(57)【要約】【課題】改質水の供給不具合が生じた場合でもシステムを停止させることなく改質水の供給を安定化させること。【解決手段】燃料電池システムは、改質ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電を行うスタック１と、原料ガスと改質水の供給を受けて改質ガスを生成する改質器２と、改質水を改質水ライン５を通じて改質器２へ圧送する水ポンプ１１と、改質水ライン５における改質水供給不具合を検出する流量センサ１３と、供給不具合が検出されたとき、水ポンプ１１の出力を一時的に増大させるコントローラ２０とを備える。改質水供給不具合が検出されると、水ポンプ１１の出力が一時的に増大するので、改質水圧送力が一時的に増し、改質水ライン５内の混入空気や混入異物が押し出される。【選択図】        図１
2005259586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素を含む改質ガスと酸素を含む酸化剤ガスの供給を受けて発電を行う燃料電池と、
原料ガスと改質水の供給を受けて前記改質ガスを生成する改質器と、
前記改質水を配管を通じて前記改質器へ圧送するための圧送手段と
を備えた燃料電池システムにおいて、
前記配管における前記改質水の供給不具合を検出するための供給不具合検出手段と、
前記供給不具合が検出されたとき、前記圧送手段の出力を一時的に増大させる制御手段と
を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
水素を含む改質ガスと酸素を含む酸化剤ガスの供給を受けて発電を行う燃料電池と、
原料ガスと改質水の供給を受けて前記改質ガスを生成する改質器と、
前記改質水を配管を通じて前記改質器へ圧送するための圧送手段と
を備えた燃料電池システムにおいて、
前記配管における前記改質水の供給不具合を検出するための供給不具合検出手段と、
前記配管を開閉するための開閉手段と、
前記供給不具合が検出されたとき、前記圧送手段を作動させながら前記開閉手段を開き状態から一時的に閉じる制御手段と
を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
水素を含む改質ガスと酸素を含む酸化剤ガスの供給を受けて発電を行う燃料電池と、
原料ガスと改質水の供給を受けて前記改質ガスを生成する改質器と、
前記改質水を配管を通じて前記改質器へ圧送するための圧送手段と
を備えた燃料電池システムにおいて、
前記配管における前記改質水の供給不具合を検出するための供給不具合検出手段と、
前記配管を開閉するための開閉手段と、
前記供給不具合が検出されたとき、前記圧送手段の出力を一時的に増大させる第１制御手段と、
前記圧送手段の出力を一時的に増大させた後も前記供給不具合が検出されたときに、前記圧送手段を作動させながら前記開閉手段を開き状態から一時的に閉じる第２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。
【請求項４】
水素を含む改質ガスと酸素を含む酸化剤ガスの供給を受けて発電を行う燃料電池と、
原料ガスと改質水の供給を受けて前記改質ガスを生成する改質器と、
前記改質水を配管を通じて前記改質器へ圧送するための圧送手段と
を備えた燃料電池システムにおいて、
前記配管における前記改質水の供給不具合を検出するための供給不具合検出手段と、
前記配管を開閉するための開閉手段と、
前記供給不具合が検出されたとき、前記圧送手段の出力を一時的に増大させると共に、前記開閉手段を開き状態から一時的に閉じる制御手段と
を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池に供給される改質ガスを、原料ガスと改質水の供給を受けて生成する改質器を備えた燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃料電池に供給される改質ガスを生成するための改質器を備えた燃料電池システムがある。改質器は、炭化水素系燃料と改質水を原料として水素を主成分とする改質ガスを生成する。この燃料電池システムでは、改質器に改質水を安定供給することが重要な条件となっている。ここで、改質器に改質水を供給するための配管などに空気が混入したり、ゴミ等の異物が混入したりして改質水の供給不具合が生じると、燃料電池で発電の継続が困難になったり、改質器の各所が異常に高温となったりして燃料電池システムの運転を停止せざるを得ない状況に至ることがある。