JP6235377B2 - FUEL CELL SYSTEM, CONTROL DEVICE FOR FUEL CELL SYSTEM, AND METHOD FOR CONTROLLING FUEL CELL SYSTEM - Google Patents
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Description
本発明は、例えば固体酸化物形燃料電池などの燃料電池を備えた燃料電池システム及び燃料電池システムの制御装置並びに燃料電池システムの制御方法に関するものである。 The present invention relates to a fuel cell system including a fuel cell such as a solid oxide fuel cell, a control device for the fuel cell system, and a control method for the fuel cell system.
従来より、酸化剤ガス(例えば空気中の酸素)と燃料ガス(例えば水素)とを用いて発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムとして、例えば固体電解質(固体酸化物)を用いた固体酸化物燃料電池を備えた燃料電池システムが知られている。 Conventionally, as a fuel cell system including a fuel cell that generates electricity using an oxidant gas (for example, oxygen in the air) and a fuel gas (for example, hydrogen), for example, solid oxidation using a solid electrolyte (solid oxide) There is known a fuel cell system including a physical fuel cell.
前記燃料電池としては、例えば固体電解質層の両側に燃料極と空気極とを設けた板状の単セルを有する燃料電池セルを、複数個積層した燃料電池スタックなどが使用されている。 As the fuel cell, for example, a fuel cell stack in which a plurality of fuel cell cells each having a plate-like single cell provided with a fuel electrode and an air electrode on both sides of a solid electrolyte layer is used.
また、上述した燃料電池システムとしては、燃料電池に燃料ガスを供給する流路の上流側に、都市ガス等の原燃料ガスの脱流を行う脱硫器、水を気化して水蒸気を生成する水蒸気生成器、原燃料ガスと水蒸気とを反応させて水素リッチの燃料ガスに改質する改質器、燃料ガスに含まれる一酸化炭素を二酸化炭素に変性する変成器、一酸化炭素を更に低減するための一酸化炭素選択酸化器等からなる水素含有ガス生成装置を備えたものが開示されている(特許文献1参照)。 In addition, as the above-described fuel cell system, a desulfurizer that deflows a raw fuel gas such as city gas, or the like that vaporizes water to generate water vapor is provided upstream of a flow path for supplying fuel gas to the fuel cell. Generator, reformer that reacts raw fuel gas and water vapor to reform to hydrogen-rich fuel gas, transformer that modifies carbon monoxide contained in fuel gas to carbon dioxide, further reduce carbon monoxide The thing provided with the hydrogen containing gas production | generation apparatus which consists of a carbon monoxide selective oxidizer for this is disclosed (refer patent document 1).
また、この種の燃料電池システムにおいては、図6(a)に示すように、改質水の流路の上流側より、改質水を溜める改質水タンクP1、改質水を下流側(フィルタP3側)に供給する改質水ポンプP2、改質水を浄化する(圧損体である)フィルタP3、改質水の流量を計測する流量センサP4、発電モジュールP5を備えたシステムが知られている。なお、発電モジュールP5は、気化器P6、改質器P7、燃料電池スタックP8等から構成されている。 Further, in this type of fuel cell system, as shown in FIG. 6 (a), the reformed water tank P1 for storing the reformed water from the upstream side of the reformed water flow path, and the reformed water downstream ( A system including a reforming water pump P2 supplied to the filter P3 side, a filter P3 for purifying the reforming water (which is a pressure loss body), a flow rate sensor P4 for measuring the flow rate of the reforming water, and a power generation module P5 is known. ing. The power generation module P5 includes a vaporizer P6, a reformer P7, a fuel cell stack P8, and the like.
しかしながら、前記図6(a)に示すような燃料電池システムでは、フィルタP3は常時改質水に浸かった状態の水フィルタであるので、燃料電池システムの運転を停止した際には、図6(b)に示すように、フィルタP3の下流側の残圧によって、フィルタP3の下流に残留している改質水が燃料電池スタックP8内(詳しくは燃料電池セル内)に流入する恐れがある。 However, in the fuel cell system as shown in FIG. 6 (a), the filter P3 is a water filter that is constantly immersed in the reformed water. Therefore, when the operation of the fuel cell system is stopped, FIG. As shown in b), due to the residual pressure downstream of the filter P3, the reformed water remaining downstream of the filter P3 may flow into the fuel cell stack P8 (specifically, inside the fuel cell).
特に、燃料電池が発電時に高温となる固体酸化物形燃料電池(SOFC)の場合には、このフィルタP3の下流に残留した改質水(残留水)が、水蒸気となって燃料電池セルに到ると、燃料電池セルの燃料極を酸化させてしまい、最悪の場合は燃料電池セルのセル割れ等の破損が発生する恐れがある。 In particular, when the fuel cell is a solid oxide fuel cell (SOFC) that becomes high temperature during power generation, the reformed water (residual water) remaining downstream of the filter P3 becomes steam and reaches the fuel cell. Then, the fuel electrode of the fuel cell is oxidized, and in the worst case, there is a possibility that damage such as cell cracking of the fuel cell occurs.
なお、燃料電池システムの運転の停止としては、ガス漏れ等の発生の際の緊急停止や、停止ボタンの操作による通常の運転停止があり、緊急停止時において上述した問題が発生する可能性が高いものの、いずれの場合も、同様な問題が発生する恐れがある。 In addition, as the stop of the operation of the fuel cell system, there are an emergency stop at the time of occurrence of a gas leak or the like, and a normal operation stop by operation of a stop button, and there is a high possibility that the above-described problem occurs at the time of an emergency stop. However, in either case, similar problems may occur.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、燃料電池システムの運転を停止した場合に、改質水が燃料電池セル内に浸入して燃料電池セルが破損することを防止できる燃料電池システム及び燃料電池システムの制御装置並びに燃料電池システムの制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The purpose of the present invention is to break down the fuel cell by the reforming water entering the fuel cell when the operation of the fuel cell system is stopped. It is an object of the present invention to provide a fuel cell system, a control device for the fuel cell system, and a control method for the fuel cell system.
