燃料電池裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能夠有效進(jìn)行重新點火的燃料電池裝置。為此，本發(fā)明的燃料電池裝置具備如下的控制裝置，即，在外部負(fù)載所請求的電力下降的情況下，當(dāng)判斷為燃燒部(45)中的燃燒發(fā)生了熄火時，對燃料氣體供給裝置以及含氧氣體供給裝置進(jìn)行控制，使得向燃料電池單元(19)供給的燃料氣體以及含氧氣體的供給量少于根據(jù)下降后的外部負(fù)載所請求的電力設(shè)定的供給量來進(jìn)行供給，并且進(jìn)行控制以使點火裝置進(jìn)行工作。
【專利說明】
燃料電池裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及燃料電池裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年，作為下一代能源，已知將多個燃料電池單元排列而成的電池堆，其中燃料電池單元能夠使用燃料氣體(含氫氣體)和含氧氣體(空氣)來獲得電力。此外，提出了各種將電池堆收納于收納容器內(nèi)的燃料電池模塊、將燃料電池模塊收納于外裝殼體內(nèi)的燃料電池裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]此外，在這樣的燃料電池裝置中，具備:用于燃燒從燃料電池單元排出的廢氣的點火裝置;用于處理燃燒后的燃燒氣體的燃燒催化劑;和對該燃燒催化劑處理后的廢氣的溫度進(jìn)行測量的已處理廢氣溫度傳感器等，并提出了如下技術(shù)方案:在該已處理廢氣溫度傳感器測量的已處理廢氣溫度變成規(guī)定溫度以上的情況下，使點火裝置工作(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1: JP特開2007-59377號公報
[0007]專利文獻(xiàn)2: JP特開2010-153064號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的問題
[0009]但是，在這樣的燃料電池裝置中，在外部負(fù)載要求的電力下降的情況下，伴隨被提供的燃料氣體量的下降，有可能會引起用于使廢氣燃燒的火熄滅的熄火。
[0010]在此，若發(fā)生熄火，則在燃料電池單元的發(fā)電中未被使用的燃料氣體不會完全燃燒，隨之在燃燒催化劑下的燃燒反應(yīng)增大，有可能會發(fā)生燃燒催化劑的劣化。進(jìn)而，有可能會發(fā)生燃料電池單元的溫度下降，發(fā)電量不足。因此，在判斷為發(fā)生了熄火的情況下，需要有效地重新點火。
[0011]因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠在燃料電池單元發(fā)生了熄火的情況下有效地重新點火的燃料電池裝置。
[0012]用于解決問題的手段
[0013]本發(fā)明的燃料電池裝置的特征在于，具備:燃料電池單元，利用燃料氣體和含氧氣體來進(jìn)行發(fā)電，從而向外部負(fù)載供給電力;燃料氣體供給裝置，向該燃料電池單元供給所述燃料氣體;含氧氣體供給裝置，向所述燃料電池單元供給所述含氧氣體;燃燒部，使從所述燃料電池單元排出的未被用于發(fā)電中的燃料氣體燃燒；點火裝置，用于使從所述燃料電池單元排出的未被用于發(fā)電中的燃料氣體燃燒；以及控制裝置，控制所述燃料氣體供給裝置、所述含氧氣體供給裝置以及所述點火裝置的動作，該控制裝置根據(jù)所述外部負(fù)載所請求的電力的變動，對所述燃料氣體供給裝置和所述含氧氣體供給裝置進(jìn)行控制，以使所述燃料氣體和所述含氧氣體的供給量發(fā)生變動，并且在所述外部負(fù)載所請求的電力下降的情況下，當(dāng)判斷為所述燃燒部中的燃燒發(fā)生了熄火時，控制所述燃料氣體供給裝置和所述含氧氣體供給裝置，使得向所述燃料電池單元供給的所述燃料氣體和所述含氧氣體的供給量少于根據(jù)下降后的所述外部負(fù)載所請求的電力設(shè)定的供給量來進(jìn)行供給，并且進(jìn)行控制以使所述點火裝置進(jìn)行工作。
[0014]發(fā)明效果
[0015]本發(fā)明的燃料電池裝置中，即使燃燒用的火被熄滅，也能夠有效地進(jìn)行重新點火。
【附圖說明】
[0016]圖1是表示具備本實施方式的燃料電池裝置的燃料電池系統(tǒng)的構(gòu)成的一例的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2是表示構(gòu)成圖1所示的燃料電池系統(tǒng)的燃料電池模塊的一例的外觀立體圖。
[0018]圖3是圖2所示的燃料電池模塊的剖視圖。
[0019]圖4是示意性地表示本實施方式的燃料電池裝置的一例的分解立體圖。
[0020]圖5是表示本實施方式的燃料電池裝置的運行控制的一例的一部分的流程圖。
[0021 ]圖6是表不圖5所不的流程圖的后續(xù)的一例的流程圖。
[0022]圖7是表不圖5所不的流程圖的后續(xù)的另一例的流程圖。
[0023]圖8是表不圖5所不的流程圖的后續(xù)的又一例的流程圖。
【具體實施方式】
[0024]圖1是表示具備本實施方式的燃料電池裝置的燃料電池系統(tǒng)的構(gòu)成的一例的結(jié)構(gòu)圖。圖1所示的燃料電池系統(tǒng)具備:作為本實施方式的燃料電池裝置的一例的發(fā)電單元;儲存熱交換后的熱水的熱水儲存單元；以及用于使水在這些單元間進(jìn)行循環(huán)的循環(huán)配管。另夕卜，在以后的圖中，對同一構(gòu)成使用同一符號來進(jìn)行說明。
[0025]圖1所示的發(fā)電單元具備:電池堆5，組合多個具有燃料極層、固體電解質(zhì)層、氧極層的固體氧化物型的燃料電池單元來構(gòu)成該電池堆5;原燃料供給線，是將城市燃?xì)獾仍剂瞎┙o到后述的重整器3的燃料氣體供給裝置，具有原燃料供給栗I;含氧氣體供給線，是用于向構(gòu)成電池堆5的燃料電池單元供給含氧氣體的含氧氣體供給裝置，具有含氧氣體供給栗(鼓風(fēng)機)2;和重整器3，利用原燃料和水蒸氣，對原燃料進(jìn)行水蒸氣重整。在原燃料供給線上設(shè)置有測量從原燃料供給栗I供給的原燃料的量的原燃料流量計41，而且在含氧氣體供給線上設(shè)置有測量從含氧氣體供給栗2供給的含氧氣體的量的含氧氣體流量計42。
