JP2021163521A - Method for repairing seal member and fuel cell system - Google Patents

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Abstract

To provide a method for repairing a seal member used in a fuel cell system.SOLUTION: Disclosed is a method for repairing a seal member used in a fuel cell system 100 which includes: a fuel battery cell A for generating power using fuel gas and oxidant gas; and an operation control part 71 which controls the operation of the fuel battery cell A. The operation control part 71 can execute a first operation mode which performs the control so that the fuel battery cell A is operated at a normal operation temperature, and a second operation mode which performs the control so that the fuel battery cell A is operated at a temperature higher than the normal operation temperature and at a temperature higher than the softening point temperature of the seal member. The second operation mode is executed at a predetermined timing.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、シール部材の修復方法及び燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a method for repairing a seal member and a fuel cell system.

特許文献１の燃料電池システムは、燃料ガスを供給するマニホールドと、マニホールドから燃料ガスの供給を受けるセルスタックとを備えている。セルスタックは、長手方向に延びる楕円形の筒状の複数のセルが、マニホールドに対して長手方向が突出するように、かつ、平行に立設して構成されている。セルは、マニホールドからの燃料ガスの供給と、空気の供給とを受けて電気化学反応によって発電を行う。 The fuel cell system of Patent Document 1 includes a manifold for supplying fuel gas and a cell stack for receiving fuel gas from the manifold. The cell stack is configured such that a plurality of elliptical cylindrical cells extending in the longitudinal direction are erected in parallel with each other so as to project in the longitudinal direction with respect to the manifold. The cell receives the supply of fuel gas from the manifold and the supply of air to generate electricity by an electrochemical reaction.

特許文献１では、マニホールドに設けられた挿入口にセルの長手方向の一端が挿入されて接合され、シール部材で封止される。また、隣接するセルの一端どうしもシール部材によって封止されている。特許文献１のシール部材は、表層部の緻密部と、緻密部の下部の多孔質部と、その他の部分とから構成されている。多孔質部の下端はシール部材の下端にまで達している。このようなシール部材の構成により、シール部材内部の熱収縮による応力を緩和することができ、シール部材の表層部にまでシール部材の剥離が進むことを抑制できる。よって、セルとマニホールドとの接合部分、セル間の接合部分などのシール部材が設けられた箇所におけるシール部材の剥離を抑制できる。 In Patent Document 1, one end of the cell in the longitudinal direction is inserted into an insertion port provided in the manifold to be joined, and the cell is sealed with a sealing member. Further, one ends of adjacent cells are also sealed by a sealing member. The seal member of Patent Document 1 is composed of a dense portion of a surface layer portion, a porous portion below the dense portion, and other portions. The lower end of the porous portion reaches the lower end of the sealing member. With such a configuration of the seal member, the stress due to heat shrinkage inside the seal member can be relieved, and it is possible to prevent the seal member from being peeled off to the surface layer portion of the seal member. Therefore, peeling of the seal member can be suppressed at a place where the seal member is provided, such as a joint portion between the cell and the manifold and a joint portion between the cells.

特開２０１７−１１２０４５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-112045

しかし、接合部分のシール部材に急激な温度変化が生じた場合、運搬及び地震等の振動により許容値以上の応力が接合部分のシール部材に係った場合等には、シール部材に破損が生じる。そうすると、破損部分から燃料ガス等がリークする。現状では、シール部材に破損が生じると、燃料電池セルの使用が困難である。 However, if a sudden temperature change occurs in the seal member of the joint portion, or if a stress exceeding the permissible value is applied to the seal member of the joint portion due to vibration such as transportation or an earthquake, the seal member will be damaged. .. Then, fuel gas or the like leaks from the damaged part. At present, it is difficult to use a fuel cell if the seal member is damaged.

そこで、本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、燃料電池システムに用いるシール部材の修復方法及び燃料電池システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method for repairing a seal member used in a fuel cell system and a fuel cell system.

本発明に係るシール部材の修復方法の特徴構成は、
燃料ガス及び酸化剤ガスを用いて発電を行う燃料電池セルと、前記燃料電池セルの運転を制御する運転制御部とを備える燃料電池システムに用いるシール部材の修復方法であって、
前記運転制御部は、通常の運転温度で前記燃料電池セルを運転するように制御する第１運転モードと、前記通常の運転温度よりも高温であり、かつ、前記シール部材の軟化点温度よりも高温で前記燃料電池セルを運転するように制御する第２運転モードとを実行可能であり、所定のタイミングで前記第２運転モードを実行する点にある。 The characteristic configuration of the method for repairing the seal member according to the present invention is as follows.
A method for repairing a seal member used in a fuel cell system including a fuel cell that generates power using a fuel gas and an oxidizing agent gas and an operation control unit that controls the operation of the fuel cell.
The operation control unit has a first operation mode for controlling the operation of the fuel cell at a normal operation temperature, a temperature higher than the normal operation temperature, and a temperature higher than the softening point temperature of the seal member. It is possible to execute the second operation mode in which the fuel cell is controlled to operate at a high temperature, and the second operation mode is executed at a predetermined timing.

燃料電池システムは発電を行う際に燃料ガスを用いている。燃料ガス及び酸化剤ガスの少なくとも何れかを含むガスのリークが発生すると燃料電池セルにおける発電性能が低下する。よって、燃料電池システムでは、燃料ガス等のリークを防止するためのシール部材が用いられている。シール部材は、燃料ガス等が通流する部分に設けられており、例えば燃料ガスの供給路を構成する部材どうしの接合部分、供給路と燃料電池セルとの接合部分等に設けられている。よって、シール部材が破損すると、破損部分から燃料ガス等がリークする。上記特徴構成によれば、運転制御部は、第２運転モードを実行し、通常の運転温度よりも高温で燃料電池セルを運転するように制御する。通常の運転温度よりも高温で燃料電池セルが運転されると、シール部材が溶融して破損部分が埋め合わされることで修復される。これにより、シール部材が破損した場合であっても、シール部材を修復することで燃料ガス等のリークを抑制することができる。また、シール部材の修復を燃料電池セルの運転温度を調整することで行うことができる。 The fuel cell system uses fuel gas to generate electricity. If a gas leak containing at least one of the fuel gas and the oxidant gas occurs, the power generation performance in the fuel cell deteriorates. Therefore, in the fuel cell system, a seal member for preventing leakage of fuel gas or the like is used. The seal member is provided at a portion through which the fuel gas or the like passes, and is provided at, for example, a joint portion between the members constituting the fuel gas supply path, a joint portion between the supply path and the fuel cell, and the like. Therefore, if the seal member is damaged, fuel gas or the like leaks from the damaged portion. According to the above-mentioned feature configuration, the operation control unit executes the second operation mode and controls the fuel cell to operate at a temperature higher than the normal operation temperature. When the fuel cell is operated at a temperature higher than the normal operating temperature, the seal member is melted to make up for the damaged portion, so that the fuel cell is repaired. As a result, even if the seal member is damaged, leakage of fuel gas or the like can be suppressed by repairing the seal member. Further, the seal member can be repaired by adjusting the operating temperature of the fuel cell.