(1)本発明は、第1態様(燃料電池システム)として、原燃料を燃料ガスに改質するために用いる改質水を気化する気化器と、前記燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行う燃料電池セルを積層した燃料電池スタックと、を有する発電モジュールを備えた燃料電池システムにおいて、前記改質水を前記気化器に供給する流路には、上流側より、前記改質水を溜めるタンクと、前記タンクから前記改質水を汲み上げて下流側となる前記気化器側に前記改質水を供給するポンプと、前記改質水に浸された状態で保持されるとともに、前記改質水を浄化するフィルタと、前記フィルタと前記気化器との間に配置され前記流路を開閉する供給弁と、前記供給弁と前記気化器との間に配置されて、前記流路における前記改質水の流量を測定する流量センサと、を備えるとともに、前記フィルタと前記供給弁との間の前記流路から分岐して前記タンクに接続された分岐流路と、前記分岐流路に配置されて、該分岐流路を開閉する排出弁と、を備えたことを特徴とする。 (1) The present invention uses, as a first aspect (fuel cell system), a vaporizer that vaporizes reformed water used for reforming raw fuel into fuel gas, and the fuel gas and oxidant gas. In a fuel cell system comprising a power generation module having a fuel cell stack in which fuel cells for generating power are stacked, a flow path for supplying the reformed water to the vaporizer is provided upstream from the reformed water. A tank for storing the reforming water, a pump for pumping the reforming water from the tank and supplying the reforming water to the carburetor side on the downstream side, and being held in a state immersed in the reforming water, A filter for purifying the reforming water, a supply valve disposed between the filter and the vaporizer and opening and closing the flow path, and disposed between the supply valve and the vaporizer. Flow rate for measuring the flow rate of the reforming water And capacitors, provided with a, the filter and the branch flow path branched and connected to the tank from the flow path between the supply valve is disposed in the branch passage, opening and closing the branch passage And a discharge valve.
本第1態様では、フィルタと気化器との間に供給弁を備えているので、燃料電池システムの運転を停止するために、前記改質水を供給するポンプの供給動作を停止した場合は、供給弁によって改質水の流路を閉鎖することによって、フィルタと気化器との間に残留した改質水が気化器内に入って水蒸気化することを防止でき、最終的には、その水蒸気が燃料電池スタック(詳しくは燃料電池セル)内に流入することを防止できる。 In the first aspect, since the supply valve is provided between the filter and the vaporizer, in order to stop the operation of the fuel cell system, when the supply operation of the pump that supplies the reforming water is stopped, By closing the flow path of the reforming water by the supply valve, it is possible to prevent the reforming water remaining between the filter and the vaporizer from entering the vaporizer and being vaporized. Can be prevented from flowing into the fuel cell stack (specifically, the fuel cell).
また、本第1態様では、燃料電池システムの運転を停止した場合には、分岐流路の排出弁を開くことによって、フィルタと気化器との間に残留した改質水の圧力(残圧)を抜くことができるので、再起動時(発電のための動作を再開した場合)には残圧が低下した状態で供給弁を開くことができる。これによって、再起動時に過剰な残圧によって改質水が気化器に流入し、不用に発生した水蒸気が燃料電池セル内に流入することを防止できる。 In the first aspect, when the operation of the fuel cell system is stopped, the pressure of the reformed water (residual pressure) remaining between the filter and the vaporizer is opened by opening the discharge valve of the branch flow path. Therefore, at the time of restart (when the operation for power generation is resumed), the supply valve can be opened with the residual pressure lowered. Accordingly, it is possible to prevent the reformed water from flowing into the vaporizer due to an excessive residual pressure at the time of restart, and the unnecessary generated water vapor from flowing into the fuel cell.
このように、本第1態様では、ポンプが停止した場合に、(水蒸気化した)改質水が燃料電池セル内に流入することを防止できるので、詳しくは、改質水が燃料極に達して燃料極が酸化することを防止できるとともに、燃料電池セルのセル割れ等の破損を防止できる。 As described above, in the first aspect, when the pump is stopped, the reformed water (vaporized) can be prevented from flowing into the fuel battery cell. Specifically, the reformed water reaches the fuel electrode. Thus, the fuel electrode can be prevented from being oxidized, and damage such as cell cracking of the fuel cell can be prevented.
特に燃料電池がSOFCの場合には、燃料電池は高温で運転されるので、燃料極が酸化するとともに、燃料電池セルの破損が生じ易いが、本第1態様では、その酸化や破損を効果的に防止できる。 In particular, when the fuel cell is an SOFC, the fuel cell is operated at a high temperature, so that the fuel electrode is oxidized and the fuel cell is easily damaged. However, in this first aspect, the oxidation and damage are effective. Can be prevented.
また、本第1態様では、分岐流路によって、フィルタと供給弁との間の流路からタンクに改質水を戻すことができるので、改質水量の減少を抑制することができる。
更に、本第1態様では、フィルタの下流側にて改質水を排出する構成であるので、再起動時には、フィルタを通過した浄化後の改質水を気化器側(従って改質器側)に供給することができる。
Moreover, in this 1st aspect, since a reforming water can be returned to a tank from the flow path between a filter and a supply valve by a branch flow path, the reduction | decrease in the amount of reforming water can be suppressed.
Further, in the first aspect, since the reforming water is discharged on the downstream side of the filter, at the time of restart, the purified reforming water that has passed through the filter is supplied to the vaporizer side (and hence the reformer side). Can be supplied to.
(2)本発明は、第2態様として、前記フィルタは、イオン交換樹脂フィルタであることを特徴とする。
本第2態様は、フィルタの種類を例示したものである。このイオン交換樹脂フィルタは、イオン交換樹脂が常時改質水に浸されているフィルタであるので、燃料電池システムの運転が停止した場合には、前記第1態様の構成によって、フィルタと供給弁との間に残留した改質水が、フィルタに逆流し、フィルタ性能を低下させることを防止できる。
(2) As a second aspect of the present invention, the filter is an ion exchange resin filter.
The second aspect exemplifies the types of filters. Since this ion exchange resin filter is a filter in which the ion exchange resin is constantly immersed in the reforming water, when the operation of the fuel cell system is stopped, the filter, the supply valve, It is possible to prevent the reformed water remaining during the period from flowing back to the filter and degrading the filter performance.
(3)本発明は、第3態様として、前記供給弁と排出弁とは、前記改質水の流路を、前記フィルタと前記供給弁との間の前記流路と前記分岐流路とに切り替え可能な三方向弁として一体に構成されていることを特徴とする。 (3) In the third aspect of the present invention, as the third aspect, the supply valve and the discharge valve are configured such that the flow path of the reformed water is changed to the flow path and the branch flow path between the filter and the supply valve. It is characterized by being integrally formed as a switchable three-way valve.