[0026]另外，在圖1所示的發(fā)電單元中，通過將電池堆5和重整器3收納于收納容器中，從而構(gòu)成燃料電池模塊4(以下，有時稱作模塊)，在圖1中，用雙點劃線包圍來進(jìn)行顯示。此外，在對從電池堆5排出的未被用在發(fā)電中的廢氣進(jìn)行排出的排氣線上，除了設(shè)置有具備用于凈化該廢氣的燃燒催化劑的凈化裝置43之外，雖然在圖1中并未示出，但在模塊4內(nèi)還設(shè)置有用于使未被用在發(fā)電中的燃料氣體燃燒的點火裝置(點火加熱器等)。
[0027]此外，在圖1所示的發(fā)電單元中，設(shè)置有:循環(huán)配管15，使水在熱交換器8中進(jìn)行循環(huán)，在熱交換器8中伴隨構(gòu)成電池堆5的燃料電池單元的發(fā)電而產(chǎn)生的廢氣(廢熱)和水進(jìn)行熱交換;水處理裝置9，用于將在熱交換器8中生成的冷凝水處理為純水;和水箱11，貯藏由水處理裝置9處理后的水(純水)，通過冷凝水供給管10來連接水箱11與熱交換器8之間。另夕卜，作為水處理裝置9，優(yōu)選使用具備離子交換樹脂的離子交換樹脂裝置。
[0028]貯藏在水箱11中的水通過水栗12被供給到重整器3，連接水箱11與重整器3的水供給管13具備水栗12。
[0029]進(jìn)而，在圖1所示的發(fā)電單元中，設(shè)置有用于將模塊4發(fā)電的直流電力變換為交流電力并調(diào)整所變換的電向外部負(fù)載的供給量的供電調(diào)整部(電力調(diào)節(jié)器)6、設(shè)置在熱交換器8的出口并用于對流經(jīng)熱交換器8的出口的水(循環(huán)水流)的水溫進(jìn)行測量的出口水溫傳感器14，而且還設(shè)置有對后述的各種設(shè)備的動作進(jìn)行控制的控制裝置7，與使水在循環(huán)配管15內(nèi)進(jìn)行循環(huán)的循環(huán)栗17—起構(gòu)成了發(fā)電單元。
[0030]另外，控制裝置7具有微型計算機，并具備輸入輸出接口、CPU、RAM以及ROM。另外，CPU用于實施燃料電池裝置的運行，RAM用于臨時存儲程序的執(zhí)行所需的變量，ROM用于存儲程序。
[0031]然后，通過將這些構(gòu)成發(fā)電單元的各裝置收納在外裝殼體內(nèi)，從而能夠成為設(shè)置及攜帶等容易的燃料電池裝置。另外，熱水儲存單元具備用于儲存熱交換后的熱水的熱水儲存箱16。另外，循環(huán)栗17也可設(shè)置在熱水儲存單元側(cè)。
[0032]在此，說明圖1所示的燃料電池系統(tǒng)的運行方法。
[0033]在生成電池堆5的發(fā)電所需的燃料氣體時，控制裝置7使原燃料供給栗1、水栗12工作。由此，向重整器3供給原燃料(天然氣體、燈油等)和水，在重整器3中進(jìn)行水蒸氣重整，從而生成含氫的燃料氣體并將其供給到燃料電池單元的燃料極層。
[0034]另一方面，控制裝置7使含氧氣體供給栗2進(jìn)行動作，由此向燃料電池單元的氧極層供給含氧氣體(空氣)。
[0035]另外，控制裝置7通過在模塊4中使點火裝置(未圖示)工作，從而使未被用在電池堆5的發(fā)電中的燃料氣體燃燒。由此，模塊內(nèi)的溫度(電池堆5和/或重整器3的溫度)上升，能夠進(jìn)行有效的發(fā)電。
[0036]伴隨電池堆5的發(fā)電而產(chǎn)生的廢氣被具備燃燒催化劑的凈化裝置43凈化后，被供給到熱交換器8，與流經(jīng)循環(huán)配管15的水進(jìn)行熱交換。通過熱交換器8中的熱交換而產(chǎn)生的熱水流經(jīng)循環(huán)配管15后被儲存到熱水儲存箱16中。另一方面，通過熱交換器8中的熱交換而從電池堆5排出的廢氣所含的水變成冷凝水，通過冷凝水供給管10后被供給到水處理裝置
9。冷凝水在水處理裝置9中被處理為純水后被供給到水箱11。儲存在水箱11中的水通過水栗12經(jīng)由水供給管13被供給到重整器3 ο這樣，通過有效利用冷凝水，能夠進(jìn)行水獨立運行。
[0037]另外，在上述的示例中，示出了具備熱水儲存單元的燃料電池系統(tǒng)的構(gòu)成的一例，但也可以設(shè)為不具備熱水儲存單元的所謂單生成系統(tǒng)(mono generat1n system)。在該情況下，在生成冷凝水時，作為具備散熱器的構(gòu)成，也可以通過散熱器對廢氣進(jìn)行冷卻，從而生成冷減水。
[0038]另外，在上述的示例中，使用僅將熱交換器8生成的冷凝水供給到重整器3的構(gòu)成的燃料電池裝置來進(jìn)行了說明，但作為供給到重整器3的水，也可以利用自來水。在該情況下，作為用于處理自來水所含的雜質(zhì)的水處理裝置，例如通過將活性炭過濾器、反滲透膜裝置、離子交換樹脂裝置等按此順序進(jìn)行連接，從而能夠有效地凈化純水。另外，在使用自來水的情況下，也將各裝置進(jìn)行連接以便將水處理裝置生成的純水儲存到水箱11中。
[0039]接下來，說明圖1所示的模塊4的一例。圖2、圖3示出構(gòu)成本實施方式的燃料電池裝置的模塊4的一例，圖2是表示模塊4的外觀立體圖，圖3是圖2所示的模塊4的剖視圖。另外，在圖2、圖3中，使用具有2個電池堆5的電池堆裝置來進(jìn)行說明，但是可適當(dāng)變更電池堆5的數(shù)量，相應(yīng)地，收納容器的形狀也可適當(dāng)變更。
[0040]在圖2所示的模塊4中，構(gòu)成為收納具備兩個電池堆5的電池堆裝置21，其中，在收納容器18的內(nèi)部以豎直設(shè)置的狀態(tài)將柱狀燃料電池單元19配置成一列，燃料電池單元19在內(nèi)部具有使燃料氣體流通的氣體流路(未圖示)，相鄰的燃料電池單元19間夾著集電部件(未圖示)而被串聯(lián)電連接，并且用玻璃密封材料等絕緣性接合材料(未圖示)將燃料電池單元19的下端固定于歧管20，由此形成電池堆5。另外，在電池堆5的兩端部配置有用于對通過電池堆5(燃料電池單元19)的發(fā)電產(chǎn)生的電進(jìn)行集電并引出到外部的、具有電引出部的導(dǎo)電部件(未圖示)。此外，在收納容器18中設(shè)置有作為用于測量模塊4的溫度的溫度計測單元的熱電偶28。