本発明に係るシール部材の修復方法の更なる特徴構成は、
前記燃料電池システムは、
前記燃料電池セルから排出される未燃ガスを燃焼する燃焼部と、
前記燃焼部から排出される燃焼排ガスの温度を検出する燃焼部温度検出部とを備え、
前記運転制御部は、前記燃焼部温度検出部が検出した温度が開始用燃焼温度閾値よりも大きくなると前記第２運転モードを実行する点にある。 Further characteristic configurations of the method for repairing a seal member according to the present invention are as follows.
The fuel cell system
A combustion unit that burns unburned gas discharged from the fuel cell,
It is provided with a combustion unit temperature detection unit that detects the temperature of the combustion exhaust gas discharged from the combustion unit.
The operation control unit executes the second operation mode when the temperature detected by the combustion unit temperature detection unit becomes larger than the starting combustion temperature threshold value.

上記特徴構成によれば、燃焼部から排出される燃焼排ガスの温度が開始用燃焼温度閾値よりも大きくなった場合には、運転制御部は、シール部材が破損して燃料ガス等がリークしているとして、シール部材を溶融して修復するための第２運転モードを実行する。 According to the above characteristic configuration, when the temperature of the combustion exhaust gas discharged from the combustion unit becomes higher than the starting combustion temperature threshold, the operation control unit breaks the seal member and leaks fuel gas or the like. If so, a second operation mode for melting and repairing the seal member is executed.

本発明に係るシール部材の修復方法の更なる特徴構成は、
前記燃料電池システムは、
前記燃料電池セルから排出される未燃ガスを燃焼する燃焼部と、
前記燃焼部から排出される燃焼排ガス中の燃焼成分である未燃ガスを燃焼する燃焼触媒部と、
前記燃焼触媒部の温度を検出する触媒温度検出部とを備え、
前記運転制御部は、前記触媒温度検出部が検出した温度が開始用触媒温度閾値よりも大きくなると前記第２運転モードを実行する点にある。 Further characteristic configurations of the method for repairing a seal member according to the present invention are as follows.
The fuel cell system
A combustion unit that burns unburned gas discharged from the fuel cell,
A combustion catalyst unit that burns unburned gas, which is a combustion component in the combustion exhaust gas discharged from the combustion unit,
A catalyst temperature detecting unit for detecting the temperature of the combustion catalyst unit is provided.
The operation control unit executes the second operation mode when the temperature detected by the catalyst temperature detection unit becomes larger than the starting catalyst temperature threshold value.

上記特徴構成によれば、燃焼触媒部から排出される燃焼排ガスの温度が開始用触媒温度閾値よりも大きくなった場合には、運転制御部は、シール部材が破損して燃料ガス等がリークしているとして、シール部材を溶融して修復するための第２運転モードを実行する。 According to the above characteristic configuration, when the temperature of the combustion exhaust gas discharged from the combustion catalyst section becomes higher than the starting catalyst temperature threshold, the operation control section breaks the seal member and leaks fuel gas or the like. The second operation mode for melting and repairing the sealing member is executed.

本発明に係るシール部材の修復方法の更なる特徴構成は、
前記燃料電池システムは、
前記燃料電池セルによる発電電圧を検出する電圧検出部を備え、
前記運転制御部は、前記電圧検出部が検出した発電電圧が開始用電圧閾値よりも小さくなると前記第２運転モードを実行する点にある。 Further characteristic configurations of the method for repairing a seal member according to the present invention are as follows.
The fuel cell system
A voltage detector for detecting the voltage generated by the fuel cell is provided.
The operation control unit executes the second operation mode when the generated voltage detected by the voltage detection unit becomes smaller than the starting voltage threshold value.

上記特徴構成によれば、電圧検出部が検出した発電電圧が開始用電圧閾値よりも小さくなった場合には、運転制御部は、シール部材が破損して燃料ガス等がリークしているとして、シール部材を溶融して修復するための第２運転モードを実行する。 According to the above characteristic configuration, when the generated voltage detected by the voltage detection unit becomes smaller than the starting voltage threshold value, the operation control unit determines that the seal member is damaged and fuel gas or the like is leaking. A second operation mode for melting and repairing the seal member is performed.

本発明に係るシール部材の修復方法の更なる特徴構成は、
前記燃料電池システムは、
前記燃料電池セルから排出される未燃ガスを燃焼する燃焼部と、
前記燃焼部から排出される燃焼排ガスの温度を検出する燃焼部温度検出部とを備え、
前記運転制御部は、前記第２運転モードにおいて、前前記燃焼部温度検出部が検出した温度が停止用燃焼温度閾値よりも小さくなると前記第２運転モードの実行を停止する点にある。 Further characteristic configurations of the method for repairing a seal member according to the present invention are as follows.
The fuel cell system
A combustion unit that burns unburned gas discharged from the fuel cell,
It is provided with a combustion unit temperature detection unit that detects the temperature of the combustion exhaust gas discharged from the combustion unit.
The operation control unit stops the execution of the second operation mode when the temperature detected by the previous combustion unit temperature detection unit becomes smaller than the stop combustion temperature threshold value in the second operation mode.

上記特徴構成によれば、燃焼部から排出される燃焼排ガスの温度が停止用燃焼温度閾値よりも小さくなった場合、運転制御部は、シール部材の破損部分が修復され燃料ガス等のリークが抑制されたとして、第２運転モードの実行を停止する。 According to the above characteristic configuration, when the temperature of the combustion exhaust gas discharged from the combustion unit becomes smaller than the combustion temperature threshold for stopping, the operation control unit repairs the damaged part of the seal member and suppresses leakage of fuel gas or the like. If so, the execution of the second operation mode is stopped.

本発明に係るシール部材の修復方法の更なる特徴構成は、
前記燃料電池システムは、
前記燃料電池セルから排出される未燃ガスを燃焼する燃焼部と、
前記燃焼部から排出される燃焼排ガス中の燃焼成分である未燃ガスを燃焼する燃焼触媒部と、
前記燃焼触媒部から排出される燃焼排ガスの温度を検出する触媒温度検出部とを備え、
前記運転制御部は、前記第２運転モードにおいて、前記触媒温度検出部が検出した温度が停止用触媒温度閾値よりも小さくなると前記第２運転モードの実行を停止する点にある。 Further characteristic configurations of the method for repairing a seal member according to the present invention are as follows.
The fuel cell system
A combustion unit that burns unburned gas discharged from the fuel cell,
A combustion catalyst unit that burns unburned gas, which is a combustion component in the combustion exhaust gas discharged from the combustion unit,
A catalyst temperature detecting unit for detecting the temperature of the combustion exhaust gas discharged from the combustion catalyst unit is provided.
The operation control unit stops the execution of the second operation mode when the temperature detected by the catalyst temperature detection unit becomes smaller than the stop catalyst temperature threshold value in the second operation mode.