本第3態様は、供給弁と排出弁とが三方向弁として構成されていることを例示している。従って、三方向弁の動作によって、例えば運転時には、フィルタと気化器との間の流路(主流路)を開くとともに主流路とタンクとの間の流路(分岐流路)を閉じ、運転の停止時には、主流路を閉じるともに分岐流路を開くことができる。 The third aspect exemplifies that the supply valve and the discharge valve are configured as a three-way valve. Therefore, by the operation of the three-way valve, for example, during operation, the flow path (main flow path) between the filter and the vaporizer is opened, and the flow path (branch flow path) between the main flow path and the tank is closed. When stopping, the main flow path can be closed and the branch flow path can be opened.
これによって、弁の開閉動作の制御が容易になるという利点がある。
(4)本発明は、第4態様として、前記燃料電池スタックの温度を測定する温度センサを備えたことを特徴とする。
This has the advantage that control of the opening and closing operation of the valve becomes easy.
(4) The present invention is characterized in that as a fourth aspect, a temperature sensor for measuring the temperature of the fuel cell stack is provided.
例えば燃料電池システムの運転の停止を指示する停止ボタンの操作によって、運転の停止が指示された場合に、燃料電池スタックが高温の状態でそのまま燃料電池システムの停止動作に移行すると、不具合が生じることがある。 例えば燃料電池スタックが高温(例えば700℃)で運転されていた場合に、例えば燃料ガスの供給を即座に停止すると燃料極が酸化し易くなる。 For example, when the stop of the operation of the fuel cell system is instructed to stop the operation, if the stop of the operation is instructed when the fuel cell stack is in a high temperature state, a malfunction occurs. There is. For example, when the fuel cell stack is operated at a high temperature (for example, 700 ° C.), for example, if the supply of fuel gas is stopped immediately, the fuel electrode is likely to be oxidized.
そこで、温度センサによって燃料電池スタックの温度を測定し、燃料極が酸化し難い十分に温度が低下した場合(例えば400℃)に、燃料ガスの供給停止等の燃料電池システムの運転停止を行うことにより、燃料極の酸化や燃料電池セルの破損を抑制することができる。 Therefore, the temperature of the fuel cell stack is measured by the temperature sensor, and when the temperature is sufficiently lowered (for example, 400 ° C.) that the fuel electrode is difficult to oxidize, the operation of the fuel cell system is stopped such as supply of fuel gas. Thus, oxidation of the fuel electrode and damage to the fuel battery cell can be suppressed.
(5)本発明は、第5態様として、前記気化器の下流側に、前記原燃料を前記燃料ガスに改質する改質器を備えたことを特徴とする。
本第5態様では、上述したように、燃料電池システムの運転を停止するために改質水を供給するポンプの供給動作を停止した場合は、供給弁によって改質水の流路を閉鎖することによって、フィルタと気化器との間に残留した改質水が気化器内に入って水蒸気化することを防止でき、それによって、その水蒸気が改質器内および燃料電池スタックに流入することを防止できる。つまり、改質器に充填される触媒(例えばニッケル触媒等)や燃料電池スタックの燃料極が、上述した状況での水蒸気の流入によって破壊されることがあるが、本第5態様では、そのような破損を防止できる。
(5) As a fifth aspect of the present invention, a reformer for reforming the raw fuel into the fuel gas is provided on the downstream side of the vaporizer.
In the fifth aspect, as described above, when the supply operation of the pump that supplies the reforming water to stop the operation of the fuel cell system is stopped, the flow path of the reforming water is closed by the supply valve. Can prevent the reformed water remaining between the filter and the vaporizer from entering the vaporizer and steaming, thereby preventing the steam from flowing into the reformer and into the fuel cell stack. it can. That is, the catalyst (for example, nickel catalyst) filled in the reformer and the fuel electrode of the fuel cell stack may be destroyed by the inflow of water vapor in the above-described situation. Damage can be prevented.
(6)本発明は、第6態様(燃料電池システムの制御装置)として、前記第1〜5態様のいずれかに記載の燃料電池システムを制御する燃料電池システムの制御装置において、前記燃料電池システムの運転を停止する条件が満たされた場合に、前記供給弁の開閉を制御する供給弁制御手段と、前記排出弁の開閉を制御する排出弁制御手段と、前記ポンプの動作を制御するポンプ制御手段と、を備えたことを特徴とする。 (6) The present invention provides a fuel cell system control apparatus for controlling a fuel cell system according to any one of the first to fifth aspects, as a sixth aspect (control apparatus for a fuel cell system), wherein the fuel cell system A supply valve control means for controlling the opening and closing of the supply valve, a discharge valve control means for controlling the opening and closing of the discharge valve, and a pump control for controlling the operation of the pump when a condition for stopping the operation of the pump is satisfied Means.
本第6態様では、燃料電池システムの運転を停止する条件が満たされた場合には、供給弁制御手段によって、供給弁を閉鎖することにより、改質水が気化器内に流入して気化した水蒸気が、燃料電池スタック内に流入して燃料極が酸化することや燃料電池セルが破損することを防止できる。また、排出弁制御手段によって、排出弁を開くことによって、フィルタと気化器との間に残留した改質水の残圧を抜くことができるとともに、その改質水をタンクに戻すことができる。更に、ポンプ制御手段によって、ポンプの動作を停止することによって、改質水の供給を停止することができる。 In the sixth aspect, when the condition for stopping the operation of the fuel cell system is satisfied, the supply valve is closed by the supply valve control means, so that the reformed water flows into the vaporizer and is vaporized. It is possible to prevent water vapor from flowing into the fuel cell stack and oxidizing the fuel electrode or damaging the fuel cell. Further, by opening the discharge valve by the discharge valve control means, the residual pressure of the reformed water remaining between the filter and the vaporizer can be released and the reformed water can be returned to the tank. Furthermore, the supply of the reforming water can be stopped by stopping the operation of the pump by the pump control means.
ここで、燃料電池システムの運転の停止としては、燃料電池システムによって発電を行う動作を実際に停止することだけでなく、発電以外の運転状態(例えば起動運転状態、待機状態)の停止を指示する動作も挙げられる。なお、燃料電池システムの運転の停止の動作としては、例えば燃料ガスや酸化剤ガスを燃料電池スタックに供給する動作の停止等のように、発電を停止する動作が挙げられる。 Here, as the stop of the operation of the fuel cell system, not only the operation of generating power by the fuel cell system is actually stopped, but also the stop of the operation state other than the power generation (for example, the start operation state, the standby state) is instructed. An operation is also mentioned. The operation of stopping the operation of the fuel cell system includes an operation of stopping power generation, such as stopping the operation of supplying fuel gas or oxidant gas to the fuel cell stack.