[0041]此外，在圖2中，作為燃料電池單元19，例示了在內(nèi)部具有燃料氣體沿長邊方向流通的氣體流路的中空平板型且固體氧化物型的燃料電池單元19，其中燃料電池單元19在具有氣體流路的支承體的表面依次層疊燃料極層、固體電解質(zhì)層以及氧極層而成。另外，燃料電池單元19也可以是在內(nèi)部具有含氧氣體沿長邊方向流通的氣體流路的形狀，在該情況下，從內(nèi)側(cè)起依次設(shè)置氧極層、固體電解質(zhì)層、燃料極層，模塊4的構(gòu)成適當(dāng)進(jìn)行變更即可。另外，燃料電池單元并不限于中空平板型，例如也可以是平板型、圓筒型，優(yōu)選使收納容器18的形狀也相應(yīng)地適當(dāng)變更。
[0042]此外，在圖2所示的模塊4中，為了獲得在燃料電池單元19的發(fā)電中使用的燃料氣體，在電池堆5的上方配置了重整器3，重整器3用于對經(jīng)由原燃料供給管25供給的城市燃?xì)獾仍剂线M(jìn)行重整來生成燃料氣體。此外，重整器3可設(shè)為能夠進(jìn)行高效的重整反應(yīng)即水蒸氣重整的結(jié)構(gòu)，具備:用于使水氣化的氣化部23;以及配置有用于將原燃料重整為燃料氣體的重整催化劑(未圖示)的重整部22。
[0043]然后，由重整器3生成的燃料氣體(含氫氣體)經(jīng)由燃料氣體流通管24被供給到歧管20，從歧管20被供給到設(shè)置于燃料電池單元19的內(nèi)部的氣體流路。另外，電池堆裝置21的構(gòu)成可根據(jù)燃料電池單元19的種類、形狀而適當(dāng)進(jìn)行變更，例如也可以在電池堆裝置21中包含重整器3。
[0044]此外，在圖2中示出了拆下收納容器18的一部分(前后面)，向后方取出收納于內(nèi)部的電池堆裝置21的狀態(tài)。在此，在圖2所示的模塊4中，能夠使電池堆裝置21滑動到收納容器18內(nèi)并被收納。
[0045]另外，在收納容器18的內(nèi)部配置有反應(yīng)氣體導(dǎo)入部件26，該反應(yīng)氣體導(dǎo)入部件26配置在與歧管20并排設(shè)置的電池堆5之間，使得含氧氣體從下端部朝向上端部流經(jīng)燃料電池單元19的側(cè)方。
[0046]如圖3所示，構(gòu)成模塊4的收納容器18是具有內(nèi)壁29和外壁30的雙重結(jié)構(gòu)，由外壁30形成收納容器18的外框，并且由內(nèi)壁29形成了收納電池堆裝置21的發(fā)電室31。另外，在收納容器18中，將內(nèi)壁29與外壁30之間設(shè)為反應(yīng)氣體流路36，從模塊4的底部供給且被導(dǎo)入到燃料電池單元19中的含氧氣體流經(jīng)該反應(yīng)氣體流路36。另外，含氧氣體從設(shè)置于模塊4底部的含氧氣體供給口(未圖示)被供給，流經(jīng)反應(yīng)氣體流路36。
[0047]在此，在收納容器18內(nèi)，以貫通內(nèi)壁29的方式插入反應(yīng)氣體導(dǎo)入部件26后將其固定，該反應(yīng)氣體導(dǎo)入部件26具備用于使含氧氣體從收納容器18的上部流向上端側(cè)的含氧氣體流入口(未圖示)和凸緣部39，且反應(yīng)氣體導(dǎo)入部件26在下端部設(shè)置有用于向燃料電池單元19的下端部導(dǎo)入含氧氣體的反應(yīng)氣體流出口 32。另外，在凸緣部39與內(nèi)壁29之間配置有隔熱部件33。
[0048]另外，在圖3中，反應(yīng)氣體導(dǎo)入部件26雖然被配置為位于在收納容器18的內(nèi)部并排設(shè)置的兩個電池堆5之間，但是能夠根據(jù)電池堆5的數(shù)量適當(dāng)進(jìn)行配置。例如，在收納容器18內(nèi)僅收納一個電池堆5的情況下，能夠設(shè)置兩個反應(yīng)氣體導(dǎo)入部件26，將其配置為從兩側(cè)面?zhèn)葕A持電池堆5。
[0049]此外，在模塊4中，從收納容器18的側(cè)面插入點火裝置44使其位于燃料電池單元19與重整器3之間，點火裝置44用于將未被用在燃料電池單元19的發(fā)電中的燃料氣體、換言之通過了燃料電池單元19的燃料氣體點燃。點火裝置44使通過了燃料電池單元19的燃料氣體燃燒，從而能夠使模塊4內(nèi)的溫度變成高溫，而且還能夠使燃料電池單元19、重整器3的溫度維持在高溫上。另外，在該構(gòu)成中，燃料電池單元19與重整器3之間成為燃燒部45，在圖3中用虛線示出了該部分。
[0050]此外，在發(fā)電室31內(nèi)，適當(dāng)設(shè)置了用于使模塊4內(nèi)的溫度維持在高溫上的隔熱部件33，由于該隔熱部件33，模塊4內(nèi)的熱不會被極端地釋放使得燃料電池單元19(電池堆5)的溫度下降而導(dǎo)致發(fā)電量降低。
[0051]隔熱部件33優(yōu)選配置于電池堆5的附近，特別是優(yōu)選沿著燃料電池單元19的排列方向配置于電池堆5的側(cè)面?zhèn)龋⑶遗渲镁哂信c電池堆5的側(cè)面的沿著燃料電池單元19的排列方向的寬度相同或更大的寬度的隔熱部件33。另外，優(yōu)選為在電池堆5的兩側(cè)面?zhèn)扰渲酶魺岵考?3。由此，能夠有效地抑制電池堆5的溫度下降。而且，能夠抑制從反應(yīng)氣體導(dǎo)入部件26導(dǎo)入的含氧氣體從電池堆5的側(cè)面?zhèn)缺慌懦龅那闆r，能夠促進(jìn)構(gòu)成電池堆5的燃料電池單元19間的含氧氣體的流動。另外，在配置于電池堆5的兩側(cè)面?zhèn)鹊母魺岵考?3中設(shè)置有開口部34，該開口部34用于調(diào)整向燃料電池單元19供給的含氧氣體的流動，并降低電池堆5的長邊方向以及燃料電池單元19的層疊方向上的溫度分布。另外，也可以將多個隔熱部件33組合起來形成開口部34。
[0052]此外，在沿著燃料電池單元19的排列方向的內(nèi)壁29的內(nèi)側(cè)，設(shè)置有廢氣用內(nèi)壁35，內(nèi)壁29與廢氣用內(nèi)壁35之間成為了發(fā)電室31內(nèi)的廢氣從上方朝向下方流動的廢氣流路37。另外，廢氣流路37與設(shè)置在收納容器18的底部的排氣孔40相通。此外，在廢氣用內(nèi)壁35的電池堆5側(cè)也設(shè)置有隔熱部件33。
[0053]由此，成為如下結(jié)構(gòu):伴隨模塊4的運行而產(chǎn)生的廢氣流經(jīng)廢氣流路37之后，從排氣孔40排出該廢氣。另外，可以將收納容器18的底部的一部分切除來形成排氣孔40，而且也可以通過設(shè)置管狀部件來形成排氣孔40。