上記特徴構成によれば、燃焼触媒部から排出される燃焼排ガスの温度が停止用触媒温度閾値よりも小さくなった場合、運転制御部は、シール部材の破損部分が修復され燃料ガス等のリークが抑制されたとして、第２運転モードの実行を停止する。 According to the above characteristic configuration, when the temperature of the combustion exhaust gas discharged from the combustion catalyst section becomes smaller than the stop catalyst temperature threshold value, the operation control section repairs the damaged part of the seal member and leaks fuel gas or the like. Assuming that it is suppressed, the execution of the second operation mode is stopped.

本発明に係るシール部材の修復方法の更なる特徴構成は、
前記燃料電池システムは、
前記燃料電池セルによる発電電圧を検出する電圧検出部を備え、
前記運転制御部は、前記第２運転モードにおいて、前記電圧検出部が検出した発電電圧が停止用電圧閾値よりも大きくなると前記第２運転モードの実行を停止する点にある。 Further characteristic configurations of the method for repairing a seal member according to the present invention are as follows.
The fuel cell system
A voltage detector for detecting the voltage generated by the fuel cell is provided.
The operation control unit stops the execution of the second operation mode when the generated voltage detected by the voltage detection unit becomes larger than the stop voltage threshold value in the second operation mode.

上記特徴構成によれば、電圧検出部が検出した燃料電池セルの発電電圧が停止用電圧閾値よりも大きくなった場合、運転制御部は、シール部材の破損部分が修復され燃料ガス等のリークが抑制されたとして、第２運転モードの実行を停止する。 According to the above characteristic configuration, when the generated voltage of the fuel cell cell detected by the voltage detection unit becomes larger than the stop voltage threshold value, the operation control unit repairs the damaged part of the seal member and leaks fuel gas or the like. Assuming that it is suppressed, the execution of the second operation mode is stopped.

本発明に係るシール部材の修復方法の更なる特徴構成は、
前記運転制御部は、前記第２運転モードにおいて、前記燃料ガスの供給量を前記第１運転モードよりも増加させることで前記燃料電池セルの温度を上昇させる点にある。 Further characteristic configurations of the method for repairing the seal member according to the present invention are as follows.
The operation control unit is at a point where the temperature of the fuel cell is raised in the second operation mode by increasing the supply amount of the fuel gas as compared with the first operation mode.

上記特徴構成によれば、運転制御部が第２運転モードにおいて燃料ガスの供給量を第２運転モードよりも増加させると、燃料ガスの増加分に応じて燃焼量が増加する。これにより、燃料電池セルの温度を上昇させることができ、シール部材を溶融して修復できる。 According to the above characteristic configuration, when the operation control unit increases the fuel gas supply amount in the second operation mode as compared with the second operation mode, the combustion amount increases according to the increase in the fuel gas. As a result, the temperature of the fuel cell can be raised, and the seal member can be melted and repaired.

本発明に係るシール部材の修復方法の更なる特徴構成は、
前記運転制御部は、前記第２運転モードにおいて、前記酸化剤ガスの供給量を前記第１運転モードよりも減少させることで前記燃料電池セルの温度を上昇させる点にある。 Further characteristic configurations of the method for repairing the seal member according to the present invention are as follows.
The operation control unit is at a point where the temperature of the fuel cell is raised in the second operation mode by reducing the supply amount of the oxidant gas as compared with the first operation mode.

上記特徴構成によれば、運転制御部が第２運転モードにおいて酸化剤ガスの供給量を第２運転モードよりも減少させると、燃料電池セルの冷却が抑制される。これにより、燃料電池セルの温度を上昇させることができ、シール部材を溶融して修復できる。 According to the above characteristic configuration, when the operation control unit reduces the supply amount of the oxidant gas in the second operation mode as compared with the second operation mode, the cooling of the fuel cell is suppressed. As a result, the temperature of the fuel cell can be raised, and the seal member can be melted and repaired.

本発明に係るシール部材の修復方法の更なる特徴構成は、
前記運転制御部は、前記第２運転モードにおいて前記燃料電池セルの温度を徐々に上昇させる点にある。 Further characteristic configurations of the method for repairing the seal member according to the present invention are as follows.
The operation control unit is at a point where the temperature of the fuel cell is gradually increased in the second operation mode.

上記特徴構成によれば、運転制御部は、第２運転モードの高温に制御するまでに、通常の運転温度から徐々に燃料電池セルの温度を上昇させる。これにより、運転制御部は、燃料電池セルの状態を見ながら徐々に温度を上昇させることができる。また、急激に温度を上昇させた場合よりも急激な熱応力の発生等による燃料電池セルの変形及び割れ等を抑制できる。 According to the above characteristic configuration, the operation control unit gradually raises the temperature of the fuel cell from the normal operation temperature until it is controlled to the high temperature of the second operation mode. As a result, the operation control unit can gradually raise the temperature while observing the state of the fuel cell. In addition, it is possible to suppress deformation and cracking of the fuel cell due to the sudden generation of thermal stress, etc., as compared with the case where the temperature is raised sharply.

本発明に係るシール部材の修復方法の更なる特徴構成は、前記運転制御部は、前記第２運転モードにおいて前記燃料電池セルの温度を徐々に上昇させる場合、前記燃料電池セルの温度を上昇させて運転した後、前記通常の運転温度に戻し、前記燃料電池セルの発電性能が改善したか否かを判定し、前記判定において発電性能が改善していない場合は前記燃料電池セルの温度を先に上昇させた温度よりもさらに上昇させて運転し、前記判定において発電性能が改善している場合は前記燃料電池セルの温度の更なる上昇を停止する点にある。 A further characteristic configuration of the method for repairing the seal member according to the present invention is that when the operation control unit gradually raises the temperature of the fuel cell in the second operation mode, the temperature of the fuel cell is raised. After the operation, the temperature is returned to the normal operating temperature, and it is determined whether or not the power generation performance of the fuel cell has improved. If the power generation performance has not improved in the determination, the temperature of the fuel cell is set first. The point is that the fuel cell is operated at a temperature higher than the temperature raised to the above, and when the power generation performance is improved in the determination, the further rise in the temperature of the fuel cell is stopped.