(7)本発明は、第7態様(燃料電池システムの制御方法)として、前記第1〜5態様のいずれかに記載の燃料電池システムを制御する燃料電池システムの制御方法において、前記燃料電池システムの運転を停止する条件が満たされた場合には、前記供給弁によって前記フィルタと前記供給弁との間の前記流路を閉じる制御と、前記排出弁によって前記分岐流路を開く制御と、前記ポンプを停止する制御とを行うことを特徴とする。 (7) The present invention provides a fuel cell system control method for controlling a fuel cell system according to any one of the first to fifth aspects, as a seventh aspect (control method of the fuel cell system), wherein the fuel cell system When the condition for stopping the operation of is satisfied, control for closing the flow path between the filter and the supply valve by the supply valve, control for opening the branch flow path by the discharge valve, And control to stop the pump.
本第7態様では、燃料電池システムの運転を停止する条件が満たされた場合には、供給弁によってフィルタと供給弁との間の流路(主流路)を閉じる制御を行うことによって、改質水が気化器に流入して気化した水蒸気が、燃料電池スタック内に流入して燃料極が酸化することや燃料電池セルが破損することを防止できる。また、排出弁によって分岐流路を開く制御を行うことによって、フィルタと気化器との間に残留した改質水の残圧を抜くことができるとともに、その改質水をタンクに戻すことができる。更に、ポンプを停止する制御を行うことによって、更なる改質水の供給を停止することができる。 In the seventh aspect, when the condition for stopping the operation of the fuel cell system is satisfied, the supply valve controls the flow path (main flow path) between the filter and the supply valve to perform reforming. It is possible to prevent water vapor from flowing into the vaporizer and vaporized from flowing into the fuel cell stack to oxidize the fuel electrode and damage the fuel cell. Further, by performing control to open the branch flow path using the discharge valve, it is possible to release the residual pressure of the reformed water remaining between the filter and the vaporizer and return the reformed water to the tank. . Furthermore, the supply of further reforming water can be stopped by performing control to stop the pump.
(8)本発明は、第8態様として、前記燃料電池システムの運転を停止する条件として、前記燃料電池スタックの温度が、所定の温度以下になった条件を含むことを特徴とする。 (8) The present invention, as an eighth aspect, is characterized in that the condition for stopping the operation of the fuel cell system includes a condition in which the temperature of the fuel cell stack has become a predetermined temperature or less.
本第8態様は、燃料電池システムの運転を停止する条件を例示したものである。
燃料電池スタックの温度が、所定の温度以下になった場合には、燃料極が酸化しにくく燃料電池セルの破損が生じにくい状態となっているので、燃料電池システムの運転を停止(例えば燃料ガスの供給を停止)しても、燃料極の酸化や燃料電池セルの破損は生じにくい。
The eighth aspect illustrates conditions for stopping the operation of the fuel cell system.
When the temperature of the fuel cell stack falls below a predetermined temperature, the fuel electrode is difficult to oxidize and damage to the fuel cell is unlikely to occur, so the operation of the fuel cell system is stopped (for example, fuel gas Even if the supply of the fuel cell is stopped, oxidation of the fuel electrode and damage to the fuel cell are unlikely to occur.
つまり、燃料電池スタックの温度が、所定の温度以下になった場合に、運転を停止することによって、燃料極の酸化や燃料電池セルの破損を抑制しつつ、好適に運転を停止することができる。 That is, when the temperature of the fuel cell stack becomes equal to or lower than a predetermined temperature, the operation can be suitably stopped while suppressing the oxidation of the fuel electrode and the damage of the fuel cell by stopping the operation. .
なお、前記燃料電池スタックの温度は、燃料電池システムの運転を停止しても、燃料極が酸化しにくく燃料電池セルの破損が生じにくい温度(例えば400℃の停止温度)であり、実験等によって求めることができる。 The temperature of the fuel cell stack is a temperature (for example, a stop temperature of 400 ° C.) at which the fuel electrode is hardly oxidized and the fuel cell is not easily damaged even when the operation of the fuel cell system is stopped. Can be sought.
なお、ここで、燃料電池スタックの温度としては、燃料電池スタックの側面(積層される方向(端部方向)に対して垂直の方向における側面)の温度が挙げられる。この側面の温度を測定する理由は、積層方向端部の温度に比べて燃料電池スタックの内部の温度をより精度良く示すと考えられるからである。 Here, the temperature of the fuel cell stack includes the temperature of the side surface of the fuel cell stack (the side surface in the direction perpendicular to the stacking direction (end portion direction)). The reason for measuring the temperature of this side surface is that it is considered that the temperature inside the fuel cell stack is more accurately shown than the temperature at the end in the stacking direction.
また、燃料電池スタックの側面の温度と他の箇所の温度(例えば端部の温度)とには、所定の関係があるので、燃料電池スタックの温度として、側面以外の他の箇所の温度を採用することもできる。 In addition, since the temperature of the side surface of the fuel cell stack and the temperature of other parts (for example, the temperature of the end portion) have a predetermined relationship, the temperature of the fuel cell stack other than the side surface is adopted. You can also
以下、本発明の各構成について説明する。
前記燃料電池スタックとしては、例えば、ZrO2系セラミックなどを電解質とする固体酸化物形燃料電池(SOFC)、高分子電解質膜を電解質とする固体高分子形燃料電池(PEFC)、Li−Na/K系炭酸塩を電解質とする溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC)、リン酸を電解質とするリン酸形燃料電池(PAFC)などの燃料電池スタックが挙げられる。
Hereinafter, each configuration of the present invention will be described.
Examples of the fuel cell stack include a solid oxide fuel cell (SOFC) using a ZrO 2 -based ceramic as an electrolyte, a solid polymer fuel cell (PEFC) using a polymer electrolyte membrane as an electrolyte, Li-Na / Examples of the fuel cell stack include a molten carbonate fuel cell (MCFC) using a K-based carbonate as an electrolyte and a phosphoric acid fuel cell (PAFC) using phosphoric acid as an electrolyte.
なお、燃料電池スタックの稼動温度(即ち、イオンが電解質中を移動可能となる温度)は、燃料電池スタックの種類ごとに異なっている。具体的に言うと、SOFCの稼動温度は700℃〜1000℃程度、PEFCの稼動温度は常温〜90℃程度、MCFCの稼動温度は650℃〜700℃程度、PAFCの稼動温度は150℃〜200℃程度である。 Note that the operating temperature of the fuel cell stack (that is, the temperature at which ions can move in the electrolyte) differs for each type of fuel cell stack. Specifically, the operating temperature of SOFC is about 700 ° C. to 1000 ° C., the operating temperature of PEFC is about room temperature to about 90 ° C., the operating temperature of MCFC is about 650 ° C. to 700 ° C., and the operating temperature of PAFC is 150 ° C. to 200 ° C. It is about ℃.