[0054]在此，本實施方式的燃料電池裝置在模塊4與熱交換器8之間具備凈化裝置43，該凈化裝置43具備用于對從電池堆5(模塊4)排出的廢氣進(jìn)行凈化的燃燒催化劑。由此，能夠凈化從模塊4排出的廢氣，并將凈化后的廢氣排出到燃料電池裝置的外部。另外，在圖3中，示出了將該凈化裝置43設(shè)置在排氣孔40內(nèi)的例子，但只要配置在模塊4與熱交換器8之間即可。另外，在凈化裝置43中，設(shè)置有用于測量燃燒催化劑的溫度的溫度傳感器46。
[0055]此外，作為燃燒催化劑，能夠使用一般所知的使多孔質(zhì)的載體除了擔(dān)載鉑、鈀等貴金屬類以外還擔(dān)載錳、鈷、銀、銅、鎳等的燃燒催化劑。
[0056]若使用現(xiàn)有技術(shù)中的中空平板型的燃料電池單元來說明本實施方式的燃料電池單元19的話，燃料電池單元19是如下的柱狀(中空平板狀)，即，在具有一對相對的平坦面的柱狀導(dǎo)電性支承基板(以下有時簡稱為支承基板)的一個平坦面上依次層疊了燃料極層、固體電解質(zhì)層以及氧極層。此外，在燃料電池單元19的另一個平坦面上設(shè)置有內(nèi)部連接器，在內(nèi)部連接器的外表面(上表面)設(shè)置有P型半導(dǎo)體層。經(jīng)由P型半導(dǎo)體層將集電部件連接到內(nèi)部連接器上，從而兩者的接觸成為歐姆接觸，能夠減少電壓降且有效地避免集電性能的下降。此外，支承基板也可兼作燃料極層，在其表面依次層疊固體電解質(zhì)層以及氧極層來構(gòu)成電池單元。
[0057]例如，燃料極層能夠使用一般公知的燃料極層，能夠由多孔質(zhì)的導(dǎo)電性陶瓷、例如固溶了稀土類元素氧化物的Zr02(稱為穩(wěn)定化氧化鋯，也包含部分穩(wěn)定化)和Ni和/或N1形成。
[0058]固體電解質(zhì)層具有起到進(jìn)行燃料極層與氧極層間的電子的橋接的電解質(zhì)的功能的同時，為了防止燃料氣體與含氧氣體的泄露而需要具有氣體阻隔性，由固溶了3?15摩爾％的稀土類元素氧化物的ZrO2形成。另外，在具有上述特性的范圍內(nèi)，也可以使用其他材料等來形成。
[0059]氧極層只要是通常使用的氧極層即可，并無特別限制，例如，能夠由所謂ABO3型的鈣鈦礦型氧化物所構(gòu)成的導(dǎo)電性陶瓷來形成。氧極層需要具有氣體透過性，其開氣孔率優(yōu)選為20%以上，特別優(yōu)選處于30?50%的范圍內(nèi)。
[0060]作為支承墓板，為了使燃料氣體透過到燃料極層而要求具有氣體透過性，而且為了經(jīng)由內(nèi)部連接器進(jìn)行集電而要求具有導(dǎo)電性。因此，作為支承基板，能夠使用導(dǎo)電性陶瓷、金屬陶瓷等。在制作燃料電池單元19時，在通過與燃料極層或固體電解質(zhì)層的同時燒成來制作支承基板的情況下，優(yōu)選由鐵族金屬成分和特定稀土類氧化物來形成支承基板。此夕卜，為了使支承基板具備氣體透過性，其開氣孔率優(yōu)選在30 %以上，特別優(yōu)選處于35?50 %的范圍內(nèi)，而且其導(dǎo)電率優(yōu)選為在300S/cm以上，特別優(yōu)選為在440S/cm以上。此外，支承基板的形狀只要是柱狀即可，可以是圓筒狀。
[0061]作為P型半導(dǎo)體層，能夠例示由過渡金屬鈣鈦礦型氧化物構(gòu)成的層。具體而言，能夠使用電子傳導(dǎo)性比構(gòu)成內(nèi)部連接器的材料還大的材料，例如可以使用P型半導(dǎo)體陶瓷，該P型半導(dǎo)體陶瓷由B位中存在胞、？6、&3等的1^]103系氧化物、1^603系氧化物、1^003系氧化物等中的至少一種構(gòu)成。這樣的P型半導(dǎo)體層的厚度一般優(yōu)選為處于30?ΙΟΟμπι的范圍內(nèi)。
[0062]如上所述，內(nèi)部連接器優(yōu)選使用鉻酸鑭系的鈣鈦礦型氧化物(LaCrO3系氧化物)或者鑭鍶鈦系的鈣鈦礦型氧化物(LaSrT13系氧化物)。這些材料具有導(dǎo)電性，并且即使與燃料氣體(含氫氣體)以及含氧氣體(空氣等)接觸也不會發(fā)生還原和氧化。此外，為了防止在形成于支承基板的氣體流路中流通的燃料氣體以及在支承基板的外側(cè)流通的含氧氣體的泄露，內(nèi)部連接器必須是致密性的，優(yōu)選為具有93%以上特別是95%以上的相對密度。
[0063]圖4是表示將圖2所示的模塊4和用于使模塊4工作的輔助設(shè)備(未圖示)收納在外裝殼體內(nèi)而構(gòu)成的本實施方式的燃料電池裝置的一例的分解立體圖。另外，在圖4中省略了一部分結(jié)構(gòu)。
[0064]圖4所示的燃料電池裝置47通過分隔板50將由支柱48和外裝板49構(gòu)成的外裝殼體內(nèi)部劃分成了上下兩部分，將其上方側(cè)設(shè)為收納上述的模塊4的模塊收納室51將下方側(cè)設(shè)為收納用于使模塊4工作的輔助設(shè)備的輔助設(shè)備收納室52。另外，在示圖中省略了收納到輔助設(shè)備收納室52的輔助設(shè)備。
[0065]此外，在分隔板50設(shè)置有用于使輔助設(shè)備收納室52的空氣流向模塊收納室51側(cè)的空氣流通口 53，在構(gòu)成模塊收納室51的外裝板49的一部分，設(shè)置有用于排放模塊收納室51內(nèi)的空氣的排氣口 54。
[0066]另外，在這樣的燃料電池裝置中，要求發(fā)電效率高。因此，控制裝置7根據(jù)從外部負(fù)載請求的電力(以下有時簡稱為外部負(fù)載)的變動，為了變動燃料電池單元19的發(fā)電所需的燃料氣體以及含氧氣體的供給量，控制原燃料供給栗I以及含氧氣體供給栗2的動作。即，進(jìn)行部分負(fù)荷跟蹤運行。
[0067]因此，例如，在外部負(fù)載的請求降低的情況下，控制裝置7進(jìn)行控制，以使原燃料供給栗I以及含氧氣體供給栗2所供給的燃料氣體以及含氧氣體的供給量降低成根據(jù)下降后的外部負(fù)載設(shè)定的供給量。但是，在該情況下，從燃料電池單元19排出的燃料氣體的量會降低，伴隨與此，有時燃燒部45中的燃燒會發(fā)生熄火。
[0068]在此，若在燃燒部45發(fā)生熄火，則未被用在燃料電池單元19的發(fā)電中的燃料氣體變成不完全燃燒的氣體，隨之燃燒催化劑下的燃燒反應(yīng)會增大，有可能會發(fā)生燃燒催化劑的劣化和/或燃料電池單元19的溫度下降，從而導(dǎo)致發(fā)電量不足。因此，在判斷為發(fā)生了熄火的情況下，需要能夠有效地進(jìn)行重新點火。