上記特徴構成によれば、運転制御部は、燃料電池セルの温度を上昇させて運転させた後、一旦、通常の運転温度に戻し、燃料電池セルの発電性能の改善を判定する。通常の運転温度に戻すことで、燃料電池セルの発電性能の改善をより確認し易い。 According to the above-mentioned characteristic configuration, the operation control unit raises the temperature of the fuel cell to operate the fuel cell, and then temporarily returns the temperature to the normal operating temperature to determine the improvement of the power generation performance of the fuel cell. By returning to the normal operating temperature, it is easier to confirm the improvement in the power generation performance of the fuel cell.

本発明に係る燃料電池システムは、
燃料電池セルを有し、構成部材どうしを接合する接合部分に適用されるシール部材で前記構成部材どうしが接合されている燃料電池モジュールと、前記燃料電池セルの運転を制御する運転制御部とを備える燃料電池システムであって、その特徴構成は、
前記運転制御部は、通常の運転温度で前記燃料電池セルを運転するように制御する第１運転モードと、前記通常の運転温度よりも高温であり、かつ、前記シール部材の軟化点温度よりも高温で前記燃料電池セルを運転するように制御する第２運転モードとを実行可能であり、所定のタイミングで前記第２運転モードを実行する点にある。 The fuel cell system according to the present invention
A fuel cell module having a fuel cell and having the components joined to each other by a seal member applied to a joining portion for joining the components, and an operation control unit for controlling the operation of the fuel cell. It is a fuel cell system equipped with, and its characteristic configuration is
The operation control unit has a first operation mode for controlling the operation of the fuel cell at a normal operation temperature, a temperature higher than the normal operation temperature, and a temperature higher than the softening point temperature of the seal member. It is possible to execute the second operation mode in which the fuel cell is controlled to operate at a high temperature, and the second operation mode is executed at a predetermined timing.

燃料電池システムの全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of a fuel cell system. 平板型の燃料電池モジュールを示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows the flat-plate type fuel cell module. 平板型の燃料電池モジュールにおける燃料ガスの流れを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the flow of fuel gas in a flat plate type fuel cell module. 平板型の燃料電池モジュールにおける酸化剤ガスの流れを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the flow of the oxidant gas in a flat-plate type fuel cell module. 平板型の燃料電池モジュールにおけるシール部材の配置を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the arrangement of the seal member in a flat plate type fuel cell module. 平板型の燃料電池モジュールにおけるシール部材の破損部分を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the damaged part of the seal member in a flat plate type fuel cell module. 円筒平板型の燃料電池モジュールを示す側面図である。It is a side view which shows the cylindrical flat plate type fuel cell module. 円筒平板型の燃料電池モジュールを示す上面図である。It is a top view which shows the cylindrical flat plate type fuel cell module. 円筒平板型の燃料電池モジュールにおける一部拡大斜視図である。It is a partially enlarged perspective view of a cylindrical flat plate type fuel cell module. 円筒平板型の燃料電池モジュールにおけるシール部材の配置を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the arrangement of the seal member in a cylindrical flat plate type fuel cell module. 円筒平板型の燃料電池モジュールにおけるシール部材の破損部分を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the damaged part of the seal member in a cylindrical flat plate type fuel cell module. 円筒型の燃料電池モジュールを示す側面図である。It is a side view which shows the cylindrical fuel cell module. 円筒型の燃料電池モジュールにおけるシール部材の破損を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the breakage of the seal member in a cylindrical fuel cell module.

〔実施形態〕
以下に、本発明の実施形態に係るシール部材の修復方法について、図１を用いて説明する。 [Embodiment]
Hereinafter, a method for repairing the seal member according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

（１）燃料電池システムの構成
（１−１）全体構成
燃料電池システム１００は、図１に示すように、燃料電池発電装置１を備えている。また、燃料電池システム１００は、燃料電池発電装置１に燃料ガス、改質水及び酸化剤ガスを供給するために、燃料ガス供給用の燃料ガス用ポンプ２と、昇圧ポンプ５と、脱硫器３と、改質水供給用の改質水タンク９と、酸化剤ガス供給用の空気ブロア１５とを備えている。また、燃料電池システム１００は、燃料電池発電装置１から排出される熱を再利用する排熱利用部としての熱交換器１７と、熱交換器１７との間で循環させる水等の熱媒を収容する貯湯タンク１９とを備えている。また、燃料電池システム１００は、燃料電池システム１００の運転を制御する運転制御部７１を備えている。 (1) Configuration of Fuel Cell System (1-1) Overall Configuration The fuel cell system 100 includes a fuel cell power generation device 1 as shown in FIG. Further, the fuel cell system 100 includes a fuel gas pump 2 for supplying fuel gas, a booster pump 5, and a desulfurizer 3 in order to supply fuel gas, reformed water, and oxidant gas to the fuel cell power generation device 1. The reformed water tank 9 for supplying the reformed water and the air blower 15 for supplying the oxidizing agent gas are provided. Further, the fuel cell system 100 uses a heat medium such as water circulated between the heat exchanger 17 as an exhaust heat utilization unit that reuses the heat discharged from the fuel cell power generation device 1 and the heat exchanger 17. It is provided with a hot water storage tank 19 for accommodating. Further, the fuel cell system 100 includes an operation control unit 71 that controls the operation of the fuel cell system 100.

本実施形態の運転制御部７１は、通常の運転温度よりも高温で後述の燃料電池セルＡを運転するように制御する第２運転モードを実行する。これによりシール部材を補修し、燃料ガス及び酸化剤ガス等の各種ガス（以下、単に燃料ガス等という場合もある）のリークを抑制する。この点については後述する。 The operation control unit 71 of the present embodiment executes a second operation mode in which the fuel cell A described later is controlled to operate at a temperature higher than the normal operation temperature. As a result, the seal member is repaired, and leakage of various gases such as fuel gas and oxidant gas (hereinafter, may be simply referred to as fuel gas or the like) is suppressed. This point will be described later.

都市ガス（例えば、都市ガス１３Ａ）等の炭化水素系の原燃料は、燃料ガス用ポンプ２により所定流量の出力が制御されて昇圧ポンプ５に供給される。さらに、原燃料は、昇圧ポンプ５の作動により原燃料供給路４１を通して脱硫器３に供給される。 A hydrocarbon-based raw material fuel such as city gas (for example, city gas 13A) is supplied to the booster pump 5 by controlling the output of a predetermined flow rate by the fuel gas pump 2. Further, the raw fuel is supplied to the desulfurizer 3 through the raw fuel supply path 41 by the operation of the booster pump 5.

脱硫器３は、原燃料に含まれる硫黄化合物成分を除去（脱硫）する。原燃料中に硫黄化合物が含有される場合、脱硫器３を備えることにより、硫黄化合物による改質器２８あるいは燃料電池発電装置１に対する影響を抑制することができる。 The desulfurizer 3 removes (desulfurizes) the sulfur compound component contained in the raw material fuel. When the raw material and fuel contain a sulfur compound, the desulfurization device 3 can be provided to suppress the influence of the sulfur compound on the reformer 28 or the fuel cell power generation device 1.

