專利名稱：燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固定發(fā)電裝置和汽車等電源使用的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于二氧化碳造成地球溫室化和酸雨等的影響，導(dǎo)致人們對(duì)地球規(guī)模的環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越關(guān)心。因此在電源開(kāi)發(fā)研究領(lǐng)域，高效率、而且不排放二氧化碳的能夠?qū)崿F(xiàn)綠色能量變換的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)受到人們的關(guān)注。
圖9是已有的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖9所示，已有的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)600，在組件51內(nèi)具備燃料供給裝置52、燃料電池53、以及交直流變換裝置54。燃料供給裝置52對(duì)燃料電池53提供富含氫狀態(tài)的富氫氣體。又，燃料電池53使用燃料供給裝置52所提供的富氫氣體，進(jìn)行發(fā)電，輸出規(guī)定電壓的直流電。又，交直流變換裝置54將燃料電池53輸出的規(guī)定電壓的直流電變換為規(guī)定電壓的交流電輸出。又，在組件51中設(shè)置安裝有風(fēng)扇55的吸入口56以及安裝有檢測(cè)可燃性氣體的可燃性氣體檢測(cè)器57的空氣出口58(參照例如專利文獻(xiàn)1)。
在該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)600進(jìn)行發(fā)電運(yùn)行的情況下，首先，在燃料供給裝置52中，生成富含氫氣狀態(tài)下的富氫氣體。然后，將該生成的富氫氣體通過(guò)規(guī)定的配管提供給燃料電池53。于是，在燃料電池53中，利用燃料供給裝置52提供的富氫氣體進(jìn)行發(fā)電。而且，燃料電池53產(chǎn)生的規(guī)定電壓的直流電被輸入交直流變換裝置54。在該交直流變換裝置54中，從燃料電池53輸入的規(guī)定電壓的直流電變換為規(guī)定電壓的交流電。借助于此，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)600能夠輸出規(guī)定電壓的交流電。
燃料電池發(fā)電系統(tǒng)600運(yùn)行時(shí)，利用風(fēng)扇55從吸入口56吸入外部空氣到組件51內(nèi)部，并且將組件51內(nèi)部的空氣從空氣出口58通過(guò)可燃性氣體檢測(cè)器57排出外部。其理由是，在萬(wàn)一燃料供給裝置52及/或燃料電池53泄漏出富氫氣體等可燃性氣體的情況下，該泄漏的富氫氣體等可燃性氣體從空氣出口58排出到組件51的外部，同時(shí)，可燃性氣體檢測(cè)器對(duì)可燃性氣體的泄漏進(jìn)行檢測(cè)，以此使燃料電池發(fā)電系統(tǒng)600停止運(yùn)行，并且進(jìn)行報(bào)警顯示等適當(dāng)?shù)奶幚?，以此，防止爆炸的發(fā)生于未然。
專利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)平03-254070號(hào)公報(bào)(特別是，參照?qǐng)D1)這種已有的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)600中，在可燃性氣體檢測(cè)器57正常工作的情況下，能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)出可燃性氣體的泄漏。也就是說(shuō)，在這種情況下，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的安全能夠確保。但是，可燃性氣體檢測(cè)器57的檢測(cè)性能由于例如隨著時(shí)間的變化而劣化，可燃性氣體的檢測(cè)靈敏度下降的情況下，就不能可靠地檢測(cè)出可燃性氣體的泄漏。在這種情況下，就不能確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)600的安全性。特別是，在可燃性氣體檢測(cè)器57的可燃性氣體檢測(cè)靈敏度顯著低下的情況下，即使是在組件51內(nèi)部泄漏的可燃性氣體的濃度超過(guò)允許上限的情況下，也不能夠檢測(cè)出可燃性氣體的泄漏。而且，在這種情況下，對(duì)燃料氣體發(fā)電系統(tǒng)不能夠采取充分的安全措施，因此燃料電池發(fā)電系統(tǒng)600的工作發(fā)生不良情況的發(fā)生率很高。
又，如果預(yù)先想到上述事態(tài)，對(duì)可燃性氣體檢測(cè)器57進(jìn)行定期檢查，或強(qiáng)制性更換，則能夠確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)600的安全。但是，在這種情況下，由于即使可燃性氣體檢測(cè)器57的性能正常，需要檢查和更換，因此燃料電池發(fā)電系統(tǒng)600的維修保養(yǎng)成本變高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，考慮到上述已有的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的存在問(wèn)題，提供能夠確?？扇夹詺怏w在泄漏問(wèn)題上的安全性，同時(shí)，又能夠降低維修保養(yǎng)的成本的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。
為了解決上述存在問(wèn)題，本發(fā)明的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其組件內(nèi)具備燃料電池組、提供富氫氣體的富氫氣體供給手段、檢測(cè)所述組件內(nèi)的所述富氫氣體或其原料的泄漏的可燃性氣體檢測(cè)器、引入所述富氫氣體或所述原料的可燃性氣體導(dǎo)入管、以及控制裝置，所述控制裝置使所述富氫氣體或所述原料從所述可燃性氣體導(dǎo)入管間歇噴射，并且對(duì)所述可燃性氣體檢測(cè)器的功能是否正常進(jìn)行自診斷。采取這樣的結(jié)構(gòu)，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)利用實(shí)際使用于燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的氣體對(duì)可燃性氣體檢測(cè)器的功能進(jìn)行自診斷，因此，能夠可靠地防止可燃性氣體檢測(cè)器工作不良的情況發(fā)生。