前記燃料電池セルとしては、例えば燃料極層と固体電解質層と空気極層とを一体に積層した単セルを備えた構成を採用できる。
前記原燃料としては、改質によって水素を生成できる各種の原料ガス、例えば天然ガス(例えばLNG)、都市ガス、LPG、灯油、メタノール、バイオメタノールなどを採用できる。
As the fuel cell, for example, a configuration including a single cell in which a fuel electrode layer, a solid electrolyte layer, and an air electrode layer are integrally laminated can be adopted.
As the raw fuel, various raw material gases capable of generating hydrogen by reforming, such as natural gas (for example, LNG), city gas, LPG, kerosene, methanol, biomethanol, and the like can be employed.
なお、ここで、燃料ガスとは、燃料となる還元剤(例えば水素)を含むガスを示し、酸化剤ガスとは、酸化剤(例えば酸素)を含むガス(例えば空気)を示している。
また、改質器とは、燃料電池に燃料ガスを供給する場合に、原燃料ガスを、より発電に好適な組成に改質(例えば都市ガス等をより水素成分の多い組成のガスに改質)する装置のことである。
Here, the fuel gas indicates a gas containing a reducing agent (for example, hydrogen) serving as a fuel, and the oxidant gas indicates a gas (for example, air) containing an oxidant (for example, oxygen).
A reformer refers to reforming raw fuel gas to a composition suitable for power generation when fuel gas is supplied to a fuel cell (for example, reforming city gas or the like to a gas having a higher hydrogen component). ).
次に、本発明の燃料電池システム、燃料電池システムの制御装置、燃料電池システムの制御方法を実施するために形態として、固体酸化物形燃料電池システムを例にあげて説明する。 Next, a solid oxide fuel cell system will be described as an example for implementing the fuel cell system, the fuel cell system control device, and the fuel cell system control method of the present invention.
a)まず、固体酸化物形燃料電池システムの全体の構成について説明する。尚、以下では、「固体酸化物形」を省略する
図1に示すように、本実施例の燃料電池システム1は、燃料ガス(例えば原燃料ガスの都市ガスが改質された改質ガス)と酸化剤ガス(例えば空気)との供給を受けて、詳しくは水素と酸素との供給を受けて発電を行う発電ユニットである。
a) First, the overall configuration of the solid oxide fuel cell system will be described. In the following description, the “solid oxide form” is omitted. As shown in FIG. 1, the fuel cell system 1 of this embodiment is a fuel gas (for example, a reformed gas obtained by reforming a city gas of a raw fuel gas). And an oxidant gas (for example, air), and more specifically, a power generation unit that generates power by receiving supply of hydrogen and oxygen.
この燃料電池システム1では、改質水の供給経路(主流路)3に沿って、上流側より、改質水タンク5、改質水ポンプ7、フィルタ9、供給弁11、流量センサ13、発電モジュール15が配置されている。なお、改質水の供給経路3において、改質水タンク5側を上流側とし、燃料電池スタック23側を下流側とする。
In this fuel cell system 1, along the reforming water supply path (main flow path) 3, from the upstream side, the reforming
この発電モジュール15は、断熱容器17内に配置されており、断熱容器17内には、気化器19、改質器21、燃料電池スタック(発電スタック)23、温度センサ(スタック温度センサ)25が配置されている。
The
また、フィルタ9と供給弁11との間の主流路3からは、改質水タンク5に到る分岐流路27が設けられており、この分岐流路27には、排出弁29が設けられている。
更に、燃料電池システム1は、燃料電池システム1の動作を制御するコントローラ31を備えており、コントローラ31には、停止ボタン33、起動ボタン35が接続されている。
In addition, a
The fuel cell system 1 further includes a
以下、各構成について詳細に説明する。
改質水タンク5は、原燃料ガスを改質する際に用いられる改質水を貯溜する水タンクであり、改質水ポンプ7は、改質水タンク5から汲み上げた改質水を下流側のフィルタ9に供給するポンプである。なお、改質水ポンプ7の動作は、コントローラ31によって制御される。
Hereinafter, each configuration will be described in detail.
The reforming
フィルタ9は、改質水を浄化するイオン交換樹脂フィルタ(水フィルタ)であり、常時は、イオン交換樹脂が改質水に浸されるように改質水で満たされている。言い換えれば、イオン交換樹脂が改質水に浸かった状態に保持されている。 The filter 9 is an ion exchange resin filter (water filter) that purifies the reformed water, and is always filled with the reformed water so that the ion exchange resin is immersed in the reformed water. In other words, the ion exchange resin is held in a state of being immersed in the modified water.
供給弁11は、主流路3を開閉する電磁弁(給水弁)であり、コントローラ31によってその開閉が制御されている。
排出弁29は、分岐流路27を開閉する電磁弁(排水弁)であり、コントローラ31によってその開閉が制御されている。
The
The
流量センサ13は、主流路3を流れる改質水の流量を測定する流量計であり、その測定結果は、コントローラ31に出力される。
気化器19は、改質水を加熱して気化させて水蒸気とする装置であり、その水蒸気が改質器21に供給される。
The
The
改質器21は、内部に改質用の触媒(例えばルテニウム又はニッケル)を備えた装置であり、この改質器21内に導入された原燃料ガスが、気化器19から供給された水蒸気によって水蒸気改質されることにより、原燃料ガスより水素の割合が多い、いわゆる水素リッチの燃料ガスが生成される。
The
燃料電池スタック23は、図示しないが、発電単位である板状の燃料電池セルが複数個積層された略直方体形状を有している。この燃料電池セルは、いわゆる燃料極支持膜形タイプの燃料電池セルであり、周知の(燃料流路に接する様に配置された)燃料極と、(例えばジルコニアからなる)固体電解質体と、(空気流路に接する様に配置された)空気極とが一体となった単セルを備えている。
Although not shown, the
温度センサ25は、燃料電池スタック23の側面(例えば中央部)に配置され、その側面の温度を検出する。
なお、図示しないが、上述した構成以外に、発電モジュール15には、燃料電池スタック23から排出された(未反応成分を含む)排ガスを、ほぼ完全に燃焼させる排ガス燃焼器や、燃料電池スタック23の下方に配置されて、起動時に、燃料電池スタック23を加熱する起動バーナー等が配置されている。
The
Although not shown, in addition to the configuration described above, the
また、図2に示すように、前記コントローラ31は、周知のマイクロコンピュータ31aを備えた電子制御装置である。
このコントローラ31には、燃料電池システム1の運転の停止を指示する停止ボタン33と、燃料電池システム1の運転の開始を指示する起動ボタン35とが接続されている。
Further, as shown in FIG. 2, the
The
また、上述したように、コントローラ31には、流量センサ13から改質水の流量を示す信号が入力され、温度センサ25から燃料電池スタック23の側面の温度を示す信号が入力される。
As described above, the
一方、コントローラ31からは、改質水ポンプ7、供給弁11、排出弁29の動作を制御する制御信号が出力される。
更に、コントローラ31には、燃料電池スタック23に燃料ガスを供給する燃料ポンプ37、空気を供給する空気ポンプ39、起動バーナーに燃料混合気を供給する混合気ポンプ41が接続されており、コントローラ31からの制御信号によって、それらの動作が制御されるように構成されている。
On the other hand, a control signal for controlling the operation of the reforming
Further, a
なお、このコントローラ31が、本発明の燃料電池システムの制御装置であり、本発明の供給弁制御手段、排出弁制御手段、ポンプ制御手段として機能する。
b)次に、コントローラ31によって制御される燃料電池システム1の動作について説明する。
The
b) Next, the operation of the fuel cell system 1 controlled by the
[運転の停止時の処理]
まず、燃料電池システム1の運転中(発電中)に、燃料電池システム1を停止させる際の処理(発電を停止する際の処理)について説明する。
[Processing when operation stops]
First, a process for stopping the fuel cell system 1 during the operation (power generation) of the fuel cell system 1 (a process for stopping power generation) will be described.