改質水タンク９からは、改質水ポンプ７の作動により改質水供給路４３を通して燃料電池発電装置１に改質水が供給される。 From the reforming water tank 9, reforming water is supplied to the fuel cell power generation device 1 through the reforming water supply path 43 by the operation of the reforming water pump 7.

改質水タンク９は、後述の触媒燃焼排ガスから凝縮水を回収する。また、改質水タンク９に供給される凝縮水を水精製器（図示せず）により精製するようになっている。具体的には、熱交換器１７の出口から排出路５１を介して排出される後述の触媒燃焼排ガスから、凝縮水回収路４５を介して凝縮水を水精製器（図示せず）に回収する。そして、水精製器（図示せず）により精製された凝縮水が改質水タンク９に回収される。 The reforming water tank 9 recovers condensed water from the catalyst combustion exhaust gas described later. Further, the condensed water supplied to the reformed water tank 9 is purified by a water purifier (not shown). Specifically, the condensed water is recovered from the catalyst combustion exhaust gas, which will be described later, discharged from the outlet of the heat exchanger 17 via the discharge path 51, to a water purifier (not shown) via the condensed water recovery path 45. .. Then, the condensed water purified by the water purifier (not shown) is collected in the reformed water tank 9.

また、改質水タンク９には、凝縮水とは独立に、水供給部１３から水を供給可能になっている。 Further, water can be supplied to the reformed water tank 9 from the water supply unit 13 independently of the condensed water.

燃料電池発電装置１は、収納容器４０内に収納されており、燃料電池モジュール２３、気化器２７、改質器２８及び燃焼部２９を備えている。 The fuel cell power generation device 1 is housed in a storage container 40, and includes a fuel cell module 23, a vaporizer 27, a reformer 28, and a combustion unit 29.

気化器２７には、改質水供給路４３を介して改質水タンク９から改質水が供給され、原燃料供給路４１を介して脱硫された原燃料が供給される。原燃料供給路４１は脱硫器３よりも下流側の部位で、改質水供給路４３に合流されており、収納容器４０外にて合流された改質水と原燃料とが気化器２７に供給される。改質水及び原燃料が供給された気化器２７は、改質水から水蒸気を生成する。気化器２７にて生成された水蒸気を含む原燃料は、水蒸気含有原燃料供給路３１を通して改質器２８に供給される。 The vaporizer 27 is supplied with reformed water from the reformed water tank 9 via the reformed water supply path 43, and is supplied with desulfurized raw fuel via the raw material fuel supply path 41. The raw material fuel supply path 41 is a portion downstream of the desulfurizer 3 and is merged with the reformed water supply path 43, and the reformed water merged outside the storage container 40 and the raw material fuel are merged into the vaporizer 27. Be supplied. The vaporizer 27 to which the reformed water and the raw material fuel are supplied generates steam from the reformed water. The steam-containing raw material and fuel produced by the vaporizer 27 is supplied to the reformer 28 through the steam-containing raw material and fuel supply path 31.

改質器２８は、気化器２７にて生成された水蒸気を用いて、脱硫器３において脱硫された原燃料を水蒸気改質して、水素ガスを主成分とする燃料ガス（還元性成分を有するガス）を生成する。このとき、改質器２８は、後述の燃焼部２９での燃料成分ガスを含む未燃ガスの燃焼により発生する燃焼熱を用いて原燃料の水蒸気改質を行う。 The reformer 28 steam reforms the raw fuel desulfurized in the desulfurization device 3 using the steam generated by the vaporizer 27, and has a fuel gas containing hydrogen gas as a main component (having a reducing component). Gas) is generated. At this time, the reformer 28 performs steam reforming of the raw fuel by using the combustion heat generated by the combustion of the unburned gas including the fuel component gas in the combustion unit 29 described later.

改質器２８にて生成された燃料ガスは、燃料ガス供給路３３を通して燃料電池モジュール２３に供給される。燃料ガスは、燃料電池モジュール２３を構成する複数の燃料電池セルＡに対して分配されて供給される。各燃料電池セルＡは、燃料ガスが供給されるアノードと、空気ブロア１５を通じて酸化剤ガスが供給されるカソードと、アノードとカソードとの間の電解質とを有しており、燃料ガス及び酸化剤ガスを反応させて発電する。 The fuel gas generated by the reformer 28 is supplied to the fuel cell module 23 through the fuel gas supply path 33. The fuel gas is distributed and supplied to a plurality of fuel cell cells A constituting the fuel cell module 23. Each fuel cell A has an anode to which the fuel gas is supplied, a cathode to which the oxidant gas is supplied through the air blower 15, and an electrolyte between the anode and the cathode, and the fuel gas and the oxidant. It reacts with gas to generate electricity.

インバータ３９は、燃料電池モジュール２３において発電された出力電圧を調整し、商用系統（図示せず）から受電する電力と同じ電圧及び同じ周波数にする。 The inverter 39 adjusts the output voltage generated by the fuel cell module 23 to the same voltage and frequency as the electric power received from the commercial system (not shown).

燃焼部２９には、燃料電池モジュール２３における発電反応に用いられずに排出される燃料成分ガスを含む未燃ガスが供給される。燃焼部２９は、供給された未燃ガスを燃焼する。燃焼部２９からは、未燃ガスの燃焼により生じたセル燃焼排ガス（燃焼排ガスの一例）が排出される。 The combustion unit 29 is supplied with unburned gas containing fuel component gas that is discharged without being used in the power generation reaction in the fuel cell module 23. The combustion unit 29 burns the supplied unburned gas. Cell combustion exhaust gas (an example of combustion exhaust gas) generated by combustion of unburned gas is discharged from the combustion unit 29.

セル燃焼排ガスは改質器２８に供給されるとともに、燃焼触媒部３５を介してガス出口３７から収納容器４０の外部に排出される。改質器２８は、前述の通り、セル燃焼排ガスの熱、つまり燃料成分ガスの燃焼により生じた燃焼熱を用いて水蒸気改質を行う。 The cell combustion exhaust gas is supplied to the reformer 28 and discharged to the outside of the storage container 40 from the gas outlet 37 via the combustion catalyst section 35. As described above, the reformer 28 performs steam reforming using the heat of the cell combustion exhaust gas, that is, the combustion heat generated by the combustion of the fuel component gas.

ガス出口３７には、燃焼触媒部３５が配置され、セル燃焼排ガスに含有される一酸化炭素や水素等の還元性成分である未燃ガスを燃焼除去する。燃焼触媒部３５は、例えば、白金系触媒等から構成されている。 A combustion catalyst unit 35 is arranged at the gas outlet 37 to burn and remove unburned gas which is a reducing component such as carbon monoxide and hydrogen contained in the cell combustion exhaust gas. The combustion catalyst unit 35 is composed of, for example, a platinum-based catalyst or the like.