又，在組件內(nèi)具備燃料電池組、富氫氣體供給手段、檢測(cè)所述組件內(nèi)的可燃性氣體的泄漏的可燃性氣體檢測(cè)器、從可燃性氣體流體路徑分支，使前端靠近所述可燃性氣體檢測(cè)器近旁的可燃性氣體導(dǎo)入管、以及控制裝置，所述控制裝置使所述可燃性氣體從所述可燃性氣體導(dǎo)入管向所述可燃性氣體檢測(cè)器間歇噴射，并且對(duì)所述可燃性氣體檢測(cè)器的功能是否正常進(jìn)行自診斷。采用這樣的結(jié)構(gòu)，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)對(duì)可燃性氣體檢測(cè)器的功能進(jìn)行自診斷，因此，能夠防止可燃性氣體檢測(cè)器工作不良等情況的發(fā)生于未然。
在這種情況下，所述富氫氣體供給手段是利用原燃料氣體生成富氫氣體的改性裝置。采用這樣的結(jié)構(gòu)，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中不需要設(shè)置氫氣瓶等需要更換的設(shè)備。
又，將所述可燃性氣體的導(dǎo)入管的分支部設(shè)置于與所述改性裝置的入口部連接的原燃料氣體供給路徑上。采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒃剂蠚怏w引入可燃性氣體導(dǎo)入管。
又，所述可燃性氣體的導(dǎo)入管的分支部設(shè)置于所述改性裝置與所述燃料電池組的氫電極之間的氫氣供給路徑上，對(duì)所述可燃性氣體檢測(cè)器噴射的氣體，在所述改性裝置停止時(shí)采用原燃料氣體，在所述改性裝置運(yùn)行時(shí)采用富氫氣體。采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行情況選擇對(duì)可燃性氣體檢測(cè)器噴射的氣體的種類。
又，所述可燃性氣體的導(dǎo)入管的分支部設(shè)置于與所述燃料電池組的氫電極連接的氫氣排出路徑上，在運(yùn)行停止時(shí)為了凈化富氫氣體，采用充填于所述燃料電池組中的原燃料氣體作為對(duì)所述可燃性氣體檢測(cè)器噴射的氣體。采用這樣的結(jié)構(gòu)，可以改善原燃料氣體的使用效率，因此能夠有效地使用燃料氣體。
又，從所述可燃性氣體的噴射終止起經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間之后，所述可燃性氣體檢測(cè)器繼續(xù)檢測(cè)出上述可燃性氣體的情況下，將設(shè)置于所述原燃料氣體供給路徑上的原燃料氣體的原閥門關(guān)閉。采用這樣的結(jié)構(gòu)，控制可燃性氣體的流通的開(kāi)閉閥發(fā)生故障的情況下能夠防止可燃性氣體繼續(xù)流動(dòng)的情況發(fā)生。
又，在所述可燃性氣體檢測(cè)器近旁的所述組件中設(shè)置排風(fēng)扇，利用所述排風(fēng)扇用周圍的空氣將噴射的所述可燃性氣體稀釋之后，排出所述組件外。采用這樣的結(jié)構(gòu)，在利用空氣將向可燃性氣體檢測(cè)器噴射的可燃性氣體用空氣充分稀釋之后排出所述組件外，能夠?qū)崿F(xiàn)安全排氣。
又，運(yùn)行終止時(shí)使所述排風(fēng)扇間歇性工作，在運(yùn)行終止時(shí)也對(duì)所述可燃性氣體的泄漏進(jìn)行監(jiān)視。采用這樣的結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行終止時(shí)也對(duì)可燃性氣體的泄漏進(jìn)行監(jiān)視。因此確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的安全又，作為所述自診斷，在所述可燃性氣體噴射時(shí)所述可燃性氣體檢測(cè)器的檢測(cè)靈敏度從初始值開(kāi)始變化，在超出運(yùn)行范圍的情況下，判斷為所述可燃性氣體檢測(cè)器壽命已到，禁止運(yùn)行。采用這樣的結(jié)構(gòu)，在可燃性氣體檢測(cè)器的壽命已到的情況下可以禁止其運(yùn)行，因此可以確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的安全。
又，在判斷為所述可燃性氣體檢測(cè)器壽命已到時(shí)，還進(jìn)行報(bào)警顯示。采用這樣的結(jié)構(gòu)，由于能夠在判斷為可燃性氣體檢測(cè)器壽命已到的情況下進(jìn)行報(bào)警顯示，因此可以確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的安全。
又，作為所述可燃性氣體的噴射間隔，在所述可燃性氣體檢測(cè)器的檢測(cè)靈敏度從初始值開(kāi)始的變化量小于規(guī)定值的情況下，加長(zhǎng)所述可燃性氣體的噴射間隔，在所述變化大于規(guī)定值的情況下，縮短所述可燃性氣體的噴射間隔。采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)可燃性氣體檢測(cè)器的狀態(tài)進(jìn)行診斷，因此能夠有效地了解可燃性氣體檢測(cè)器的功能的劣化。
又，作為所述自診斷的結(jié)果，對(duì)所述可燃性氣體檢測(cè)器的壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，并且對(duì)維修保養(yǎng)者等通報(bào)所述預(yù)測(cè)結(jié)果。采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠事前預(yù)測(cè)可燃性氣體檢測(cè)器的壽命，預(yù)測(cè)能夠降低維修保養(yǎng)的費(fèi)用。
本發(fā)明具有在可燃性氣體檢測(cè)器隨著時(shí)間的過(guò)去而劣化造成檢測(cè)靈敏度低下的情況下也能夠進(jìn)行自診斷以確認(rèn)可燃性氣體檢測(cè)器的壽命，進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幹茫源_保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的安全的效果。
又，本發(fā)明不需要為了確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的安全而進(jìn)行對(duì)可燃性氣體檢測(cè)器的不必要的檢查和更換這樣的措施，而降低維修成本的效果。
本發(fā)明利用對(duì)于有可能在組件內(nèi)泄漏的改性反應(yīng)前的原燃料氣體和改性反應(yīng)后的富含氫氣的富氫氣體兩者進(jìn)行可燃性氣體檢測(cè)器功能的診斷，以此能夠確認(rèn)可燃性氣體檢測(cè)器由于隨著時(shí)間劣化而檢測(cè)靈敏度降低，具有確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)安全性的效果。
又，本發(fā)明具有減低作為可燃性氣體的原燃料氣體總排出量的效果。


圖1是本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2是本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的可燃性氣體檢測(cè)器的自診斷步驟的流程圖。
圖3是本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4是本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的可燃性氣體檢測(cè)器的自診斷步驟的流程圖。