図3に示すように、ステップ(S)100では、燃料電池スタック23にて、通常のように発電を行う。
具体的には、改質水ポンプ7を作動させて、(開弁された)供給弁11を介して改質水を気化器19に供給して水蒸気を生成し、生成した水蒸気によって、改質器21、燃料電池スタック23内部をパージする。改質水ポンプ7の作動を継続した状態で、空気ポンプ39を作動させて、空気を燃料電池スタック23に供給して、その後、燃料ポンプ37を作動させて、原燃料ガスを改質器21に供給する。改質器21にて、水蒸気を用いて原燃料ガスの改質を行い、生成した燃料ガスを燃料電池スタック23に供給する。これらの起動運転により、燃料電池スタック23の温度を上昇させる。
As shown in FIG. 3, in step (S) 100, the
Specifically, the reforming
これにより、燃料電池スタック23(詳しくは燃料電池セル)では、発電可能な温度(例えば700℃)に到達する。燃料電池スタック23が発電可能な温度に達したら、供給された燃料ガス及び空気を用いて発電を行う。
As a result, the fuel cell stack 23 (specifically, the fuel cell) reaches a temperature at which electric power can be generated (for example, 700 ° C.). When the
なお、この発電の際には、排出弁29は閉鎖されている。また、原燃料ガスの供給経路には、通常、開閉弁(図示せず)があるが、発電時には、当然ながらこの開閉弁は開かれている。
During this power generation, the
続くステップ110では、燃料電池システム1に重大な異常である重異常が発生したか否かを判定する。ここで、重異常ありと判断されるとステップ130に進み、一方、重異常なしと判断されるとステップ120に進む。 In the following step 110, it is determined whether or not a serious abnormality that is a serious abnormality has occurred in the fuel cell system 1. If it is determined that there is a major abnormality, the process proceeds to step 130. On the other hand, if it is determined that there is no major abnormality, the process proceeds to step 120.
なお、例えば燃料ガスのリークが検出された場合(ガス警報器による異常の検出)や、改質水の水量が一定時間供給されない場合には、重異常と判定する。
ステップ130では、燃料電池システム1と外部負荷及び系統とを解列(電気的な接続を遮断)し、ステップ160に進む。
For example, when a fuel gas leak is detected (detection of an abnormality by a gas alarm), or when the amount of reforming water is not supplied for a certain period of time, it is determined that a serious abnormality has occurred.
In step 130, the fuel cell system 1 is disconnected from the external load and system (electrical connection is cut off), and the process proceeds to step 160.
一方、ステップ120では、通常の停止要求があるか否かを判定する。ここで、通常の停止要求があると判断されるとステップ140に進み、一方、通常の停止要求がないと判断されるとステップ100に戻る。 On the other hand, in step 120, it is determined whether there is a normal stop request. If it is determined that there is a normal stop request, the process proceeds to step 140. On the other hand, if it is determined that there is no normal stop request, the process returns to step 100.
なお、例えば停止ボタン33が操作(オン)された場合には、停止要求ありと判定する。
ステップ140では、燃料電池システム1と外部負荷及び系統とを解列する。
For example, when the
In step 140, the fuel cell system 1 is disconnected from the external load and system.
続くステップ150では、燃料電池スタック23の側面の温度が、所定の停止温度(通常の停止を行う場合の温度:例えば400℃)以下に到達したか否かを判定する。ここで、到達したと判断されると(運転の停止が可能な温度に低下したので)ステップ160に進む。一方、未到達と判断されると(まだ運転の停止には温度が高いので)温度が低下するまで待機する。
In the subsequent step 150, it is determined whether or not the temperature of the side surface of the
ステップ160では、燃料電池システム1の運転の停止のための所定の処理を行って、一旦本処理を終了する。
具体的には、供給弁11を閉じて、フィルタ9と供給弁11との間の改質水(残留水)が発電モジュール15側に供給されないようにして、その残留水の残圧を抑制する。また、排出弁29を開いて、フィルタ9と供給弁11との間の改質水(残留水)を改質水タンク5側に戻し、その残留水がフィルタ9へ逆流してフィルタ9の機能が損失することを防止する。更に、改質水ポンプ7のポンプ指示値を0[cc/min]にして、改質水ポンプ7を停止させる。
In step 160, a predetermined process for stopping the operation of the fuel cell system 1 is performed, and this process is temporarily terminated.
Specifically, the
なお、これとともに、燃料電池システム1の運転を停止する際には、「燃料ポンプ37の停止による原燃料ガス(従って燃料ガス)の供給停止」、「空気ポンプ39の停止による空気の供給停止」等の発電停止に伴う処理を、改質水ポンプ7の停止と同様に、燃料電池スタック23の側面の温度が十分に下がった温度(例えば400℃)に到達してから行う。
At the same time, when the operation of the fuel cell system 1 is stopped, “the supply of raw fuel gas (and hence the fuel gas) is stopped by stopping the
[運転の起動時の処理]
次に、燃料電池システム1の運転の停止中に、燃料電池システム1を起動させる際の処理について説明する。
[Processing at the start of operation]
Next, processing when starting the fuel cell system 1 while the operation of the fuel cell system 1 is stopped will be described.