ガス出口３７からは、燃焼触媒部３５での未燃ガスの燃焼により生じた触媒燃焼排ガス（燃焼排ガスの一例）が排出される。触媒燃焼排ガスは、排出路５２を介して熱交換器１７に送られる。 From the gas outlet 37, catalyst combustion exhaust gas (an example of combustion exhaust gas) generated by combustion of unburned gas in the combustion catalyst section 35 is discharged. The catalyst combustion exhaust gas is sent to the heat exchanger 17 via the discharge path 52.

燃料電池発電装置１の各部には温度及び電圧を検出するための各種検出部が設けられてる。本実施形態では、燃料電池セルＡにおける温度を検出するためのセル温度検出部Ｔ１と、燃焼部２９におけるセル燃焼排ガスの温度を検出するための燃焼部温度検出部Ｔ２と、燃焼触媒部３５における触媒燃焼排ガスの温度を検出するための触媒温度検出部Ｔ３と、燃料電池セルＡにおける発電電圧を検出するための電圧検出部Ｖとを備えている。これらの検出部の検出結果は、運転制御部７１に送信される。 Each part of the fuel cell power generation device 1 is provided with various detection parts for detecting temperature and voltage. In the present embodiment, the cell temperature detection unit T1 for detecting the temperature in the fuel cell A, the combustion unit temperature detection unit T2 for detecting the temperature of the cell combustion exhaust gas in the combustion unit 29, and the combustion catalyst unit 35. It includes a catalyst temperature detection unit T3 for detecting the temperature of the catalyst combustion exhaust gas, and a voltage detection unit V for detecting the power generation voltage in the fuel cell A. The detection results of these detection units are transmitted to the operation control unit 71.

熱交換器１７では、ガス出口３７から排出される触媒燃焼排ガスと、貯湯タンク１９から排出される熱媒との間で熱交換が行われる。例えば、熱媒が水である場合、触媒燃焼排ガスと水との間で熱交換が行われ温水が生成され、貯湯タンク１９に収容される。触媒燃焼排ガスは、水との熱交換により温度が低下した状態で排出路５１に排出される。熱交換器１７を出た熱媒は、熱媒循環路６１に排出され貯湯タンク１９に導入される。さらに、貯湯タンク１９を出た熱媒循環路６１を通流して再び熱交換器１７に導入される。よって、熱媒循環路６１によって、熱交換器１７と貯湯タンク１９との間で熱媒が循環する。 In the heat exchanger 17, heat exchange is performed between the catalyst combustion exhaust gas discharged from the gas outlet 37 and the heat medium discharged from the hot water storage tank 19. For example, when the heat medium is water, heat exchange is performed between the catalyst combustion exhaust gas and water to generate hot water, which is stored in the hot water storage tank 19. The catalyst combustion exhaust gas is discharged to the discharge path 51 in a state where the temperature is lowered by heat exchange with water. The heat medium exiting the heat exchanger 17 is discharged to the heat medium circulation path 61 and introduced into the hot water storage tank 19. Further, the heat medium circulation path 61 exiting the hot water storage tank 19 is passed through and introduced into the heat exchanger 17 again. Therefore, the heat medium circulates between the heat exchanger 17 and the hot water storage tank 19 through the heat medium circulation path 61.

なお、貯湯タンク１９には、貯湯タンク１９中の湯水を出湯するための出湯路１９ａ、及び、湯水の出湯に応じて貯湯タンク１９に給水するための給水路１９ｂが設けられている。貯湯タンク１９に収容された温水は、お風呂及び洗面等への供給に用いることが可能であり、燃料電池発電装置１からの触媒燃焼排ガスの排熱を再利用することができる。 The hot water storage tank 19 is provided with a hot water passage 19a for discharging the hot water in the hot water storage tank 19 and a water supply passage 19b for supplying water to the hot water storage tank 19 according to the hot water discharge. The hot water stored in the hot water storage tank 19 can be used for supplying to a bath, a washbasin, or the like, and the waste heat of the catalyst combustion exhaust gas from the fuel cell power generation device 1 can be reused.

また、熱媒循環路６１には、循環ポンプ６３と、ラジエータ６５とが備えられている。循環ポンプ６３は、回転数を制御し、所望の回転数で貯湯タンク１９からの熱媒を熱交換器１７に供給する。ラジエータ６５は、熱媒循環路６１を通流する熱媒の熱を放熱させるための放熱ファン６５ａと、図示しない温度センサとを有する。 Further, the heat medium circulation path 61 is provided with a circulation pump 63 and a radiator 65. The circulation pump 63 controls the rotation speed and supplies the heat medium from the hot water storage tank 19 to the heat exchanger 17 at a desired rotation speed. The radiator 65 includes a heat radiating fan 65a for dissipating heat from the heat medium passing through the heat medium circulation path 61, and a temperature sensor (not shown).

（１−２）燃料電池モジュールの構成とシール部材
次に、燃料電池モジュール２３の構成について説明する。以下では、燃料電池モジュール２３として、平板型の燃料電池モジュール、円筒平板型の燃料電池モジュール及び円筒型の燃料電池モジュールを例に挙げて説明する。
また、燃料電池モジュール２３には、燃料ガス及び酸化剤ガス等の各種ガスのリークを防ぐためのシール部材が設けられているが、各燃料電池モジュールの構成の説明とともにシール部材の構成についても説明する。 (1-2) Configuration of Fuel Cell Module and Seal Member Next, the configuration of the fuel cell module 23 will be described. Hereinafter, as the fuel cell module 23, a flat plate type fuel cell module, a cylindrical flat plate type fuel cell module, and a cylindrical fuel cell module will be described as examples.
Further, although the fuel cell module 23 is provided with a sealing member for preventing leakage of various gases such as fuel gas and oxidant gas, the configuration of each fuel cell module and the configuration of the sealing member will be described. do.

（ａ）平板型の燃料電池モジュール
平板型の燃料電池モジュール２３について図２〜図５を用いて説明する。
平板型の燃料電池モジュール２３は、燃料電池セルＡを収容する第１セパレータ１０１と、燃料ガス及び酸化剤ガスを燃料電池セルＡの平面に供給するための溝１０３ａ、１０３ｂが形成された第２セパレータ１０３とが交互に積層されて構成されている。 (A) Flat plate type fuel cell module The flat plate type fuel cell module 23 will be described with reference to FIGS. 2 to 5.
The flat plate type fuel cell module 23 is formed with a first separator 101 for accommodating the fuel cell A and grooves 103a and 103b for supplying the fuel gas and the oxidizing agent gas to the flat surface of the fuel cell A. The separator 103 and the separator 103 are alternately laminated to form a structure.

