[发明专利]燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池系统，其具有通过燃料气体与氧化气体 的电化学反应来进行发电的燃料电池。

背景技术

燃料电池系统具有：燃料电池，通过燃料气体与氧化气体这样的 反应气体的电化学反应来进行发电；反应气体供给流路，用于向燃料 电池供给反应气体；反应气体系排出流路，用于从燃料电池排出反应 气体。此外，还考虑在这样的反应气体供给流路和反应气体系排出流 路上设置燃料电池用截止阀。

例如，专利文献1中记载的燃料电池系统通过储气筒向如下阀供 给空气：设置在从电池组排出反应气体系气体的反应气体系排出流路 上的截止阀；设置在向电池组供给燃料气体的燃料气体供给流路上的 三通切换阀；设置在向电池组供给空气的氧化气体系供给流路上的阀， 并切换作为先导阀的各阀。

此外，在专利文献2中记载的燃料电池系统中，在向燃料电池组 供给燃料气体的流通路径上设置因该前后流路间的压力差而关闭的 阀，在第一时刻阀与燃料电池组间的第一压力和在第二时刻阀与燃料 电池组间的第二压力之间的压力差小于规定值时，判定阀出现打开故 障。并且，在判定为阀出现打开故障时，使燃料电池组内的燃料消耗， 使阀前后流路间产生差压。

专利文献1：日本特开2000-3717号公报；

专利文献2：日本特开2005-347185号公报。

发明内容

在上述专利文献1中记载的燃料电池系统中，对于设置在反应气 体系排出流路上的截止阀、设置在燃料气体供给流路上的三向转换阀、 设置在氧化气体系供给流路上的阀，由于在冰点以下等低温环境中使 用等而阀芯周边部冻结，或者由于阀芯的轴相对于滑动部倾斜等而阀 芯卡止在固定的部分上等，有可能在将进行通常驱动的压力值作用在 阀的压力室的情况下，阀不进行驱动。在这样阀不进行驱动、不正常 地开阀的情况下，难于向电池组良好地供给气体，或从电池组良好地 排出气体，在更严重的情况下，燃料电池系统的运转有可能自动停止。

相对于此，在专利文献2中记载的燃料电池系统中，在流通路径 上设置有因所述前后流路间的压力差而关闭的阀。此外，在判断阀为 打开故障的情况下，消耗燃料电池组内的燃料，使在阀前后流路之间 产生差压。在这样的燃料电池系统中，在使阀为打开故障时，为了驱 动阀，需要消耗燃料电池组内的燃料，从有效利用燃料电池组的发电 电力上还有改良的余地。

本发明的目的在于，在燃料电池系统中，能够更有效地利用燃料 电池的发电电力，并且在阀被紧固时也能够解除该紧固而进行稳定的 运转。

本发明的燃料电池系统具有：燃料电池，通过氧化气体和燃料气 体的电化学反应进行发电；阀，对应于从流体供给部供给的流体的压 力变化进行驱动；压力赋予单元，使第一压力值的压力作用于与流体 供给部相通的压力室，从而使阀进行驱动；以及压力变化单元，在压 力室内为第一压力值的情况下阀也不进行驱动的异常时，使压力室内 的第一压力值发生变化。另外，驱动阀包括从开阀至闭阀，或从闭阀 至开阀的任意变化。

此外，优选具有：氧化气体供给流路，向燃料电池供给氧化气体， 氧化气体系气体排出流路，从燃料电池中排出氧化气体系气体；燃料 电池旁通流路，绕过燃料电池而连接氧化气体供给流路和氧化气体系 气体排出流路；以及燃料电池旁通阀，设置在燃料电池旁通流路上， 压力变化单元是燃料电池旁通阀控制单元，该燃料电池旁通阀控制单 元在起动时使燃料电池旁通阀打开规定的开度，并且在压力室内为第 一压力值的情况下阀也不进行驱动的异常时，通过缩小燃料电池旁通 阀的开度，使向压力室供给的流体的压力值相比第一压力值增大。

此外，在本发明的燃料电池系统中，优选压力变化单元是流体供 给部控制单元，该流体供给部控制单元使由流路供给部向压力室供给 的流体的供给压力相比第一压力值提高。