃料电池31的氢生成装置32，将原料气体提供给氢生成装置32的原料气体供给流路38，被设置于原料气体供给流路38上的切断原料气体的供给的切断阀39，将来自于燃料电池31的直流电转换成交流电的直交流转换装置33。燃料电池31、氢生成装置32、直交流转换装置33、原料气体供给流路38以及切断阀39被容纳于由金属等材料构成的壳体34内。另外，燃料电池系统具备将外部气体吸入到壳体34内的风扇35，将吸入到壳体34内的外部气体排放至壳体34外的排气口 36，在该排气口 36附近检测可燃性气体泄漏的气体泄漏检测器37。在像这样的燃料电池系统中，例如在可燃性气体从氢生成装置32或者燃料电池 31中泄漏的情况下，在由风扇35从排气口 36将泄漏的可燃性气体排放至壳体34外的同时，根据气体泄漏检测器37的检测信号检测可燃性气体的泄漏。而且，已知的技术是如果可燃性气体检测器检测到气体泄漏，那么停止燃料电池系统的运转，继续换气装置的运转直至可燃性气体检测器所检测到的泄漏气体的浓度成为设定浓度以下为止(例如参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2003-2^148号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题关于专利文献1所公开的燃料电池系统，在由可燃性气体检测器检测到气体泄漏的情况下，通过停止燃料电池系统的运转，从而不会有更多的可燃性气体的泄漏，并且通过使风扇35动作直至可燃性气体检测器的检测值变成设定浓度以下为止，由此在判断出泄漏到壳体34外部的可燃性气体减少至安全范围内后停止风扇35的动作。然而，即使检测到可燃性气体泄漏而停止燃料电池系统的运转，但在原料气体供给源是城市燃气基础设施或者丙烷气瓶这样的具有规定供给压力那样的系统中，在切断阀 39的上游并且在壳体34内的原料气体供给流路38中发生气体泄漏的情况下，运转停止后仍然会在壳体34内继续可燃性气体的泄漏。于是，在根据可燃性气体检测器的检测值的降低而停止风扇35的情况下，由于其后的原料气体的继续泄漏而在壳体34内不断形成可燃范围的混合气体，继而就有可能降低系统的安全性。另外，在替代氢生成装置而从氢气瓶等形式的具有规定压力的燃料气体供给源提供燃料气体的燃料电池系统中，也有可能产生与以上所述同样的问题。本专利技术就是为了解决如以上所述那样的技术问题而做出的，目的在于提供在发生可燃性气体泄漏的情况下、较上述现有的燃料电池系统进一步提高安全性的燃料电池系统以及其运转方法。解决技术问题的手段为了解决上述技术问题，第1本专利技术所涉及的燃料电池系统具备使用含有氢的燃料气体进行发电的燃料电池；包含所述燃料电池内的燃料气体流路的可燃性气体路径； 被设置于所述燃料电池上游的所述可燃性气体路径上并在所述燃料电池发电停止时被切断的切断阀；容纳所述燃料电池、所述可燃性气体路径以及所述切断阀的壳体；对所述壳体内部进行换气的换气扇；通过操作者的手动操作来停止所述换气扇的换气动作的停止器；以及控制器，被构成为当在所述壳体内发生可燃性气体的泄漏时，只要所述换气扇的换气动作未被所述停止器停止，就执行所述换气动作。根据该构成，在关闭了燃料电池上游的可燃性气体路径的切断阀的状态下，即使在切断阀的上游并且从壳体内的可燃性气体供给路径继续泄漏可燃性气体的情况下，因为只要不是维护人员到达现场并手动操作停止器而停止换气扇的换气动作，就继续由换气扇进行的换气动作，所以继续泄漏的可燃性气体还是会通过换气扇被扩散排放至壳体外。因此，较现有的燃料电池系统更进一步提高了在可燃性气体发生泄漏的情况下的安全性。另外，可以使维护人员在较现有技术更加安全的状况下着手进行维护作业，这也同时关系到维护性的提高。