改質器に改質水が安定供給されなくなると、原料となる改質水の不足から、燃料電池での発電に必要な水素を改質器で十分に生成できなくなり、反応に用いる触媒を劣化させるおそれがある。また、改質器への改質水の供給が停止してしまうと、いずれは改質器が水素を生成できなくなる状態に至り、燃料電池での発電が継続できなくなる。更に、改質器内部での熱交換が設計通りに行われなくなり、温度バランスが保てなくなり、改質器の各所が高温になってしまう。このため、改質器が耐熱温度を越えて温度上昇した場合は、改質器が機械的ダメージを受けるおそれがある。
【０００３】
ここで、下記の特許文献１には、燃料電池発電機において燃料電池性能を十分引き出すために、改質器への改質水供給流量を安定に保つことが重要であることが記載される。この燃料電池発電機には、改質器への改質水供給流量を安定に保つために、水ポンプから吐出される改質水を改質器へ移送する配管の途中に、絞り機構が設けられる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３２９２０号公報（第２−３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記した特許文献１に記載の燃料電池発電機では、改質器の水導入部と水ポンプの出口部との間の圧力差変動がもたらす改質水供給流量の不安定さが問題となっているだけである。このため、改質水の一時的な供給不具合、例えば、配管内に空気や異物が混入してしまい、供給が停止してしまうような場合に関する対処方法については何も記載されていない。そして、配管内に空気や異物が混入して改質水の供給が停止した場合には、一般的には、燃料電池システムの運転継続が困難となることから、一度運転を停止した上で、運転継続が困難となった原因を確認して必要な対処を施してから、システムの運転を再開させる必要があった。
【０００６】
特に、比較的少量の改質水を供給する定置型燃料電池システムでは、低圧システムであるがために、水精製機などを含む配管にエアが混入すると、供給装置を所望の出力で作動させても、改質器へ改質水を送り出せなくなることがある。一方、高圧システムであれば、改質水の配管に混入したエアを供給装置で強引に送り込むことも可能と思われる。しかし、低圧システムでは、有効な解決手段がなかった。
【０００７】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、改質水の供給に不具合が生じた場合でもシステムを停止させることなく改質水の供給を安定化させることを可能とした燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、水素を含む改質ガスと酸素を含む酸化剤ガスの供給を受けて発電を行う燃料電池と、原料ガスと改質水の供給を受けて改質ガスを生成する改質器と、改質水を配管を通じて改質器へ圧送するための圧送手段とを備えた燃料電池システムにおいて、配管における改質水の供給不具合を検出するための供給不具合検出手段と、供給不具合が検出されたとき、圧送手段の出力を一時的に増大させる制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、改質器は、圧送手段により配管を通じて圧送される改質水と原料ガスの供給を受けて改質ガスを生成する。生成された改質ガスは、燃料電池に供給される。燃料電池は、この改質ガスと酸化剤ガスの供給を受けて発電を行う。ここで、改質水が流れる配管で、改質水の供給不具合が供給不具合検出手段により検出されると、制御手段が圧送手段の出力を一時的に増大させる。これにより、改質水の圧送力が一時的に増し、供給不具合の原因となっている配管内の混入空気や混入異物が押し出される。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、水素を含む改質ガスと酸素を含む酸化剤ガスの供給を受けて発電を行う燃料電池と、原料ガスと改質水の供給を受けて改質ガスを生成する改質器と、改質水を配管を通じて改質器へ圧送するための圧送手段とを備えた燃料電池システムにおいて、配管における改質水の供給不具合を検出するための供給不具合検出手段と、配管を開閉するための開閉手段と、供給不具合が検出されたとき、圧送手段を作動させながら開閉手段を開き状態から一時的に閉じる制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明と異なり、改質水が流れる配管で、改質水の供給不具合が供給不具合検出手段により検出されると、制御手段が圧送手段を作動させながら開閉手段を一時的に閉じる。