燃料電池セルＡは、第１セパレータ１０１の中央部に収容されている。燃料電池セルＡは、空気極層１１５、電解質層１１３及び燃料極層１１１が順に積層されるともに、燃料極層１１１上に集電部材１１７が積層されて形成されている。第１セパレータ１０１は、この燃料電池セルＡの上面及び下面を露出するように中央部に開口が形成されている。 The fuel cell A is housed in the central portion of the first separator 101. The fuel cell A is formed by stacking the air electrode layer 115, the electrolyte layer 113, and the fuel electrode layer 111 in this order, and stacking the current collecting member 117 on the fuel electrode layer 111. The first separator 101 is formed with an opening at the center so as to expose the upper surface and the lower surface of the fuel cell A.

第２セパレータ１０３は、第１セパレータ１０１において燃料電池セルＡが配置されている中央部に対応する位置に、溝１０３ａ及び溝１０３ｂを有する。溝１０３ａは、燃料ガスを燃料電池セルＡの燃料極層１１１に供給するために、第２セパレータ１０３の下面に形成されている。つまり、図２によると、第１セパレータ１０１の燃料極層１１１側に対向する第２セパレータ１０３において、その下面の溝１０３ａが燃料極層１１１に対応している。本実施形態では、溝１０３ａは、図２中のＸ方向に沿って延びて形成されている。また、溝１０３ａは、Ｙ方向に離隔して４本形成されている。 The second separator 103 has a groove 103a and a groove 103b at positions corresponding to the central portion where the fuel cell A is arranged in the first separator 101. The groove 103a is formed on the lower surface of the second separator 103 in order to supply the fuel gas to the fuel electrode layer 111 of the fuel cell A. That is, according to FIG. 2, in the second separator 103 facing the fuel electrode layer 111 side of the first separator 101, the groove 103a on the lower surface thereof corresponds to the fuel electrode layer 111. In the present embodiment, the groove 103a is formed so as to extend along the X direction in FIG. Further, four grooves 103a are formed so as to be separated in the Y direction.

一方、溝１０３ｂは、空気極層１１５に酸化剤ガスを供給するために、第２セパレータ１０３の上面に形成されている。つまり、図２によると、第１セパレータ１０１の空気極層１１５側に対向する第２セパレータ１０３において、その上面の溝１０３ｂが空気極層１１５に対応している。本実施形態では、溝１０３ｂは、図２中のＹ方向に沿って延びて形成されている。また、溝１０３ｂは、Ｘ方向に離隔して４本形成されている。なお、溝１０３ａと溝１０３ｂとは互いに所定の間隔をおいて隔離して形成されている。 On the other hand, the groove 103b is formed on the upper surface of the second separator 103 in order to supply the oxidizing agent gas to the air electrode layer 115. That is, according to FIG. 2, in the second separator 103 facing the air electrode layer 115 side of the first separator 101, the groove 103b on the upper surface corresponds to the air electrode layer 115. In the present embodiment, the groove 103b is formed so as to extend along the Y direction in FIG. Further, four grooves 103b are formed so as to be separated from each other in the X direction. The groove 103a and the groove 103b are formed so as to be separated from each other at a predetermined distance.

第２セパレータ１０３の溝１０３ａ及び溝１０３ｂそれぞれに燃料ガス及び酸化剤ガスを通流させるために、積層された第１セパレータ１０１及び第２セパレータ１０３を貫通する開口が周縁に形成されている。この開口には、燃料ガスを供給するための開口と、酸化剤ガスを供給するための開口とが含まれる。具体的に、開口としては、燃料ガスを燃料電池セルＡに供給するための燃料ガス供給路１２１ｉｎと、燃料電池セルＡで発電に用いられなかった燃料ガスを排出する燃料ガス排出路１２１ｏｕｔと、酸化剤ガスを燃料電池セルＡに供給するための酸化剤ガス供給路１２３ｉｎと、燃料電池セルＡで発電に用いられなかった酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス排出路１２３ｏｕｔとが設けられている。 In order to allow the fuel gas and the oxidant gas to flow through the grooves 103a and 103b of the second separator 103, openings penetrating the laminated first separator 101 and the second separator 103 are formed on the peripheral edge. This opening includes an opening for supplying a fuel gas and an opening for supplying an oxidant gas. Specifically, the openings include a fuel gas supply path 121in for supplying the fuel gas to the fuel cell A, and a fuel gas discharge path 121out for discharging the fuel gas not used for power generation in the fuel cell A. An oxidant gas supply path 123in for supplying the oxidant gas to the fuel cell A and an oxidant gas discharge path 123out for discharging the oxidant gas not used for power generation in the fuel cell A are provided. ..

燃料ガス供給路１２１ｉｎ及び燃料ガス排出路１２１ｏｕｔは、Ｘ方向に対向するように第１セパレータ１０１及び第２セパレータ１０３の周縁に形成されている。また、燃料ガス供給路１２１ｉｎと燃料ガス排出路１２１ｏｕｔとは溝１０３ａを介して連通している。そして、燃料ガスは、燃料電池モジュール２３の下方から供給され、燃料ガス供給路１２１ｉｎをＺ方向の上方に向かって通流するとともに（図２、図３中のＦＧｉｎ）、溝１０３ａ内にも供給される。これにより、燃料極層１１１に燃料ガスが供給される。燃料電池セルＡで発電に用いられなかった燃料ガスは、溝１０３ａを通って燃料ガス排出路１２１ｏｕｔに導入される。排出された燃料ガスは、燃料ガス排出路１２１ｏｕｔをＺ方向の下方に向かって通流し（図２、図３中のＦＧｏｕｔ）、燃料電池モジュール２３の外部に排出される。 The fuel gas supply path 121in and the fuel gas discharge path 121out are formed on the peripheral edges of the first separator 101 and the second separator 103 so as to face each other in the X direction. Further, the fuel gas supply path 121in and the fuel gas discharge path 121out communicate with each other through the groove 103a. Then, the fuel gas is supplied from below the fuel cell module 23, passes through the fuel gas supply path 121in upward in the Z direction (FGin in FIGS. 2 and 3), and is also supplied into the groove 103a. Will be done. As a result, the fuel gas is supplied to the fuel electrode layer 111. The fuel gas not used for power generation in the fuel cell A is introduced into the fuel gas discharge path 121out through the groove 103a. The discharged fuel gas passes through the fuel gas discharge path 121out downward in the Z direction (FGout in FIGS. 2 and 3), and is discharged to the outside of the fuel cell module 23.