圖5是本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖6是本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的可燃性氣體檢測(cè)器的自診斷步驟的流程圖。
圖7是本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖8是本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的其他燃料電池發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖9是已有的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)示意圖。
符號(hào)說(shuō)明1......改性裝置2......燃燒器3......入口部4......原燃料氣體供給路徑5......出口部6......富氫氣體供給路徑7......燃料電池組8......氫電極9......氧電極10......氫氣排出路徑11......空氣供給路徑12......空氣排出路徑13......空氣鼓風(fēng)機(jī)14......旁路(bypass)15......三通閥
16......三通閥17......控制裝置18......組件19......吸入口20......排出口21......排氣風(fēng)扇22......可燃性氣體檢測(cè)器23......可燃性氣體導(dǎo)入管24a～24c......分路部25a～25c......開(kāi)閉閥26......原燃料氣體原閥門27a～27c......開(kāi)閉閥28......配線29......氫氣瓶51......組件52......燃料供給裝置53......燃料電池54......交直流變換裝置55......風(fēng)扇56......吸入口57......可燃性氣體檢測(cè)器58......空氣出口100～600......燃料電池發(fā)電系統(tǒng)具體實(shí)施方式
下面參照

本發(fā)明的最佳實(shí)施形態(tài)。
第1實(shí)施形態(tài)圖1是本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。
首先根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
如圖1所示，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100在設(shè)置吸入口19和排出口20的組件18的內(nèi)部具有作為具備燃燒器2生成富氫氣體的富氫氣體供給手段的改性裝置1、具有氫電極8和氧電極9使用富氫氣體和空氣發(fā)電的燃料電池組7、改變富氫氣體等的流路用的三通閥15和16、打開(kāi)、關(guān)閉原燃料氣體等的流路的開(kāi)閉閥25a和27a、打開(kāi)、關(guān)閉原燃料氣體的流入通道的原燃料氣體原閥門26、使原燃料氣體分路的分路部24a、檢測(cè)可燃性氣體的可燃性氣體檢測(cè)器22、使燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的內(nèi)部換氣用的排氣風(fēng)扇21、對(duì)燃料電池組7提供空氣的空氣鼓風(fēng)機(jī)13、以及對(duì)這些構(gòu)件的動(dòng)作進(jìn)行適當(dāng)控制用的控制裝置17。在這里，在本說(shuō)明書(shū)中，所述富氫氣體也包括純氫。
改性裝置1的入口部3上連接著作為可燃性氣體流通通道的原燃料氣體供給路徑4。在該原燃料氣體供給路徑4的規(guī)定位置上配置原燃料氣體原閥門26、分路部24a、以及開(kāi)閉閥27a?？扇夹詺怏w導(dǎo)入管23從分路部24a延伸出，在該可燃性導(dǎo)入管23的規(guī)定位置上配設(shè)開(kāi)閉閥25a。可燃性氣體導(dǎo)入管23的前端位于可燃性氣體檢測(cè)器22的近旁。與該可燃性氣體檢測(cè)器22相鄰配設(shè)排氣風(fēng)扇21。該排氣風(fēng)扇21將組件18的內(nèi)部空氣吸出并從排出口20排出。而且，可燃性氣體導(dǎo)入管23的前端也可以位于即使不是在可燃性氣體檢測(cè)器22的近旁也能夠發(fā)揮下述自診斷功能的，組件18內(nèi)的其他位置。
另一方面，在改性裝置1的出口部5上連接富氫氣體供給路徑6，該富氫氣體路徑路徑6的端部連接燃料電池組7的氫電極8。氫氣排出路徑10從該氫電極8延伸而出，氫氣排出路徑10的端部連接于改性裝置1上具備的燃燒器2上。在這里，富氫氣體供給路徑6與氫氣排出路徑10的各自的規(guī)定位置上分別配置三通閥15、16。而且三通閥15與三通閥16之間設(shè)旁路14連接。又從空氣鼓風(fēng)機(jī)13延伸出空氣供給路徑11，該空氣供給路徑11的端部連接于燃料電池組7的氧電極9上?？諝馀懦雎窂?2從該氧電極9向組件18的外部延伸。
又，控制裝置17與構(gòu)成燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的上述構(gòu)成要素利用在圖1中未圖示出的配線28相互連接。而且控制裝置17利用上述規(guī)定的配線28對(duì)構(gòu)成燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的上述要素進(jìn)行適當(dāng)控制，以此使燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100工作。
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的基本動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
流過(guò)原燃料氣體供給路徑4的內(nèi)部，從改性裝置1的入口部3流入的甲烷等原燃料氣體在改性裝置1的內(nèi)部利用燃燒器2加熱。于是，原燃料氣體通過(guò)預(yù)定的改性反應(yīng)變成富含氫氣的富氫氣體。該變成富含氫氣狀態(tài)的富氫氣體流過(guò)富氫氣體供給路徑6的內(nèi)部，被提供給燃料電池組7的氫電極8。另一方面，從空氣鼓風(fēng)機(jī)13送來(lái)的空氣流過(guò)空氣供給路徑11的內(nèi)部，被提供給燃料電池組7的氧電極9。于是，在燃料電池組7的內(nèi)部，使用這些供應(yīng)的富氫氣體和空氣，進(jìn)行富氫氣體中的氫和空氣中的氧的化學(xué)反應(yīng)。而且，由于該氫和氧的化學(xué)反應(yīng)，從燃料電池組7輸出規(guī)定電壓的直流電。而且，上述化學(xué)反應(yīng)中未使用的剩余空氣流過(guò)與氧電極9連接的空氣排出路徑12內(nèi)部，排出到組件18的外部。又，上述化學(xué)反應(yīng)中未使用過(guò)的剩余的富氫氣體流過(guò)連接于氫電極8的氫氣排出路徑10的內(nèi)部被提供給燃燒器2。