これにより、開閉手段が閉じ開く前後で改質水の供給圧力が一時的に上昇して、供給不具合の原因となっている配管内の混入空気や混入異物が一気に押し出される。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、水素を含む改質ガスと酸素を含む酸化剤ガスの供給を受けて発電を行う燃料電池と、原料ガスと改質水の供給を受けて改質ガスを生成する改質器と、改質水を配管を通じて改質器へ圧送するための圧送手段とを備えた燃料電池システムにおいて、配管における改質水の供給不具合を検出するための供給不具合検出手段と、配管を開閉するための開閉手段と、供給不具合が検出されたとき、圧送手段の出力を一時的に増大させる第１制御手段と、圧送手段の出力を一時的に増大させた後も供給不具合が検出されたときに、圧送手段を作動させながら開閉手段を開き状態から一時的に閉じる第２制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明と異なり、改質水が流れる配管で、改質水の供給不具合が供給不具合検出手段により検出されると、制御手段が圧送手段の出力を一時的に増大させる。これにより、改質水の圧送力が一時的に増し、供給不具合の原因となっている配管内の混入空気や混入異物が押し出される。それでも改質水の供給不具合が検出されるときには、制御手段が圧送手段を作動させながら開閉手段を一時的に閉じる。これにより、開閉手段が閉じ開く前後で改質水の圧力が一時的に上昇して、供給不具合の原因となっている配管内の混入空気や混入異物が一気に押し出される。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、水素を含む改質ガスと酸素を含む酸化剤ガスの供給を受けて発電を行う燃料電池と、原料ガスと改質水の供給を受けて改質ガスを生成する改質器と、改質水を配管を通じて改質器へ圧送するための圧送手段とを備えた燃料電池システムにおいて、配管における改質水の供給不具合を検出するための供給不具合検出手段と、配管を開閉するための開閉手段と、供給不具合が検出されたとき、圧送手段の出力を一時的に増大させると共に、開閉手段を開き状態から一時的に閉じる制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至３に記載の発明と異なり、改質水が流れる配管で、改質水の供給不具合が供給不具合検出手段により検出されると、制御手段が圧送手段の出力を一時的に増大させると共に、開閉手段を開き状態から一時的に閉じる。これにより、改質水の圧送力が一時的に増すと共に、開閉手段が閉じ開く前後で改質水の供給圧力が一時的に上昇して、供給不具合の原因となっている配管内の混入空気や混入異物が一気に押し出される。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１乃至４に記載の発明によれば、改質水の供給に不具合が生じた場合でも燃料電池システムを停止させることなく不具合を解消することができ、改質水の供給を安定化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［第１実施形態］
以下、本発明の燃料電池システムを具体化した第１実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１に燃料電池システムの概略構成図を示す。この燃料電池システムは、燃料電池（スタック）１と、そのスタック１に改質器２から水素を含む改質ガスを供給する改質ガスライン３と、スタック１に酸素を含む酸化剤ガス（カソードエア）を供給するカソードエアライン４と、改質器２に改質水を供給する改質水ライン５と、改質器２に改質原料（原料ガス）を供給する原料ガスライン６とを備える。スタック１を通ったカソードエアは、排気として排出される。改質ガスライン３は、スタック１を経由する第１改質ガスライン３ａと、スタック１を経由しない第２改質ガスライン３ｂとに分岐する。
【００１９】