図4に示すように、ステップ200では、燃料電池システム1の起動要求があるか否かを判定する。ここで、起動要求ありと判断されるとステップ210に進み、一方、起動要求なしと判断されると停止状態を維持する。 As shown in FIG. 4, in step 200, it is determined whether or not there is a start request for the fuel cell system 1. If it is determined that there is a start request, the process proceeds to step 210. On the other hand, if it is determined that there is no start request, the stopped state is maintained.
なお、例えば起動ボタン35が操作(オン)された場合には、起動要求ありと判定する。
ステップ210では、燃料電池スタック23の側面の温度を以って気化器19に投入する改質水が確実に気化する所定の温度(気化可能温度:例えば140℃)以上か否かを判定する。ここで、気化可能温度以上と判断されると(改質水の供給開始に十分な温度に達したので)ステップ220に進み、一方、気化可能温度未満と判断されると(改質水の供給開始には温度が低いので)温度が上昇するまで待機する。
For example, when the
In step 210, it is determined whether the temperature of the side surface of the
ここで、燃料電池スタック23の側面の温度と気化器19に投入した改質水が気化する温度との関係は、予め実験やシミュレーションにて求められたものによって決まっているので、燃料電池スタック23の側面の温度から気化可能温度を判定できる。
Here, since the relationship between the temperature of the side surface of the
なお、燃料電池スタック23の温度が低い場合には、例えば起動バーナーによって加熱する。
ステップ220では、燃料電池システム1の運転の開始のための所定の処理を行って、起動動作を継続して、ステップ230に進む。
When the temperature of the
In step 220, a predetermined process for starting the operation of the fuel cell system 1 is performed, the starting operation is continued, and the process proceeds to step 230.
具体的には、供給弁11を開いて、改質水をフィルタ9側から発電モジュール15側に供給できるようにする。また、排出弁29を閉じて、フィルタ9と供給弁11との間から改質水が排出されないようにする。更に、改質水ポンプ7のポンプ指示値を所定の起動時の流量に設定し、改質水ポンプ7を作動させる。
Specifically, the
ステップ230では、燃料電池スタック23の温度が発電可能な温度以上か否かを判定する。ここで、燃料電池スタック23の温度が発電可能温度以上と判定された場合には、一旦起動動作の処理を終了する。一方、発電可能な温度未満と判定されると起動動作を継続する。
In step 230, it is determined whether or not the temperature of the
なお、これとともに、燃料電池システム1の運転を開始する際には、「燃料電池スタック23から負荷に到る回路の接続」、「燃料ポンプ37の作動」、「空気ポンプ39の作動」等の発電開始に伴う処理を行う。
At the same time, when the operation of the fuel cell system 1 is started, “connection of the circuit from the
なお、燃料電池スタック23の温度が低い場合には、起動要求に伴って、混合気ポンプ41を作動させて燃料混合気を起動バーナーに供給して、起動バーナーによって燃料電池スタック23を加熱する処理を行う。
When the temperature of the
[燃料電池システム1の全体の動作]
上述したように、本実施例1では、図5に示すように、時刻t1にて、重異常が発生したと判断された場合、又は、通常の停止動作によって燃料電池スタック23の温度が400℃以下に低下した場合には、改質水ポンプ7の動作を停止させ(改質水の供給量が0になるように、改質水ポンプ7への指示値を0に向かって低下させ)、供給弁11を開から閉に切り替え、排出弁29を閉から開に切り替える。
[Overall Operation of Fuel Cell System 1]
As described above, in the first embodiment, as shown in FIG. 5, when it is determined that a serious abnormality has occurred at time t1, or the temperature of the
これによって、流量センサ13によって検出される改質水の流量が0になる。
その後、時刻t2にて、再起動が指示された場合には、改質水ポンプ7の動作を再開し(指示値を0から速やかに上昇させる)、供給弁11を閉から開に切り替え、排出弁29を開から閉に切り替える。
As a result, the flow rate of the reforming water detected by the
After that, when restart is instructed at time t2, the operation of the reforming
これによって、流量センサ13によって検出される改質水の流量が0から所定値に速やかに増加する。
c)次に、本実施例の効果について説明する。
As a result, the flow rate of the reforming water detected by the
c) Next, the effect of the present embodiment will be described.
本実施例では、フィルタ9と気化器19(従って改質器21)との間に供給弁11を備えているので、燃料電池システム1における発電の動作を停止した場合は、供給弁11によって改質水の主流路3を閉鎖することによって、フィルタ9と気化器19との間に残留した改質水が、燃料電池スタック23(詳しくは燃料電池セル)内に流入することを防止できる。
In this embodiment, since the
また、燃料電池システム1の停止動作の際に、分岐流路27の排出弁29を開くことによって、フィルタ9と気化器19との間に残留した改質水の圧力(残圧)を抜くことができるので、再起動時(運転を再開した場合)には残圧が低下した状態で供給弁11を開くことができる。これによって、再起動時に(過剰な残圧によって)改質水が燃料電池セル内に流入することを防止できる。
Further, when the fuel cell system 1 is stopped, the
このように、本実施例では、改質水が燃料電池セル内に流入することを防止できるので、燃料極が酸化することや、燃料電池セルのセル割れ等の破損を防止できる。
特に燃料電池が固体酸化物形燃料電池のような高温で作動する場合には、燃料極が酸化し易く、燃料電池セルが破損し易いが、本実施例では、その酸化や破損を効果的に防止できる。
In this way, in this embodiment, the reformed water can be prevented from flowing into the fuel cell, so that the fuel electrode can be prevented from being oxidized or damaged such as a cell crack of the fuel cell.
In particular, when the fuel cell is operated at a high temperature such as a solid oxide fuel cell, the fuel electrode is easily oxidized and the fuel cell is easily damaged. In this embodiment, the oxidation and damage are effectively prevented. Can be prevented.
なお、上述したように、供給弁11によって改質水の主流路3を閉鎖することによって、改質器21に充填される触媒の破損も防止できる。
また、本実施例では、分岐流路27によって、フィルタ9と供給弁11との間の主流路3から改質水タンク5に改質水を戻すことができるので、改質水量の減少を抑制することができる。
Note that, as described above, by closing the reformed water main flow path 3 by the
Moreover, in this embodiment, the reforming water can be returned to the reforming
更に、本実施例では、フィルタ9の下流側にて改質水を排出する構成であるので、再起動時には、フィルタ9を通過した浄化後の改質水を気化器19側(従って改質器21側)に供給することができる。 Further, in the present embodiment, the reformed water is discharged downstream from the filter 9, and therefore, after the restart, the purified reformed water that has passed through the filter 9 is supplied to the vaporizer 19 (and hence the reformer). 21 side).