[0069]因此，本實施方式的燃料電池裝置的控制裝置7在外部負(fù)載請求的電力下降的情況下，當(dāng)判斷為燃燒部45中的燃燒發(fā)生了熄火時，控制燃料氣體供給裝置以及含氧氣體供給裝置，使得供給到燃料電池單元19的燃料氣體以及含氧氣體的量少于根據(jù)下降后的外部負(fù)載所請求的電力設(shè)定的供給量。由此，能夠在燃燒部45中有效地進(jìn)行重新點火。
[0070]另外，在判斷為燃燒部45中的燃燒發(fā)生了熄火之際，例如除了基于用于測量燃燒催化劑的溫度的溫度傳感器46測量出的溫度來進(jìn)行判斷以外，還可以在燃燒部45設(shè)置溫度傳感器并基于該溫度傳感器測量出的溫度來進(jìn)行判斷，或者基于用于測量模塊4的溫度的溫度計測單元、即熱電偶28測量出的模塊4內(nèi)的溫度來進(jìn)行判斷等，可根據(jù)燃料電池裝置的結(jié)構(gòu)而適當(dāng)采用以上方式。另外，在以下的說明中，使用基于溫度進(jìn)行判斷的例子來進(jìn)行說明，其中溫度是用于測量燃燒催化劑的溫度的溫度傳感器46測量出的。
[0071]此外，在使供給到燃料電池單元19的燃料氣體以及含氧氣體的供給量少于根據(jù)下降后的外部負(fù)載所請求的電力設(shè)定的供給量之際，只要比根據(jù)下降后的外部負(fù)載所請求的電力設(shè)定的供給量還少即可，并無特別限制，例如，能夠設(shè)為用于使模塊4內(nèi)的溫度保持在可立即進(jìn)行發(fā)電的最低溫度的最低流量。在以下的說明中，使用設(shè)為最低流量的例子來進(jìn)行說明。
[0072]圖5是表示本實施方式的模塊4(燃料電池裝置)的運行控制的一例的流程圖。以下，基于圖示的流程圖來說明運行控制。
[0073]首先，控制裝置7在步驟SI中，判別外部負(fù)載是否下降。在外部負(fù)載并未下降的情況下，前進(jìn)至步驟S2，維持運行狀態(tài)。另外，關(guān)于外部負(fù)載的下降，例如，可相對于開始該流程之前的外部負(fù)載適當(dāng)設(shè)定下降了50%以上的情況等。另外，關(guān)于外部負(fù)載，基于供電調(diào)整部6中的值來判別即可。
[0074]在判斷為外部負(fù)載已下降的情況下，前進(jìn)至步驟S3，判別由溫度傳感器46測量出的燃燒催化劑的溫度是否在第I設(shè)定溫度以上。另外，關(guān)于第I設(shè)定溫度，可根據(jù)燃燒催化劑的種類來適當(dāng)設(shè)定，例如，如果是多孔質(zhì)的載體擔(dān)載了鉑的燃燒催化劑的情況下，能夠在300?400°C之間適當(dāng)進(jìn)行設(shè)定。
[0075]在此，在燃燒催化劑的溫度小于第I設(shè)定溫度的情況下，能夠判斷為并未發(fā)生熄火，前進(jìn)至步驟S4而維持運行狀態(tài)。
[0076]另一方面，當(dāng)燃燒催化劑的溫度在第I設(shè)定溫度以上的情況下，判斷為發(fā)生了熄火，前進(jìn)至重新點火的步驟、即步驟S5。
[0077]在步驟S5中，控制裝置7控制原燃料供給栗I以及含氧氣體供給栗2的動作，使得燃料氣體量以及含氧氣體量變成最低流量。相應(yīng)地，控制裝置7使點火裝置44進(jìn)行工作。
[0078]在此，燃燒催化劑的溫度在第I設(shè)定溫度以上的情況是指，在燃燒部45中未燃燒的廢氣量較多的情況。在該情況下，雖然理由不明，但是僅僅使點火裝置44工作時有時也不易點火。
[0079]因此，在上述步驟S5中，控制裝置7控制原燃料供給栗I以及含氧氣體供給栗2的動作，使得燃料氣體量以及含氧氣體量變成最低流量。由此，能夠降低未燃燒的廢氣量，抑制燃燒催化劑的溫度上升，從而能夠抑制燃燒催化劑的劣化，而且點火裝置44的點火也變得容易。
[0080]接下來，前進(jìn)至步驟S6，判別從點火裝置44工作開始是否經(jīng)過了規(guī)定時間Tl。另夕卜，可在I?10分鐘之間適當(dāng)設(shè)定規(guī)定時間Tl。
[0081]在判別為并未經(jīng)過規(guī)定時間Tl的情況下，經(jīng)由步驟S7而返回至步驟S6，繼續(xù)燃料氣體量以及含氧氣體量的最低流量，并使點火裝置44的工作繼續(xù)。
[0082]另一方面，在判別為經(jīng)過了規(guī)定時間Tl的情況下，接著前進(jìn)至步驟S8，判別燃燒催化劑的溫度是否低于第I設(shè)定溫度且在第2設(shè)定溫度以上，第2設(shè)定溫度被設(shè)定得低于第I設(shè)定溫度。另外，關(guān)于第2設(shè)定溫度，也能夠與上述同樣地根據(jù)燃燒催化劑的種類而適當(dāng)進(jìn)行設(shè)定，例如，在300?400 °C之間設(shè)定第I設(shè)定溫度的情況下，能夠在200?300 °C之間設(shè)定第2設(shè)定溫度。
[0083]在此，當(dāng)燃燒催化劑的溫度在第2設(shè)定溫度以上的情況下，判別為熄火正在持續(xù)，將燃料氣體量以及含氧氣體量繼續(xù)維持在最低流量，并且維持使點火裝置44工作的控制不變，接著前進(jìn)至步驟S9，判別是否經(jīng)過了規(guī)定時間T2。另外，可在I?10分鐘之間適當(dāng)設(shè)定規(guī)定時間T2，設(shè)為進(jìn)入到步驟S8開始的時間即可。
[0084]在步驟S9中，在并未經(jīng)過規(guī)定時間T2的情況下，經(jīng)由步驟S29而返回至步驟S9，再次判別是否經(jīng)過了規(guī)定時間T2。
[0085]另一方面，在步驟S9中，在經(jīng)過了規(guī)定時間T2的情況下，由于有可能點火裝置44等發(fā)生了異常，因此接著前進(jìn)至步驟S30，停止燃料電池裝置的運行。
[0086]另一方面，在燃燒催化劑的溫度小于第2設(shè)定溫度的情況下，判別為熄火已經(jīng)恢復(fù)，從而前進(jìn)至步驟SlO，解除為了使上述的燃料氣體量以及含氧氣體量變成最低流量而一直控制著原燃料供給栗I以及含氧氣體供給栗2的動作的控制，換言之，控制原燃料供給栗I以及含氧氣體供給栗2的動作，使得燃料氣體量以及含氧氣體量分別增加至與外部負(fù)載相應(yīng)的供給量。相應(yīng)地，停止點火裝置44的工作。通過進(jìn)行以上的控制，能夠有效地進(jìn)行重新點火。另外，停止點火裝置44的工作之時可以是增加燃料氣體量以及含氧氣體量起的I?10分鐘后。然后，接著前進(jìn)至步驟S31，維持運行狀態(tài)，進(jìn)而前進(jìn)至步驟S32，結(jié)束本流程的控制。
