本发明专利技术提供一种燃料电池系统，即使设置在贮存用于供给重整器的水的水箱中的水位检测部件发生故障，也能够尽可能地持续运行。具体为，该燃料电池系统（ＦＣＳ）在检测贮水箱（ＷＰ２ａ）、（ＷＰ２ｂ）的水位的多个水位传感器（ＤＳ５ａ）、（ＤＳ５ｂ）、（ＤＳ５ｃ）、（ＤＳ５ｄ）的至少一个发生异常而另一方面至少一个未发生异常的情况下，执行估计贮水箱（ＷＰ２ａ）、（ＷＰ２ｂ）的水位并持续由脉冲泵（１３１）向重整器（ＲＦ）压送水的估计供给控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种包括固体电解质型燃料电池(S0FC)单电池的燃料电池系统。
技术介绍
以往，作为这种燃料电池系统，公知有使固体电解质型燃料电池(以下也称为 S0FC)单电池构成为无底或有底的筒形等，通过在该单电池的内侧或外侧通入包含氢的燃 料气体，同时在相反侧通入氧化剂气体(空气)，来进行发电反应的燃料电池系统。燃料气 体是重整城市煤气这种被重整气体而得到的气体，在进行该重整的重整器中进行所谓的水 蒸气重整反应(以下也称为SR)。提出了向该重整器供给纯水的技术(例如参照下述专利 文献1)。在下述专利文献1中，记载了迅速地向重整器供给纯水的技术。而且，在下述专利 文献2中记载了向水箱供水的技术，以便即使在停水时也能够使燃料电池系统持续运行。专利文献1 日本国特开2008-135271号公报专利文献2 日本国特开2008-53209号公报可是，由于S0FC模块发电效率高，而使用的燃料气体较少即可，所以具有只需非 常少的被重整气体和水蒸气即可的优点。例如，在上述的水蒸气重整反应SR中，所需的水 量为每分钟约8ml左右。另一方面，着眼于包括S0FC模块的燃料电池系统特有的起动方法时，由于上述的 水蒸气重整反应SR是吸热反应，所以如果在起动初始立即进行水蒸气重整反应SR则S0FC 模块的温度不会上升，无法上升至稳定的运行温度。因而，在起动初始仅向重整器送入空气 和被重整气体，进行作为发热反应的部分氧化重整反应(以下也称为P0X)。如果比较部分 氧化重整反应P0X和水蒸气重整反应SR，则由于水蒸气重整反应SR的氢产生效率高，所以 要求随着S0FC模块的温度上升而逐渐转向水蒸气重整反应SR。因而，如果着眼于向重整器 供给的水量，则需要从完全不使用水的状态顺畅地转向每分钟约8ml的供水。在这种转移 过程中，还有进行兼用部分氧化重整反应P0X和水蒸气重整反应SR的自热重整反应ATR的 情况。虽然鉴于上述的情况，应该优选从尽可能少的量逐渐增加向重整器供给的水量， 但是实际上进行这种供水是极为困难的。包括S0FC模块的燃料电池系统是如上所述的高 效的燃料电池系统，同时也是温度非常高(约700°C)的燃料电池系统。例如，在一次起动 并停止后再起动时，向重整器供水的供水管的温度变高，该供水管内的水已蒸发的可能性 很高。如此很难在处于完全无水状态的供水管中准确地供给少量的水，但是如果对无法准 确地向重整器供水这一情况置之不理，则在水不足的情况下有可能在重整器中发生碳析出 并损坏单电池或催化剂，而在水较多的情况下存在燃料电池模块的温度无法上升从而无法 进行稳定运行的情况。准确地供给少量的水是很重要的，为了准确地供给少量的水需要钻 研利用流量测定方法或其测定结果的控制，在各种传感器发生故障时如何进行控制也是很 重要的。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述课题而进行的，其目的在于提供一种燃料电池系统，其为包括 具备S0FC单电池的S0FC模块的燃料电池系统，即使设置在贮存用于供给重整器的水的水 箱中的水位检测部件发生故障，也能够尽量持续运行。为了解决上述课题，本专利技术的燃料电池系统是包括具备固体电解质型燃料电池单 电池的燃料电池模块的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池模块具备进行向所述燃 料电池单电池供给的燃料气体的水蒸气重整的重整器，所述燃料电池系统具备用于向所述 重整器供水的供水部件和控制所述供水部件的控制部件，所述供水部件具有贮存向所述重 整器供给的水的贮水箱、检测所述贮水箱水位的多个水位检测部件、向所述重整器压送贮 存在所述贮水箱中的水的泵、对水已由所述泵向所述重整器供给进行检测的水流检测部 件，所述控制部件在所述多个水位检测部件的至少一个发生异常而另一方面至少一个未发 生异常的情况下，执行估计所述贮水箱的水位并持续由所述泵向所述重整器压送水的估计 供给控制。本专利技术的燃料电池系统构成为由泵压送贮存在贮水箱中的水并供给重整器，能够 由水流检测部件检测出是否在向重整器供水。