在燃燒器2流過(guò)氫氣排出路徑10內(nèi)部被提供的富氫氣體被用作為生成新的富氫氣體用的改性反應(yīng)的加熱燃料。但是，在使燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100工作時(shí)，動(dòng)作當(dāng)初，在改性裝置1中沒(méi)有生成燃料電池組7發(fā)電所需要的充分?jǐn)?shù)量的氫，而且，改性裝置1提供的富氫氣體中含有一氧化碳等對(duì)催化劑有毒的成分。因此，在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100動(dòng)作當(dāng)初，利用對(duì)三通閥15、16的操作，通過(guò)旁路14將富氫氣體供給路徑6與氫氣排出路徑10連接，將含氫比例低的富氫氣體提供給燃燒器2而不是提供給燃料電池組7。又，在組件18的內(nèi)部，將從吸入口19吸入的外部空氣用排氣風(fēng)扇從排出口20排出形成空氣流。因此，在萬(wàn)一從改性裝置1和燃料電池組7等泄漏出原燃料氣體和含氫的富氫氣體等可燃性氣體的情況下，也能夠利用排氣風(fēng)扇立即將該泄漏的可燃性氣體從排出口排出到組件18的外部。又，在排氣風(fēng)扇21近旁具備的可燃性氣體檢測(cè)器22檢測(cè)出可燃性氣體泄漏的異常情況時(shí)，控制裝置17切斷原燃料氣體原閥門26，使燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100停止運(yùn)行。而且，有時(shí)還根據(jù)需要進(jìn)行報(bào)警顯示等，向燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的使用者報(bào)告異常情況。
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100中的可燃性氣體檢測(cè)器的功能的自診斷進(jìn)行說(shuō)明。
圖2是本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的可燃性氣體檢測(cè)器的自診斷步驟的流程圖。
首先，在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100對(duì)可燃性氣體檢測(cè)器22的功能進(jìn)行自診斷時(shí)，控制裝置17在例如發(fā)電運(yùn)行停止時(shí)關(guān)閉開(kāi)閉閥27a(步驟S1)，并且打開(kāi)原燃料氣體原閥門26和開(kāi)閉閥25a(步驟S2)，以此將少量的作為可燃性氣體的甲烷等原燃料氣體從可燃性氣體導(dǎo)入管23的前端向可燃性氣體檢測(cè)器22連續(xù)噴射(步驟S3)。這時(shí)，如果可燃性氣體檢測(cè)器22對(duì)控制裝置17輸出預(yù)定的與規(guī)定范圍內(nèi)的可燃性氣體濃度相當(dāng)?shù)妮敵鲭妷海刂蒲b置17就判斷為可燃性氣體檢測(cè)器22的功能正常，結(jié)束自診斷(步驟S4中判斷為YES)。但是，在可燃性氣體檢測(cè)器22隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而劣化，因此對(duì)可燃性氣體的檢測(cè)靈敏度降低的情況下，即使如上所述，向可燃性氣體檢測(cè)器22噴射原燃料氣體，可燃性氣體檢測(cè)器22的輸出電壓也小于與上述規(guī)定范圍內(nèi)的可燃性氣體濃度相當(dāng)?shù)碾妷?步驟S4中判斷為NO)。這時(shí)，控制裝置17認(rèn)識(shí)到可燃性氣體檢測(cè)器22的功能并非正常。于是，在這樣的可燃性氣體檢測(cè)器22的輸出電壓脫離預(yù)定的運(yùn)行范圍的情況下，控制裝置17判斷為可燃性氣體檢測(cè)器22壽命已到，并進(jìn)行禁止運(yùn)行的顯示和報(bào)警顯示等，采取確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的安全的適當(dāng)?shù)陌踩胧?步驟S5)。
這一連串的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的自診斷動(dòng)作不限于發(fā)電運(yùn)行停止時(shí)進(jìn)行，也可以在運(yùn)行中進(jìn)行。在這種情況下，控制裝置17在上述步驟S2打開(kāi)開(kāi)閉閥25a和原料氣體原閥26，同時(shí)，也開(kāi)放開(kāi)閉閥27a。借助于此，向改性裝置1提供原燃料氣體，將改性裝置1中生成的富含氫氣的富氫氣體提供給燃料電池組7。借助于此，在燃料電池組中進(jìn)行能夠輸出規(guī)定電壓的直流電的發(fā)電運(yùn)行。而且在控制裝置17認(rèn)識(shí)到可燃性氣體檢測(cè)器22的輸出電壓低于與上述規(guī)定范圍內(nèi)的可燃性氣體濃度相當(dāng)?shù)碾妷旱那闆r下(上述步驟S4中判斷為NO)，控制裝置17進(jìn)行報(bào)警顯示，同時(shí)關(guān)閉開(kāi)閉閥26，采取確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的安全的適當(dāng)措施(上述步驟S5)。
又可以認(rèn)為，即使該自診斷(也就是說(shuō)，在上述步驟S3向可燃性氣體檢測(cè)器22噴射可燃性氣體)不連續(xù)進(jìn)行，間歇進(jìn)行該自診斷，例如每天或幾天一次也能夠充分確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的安全。但是，在自診斷時(shí)可燃性氣體檢測(cè)器22的輸出電壓變化率越來(lái)越大的情況下，可以判斷為可燃性氣體檢測(cè)器22的壽命快要到了，縮短對(duì)可燃性氣體檢測(cè)器噴射可燃性氣體的時(shí)間間隔能夠有效確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的安全。
又，該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的自診斷中，在組件18內(nèi)部噴射了雖說(shuō)是少量的甲烷氣體等可燃性氣體(上述步驟S3)，因此有必要利用排氣風(fēng)扇21將該噴射的可燃性氣體與空氣混合稀釋，使該可燃性氣體的濃度降低到爆炸濃度下限以下再排出組件18外。以此可以確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的安全。
又，該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的自診斷中，考慮可燃性氣體噴射時(shí)萬(wàn)一開(kāi)閉閥25a發(fā)生故障流通路徑不能關(guān)閉的情況。在這種情況下，如果控制裝置17輸出可燃性氣體噴射結(jié)束信號(hào)起規(guī)定時(shí)間之后可燃性氣體檢測(cè)器22繼續(xù)對(duì)可燃性氣體進(jìn)行檢測(cè)，控制裝置17就輸出關(guān)閉原燃料氣體原閥門26的信號(hào)。這樣，即使開(kāi)閉閥25a發(fā)生故障，流通路徑不能關(guān)閉，由于控制裝置17將原燃料氣體原閥門26關(guān)閉，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的安全就能夠確保。