[0087]另外，在步驟SlO中，控制原燃料供給栗I以及含氧氣體供給栗2的動作使得燃料氣體量以及含氧氣體量增加，并且停止點火裝置44的工作之后，會返回到可在額定范圍內(nèi)發(fā)電而滿足外部負(fù)載所請求的電流的狀態(tài)。但是，在該情況下，若燃料氣體量以及含氧氣體量急劇增加，則有可能會再次熄火。
[0088]因此，例如，可以如圖6所示的流程那樣，在步驟SlO之后，前進(jìn)至步驟Sll。另外，也可以總是在步驟SlO之后前進(jìn)至步驟S11。在步驟Sll中，控制裝置7開始降低模式，在該降低模式下，部分負(fù)荷跟蹤特性會低于穩(wěn)態(tài)運行時。
[0089]在此，在外部負(fù)載增加的情況下，由于很難瞬間發(fā)電出該外部負(fù)載的請求電力，因此優(yōu)選為預(yù)先在穩(wěn)態(tài)運行時決定外部負(fù)載增加時的發(fā)電電力的增加量。但是，若以該穩(wěn)態(tài)運行時的發(fā)電電力的增加量增加，則該增加量較大，而且燃料氣體量以及含氧氣體量的增加量也較大，因而有可能再次發(fā)生熄火。
[0090]因此，在步驟Sll中，開始降低模式，在該降低模式下，使該外部負(fù)載增加時的發(fā)電電力的增加量低于穩(wěn)態(tài)運行時。由此，發(fā)電電力的增加量變小，而且燃料氣體量以及含氧氣體量的增加量也較小，因此能夠抑制再次發(fā)生熄火的可能性。另外，可在相對于穩(wěn)態(tài)運行時的發(fā)電電力的增加量而言50?70%的范圍內(nèi)適當(dāng)設(shè)定該降低模式下的發(fā)電電力的增加量。
[0091]另一方面，若外部負(fù)載增加時的發(fā)電電力的增加量變小，則不能滿足外部負(fù)載的請求電力，因此需要從系統(tǒng)電源購入不能跟隨負(fù)荷的不足量，因而利用者的運行成本有可能會增加。
[0092]因此，前進(jìn)至步驟S12，判斷從燃燒催化劑的溫度小于第2設(shè)定溫度起(換言之從開始降低模式起)是否經(jīng)過了規(guī)定期間。在并未超過該期間的情況下，經(jīng)由步驟S13而返回至步驟S12。另外，該期間例如可設(shè)為開始降低模式起之后的I?10分鐘。
[0093]另一方面，在燃燒催化劑的溫度小于第2設(shè)定溫度起經(jīng)過了規(guī)定期間的情況下，接著前進(jìn)至步驟S14，解除降低模式，進(jìn)行控制以使發(fā)電電力的增加量成為穩(wěn)態(tài)運行時的增加量，接著前進(jìn)至步驟SI 5，結(jié)束本流程的控制。
[0094]由此，能夠跟隨外部負(fù)載的請求電力，因而能夠抑制利用者的運行成本的增加。
[0095]另一方面，在燃料電池單元19發(fā)生了劣化的情況下，有時發(fā)電量會下降，從燃料電池單元19排出的廢氣量會增加。在該情況下，有時在燃燒部45中無法使所有的燃料氣體燃燒，基于燃燒催化劑的燃燒反應(yīng)會增加，因而燃燒催化劑的溫度會上升。
[0096]因此，也可以在步驟SlO之后，如圖7所示的流程圖那樣，前進(jìn)至步驟S16。
[0097]在步驟S16中，確認(rèn)溫度傳感器46計測出的燃燒催化劑的溫度是否小于第2設(shè)定溫度。在燃燒催化劑的溫度小于第2設(shè)定溫度的情況下，判斷為燃料電池單元19并未發(fā)生劣化，前進(jìn)至步驟S18而維持運行狀態(tài)。
[0098]另一方面，當(dāng)溫度傳感器46測量出的溫度在第2設(shè)定溫度以上的情況下，判斷為燃料電池單元19發(fā)生了劣化，接著前進(jìn)至步驟S17。
[0099]在步驟S17中，確認(rèn)溫度傳感器46計測出的燃燒催化劑的溫度是否小于第I設(shè)定溫度。在第I設(shè)定溫度以上的情況下，判斷為燃料電池單元的劣化程度較大，前進(jìn)至步驟S33，停止燃料電池裝置的運行。
[0100]另一方面，在步驟S17中，在溫度傳感器46測量出的燃燒催化劑的溫度小于第I設(shè)定溫度的情況下，判斷為在能夠繼續(xù)燃料電池裝置的運行的范圍內(nèi)，燃料電池單元19發(fā)生了劣化。
[0101]在該情況下，為了在燃料電池單元19的劣化前和劣化后得到相同的發(fā)電量，所需的燃料氣體量變多。因此，在步驟S17中，在溫度傳感器46測量出的溫度小于第I設(shè)定溫度的情況下，控制燃料供給栗I以及含氧氣體供給栗2的動作以增加燃料氣體和含氧氣體的供給量，接著前進(jìn)至步驟S20，結(jié)束本流程的控制。
[0102]在此，也可以總是在步驟SlO之后前進(jìn)至步驟S16。此外，也可以是，先基于圖5所示的流程圖來進(jìn)行控制，在燃料電池單元發(fā)生劣化的可能性增大的時期等，在圖5所示的流程的步驟SlO之后，進(jìn)行進(jìn)入到圖7所示的流程的步驟S16的控制。在該情況下，也可以在步驟SlO與步驟S16之間，例如設(shè)置判斷從燃料電池裝置工作起是否經(jīng)過了 2年?5年(可適當(dāng)設(shè)定)的步驟、判斷例如在一個月內(nèi)是否發(fā)生了三次以上的熄火的步驟、判斷熄火累計是否在10次以上的步驟等，在符合任意一個步驟的情況下，進(jìn)行控制以前進(jìn)至步驟S16。另外，燃料電池裝置的工作期間、熄火的次數(shù)等存儲在控制裝置7中即可。
[0103]此外，在步驟SlO中，在增加燃料氣體量時，有時原燃料流量計41測量出的流量會少于控制裝置7指示原燃料供給栗I進(jìn)行供給的指示流量。這屬于因原燃料供給栗I的劣化等而發(fā)生的不良狀況，向燃料電池單元19提供比控制裝置7所指示的燃料氣體量少的量。因此，若該差較大，則除了有可能會再次發(fā)生熄火以外，還有可能無法獲得所期望的發(fā)電量。
[0104]因此，可以在步驟SlO之后，如圖8所示的流程那樣，前進(jìn)至步驟S21。在步驟S21中，比較控制裝置7向原燃料供給栗I指示的指示流量與原燃料流量計41測量出的流量。
[0105]接下來，在步驟S22中，判別指示流量與流量計的值為相同值的期間是否經(jīng)過了規(guī)定時間。在此，指示流量與流量計的值為相同值是指，相對于指示流量的值而言，流量計的值進(jìn)入到±10%的范圍內(nèi)。此外，可在I?1分鐘之間適當(dāng)設(shè)定規(guī)定時間。