而且，在贮水箱中设置有检测水位的多个水 位检测部件，在其中的一部分发生异常而一部分未发生异常时，执行估计贮水箱的水位并 持续由泵向重整器压送水的估计供给控制。由此，即使多个水位检测部件的一部分发生异 常，也能够持续燃料电池系统的运行。而且，如上所述，由于构成为即使需要严格地管理向 重整器供给的水量，也能够通过水流检测部件检测出是否在向重整器供水，所以能够防止 发生重整器的水枯竭等故障。本申请方案2的燃料电池系统的特征在于，所述水位检测部件具有检测所述贮水 箱的低水位的低水位检测部件和检测所述贮水箱的高水位的高水位检测部件，所述控制部 件在所述低水位检测部件及所述高水位检测部件中的一个发生异常时根据另一个水位检 测部件检测出水位后所经过的时间执行所述估计供给控制。在该方式中，由于当低水位检测部件及高水位检测部件中的一个发生异常时，根 据另一个水位检测部件检测出水位后所经过的时间检测贮水箱的水位，所以能够利用未发 生异常的部件估计贮水箱的水量，能够持续燃料电池系统的运行。本申请方案3的燃料电池系统的特征在于，所述供水部件具有用于使向所述重整 器供给的水成为纯水的反浸透膜，所述贮水箱由配置在所述反浸透膜上游侧的第1水箱和 配置在所述反浸透膜下游侧即所述重整器侧的第2水箱构成，并设置有经由所述反浸透膜 向所述第2水箱压送贮存在所述第1水箱中的水的第1泵和向所述重整器压送贮存在所述 第2水箱中的水的第2泵，在所述第1水箱及所述第2水箱中分别设置有所述水位检测部 件，所述控制部件通过设置在所述第1水箱及所述第2水箱的一个上的所述水位检测部件 判断是否已供水，根据所述判断后所经过的时间估计贮存在另一个水箱中的水量并执行所 述估计供给控制。在该方式中，由第1水箱和第2水箱构成贮水箱，通过第1泵向第2水箱压送贮存 在第1水箱中的水。因而，由于贮存在第1水箱中的水量和贮存在第2水箱中的水量之间 存在相关关系，所以即使设置在一个水箱中的水位检测部件发生异常，也能够通过设置在另一个水箱中的水位检测部件估计贮存在该另一个水箱中的水量。本申请方案4的燃料电池系统的特征在于，所述控制部件执行通过设置在所述第 1水箱中的所述水位检测部件判断是否已供水，根据所述判断后所经过的时间估计贮存在 第2水箱中的水量的所述估计供给控制，而且在所述估计供给控制时令使所述第1泵工作 并向所述第2水箱压送水的时间比设置在所述第2水箱中的所述水位检测部件检测出最低 水位和最高水位期间的时间长。在该方式中，由于在估计供给控制时使由第1泵向第2水箱压送的时间比设置在 第2水箱中的水位检测部件检测出最低水位和最高水位期间的时间长，所以当设置在第2 水箱中的水位检测部件正常时，可以不转向估计供给控制而通过基于水位检测部件的最低 水位和最高水位的检测来进行控制。本申请方案5的燃料电池系统的特征在于，所述第1水箱及所述第2水箱中的至 少一个构成为能够使贮存的水溢流。由于本专利技术的贮水箱与构成燃料电池单电池或重整器这样的燃料电池模块的部 分分开而独立构成，所以能够配置于燃料电池模块之外。因而，假设即使从贮水箱溢出水， 也能够不影响其它部分地进行排水。因而，在该方式中，第1水箱及第2水箱的至少一个通 过构成为可使贮存的水本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃料电池系统，是包括具备固体电解质型燃料电池单电池的燃料电池模块的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池模块具备进行向所述燃料电池单电池供给的燃料气体的水蒸气重整的重整器，所述燃料电池系统具备：用于向所述重整器供水的供水部件；及控制所述供水部件的控制部件，所述供水部件具有：贮存向所述重整器供给的水的贮水箱；检测所述贮水箱水位的多个水位检测部件；向所述重整器压送贮存在所述贮水箱中的水的泵；及对水已由所述泵向所述重整器供给进行检测的水流检测部件，所述控制部件在所述多个水位检测部件的至少一个发生异常而另一方面至少一个未发生异常的情况下，执行估计所述贮水箱的水位并持续由所述泵向所述重整器压送水的估计供给控制。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：大江俊春，重住司，土屋胜久，中野清隆，川村昌之，
申请(专利权)人：TOTO株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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