しかも、本実施例では、フィルタ9として、イオン交換樹脂フィルタを使用しており、このイオン交換樹脂フィルタは常時改質水に浸けられているので、フィルタ9内は常時改質水で満たされているが、上述した制御によって、運転が停止した場合でもあっても、フィルタ9と供給弁11との間に溜まった改質水が逆流してフィルタ9の性能が低下することを防止できる。
Moreover, in this embodiment, an ion exchange resin filter is used as the filter 9, and this ion exchange resin filter is always immersed in the reforming water, so that the inside of the filter 9 is always filled with the reforming water. However, the above-described control can prevent the performance of the filter 9 from deteriorating due to the backflow of the reformed water accumulated between the filter 9 and the
また、本実施例では、温度センサ25によって、燃料電池スタック23の側面の温度を測定できる。従って、燃料電池スタック23の温度が、燃料極が酸化し難く燃料電池セルの破損が生じ難い十分に低い温度(例えば400℃以下)に低下した場合に、燃料ガスの供給停止等の燃料電池システム1の運転を停止を行うことにより、燃料極の酸化や燃料電池セルの破損を抑制することができる。
In this embodiment, the temperature of the side surface of the
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
(1)例えば、本発明は、固体酸化物形燃料電池(SOFC)に限らず、固体高分子形燃料電池(PEFC)、溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC)、リン酸形燃料電池(PAFC)などの燃料電池に適用できる。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the present invention.
(1) For example, the present invention is not limited to a solid oxide fuel cell (SOFC), but a solid polymer fuel cell (PEFC), a molten carbonate fuel cell (MCFC), a phosphoric acid fuel cell (PAFC) It can be applied to such fuel cells.
(2)また、前記実施例では、供給弁と排出弁とが別体であるが、供給弁と排出弁との機能を備えた三方向弁を使用してもよい。
具体的には、三方向弁は、フィルタと改質器との間の流路(主流路)と、主流路から改質水タンクに到る分岐流路とを切り替えるように、即ち、主流路を開く場合には分岐流路が閉じ、逆に、主流路を閉じる場合には分岐流路が開くように、流路の切り換えが可能なように構成されている。
(2) Moreover, in the said Example, although a supply valve and a discharge valve are separate bodies, you may use the three-way valve provided with the function of the supply valve and the discharge valve.
Specifically, the three-way valve switches the flow path (main flow path) between the filter and the reformer and the branch flow path from the main flow path to the reforming water tank, that is, the main flow path. The flow path can be switched so that the branch flow path is closed when the channel is opened, and conversely, the branch flow path is opened when the main flow path is closed.
従って、燃料電池システムの運転時には、主流路を開くとともに分岐流路を閉じ、運転の停止時には、主流路を閉じるともに分岐流路を開くことができる。これによって、弁の開閉動作の制御が容易になるという利点がある。 Therefore, when the fuel cell system is in operation, the main channel is opened and the branch channel is closed, and when the operation is stopped, the main channel is closed and the branch channel is opened. This has the advantage that control of the opening and closing operation of the valve becomes easy.
1…燃料電池システム
3…主流路
5…改質水タンク
7…改質水ポンプ
9…フィルタ
11…供給弁
13…流量センサ
15…発電モジュール
19…気化器
21…改質器
23…燃料電池スタック
25…温度センサ
27…分岐流路
29…排出弁
31…コントローラ
33…停止ボタン
35…起動ボタン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell system 3 ...
Claims (8)
前記改質水を前記気化器に供給する流路には、
上流側より、
前記改質水を溜めるタンクと、
前記タンクから前記改質水を汲み上げて下流側となる前記気化器側に前記改質水を供給するポンプと、
前記改質水に浸された状態で保持されるとともに、前記改質水を浄化するフィルタと、
前記フィルタと前記気化器との間に配置され前記流路を開閉する供給弁と、
前記供給弁と前記気化器との間に配置されて、前記流路における前記改質水の流量を測定する流量センサと、
を備えるとともに、
前記フィルタと前記供給弁との間の前記流路から分岐して前記タンクに接続された分岐流路と、
前記分岐流路に配置されて、該分岐流路を開閉する排出弁と、
を備えたことを特徴とする燃料電池システム。 Power generation having a vaporizer that vaporizes reformed water used to reform raw fuel into fuel gas, and a fuel cell stack in which fuel cells that generate power using the fuel gas and oxidant gas are stacked In a fuel cell system equipped with a module,
In the flow path for supplying the reformed water to the vaporizer,
From the upstream side,
A tank for storing the reformed water;
A pump for pumping the reformed water from the tank and supplying the reformed water to the vaporizer side downstream;
A filter that is retained in the reformed water and purifies the reformed water;
A supply valve disposed between the filter and the vaporizer for opening and closing the flow path;
A flow rate sensor disposed between the supply valve and the vaporizer to measure the flow rate of the reforming water in the flow path;
With
A branched flow path branched from the flow path between the filter and the supply valve and connected to the tank;
A discharge valve disposed in the branch flow path to open and close the branch flow path;
A fuel cell system comprising:
前記燃料電池システムの運転を停止する条件が満たされた場合に、
前記供給弁の開閉を制御する供給弁制御手段と、
前記排出弁の開閉を制御する排出弁制御手段と、
前記ポンプの動作を制御するポンプ制御手段と、
を備えたことを特徴とする燃料電池システムの制御装置。 In the control apparatus of the fuel cell system which controls the fuel cell system according to any one of claims 1 to 5,
When a condition for stopping the operation of the fuel cell system is satisfied,
Supply valve control means for controlling opening and closing of the supply valve;
A discharge valve control means for controlling opening and closing of the discharge valve;
Pump control means for controlling the operation of the pump;
A control apparatus for a fuel cell system, comprising:
前記燃料電池システムの運転を停止する条件が満たされた場合には、前記供給弁によって前記フィルタと前記供給弁との間の前記流路を閉じる制御と、前記排出弁によって前記分岐流路を開く制御と、前記ポンプを停止する制御とを行うことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。 In the control method of the fuel cell system which controls the fuel cell system according to any one of claims 1 to 5,
When the condition for stopping the operation of the fuel cell system is satisfied, the supply valve controls to close the flow path between the filter and the supply valve, and the discharge valve opens the branch flow path. A control method for a fuel cell system, comprising performing control and control for stopping the pump.
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