又，在發(fā)電運(yùn)行停止時(shí)，也使排氣風(fēng)扇21間歇工作，經(jīng)常對(duì)可燃性氣體進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)于確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的安全也是非常有效的。
又，在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的自診斷中，通過(guò)將有關(guān)可燃性氣體檢測(cè)器22的可燃性氣體濃度的輸出信息告知維修保養(yǎng)機(jī)構(gòu)，與其取得聯(lián)絡(luò)，以此事前預(yù)測(cè)可燃性氣體檢測(cè)器22的壽命。借助于此，可以在可燃性氣體檢測(cè)器22壽命已到造成燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的故障或停止運(yùn)行的情況發(fā)生之前更換可燃性氣體檢測(cè)器22或采取其他適當(dāng)措施。
這樣，采用本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)，即使在可燃性氣體檢測(cè)器22隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而劣化造成可燃性氣體檢測(cè)靈敏度低下的情況下也能夠通過(guò)進(jìn)行自診斷檢測(cè)出可燃性氣體檢測(cè)器22的壽命已到的情況，采取適當(dāng)?shù)拇胧┮源_保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的安全。又可以不進(jìn)行確保安全所不需要的可燃性氣體檢測(cè)器22的更換，從而能夠?qū)⒕S修保養(yǎng)費(fèi)用維持于比以往更低的程度。
第2實(shí)施形態(tài)圖3是本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。對(duì)于與第1實(shí)施形態(tài)相同的結(jié)構(gòu)形態(tài)要素標(biāo)以相同的符號(hào)，在這里省略其說(shuō)明。
在本實(shí)施形態(tài)中，分路部24b和開(kāi)閉閥27b設(shè)置于連接改性裝置1和氫電極8的富氫氣體供給路徑6的規(guī)定位置上。而且，從分路部24b延伸出可燃性氣體導(dǎo)入管23。該可燃性氣體導(dǎo)入管23的規(guī)定位置上配置有開(kāi)閉閥25b。而且，在原燃料氣體供給路徑4上，在該規(guī)定的位置上只配設(shè)原燃料氣體原閥門26。此外各點(diǎn)與第1實(shí)施形態(tài)相同。
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)200的可燃性氣體檢測(cè)器的功能的自診斷進(jìn)行說(shuō)明。
圖4是本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的可燃性氣體檢測(cè)器的自診斷步驟的流程圖。
在本實(shí)施形態(tài)中，在發(fā)電運(yùn)行停止時(shí)(在步驟S6中判斷為NO)進(jìn)行可燃性氣體檢測(cè)器22的功能是否正常的自診斷的情況下，控制裝置17關(guān)閉開(kāi)閉閥27b(步驟S7)，并且打開(kāi)開(kāi)閉閥25b和原料氣體原閥門26(步驟S8)。然后，通過(guò)可燃性氣體導(dǎo)入管23將通過(guò)改性裝置1的少量原燃料氣體向可燃性氣體檢測(cè)器22噴射(步驟S9)。這時(shí)，如果可燃性氣體檢測(cè)器22對(duì)原燃料氣體進(jìn)行檢測(cè)后對(duì)控制裝置17輸出正常范圍內(nèi)的輸出電壓，控制裝置17就判斷為可燃性氣體檢測(cè)器22的功能正常，結(jié)束自診斷(步驟S10中判斷為YES)。但是，在可燃性氣體檢測(cè)器22隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而劣化，因此對(duì)原燃料氣體的檢測(cè)靈敏度下降的情況下，即使如上所述向可燃性氣體檢測(cè)器22噴射原燃料氣體，可燃性氣體檢測(cè)器22的輸出電壓也小于上述正常范圍內(nèi)的輸出電壓(步驟S10中判斷為NO)。這時(shí)，控制裝置17認(rèn)識(shí)到可燃性氣體檢測(cè)器22的功能不正常。于是，控制裝置17判斷為可燃性氣體檢測(cè)器22壽命已到，進(jìn)行禁止運(yùn)行的顯示和報(bào)警顯示等，采取確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)200的適當(dāng)?shù)陌踩胧?步驟S11)。
另一方面，在發(fā)電運(yùn)行中(步驟S6中判斷為YES)進(jìn)行上述自診斷的情況下，控制裝置17打開(kāi)原燃料氣體原閥門26，并且關(guān)閉開(kāi)閉閥25b、27b(步驟S12)，向燃料電池組7提供富含氫氣的富氫氣體，同時(shí)，向可燃性氣體檢測(cè)器22噴射少量作為可燃性氣體的富氫氣體(步驟S13)。這時(shí)，可燃性氣體檢測(cè)器22對(duì)富氫氣體進(jìn)行檢測(cè)之后如果對(duì)控制裝置17輸出正常范圍內(nèi)的輸出電壓，控制裝置17就判斷為可燃性氣體檢測(cè)器22的功能正常，結(jié)束自診斷(步驟S14中判斷為YES)。但是，可燃性氣體檢測(cè)器22隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而劣化，因而對(duì)富氫氣體的檢測(cè)靈敏度下降的情況下，即使是如上所述對(duì)可燃性氣體檢測(cè)器22噴射富氫氣體，可燃性氣體檢測(cè)器22的輸出電壓也小于上述正常范圍內(nèi)的輸出電壓(步驟S14中判斷為NO)。這時(shí)，控制裝置17也認(rèn)識(shí)到可燃性氣體檢測(cè)器22不正常。于是，控制裝置17判斷為可燃性氣體檢測(cè)器22壽命已到，進(jìn)行禁止運(yùn)行的顯示和報(bào)警顯示等，采取確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)200的適當(dāng)?shù)陌踩胧?步驟S15)。
這樣，在本實(shí)施形態(tài)中，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)200停止發(fā)電運(yùn)行時(shí)向可燃性氣體檢測(cè)器22噴射原燃料氣體，在發(fā)電運(yùn)行時(shí)向可燃性氣體檢測(cè)器22噴射富含氫氣的富氫氣體。而且，如圖4的步驟S6所示，向可燃性氣體檢測(cè)器22噴射的氣體的種類(原燃料氣體或富氫氣體)根據(jù)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)200是否正在運(yùn)行決定。其理由是，即使改性裝置1在運(yùn)行中，在其啟動(dòng)時(shí)改性裝置1中也不生成富氫氣體。