スタック１は、水素イオンを選択的に輸送する高分子電解質膜と、その電解質膜の両面に設けられた一対の電極であるアノード及びカソードとを備える。そして、スタック１は、改質ガスとカソードエアの供給を受け、これらのガスを電気化学的に反応させることにより、発電と発熱を行うようになっている。
【００２０】
改質器２は、原料ガスと改質水の供給を受けて改質ガスを生成し、そのガスを改質ガスライン３へ導出する。改質器２は暖機用の燃焼部７を備える。燃焼部７には、燃焼原料（天然ガス等）と、第１及び第２の改質ガスライン３ａ，３ｂを経由した改質ガスが燃料ガスとして供給される。また、燃焼部７には、燃焼エアが供給される。
【００２１】
本発明の配管としての改質水ライン５には、その上流側から順に、水タンク１０、水ポンプ１１、水精製器１２、流量センサ１３、シャットバルブ１４及び蒸発部１５が設けられる。水タンク１０には、改質水が貯留される。水ポンプ１１は、改質水を改質水ライン５を通じて改質器２へ圧送する。水ポンプ１１は、モータを駆動源とし、そのモータの回転速度を変えることにより、改質水の圧送出力を調整するようになっている。水ポンプ１１は、本発明の圧送手段に相当する。水精製器１２は、改質水を濾過するものであり、フィルタと純水器により構成される。流量センサ１３は、改質水ライン５における改質水流量を検出する。流量センサ１３は、改質水ライン５における改質水の供給不具合を検出するための本発明の供給不具合検出手段に相当する。ここで、改質水の供給不具合とは、例えば、改質水ライン５内に空気、ゴミ等の異物が混入して改質器２に供給されるべき改質水が一時的に不足するような場合を想定する。また、改質水ライン５に空気や異物が混入して改質水の流れが阻害され、改質水の流量が低下したり、改質水の供給圧力が減少したりする状態を言う。このほか、改質水の流量や供給圧力が不安定になる場合も、改質水の供給不具合として挙げられる。この「不安定」とは、単位時間当たりの改質水の流量や改質水の供給圧力の振動が通常状態に比べて大きくなることを言う。シャットバルブ１４は、電磁弁より構成され、改質水ライン５を開閉するものであり、本発明の開閉手段に相当する。蒸発部１５は、改質器２に供給される改質水を蒸発させるものである。この蒸発部１５は、改質器２の燃焼部７から排気ライン１６を通じて排出される排気を流すことで加熱される。この蒸発部１５の下流側では、改質水ライン５に原料ガスライン６が合流する。この合流により、改質水蒸気と原料ガスとが混合され、改質ガスを生成するための原料として改質器２に供給される。
【００２２】
上記した水ポンプ１１、流量センサ１３及びシャットバルブ１４は、コントローラ２０に電気的に接続される。コントローラ２０は、流量センサ１３で検出される改質水流量に係る検出値に基づき水ポンプ１１及びシャットバルブ１４を制御する。この実施形態では、改質器２へ改質水を安定供給するために、コントローラ２０は流量センサ１３の検出値に基づき水ポンプ１１を制御する。また、改質器２に供給される改質水に一時的な供給不具合が生じた場合、それに対処するために、コントローラ２０は流量センサ１３の検出値に基づき水ポンプ１１を制御する。
【００２３】
次に、改質水の供給不具合に対処するためにコントローラ２０が実行する制御プログラムを図２のフローチャートに示す。
【００２４】
燃料電池システムが起動すると、コントローラ２０は、ステップ１００で、水ポンプ１１を通常出力で駆動し、ステップ１１０で、シャットバルブ１４を開く。
【００２５】
次に、コントローラ２０は、ステップ１２０で、流量センサ１３の検出値を読み込み、ステップ１３０で、その読み込まれた検出値に基づき改質水の供給不具合があるか否かを判断する。例えば、改質水の流量が所定値よりも少ない場合に、コントローラ２０は、供給不具合ありと判断する。この判断結果が否定である場合、コントローラ２０は、ステップ１００の処理へ戻る。一方、上記判断結果が肯定である場合、コントローラ２０は、処理をステップ１４０へ移行する。
【００２６】
ステップ１４０で、コントローラ２０は、水ポンプ１１の出力を増大させる。続いて、ステップ１５０で、コントローラ２０は、流量センサ１３の検出値を再び読み込む。
【００２７】
そして、ステップ１６０で、コントローラ２０は、改質水の供給不具合が解消したか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、コントローラ２０は、ステップ１４０の処理へ戻る。一方、上記判断結果が肯定である場合、コントローラ２０は、ステップ１００の処理へ戻る。
【００２８】