第2本专利技术的燃料电池系统可以是在上述第1本专利技术的燃料电池系统中，所述可燃性气体路径包含燃料气体所流过的燃料气体供给流路，该燃料气体是从具有正压供给压力的燃料气体源提供给所述燃料电池的燃料气体；所述切断阀被设置于所述燃料气体供给流路上；所述控制器被构成为当可燃性气体的泄漏为所述壳体内的来自于所述切断阀上游的所述可燃性气体路径的气体泄漏时，只要所述换气动作未被所述停止器停止，就继续所述换气动作；当所述可燃性气体的泄漏为所述壳体内的来自于所述切断阀下游的所述可燃性气体路径的气体泄漏时，即使所述换气动作未被所述停止器停止，也停止所述换气扇的所述换气动作。根据该构成，在来自于切断阀上游的可燃性气体路径的气体泄漏的可能性较高的情况下，因为即使是在切断阀被关闭的状态下燃料气体继续泄漏的可能性也较高，所以为了提高安全性而只要不由停止器停止换气动作就继续换气扇的换气动作。另一方面，在来自于切断阀下游的可燃性气体路径的气体泄漏的可能性较高的情况下，因为在切断阀被关闭的状态下燃料气体继续泄漏的可能性较低，所以即使不由停止器停止换气动作也停止换气扇的换气动作，实现换气扇的电力消耗的降低。由此，在燃料气体发生泄漏的情况下，与无论切断阀被关闭的状态燃料气体是否继续泄漏都继续换气扇的动作的情况相比较，可以实现既抑制了安全性的下降又提高了燃料电池系统的效率。第3本专利技术的燃料电池系统可以是在上述第1本专利技术的燃料电池系统中，具备由原料气体生成所述燃料气体的氢生成装置；所述可燃性气体路径包含从具有正压供给压力的原料气体供给源提供给所述氢生成装置的所述原料气体所流过的原料气体供给流路；所述切断阀被设置于所述原料气体供给流路上；所述控制器被构成为当可燃性气体的泄漏为所述壳体内的来自于所述切断阀上游的所述可燃性气体路径的气体泄漏时，只要所述换气动作不被所述停止器停止，就继续所述换气动作；当所述可燃性气体的泄漏为所述壳体内的来自于所述切断阀下游的所述可燃性气体路径的气体泄漏时，即使所述换气动作不被所述停止器停止，也停止所述换气扇的动作。根据该构成，在来自于切断阀上游的可燃性气体路径的气体泄漏的可能性较高的情况下，因为在切断阀被关闭的状态下可燃性气体(原料气体)继续泄漏的可能性较高，所以为了提高安全性而只要不由停止器停止换气动作就继续换气扇的换气动作。另一方面， 在来自于切断阀下游的可燃性气体路径的气体泄漏的可能性较高的情况下，因为在切断阀被关闭的状态下可燃性气体继续泄漏的可能性较低，所以即使换气动作不被停止器停止也停止换气扇的换气动作，实现降低换气扇的电力消耗。由此，在可燃性气体发生泄漏的情况下，与无论在切断阀被关闭的状态下燃料气体是否继续泄漏都继续换气扇的动作的情况相本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种燃料电池系统，其特征在于：具备：使用含有氢的燃料气体进行发电的燃料电池；包含所述燃料电池内的燃料气体流路的可燃性气体路径；被设置于所述燃料电池上游的所述可燃性气体路径上并在所述燃料电池发电停止时被切断的切断阀；容纳所述燃料电池、所述可燃性气体路径以及所述切断阀的壳体；对所述壳体内部进行换气的换气扇；通过操作者的手动操作来停止所述换气扇的换气动作的停止器；以及控制器，该控制器被构成为当在所述壳体内发生可燃性气体的泄漏时，只要所述换气扇的换气动作不被所述停止器停止，就执行所述换气动作。

【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：保田繁树，
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