又，通?？扇夹詺怏w檢測(cè)器22對(duì)任何可燃性氣體都能夠作出反應(yīng)，而與氣體種類無(wú)關(guān)。但是，其檢測(cè)靈敏度、即相對(duì)于規(guī)定的氣體濃度的檢測(cè)輸出電壓因氣體成分(種類)而異。因此，為了正確檢測(cè)出可燃性氣體檢測(cè)器22隨時(shí)間的經(jīng)過(guò)而劣化的情況，有必要對(duì)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)200用的每一種可燃性氣體進(jìn)行自診斷。于是，在本實(shí)施形態(tài)中對(duì)在組件18內(nèi)部有可能泄漏的，改性反應(yīng)前的原燃料氣體和改性反應(yīng)后的富含氫氣的富氫氣體兩者進(jìn)行自診斷，以此能夠?qū)θ魏慰扇夹詺怏w的泄漏檢測(cè)出由于時(shí)間的經(jīng)過(guò)而造成的可燃性氣體檢測(cè)器22的檢測(cè)靈敏度下降的情況。在這種情況下，可燃性氣體檢測(cè)器22的輸出電壓范圍因噴射的氣體的種類(成分)而不同，因此根據(jù)噴射的氣體的種類(成分)改變正常判定用的輸出電壓范圍。通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，能夠可靠地確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)200的安全。
第3實(shí)施形態(tài)圖5是本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。在這里也對(duì)與第1實(shí)施形態(tài)一樣的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)以相同的符號(hào)，在這里省略其說(shuō)明。
在本實(shí)施形態(tài)中，分路部24c和開(kāi)閉閥27c設(shè)置于連接燃料電池組7的氫電極8和燃燒器2的氫氣排出路徑10的規(guī)定位置上。而且，從分路部24c延伸出可燃性氣體導(dǎo)入管23。該可燃性氣體導(dǎo)入管23的規(guī)定位置上配設(shè)開(kāi)閉閥25c。而且在原燃料氣體供給路徑4上，只在其規(guī)定位置上配設(shè)原閥門26。其他點(diǎn)與第1實(shí)施形態(tài)相同。
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)300的可燃性氣體檢測(cè)器的功能的自診斷進(jìn)行說(shuō)明。
圖6是本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的可燃性氣體檢測(cè)器的自診斷步驟的流程圖。
在本實(shí)施形態(tài)中，在發(fā)電運(yùn)行時(shí)(在步驟S16中判斷為YES)進(jìn)行可燃性氣體檢測(cè)器22的功能是否正常的自診斷的情況下，控制裝置17打開(kāi)開(kāi)閉閥27c、開(kāi)閉閥25c、以及原燃料氣體原閥門26(步驟S17)。然后，通過(guò)可燃性氣體導(dǎo)入管23將少量通過(guò)燃料電池組7的氫電極8的富氫氣體、也就是不使用于發(fā)電的富氫氣體向可燃性氣體檢測(cè)器22噴射(步驟S18)。這時(shí)，與第2實(shí)施形態(tài)的情況相同，如果可燃性氣體檢測(cè)器22對(duì)富氫氣體進(jìn)行檢測(cè)后對(duì)控制裝置17輸出正常范圍內(nèi)的輸出電壓，控制裝置17就判斷為可燃性氣體檢測(cè)器22的功能正常，結(jié)束自診斷(步驟S19中判斷為YES)。但是，在可燃性氣體檢測(cè)器22隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而劣化，因此對(duì)富氫氣體的檢測(cè)靈敏度下降的情況下，即使如上所述向可燃性氣體檢測(cè)器22噴射富氫氣體，可燃性氣體檢測(cè)器22的輸出電壓也小于上述正常范圍內(nèi)的輸出電壓(步驟S19中判斷為NO)。這時(shí)，控制裝置17認(rèn)識(shí)到可燃性氣體檢測(cè)器22的功能不正常。于是，控制裝置17判斷為可燃性氣體檢測(cè)器22壽命已到，進(jìn)行禁止運(yùn)行的顯示和報(bào)警顯示等，采取確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)300的適當(dāng)?shù)陌踩胧?步驟S20)。
但是，在使燃料電池發(fā)電系統(tǒng)300的運(yùn)行結(jié)束時(shí)，通常為了安全而利用氮?dú)獾葘?duì)殘留于改性裝置1和燃料電池組7等各路徑內(nèi)的富氫氣體進(jìn)行凈化工作。而在家庭等場(chǎng)合使用本燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的情況下，氮?dú)獾墓?yīng)是困難的，因此采用原燃料氣體等代替氣體取代氮?dú)庾鳛橹脫Q氣體使用。而且在本實(shí)施形態(tài)中，在發(fā)電運(yùn)行停止時(shí)(在步驟S16中判斷為NO)進(jìn)行可燃性氣體檢測(cè)器22的功能是否正常的自診斷的情況下，首先排出燃料電池組7中充填的原燃料氣體(步驟S21)。然后，通過(guò)可燃性氣體導(dǎo)入管23將少量該排出的原燃料氣體向可燃性氣體檢測(cè)器22噴射(步驟S22)。也就是說(shuō)，作為可燃性氣體檢測(cè)器22的自診斷，使用作為可燃性氣體的原燃料氣體。這時(shí)，與第2實(shí)施形態(tài)相同，如果可燃性氣體檢測(cè)器22對(duì)原燃料氣體進(jìn)行檢測(cè)后對(duì)控制裝置17輸出正常范圍內(nèi)的輸出電壓，控制裝置17就判斷為可燃性氣體檢測(cè)器22的功能正常，結(jié)束自診斷(步驟S23中判斷為YES)。但是，在可燃性氣體檢測(cè)器22隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而劣化，因此對(duì)原燃料氣體的檢測(cè)靈敏度下降的情況下，即使如上所述向可燃性氣體檢測(cè)器22噴射原燃料氣體，可燃性氣體檢測(cè)器22的輸出電壓也小于上述正常范圍內(nèi)的輸出電壓(步驟S23中判斷為NO)。這時(shí)，控制裝置17認(rèn)識(shí)到可燃性氣體檢測(cè)器22的功能不正常。于是，控制裝置17判斷為可燃性氣體檢測(cè)器22壽命已到，進(jìn)行禁止運(yùn)行的顯示和報(bào)警顯示等，為了確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)300的安全性的采取適當(dāng)安全措施(步驟S24)。
這樣，在本實(shí)施形態(tài)中，由于利用燃料電池組7的發(fā)電中不使用的富氫氣體和燃料電池組7的內(nèi)部置換的原燃料氣體進(jìn)行可燃性氣體檢測(cè)器22的功能診斷，因此能夠減少富氫氣體和原燃料氣體等可燃性氣體的總排出量。又，利用本實(shí)施形態(tài)也能夠可靠地確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)300的安全。