[0106]在步驟S22中，在指示流量與流量計的值為相同值的期間經(jīng)過了規(guī)定時間的情況下，由于能夠判斷為原燃料供給栗I并未發(fā)生劣化等，能夠供給規(guī)定的燃料氣體量，因而接下來前進(jìn)至步驟S27，控制裝置7控制含氧氣體供給栗2以增加含氧氣體供給量。
[0107]另一方面，在步驟S22中，在指示流量與流量計的值為相同值的期間未經(jīng)過規(guī)定時間的情況下，前進(jìn)至步驟S24，針對原燃料供給栗I進(jìn)行控制使得流量計的值變成作為原本想要提供給燃料電池單元19而設(shè)定的流量(換言之當(dāng)初的指示流量，在以后的說明中稱作目標(biāo)量)，針對燃料氣體供給裝置I進(jìn)行控制以便增大或者減少燃料氣體的供給量。
[0108]接著，前進(jìn)至步驟S25，判別目標(biāo)量與流量計的值為相同值的期間是否經(jīng)過了規(guī)定時間。在此，目標(biāo)量與流量計的值為相同值是指，相對于目標(biāo)量的值而言，流量計的值進(jìn)入到± 1 %的范圍內(nèi)。此外，可在I?1分鐘之間適當(dāng)設(shè)定規(guī)定時間。
[0109]在此，在目標(biāo)量與流量計的值為相同值的期間未經(jīng)過規(guī)定時間的情況下，經(jīng)由步驟S26而返回至步驟S24，再次針對原燃料供給栗I進(jìn)行控制以使其變成目標(biāo)量，針對燃料氣體供給裝置I進(jìn)行控制以便增大或者減少燃料氣體的供給量。
[0110]另一方面，在目標(biāo)量與流量計的值為相同值的期間經(jīng)過了規(guī)定時間的情況下，前進(jìn)至步驟S27，控制裝置7對含氧氣體供給栗2進(jìn)行控制以增加含氧氣體供給量，接著前進(jìn)至步驟S28，結(jié)束本流程的控制。
[0111]在此，也可以總是在步驟SlO之后前進(jìn)至步驟S21。此外，也可以是，先基于圖5所示的流程來進(jìn)行控制，在原燃料供給栗I發(fā)生劣化的可能性增大的時期，在圖5所示的流程的步驟SlO之后，進(jìn)行進(jìn)入到圖8所示的流程的步驟S21的控制。在該情況下，也可以在步驟SlO與步驟S21之間，例如設(shè)置判斷從燃料電池裝置工作起是否經(jīng)過了 2年?5年(可適當(dāng)設(shè)定)的步驟，且在符合條件的情況下，進(jìn)行前進(jìn)至步驟S21的控制。另外，燃料電池裝置的工作期間存儲在控制裝置7中即可。
[0112]通過實施這樣的控制，能夠有效地抑制熄火，且能夠抑制發(fā)電量下降。
[0113]以上，詳細(xì)說明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于上述的實施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種變更、改良等。
[0114]例如，在上述的說明中，使用基于用于對燃燒催化劑的溫度進(jìn)行測量的溫度傳感器46測量出的溫度來判斷燃燒部45中的熄火的例子進(jìn)行了說明，但也可以例如基于由設(shè)置在燃燒部45中的溫度傳感器測量出的溫度來進(jìn)行判斷。在該情況下，將熄火的判定基準(zhǔn)溫度Dl適當(dāng)設(shè)定在400?550°C之間，在設(shè)置于燃燒部45的溫度傳感器測量出的溫度低于Dl的情況下，判斷為發(fā)生了熄火即可。另一方面，在判斷為已經(jīng)重新點火時，設(shè)為熄火的判定基準(zhǔn)溫度D1+50 °C即可。
[0115]因此，在圖5所示的流程中，將“燃燒催化劑的溫度在第I設(shè)定溫度以上?”置換為“燃燒部的溫度小于D1?”即可，并且將“燃燒催化劑的溫度在第2設(shè)定溫度以上?”置換為“燃燒部的溫度小于D1+50°C”即可。
[0116]同樣地，例如在對燃燒部45中的熄火進(jìn)行判斷之際，也可以基于熱電偶28測量出的模塊4內(nèi)的溫度來進(jìn)行判斷。在該情況下，將熄火的判定基準(zhǔn)溫度D2適當(dāng)設(shè)定在500?600°C之間，在熱電偶28測量出的溫度低于D2的情況下，判斷為發(fā)生了熄火即可。另一方面，在判斷為已經(jīng)重新點火時，設(shè)為熄火的判定基準(zhǔn)溫度D2+20°C即可。
[0117]因此，在圖5所示的流程中，將“燃燒催化劑的溫度在第I設(shè)定溫度以上?”置換為“熱電偶28測量出的溫度小于D2?”即可，并且將“燃燒催化劑的溫度在第2設(shè)定溫度以上?”置換為“熱電偶28測量出的溫度小于D2+20 °C ?”即可。
[0118]此外，在執(zhí)行圖6所示的流程圖時，也可以在步驟SlO與步驟SI I之間，參照圖7、圖8所示的流程圖，追加判斷燃料電池單元的劣化和/或原燃料供給栗的劣化的流程。例如，在判斷為燃料電池單元發(fā)生了劣化的情況下，優(yōu)選為比判斷為燃料電池單元未發(fā)生劣化時供給更多的降低模式下的燃料氣體量以及含氧氣體量，降低模式是使部分負(fù)荷跟蹤特性低于穩(wěn)態(tài)運行時的模式。
[0119]此外，在判斷為原燃料供給栗發(fā)生了劣化的情況下，對燃料氣體量的目標(biāo)量與流量計的值成為相同值的情況進(jìn)行確認(rèn)，然后使含氧氣體量增加，開始降低模式即可。
[0120]此外，在圖8的流程圖中，在反復(fù)數(shù)次S24至S26的步驟時等情況下，也可以認(rèn)為燃料電池裝置發(fā)生了異常，從而停止燃料電池裝置的工作。
[0121]另外，在上述的例子中使用被稱為所謂中空平板型的燃料電池單元19來進(jìn)行了說明，但也可以使用一般被稱為橫條紋型的、在支承體上設(shè)置有多個發(fā)電元件部的橫條紋型燃料電池單元。
[0122]符號說明
[0123]1:原燃料供給栗
[0124]2:含氧氣體供給栗
[0125]3:重整器
[0126]4:燃料電池模塊
[0127]7:控制裝置
[0128]19:燃料電池單元
[0129]43:凈化裝置
[0130]44:點火裝置
[0131]46:溫度傳感器
【主權(quán)項】