ここで、上記制御の実行結果の一例を、図３にタイムチャートにより示す。時刻ｔ０で、燃料電池システムの運転が開始すると、時刻ｔ１で、水ポンプ１１が所定の通常出力で起動し、シャットバルブ１４が開いて改質水の供給が始まる。
【００２９】
その後、しばらくは改質水の正常な供給が続き、時刻ｔ２で、改質水の供給不具合が発生して改質水の流量が減少すると、その供給不具合が検出され、時刻ｔ３で、水ポンプ１１の出力が増大する。
【００３０】
そして、時刻ｔ４で、改質水の供給不具合が解消すると、時刻ｔ５で、水ポンプ１１の出力が通常出力に戻る。
【００３１】
以上説明したこの実施形態の燃料電池システムによれば、水ポンプ１１は改質水ライン５を通じて改質器２へ改質水を圧送する。改質器２は、その改質水と原料ガスの供給を受けて改質ガスを生成する。生成された改質ガスは、改質ガスライン３を通じてスタック１に供給される。スタック１は、この改質ガスとカソードエアの供給を受けて発電を行う。
【００３２】
ここで、改質水ライン５で改質水の供給不具合が発生し、それが流量センサ１３により検出されると、コントローラ２０が水ポンプ１１の出力を一時的に増大させる。これにより、改質水の圧送力が一時的に増し、供給不具合の原因となっている改質水ライン５内の混入空気や混入異物が押し出される。このため、改質水の供給不具合が発生した場合でも、燃料電池システムの運転を一度も停止させることなくその不具合を解消することができ、改質水の供給を再び安定化させることができる。つまり、改質水の供給不具合が発生しても、燃料電池システムを運転させながら改質水の供給不具合を速やかに解消できるのである。上記のような燃料電池システムの構成は、特に低圧のシステムに有効となる。また、この実施形態のように、水精製器１２を設けたシステムでは、水精製器１２のフィルタを適宜交換する必要性があるが、フィルタ交換時に不可避的に改質水ライン５に混入する空気を除去するために、上記の燃料電池システムの構成は有効となる。
【００３３】
［第２実施形態］
次に、本発明の燃料電池システムを具体化した第２実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００３４】
尚、以下に説明する各実施形態において、前記第１実施形態と同じ構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なった点を中心に説明する。
【００３５】
この実施形態では、改質水の供給不具合に対処するための制御プログラムの点で第１実施形態と構成が異なる。図４にその制御プログラムをフローチャートに示す。
【００３６】
燃料電池システムが起動すると、コントローラ２０は、ステップ２００で、水ポンプ１１を通常出力で駆動し、ステップ２１０で、シャットバルブ１４を開く。
【００３７】
次に、コントローラ２０は、ステップ２２０で、流量センサ１３の検出値を読み込み、ステップ２３０で、その読み込まれた検出値に基づき改質水の供給不具合があるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、コントローラ２０は、ステップ２００の処理へ戻る。一方、上記判断結果が肯定である場合、コントローラ２０は、処理をステップ２４０へ移行する。
【００３８】
そして、ステップ２４０で、コントローラ２０は、水ポンプ１１を通常出力で駆動させる。続いて、ステップ２５０で、コントローラ２０は、シャットバルブ１４を一定時間閉じた後、ステップ２００の処理へ戻る。
【００３９】
ここで、上記制御の実行結果の一例を図５にタイムチャートにより示す。時刻ｔ０で、燃料電池システムの運転が開始すると、時刻ｔ１で、水ポンプ１１が所定の通常出力で起動し、シャットバルブ１４が開いて改質水の供給が始まる。
【００４０】
その後、しばらくは正常な供給が続き、時刻ｔ２で、改質水の供給不具合が発生して改質水の流量が減少すると、その供給不具合が検出され、時刻ｔ３で、シャットバルブ１４が閉じる。このとき、水ポンプ１１は通常出力で駆動したままの状態である。そして、時刻ｔ４で、シャットバルブ１４が開くと、改質水の供給不具合が解消し、時刻ｔ５で、改質水が正常な供給に戻る。
【００４１】