第4實(shí)施形態(tài)在上述本發(fā)明第1～3實(shí)施形態(tài)中，生成富氫氣體提供的裝置采用改性裝置，將富氫氣體提供給燃料電池組，但是也可以使用氫氣瓶代替改性裝置，向燃料電池組提供純氫氣。以下對(duì)這種使用氫氣瓶代替改性裝置的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
在本發(fā)明的第4實(shí)施形態(tài)中，對(duì)在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的組件內(nèi)部具備氫氣瓶的形態(tài)和在燃料電池發(fā)電形態(tài)的組件外部配設(shè)氫氣瓶的形態(tài)這兩種形態(tài)進(jìn)行分別舉1例進(jìn)行說(shuō)明。
下面首先對(duì)組件內(nèi)部具備氫氣瓶的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
圖7是本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的，組件內(nèi)部具備氫氣瓶的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。而且，對(duì)于與第1實(shí)施形態(tài)相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)以相同的符號(hào)，其說(shuō)明省略。
如圖7所示，本實(shí)施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)400在組件18內(nèi)部具備作為富氫氣體供給手段的氫氣瓶29。在該氫氣瓶29內(nèi)部裝有例如壓縮氫氣。而且在該氫氣瓶29的出口部5上連接富氫氣體供給路徑6的一端，該富氫氣體供給路徑6的另一端連接于燃料電池組7的氫電極8。在這里，在富氫氣體供給路徑6的規(guī)定位置上配設(shè)分路部24b和開(kāi)閉閥27b。又，在分路部24b上連接可燃性氣體導(dǎo)入管23。在這里，在可燃性氣體導(dǎo)入管23的規(guī)定位置上配設(shè)開(kāi)閉閥25b。而且在本實(shí)施形態(tài)中，由于使用氫氣瓶29作為富氫氣體供給手段，在結(jié)構(gòu)要素中削除了原燃料氣體路徑4、原燃料氣體原閥門26、分路部24a、以及開(kāi)閉閥27等提供原燃料氣體用的結(jié)構(gòu)要素。又，在第1～3實(shí)施形態(tài)中需要的燃燒器2也同樣減去。隨著減去該燃燒器2，從燃料電池組7中排出的發(fā)電中未使用的富氫氣體通過(guò)例如氫氣排出路徑時(shí)排出到燃料電池發(fā)電系統(tǒng)400的外部。又，在本實(shí)施形態(tài)中，由于向燃料電池組7提供純氫，三通閥15、16以及分路14也被省去。其他要點(diǎn)與第2實(shí)施形態(tài)的情況相同。
下面對(duì)在組件的外部配設(shè)氫氣瓶的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
圖8是本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的組件外部配設(shè)氫氣瓶的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。而且，在這里，也是對(duì)與第1實(shí)施形態(tài)相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)以相同的符號(hào)，其說(shuō)明省略。
如圖8所示，本實(shí)施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)500不具備作為富氫氣體供給手段的氫氣瓶29。氫氣瓶29設(shè)置于燃料電池發(fā)電系統(tǒng)500的組件18的外部。而且，氫氣瓶29和燃料電池發(fā)電系統(tǒng)500的分路部24b利用延長(zhǎng)的富氫氣體供給路徑6連接。也就是說(shuō)，在本實(shí)施形態(tài)中，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)500的富氫氣體供給手段采用富氫氣體供給路徑6。其他要點(diǎn)與本實(shí)施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)400的情況相同。
這樣構(gòu)成的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)400和500使用氫氣瓶29提供的純氫氣，進(jìn)行可燃性氣體檢測(cè)器22的自診斷。具體地說(shuō)，對(duì)開(kāi)閉閥25b和27b進(jìn)行適當(dāng)操作，將少量從氫氣瓶29提供的純氫氣通過(guò)可燃性氣體導(dǎo)入管23向可燃性氣體檢測(cè)器22噴射。以此進(jìn)行可燃性氣體檢測(cè)器22的自診斷，這樣利用本實(shí)施形態(tài)，也能夠與上述第1～3實(shí)施形態(tài)同樣可靠地確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)400和500的安全。
采用本發(fā)明，由于燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100～500對(duì)可燃性氣體檢測(cè)器22的可燃性氣體檢測(cè)功能進(jìn)行自診斷，能夠防止可燃性氣體檢測(cè)器22動(dòng)作不良的情況發(fā)生。特別是，采用本發(fā)明，由于不是利用在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100～500中未使用的可燃性氣體(例如統(tǒng)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100～500進(jìn)行發(fā)電用的純氫氣、富氫氣體或模擬該原料的的模擬氣體以及其他自診斷用的檢驗(yàn)氣體)，對(duì)可燃性氣體檢測(cè)器22的功能不足進(jìn)行自診斷，而實(shí)際上使用在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100～500中用的純氫氣、富氫氣體或其他原料(原燃料氣體)本身對(duì)可燃性氣體檢測(cè)器22的功能進(jìn)行自診斷，因此，能夠得到正確可靠的對(duì)可燃性氣體檢測(cè)器22進(jìn)行自診斷的效果。也就是說(shuō)，能夠理想地實(shí)施可燃性氣體檢測(cè)器22的自診斷。于是，利用這樣的形態(tài)，能夠可靠確保燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100～500的安全。