1.一種燃料電池裝置，其特征在于，具備: 燃料電池單元，利用燃料氣體和含氧氣體來進(jìn)行發(fā)電，從而向外部負(fù)載供給電力； 燃料氣體供給裝置，向該燃料電池單元供給所述燃料氣體； 含氧氣體供給裝置，向所述燃料電池單元供給所述含氧氣體； 燃燒部，使從所述燃料電池單元排出的未被用于發(fā)電中的燃料氣體燃燒； 點火裝置，用于使從所述燃料電池單元排出的未被用于發(fā)電中的燃料氣體燃燒；以及控制裝置，控制所述燃料氣體供給裝置、所述含氧氣體供給裝置以及所述點火裝置的動作， 該控制裝置根據(jù)所述外部負(fù)載所請求的電力的變動，對所述燃料氣體供給裝置和所述含氧氣體供給裝置進(jìn)行控制，以使所述燃料氣體和所述含氧氣體的供給量發(fā)生變動，并且在所述外部負(fù)載所請求的電力下降的情況下，當(dāng)判斷為所述燃燒部中的燃燒發(fā)生了熄火時，控制所述燃料氣體供給裝置和所述含氧氣體供給裝置，使得向所述燃料電池單元供給的所述燃料氣體和所述含氧氣體的供給量少于根據(jù)下降后的所述外部負(fù)載所請求的電力設(shè)定的供給量來進(jìn)行供給，并且進(jìn)行控制以使所述點火裝置進(jìn)行工作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池裝置，其特征在于， 所述燃料電池裝置還具備: 燃燒催化劑，用于對經(jīng)由所述燃燒部而排出的廢氣進(jìn)行處理；以及 溫度傳感器，用于測量該燃燒催化劑的溫度， 所述控制裝置在所述溫度傳感器測量出的所述燃燒催化劑的溫度變成第I設(shè)定溫度以上的情況下，判斷為所述燃燒部中的燃燒發(fā)生了熄火，控制所述燃料氣體供給裝置和所述含氧氣體供給裝置，使得向所述燃料電池單元供給的所述燃料氣體和所述含氧氣體的供給量少于根據(jù)下降后的所述外部負(fù)載所請求的電力設(shè)定的供給量來進(jìn)行供給，并且進(jìn)行控制以使所述點火裝置進(jìn)行動作。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池裝置，其特征在于， 最低流量是所述燃料氣體和所述含氧氣體的供給量中比根據(jù)下降后的所述外部負(fù)載請求的電力設(shè)定的供給量還少的量。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池裝置，其特征在于， 所述控制裝置在從使所述點火裝置進(jìn)行動作起經(jīng)過了規(guī)定時間時，當(dāng)所述燃燒催化劑的溫度低于所述第I設(shè)定溫度且在第2設(shè)定溫度以上的情況下，進(jìn)行控制使所述燃料氣體量及所述含氧氣體量的最低流量以及所述點火裝置的動作繼續(xù)，其中，所述第2設(shè)定溫度被設(shè)定成低于所述第I設(shè)定溫度。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池裝置，其特征在于， 所述控制裝置在從使所述點火裝置進(jìn)行動作起經(jīng)過規(guī)定時間之后，當(dāng)所述燃燒催化劑的溫度小于第2設(shè)定溫度的情況下，進(jìn)行控制以增加來自所述燃料氣體供給裝置和所述含氧氣體供給裝置的所述燃料氣體量和所述含氧氣體量，并且停止所述點火裝置的動作，其中，所述第2設(shè)定溫度被設(shè)定成低于所述第I設(shè)定溫度。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池裝置，其特征在于， 所述控制裝置在從所述燃燒催化劑的溫度變得小于所述第2設(shè)定溫度起的規(guī)定期間內(nèi)，進(jìn)行控制以使所述外部負(fù)載的請求電力增加時的發(fā)電電力的增加量變成比穩(wěn)態(tài)運行時低值的增加量。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料電池裝置，其特征在于， 所述控制裝置在經(jīng)過所述規(guī)定期間之后，進(jìn)行控制以使所述外部負(fù)載的請求電力增加時的發(fā)電電力的增加量變成穩(wěn)態(tài)運行時的發(fā)電電力的增加量。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池裝置，其特征在于， 所述控制裝置在所述燃燒催化劑的溫度變成小于所述第2設(shè)定溫度之后由所述溫度傳感器測量出的溫度變成小于所述第I設(shè)定溫度且在所述第2設(shè)定溫度以上的情況下，進(jìn)行控制以使來自所述燃料氣體供給裝置和所述含氧氣體供給裝置的所述燃料氣體和所述含氧氣體量的供給量進(jìn)一步增加。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池裝置，其特征在于， 所述燃料電池裝置還具備:流量計，用于測量從所述燃料氣體供給裝置供給的所述燃料氣體量， 所述控制裝置在所述燃燒催化劑的溫度變成小于所述第2設(shè)定溫度之后使來自所述燃料氣體供給裝置和所述含氧氣體供給裝置的所述燃料氣體量和所述含氧氣體量增加之際，控制所述含氧氣體供給裝置，以使對所述燃料氣體供給裝置的指示流量值與所述流量計測量出的流量值示出相同值而經(jīng)過了規(guī)定時間后，所述含氧氣體的供給量增加。
【文檔編號】H01M8/04746GK106068575SQ201580012809
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2015年3月18日 公開號201580012809.9, CN 106068575 A, CN 106068575A, CN 201580012809, CN-A-106068575, CN106068575 A, CN106068575A, CN201580012809, CN201580012809.9, PCT/2015/58147, PCT/JP/15/058147, PCT/JP/15/58147, PCT/JP/2015/058147, PCT/JP/2015/58147, PCT/JP15/058147, PCT/JP15/58147, PCT/JP15058147, PCT/JP1558147, PCT/JP2015/058147, PCT/JP2015/58147, PCT/JP2015058147, PCT/JP201558147
【發(fā)明人】川端直輝, 缽木伸彥
【申請人】京瓷株式會社