従って、この実施形態の燃料電池システムによれば、改質水ライン５で改質水の供給不具合が発生し、それが流量センサ１３により検出されると、コントローラ２０が水ポンプ１１を通常出力で駆動したままシャットバルブ１４を一時的に閉じる。これにより、シャットバルブ１４が閉じ開く前後で改質水の供給圧力が一時的に増し、供給不具合の原因となっている改質水ライン５内の混入空気や混入異物が一気に押し出される。この結果、改質水の供給不具合が発生した場合でも、燃料電池システムの運転を一度も停止させることなくその不具合を解消することができ、改質水の供給を安定化させることができる。
【００４２】
［第３実施形態］
次に、本発明の燃料電池システムを具体化した第３実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００４３】
この実施形態では、改質水の供給不具合に対処するための制御プログラムの点で第１実施形態と構成が異なる。図６にその制御プログラムをフローチャートに示す。
【００４４】
燃料電池システムが起動すると、コントローラ２０は、ステップ３００で、水ポンプ１１を通常出力で駆動し、ステップ３１０で、シャットバルブ１４を開く。
【００４５】
次に、コントローラ２０は、ステップ３２０で、流量センサ１３の検出値を読み込み、ステップ３３０で、その読み込まれた検出値に基づき改質水の供給不具合があるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、コントローラ２０は、ステップ３００の処理へ戻る。一方、上記判断結果が肯定である場合、コントローラ２０は、処理をステップ３４０へ移行する。そして、ステップ３４０で、コントローラ２０は、水ポンプ１１の出力を増大させる。
【００４６】
続いて、コントローラ２０は、ステップ３５０で、流量センサ１３の検出値を読み込み、ステップ３６０で、その読み込まれた検出値に基づき改質水の供給不具合が解消したか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、コントローラ２０は、ステップ３００の処理へ戻る。一方、上記判断結果が肯定である場合、コントローラ２０は、処理をステップ３７０へ移行する。
【００４７】
そして、ステップ３７０で、コントローラ２０は、水ポンプ１１を通常出力で駆動させる。続いて、ステップ３８０で、コントローラ２０は、シャットバルブ１４を一定時間閉じた後、ステップ３００の処理へ戻る。
【００４８】
ここで、上記制御の実行結果の一例を図７にタイムチャートにより示す。時刻ｔ０で、燃料電池システムの運転が開始すると、時刻ｔ１で、水ポンプ１１が所定の通常出力で起動し、シャットバルブ１４が開いて改質水の供給が始まる。
【００４９】
その後、しばらくは正常な供給が続き、時刻ｔ２で、改質水の供給不具合が発生して改質水の流量が減少すると、その供給不具合が検出され、時刻ｔ３で、水ポンプ１１の出力が増大する。
【００５０】
そして、改質水の供給不具合が解消しないと、時刻ｔ４で、水ポンプ１１の出力が通常出力に戻り、シャットバルブ１４が閉じる。そして、時刻ｔ５で、シャットバルブ１４が開くと、改質水の供給不具合が解消し、時刻ｔ６で、改質水が正常な供給に戻る。
【００５１】
従って、この実施形態の燃料電池システムによれば、改質水ライン５で改質水の供給不具合が発生し、それが流量センサ１３により検出されると、コントローラ２０が水ポンプ１１の出力を一時的に増大させる。これにより、改質水の圧送力が一時的に増し、供給不具合の原因となっている配管内の混入空気や混入異物が押される。それでもなお改質水の供給不具合が解消しない場合は、コントローラ２０が水ポンプ１１を通常出力で駆動させながらシャットバルブ１４を一時的に閉じる。これにより、シャットバルブ１４が閉じ開く前後で改質水の供給圧力が一時的に上昇し、供給不具合の原因となっている改質水ライン５内の混入空気や混入異物が一気に押し出される。この結果、改質水の供給不具合が発生した場合でも、燃料電池システムの運転を一度も停止させることなくその不具合を解消することができ、改質水の供給を安定化させることができる。
上記の制御の代わりに、シャットバルブ１４を閉じる制御を先に行い、それでも供給不具合が解消しない場合に、水ポンプ１１の出力を上げるという順序で制御を行ってもよい。
【００５２】
［第４実施形態］
次に、本発明の燃料電池システムを具体化した第４実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００５３】
この実施形態では、改質水の供給不具合に対処するための制御プログラムの点で第１実施形態と構成が異なる。図８にその制御プログラムをフローチャートに示す。