還有，在本發(fā)明的第1～第4實(shí)施形態(tài)中，例示了燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，但是，當(dāng)然不限于這種燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，而是也適合于組件內(nèi)部具有可燃性氣體檢測(cè)器的所有裝置并且能夠應(yīng)用于這些裝置。對(duì)于這樣的裝置，也能夠得到與本發(fā)明得到的效果相同的效果。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，作為確保可燃性氣體不泄漏的安全性能，同時(shí)能夠進(jìn)行廉價(jià)的維修保養(yǎng)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)是有用的。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，組件內(nèi)具備燃料電池組、提供富氫氣體的富氫氣體供給手段、檢測(cè)所述組件內(nèi)的所述富氫氣體或其原料的泄漏的可燃性氣體檢測(cè)器、引入所述富氫氣體或所述原料的可燃性氣體導(dǎo)入管、以及控制裝置，所述控制裝置使所述富氫氣體或所述原料從所述可燃性氣體導(dǎo)入管間歇噴射，并且對(duì)所述可燃性氣體檢測(cè)器的功能是否正常進(jìn)行自診斷。
2.一種燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，組件內(nèi)具備燃料電池組、富氫氣體供給手段、檢測(cè)所述組件內(nèi)的可燃性氣體的泄漏的可燃性氣體檢測(cè)器、從可燃性氣體流體路徑分支，使前端靠近所述可燃性氣體檢測(cè)器近旁的可燃性氣體導(dǎo)入管、以及控制裝置，所述控制裝置使所述可燃性氣體從所述可燃性氣體導(dǎo)入管向所述可燃性氣體檢測(cè)器間歇噴射，并且對(duì)所述可燃性氣體檢測(cè)器的功能是否正常進(jìn)行自診斷。
3.如權(quán)利要求2所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述富氫氣體供給手段是利用原燃料氣體生成富氫氣體的改性裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述可燃性氣體的導(dǎo)入管的分支部設(shè)置于與所述改性裝置的入口部連接的原燃料氣體供給路徑上。
5.如權(quán)利要求3所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述可燃性氣體的導(dǎo)入管的分支部設(shè)置于所述改性裝置與所述燃料電池組的氫電極之間的氫氣供給路徑上，對(duì)所述可燃性氣體檢測(cè)器噴射的氣體，在所述改性裝置停止時(shí)采用原燃料氣體，在所述改性裝置運(yùn)行時(shí)采用富氫氣體。
6.如權(quán)利要求3所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述可燃性氣體的導(dǎo)入管的分支部設(shè)置于與所述燃料電池組的氫電極連接的氫氣排出路徑上，在運(yùn)行停止時(shí)為了置換富氫氣體，采用充填于所述燃料電池組中的原燃料氣體作為對(duì)所述可燃性氣體檢測(cè)器噴射的氣體。
7.如權(quán)利要求2所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，從所述可燃性氣體的噴射終止起經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間之后，所述可燃性氣體檢測(cè)器繼續(xù)檢測(cè)出上述可燃性氣體的情況下，將設(shè)置于所述原燃料氣體供給路徑上的原燃料氣體的原閥門關(guān)閉。
8.如權(quán)利要求2所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，在所述可燃性氣體檢測(cè)器近旁的所述組件中設(shè)置排風(fēng)扇，利用所述排風(fēng)扇用周圍的空氣將噴射的所述可燃性氣體稀釋之后，排出所述組件外。
9.如權(quán)利要求8所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，運(yùn)行終止時(shí)使所述排風(fēng)扇間歇性工作，在運(yùn)行終止時(shí)也對(duì)所述可燃性氣體的泄漏進(jìn)行監(jiān)視。
10.如權(quán)利要求2所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，作為所述自診斷，在所述可燃性氣體噴射時(shí)所述可燃性氣體檢測(cè)器的檢測(cè)靈敏度從初始值開(kāi)始變化，在超出運(yùn)行范圍的情況下，判斷為所述可燃性氣體檢測(cè)器壽命已到，禁止運(yùn)行。
11.如權(quán)利要求10所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，在判斷為所述可燃性氣體檢測(cè)器壽命已到時(shí)，又進(jìn)行報(bào)警顯示。
12.如權(quán)利要求10或11所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，作為所述可燃性氣體的噴射間隔，在所述可燃性氣體檢測(cè)器的檢測(cè)靈敏度從初始值開(kāi)始的變化量小于規(guī)定值的情況下，加長(zhǎng)所述可燃性氣體的噴射間隔，在所述變化對(duì)于規(guī)定值的情況下，縮短所述可燃性氣體的噴射間隔。
13.如權(quán)利要求10或11所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，作為所述自診斷的結(jié)果，對(duì)所述可燃性氣體檢測(cè)器的壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，并且對(duì)維修保養(yǎng)者等通報(bào)所述預(yù)測(cè)結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠確保避免可燃性氣體泄漏的安全性，同時(shí)維修保養(yǎng)成本保持低廉的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。所述系統(tǒng)其組件(18)內(nèi)具備燃料電池組(7)、提供富氫氣體的富氫氣體供給手段(1)、檢測(cè)所述組件內(nèi)的所述富氫氣體或其原料的泄漏的可燃性氣體檢測(cè)器(22)、引入所述富氫氣體或所述原料的可燃性氣體導(dǎo)入管(23)、以及控制裝置(17)。所述控制裝置使所述富氫氣體或所述原料從所述可燃性氣體導(dǎo)入管間歇噴射，并且對(duì)所述可燃性氣體檢測(cè)器的功能是否正常進(jìn)行自診斷。
文檔編號(hào)H01M8/24GK1604378SQ200410079300
公開(kāi)日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月1日
發(fā)明者上田哲也, 宮內(nèi)伸二, 中村彰成 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社