【００５４】
燃料電池システムが起動すると、コントローラ２０は、ステップ４００で、水ポンプ１１を通常出力で駆動し、ステップ４１０で、シャットバルブ１４を開く。
【００５５】
次に、コントローラ２０は、ステップ４２０で、流量センサ１３の検出値を読み込み、ステップ４３０で、その読み込まれた検出値に基づき改質水の供給不具合があるか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、コントローラ２０は、ステップ４００の処理へ戻る。一方、上記判断結果が肯定である場合、コントローラ２０は、処理をステップ４４０へ移行する。
【００５６】
そして、コントローラ２０は、ステップ４４０で、水ポンプ１１の出力を一定時間増大させ、ステップ４５０で、シャットバルブ１４を一定時間閉じた後、ステップ４００の処理へ戻る。
【００５７】
ここで、上記制御の実行結果の一例を図９にタイムチャートにより示す。時刻ｔ０で、燃料電池システムの運転が開始すると、時刻ｔ１で、水ポンプ１１が所定の通常出力で起動し、シャットバルブ１４が開いて改質水の供給が始まる。
【００５８】
その後、しばらくは正常な供給が続き、時刻ｔ２で、改質水の供給不具合が発生して改質水の流量が減少すると、その供給不具合が検出され、時刻ｔ３で、水ポンプ１１の出力が増大し、シャットバルブ１４が閉じる。
【００５９】
その後、時刻ｔ４で、水ポンプ１１が通常出力に戻り、シャットバルブ１４が開くと、改質水の供給不具合が解消し、時刻ｔ５で、改質水が正常な供給に戻る。
【００６０】
従って、この実施形態の燃料電池システムによれば、改質水ライン５で改質水の供給不具合が発生し、それが流量センサ１３により検出されると、コントローラ２０が水ポンプ１１の出力を一時的に増大させると共に、シャットバルブ１４を開き状態から一時的に閉じる。これにより、改質水の圧送力が一時的に増すと共に、シャットバルブ１４が閉じ開く前後で改質水の供給圧力が一時的に増大し、供給不具合の原因となっている配管内の混入空気や混入異物が一気に押し出される。この結果、改質水の供給不具合が発生した場合でも、燃料電池システムの運転を一度も停止させることなくその不具合を解消することができ、改質水の供給を安定化させることができる。
【００６１】
尚、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。
【００６２】
前記各実施形態では、供給不具合検出手段として、改質水の流量変化を検出する流量センサ１３を使用したが、改質水の圧力変化を検出する圧力センサを使用したり、改質ライン内における改質水の有無を検出する光ファイバセンサを使用したりしてもよい。上記した圧力センサは、改質器の入口付近の圧力変化を検出するように設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１実施形態に係り、燃料電池システムを示す概略構成図。
【図２】制御プログラムを示すフローチャート。
【図３】制御実行結果の一例を示すタイムチャート。
【図４】第２実施形態に係り、制御プログラムを示すフローチャート。
【図５】制御実行結果の一例を示すタイムチャート。
【図６】第３実施形態に係り、制御プログラムを示すフローチャート。
【図７】制御実行結果の一例を示すタイムチャート。
【図８】第４実施形態に係り、制御プログラムを示すフローチャート。
【図９】制御実行結果の一例を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００６４】
１    スタック（燃料電池）
２    改質器
５    改質水ライン（配管）
１１  水ポンプ （圧送手段）
１３  流量センサ（供給不具合検出手段）
１４  シャットバルブ（開閉手段）
２０  コントローラ（制御手段、第１制御手段、第２制御手段）
【図１】
2005259586.tif 000003
【図２】
2005259586.tif 000004
【図３】
2005259586.tif 000005
【図４】
2005259586.tif 000006
【図５】
2005259586.tif 000007
【図６】
2005259586.tif 000008
【図７】
2005259586.tif 000009
【図８】
2005259586.tif 000010
【図９】
2005259586.tif 000011