酸化剤ガス供給路１２３ｉｎ及び酸化剤ガス排出路１２３ｏｕｔは、Ｙ方向に対向するように第１セパレータ１０１及び第２セパレータ１０３の周縁に形成されている。また、酸化剤ガス供給路１２３ｉｎと酸化剤ガス排出路１２３ｏｕｔとは溝１０３ｂを介して連通している。そして、酸化剤ガスは、燃料電池モジュール２３の下方から供給され、酸化剤ガス供給路１２３ｉｎをＺ方向の上方に向かって通流するとともに（図２、図４中のＯＧｉｎ）、溝１０３ａ内にも供給される。これにより、空気極層１１５に酸化剤ガスが供給される。燃料電池セルＡで発電に用いられなかった酸化剤ガスは、溝１０３ｂを通って酸化剤ガス排出路１２３ｏｕｔに導入される。排出された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出路１２３ｏｕｔをＺ方向の下方に向かって通流し（図２、図４中のＯＧｏｕｔ）、燃料電池モジュール２３の外部に排出される。 The oxidant gas supply path 123in and the oxidant gas discharge path 123out are formed on the peripheral edges of the first separator 101 and the second separator 103 so as to face each other in the Y direction. Further, the oxidant gas supply path 123in and the oxidant gas discharge path 123out communicate with each other through the groove 103b. Then, the oxidant gas is supplied from below the fuel cell module 23, passes through the oxidant gas supply path 123in upward in the Z direction (OGin in FIGS. 2 and 4), and enters the groove 103a. Is also supplied. As a result, the oxidant gas is supplied to the air electrode layer 115. The oxidant gas not used for power generation in the fuel cell A is introduced into the oxidant gas discharge path 123out through the groove 103b. The discharged oxidant gas passes through the oxidant gas discharge path 123out downward in the Z direction (OGout in FIGS. 2 and 4), and is discharged to the outside of the fuel cell module 23.

以上のような平板型の燃料電池モジュール２３において、シール部材８０は、例えば図３、図４に示すように、燃料電池セルＡと第１セパレータ１０１との接合部分（シール部材８０ａ）、第１セパレータ１０１と第２セパレータとの接合部分（シール部材８０ｂ）に配置されている。図５は、燃料電池セルＡと第１セパレータ１０１との接合部分に配置されたシール部材８０ａを示す拡大図である。燃料電池セルＡと第１セパレータ１０１との接合部分にシール部材８０ａを配置することで、燃料ガス等のリークを抑制することができる。なお、シール部材８０ｂの破損についても同様に修復可能である。 In the flat plate type fuel cell module 23 as described above, the seal member 80 is a joint portion (seal member 80a) between the fuel cell A and the first separator 101, the first, as shown in FIGS. 3 and 4, for example. It is arranged at the joint portion (seal member 80b) between the separator 101 and the second separator. FIG. 5 is an enlarged view showing a seal member 80a arranged at a joint portion between the fuel cell A and the first separator 101. By arranging the seal member 80a at the joint portion between the fuel cell A and the first separator 101, leakage of fuel gas or the like can be suppressed. The damage to the seal member 80b can be repaired in the same manner.

本実施形態では、シール部材８０にひび及び剥がれ等の破損が生じた場合、通常の運転温度よりも高温で燃料電池セルＡを運転（後述の第２運転モードでの運転）し、シール部材８０を溶融することでシール部材８０の破損部分を埋め合わせて修復する。通常の運転温度とは、これに限定されないが、例えば７００〜７５０℃である。また、通常の運転温度よりも高温とは、例えば９００〜９５０℃である。 In the present embodiment, when the seal member 80 is damaged such as cracked or peeled off, the fuel cell A is operated at a temperature higher than the normal operating temperature (operation in the second operation mode described later), and the seal member 80 is operated. Is melted to make up for and repair the damaged portion of the seal member 80. The normal operating temperature is, for example, 700 to 750 ° C., but is not limited to this. Further, the temperature higher than the normal operating temperature is, for example, 900 to 950 ° C.

例えば図６に示すように燃料電池セルＡと第１セパレータ１０１との接合部分のシール部材８０ａに破損部分８５が生じたとする。本実施形態では、通常の運転温度（第１運転モードでの通常の運転温度）よりも高温（第２運転モードでの高温）で燃料電池セルＡを運転することで、シール部材８０ａを溶融する。シール部材８０ａが溶融することで、シール部材８０ａが流動状態となり、破損部分８５が埋め合わされて修復される。これにより、シール部材８０ａは図５の状態に回復する。これにより、シール部材８０にひび及び剥がれ等の破損が生じた場合でも、破損部分８５を修復できる。 For example, as shown in FIG. 6, it is assumed that the damaged portion 85 is generated in the seal member 80a of the joint portion between the fuel cell A and the first separator 101. In the present embodiment, the seal member 80a is melted by operating the fuel cell A at a temperature higher than the normal operating temperature (normal operating temperature in the first operating mode) (high temperature in the second operating mode). .. When the seal member 80a melts, the seal member 80a becomes in a fluid state, and the damaged portion 85 is filled and repaired. As a result, the seal member 80a recovers to the state shown in FIG. As a result, even if the seal member 80 is damaged such as cracked or peeled off, the damaged portion 85 can be repaired.

なお、破損部分８５の形状は多様であり図６に示すような形状に限定されず、例えばシール部材８０に燃料極層１１１側から空気極層１１５側につながるような破損も生じ得る。このような燃料極層１１１側から空気極層１１５側につながる破損が生じている場合、燃料極層１１１側から空気極層１１５側に燃料ガス等がリークする。しかし、前述の通り、このような破損が生じている場合であってもシール部材８０の破損部分を修復可能であるので、破損部分を修復して燃料ガス等のリークを抑制できる。 The shape of the damaged portion 85 is various and is not limited to the shape shown in FIG. 6, and for example, the seal member 80 may be damaged so as to be connected from the fuel electrode layer 111 side to the air electrode layer 115 side. When such damage from the fuel electrode layer 111 side to the air electrode layer 115 side occurs, fuel gas or the like leaks from the fuel electrode layer 111 side to the air electrode layer 115 side. However, as described above, even when such damage occurs, the damaged portion of the seal member 80 can be repaired, so that the damaged portion can be repaired and leakage of fuel gas or the like can be suppressed.

上記の通りシール部材８０に破損が生じた場合、シール部材８０を溶融して流動状態とすることでシール部材８０の破損部分８５を修復する。この場合、シール部材８０をある程度流動状態となるように燃料電池セルＡを高温にするものの、シール部材８０の溶融が進み過ぎて接合部分から流れ出してしまうのを抑制する必要がある。 When the seal member 80 is damaged as described above, the damaged portion 85 of the seal member 80 is repaired by melting the seal member 80 into a flowing state. In this case, although the fuel cell A is heated to a high temperature so that the seal member 80 is in a fluid state to some extent, it is necessary to prevent the seal member 80 from melting too much and flowing out from the joint portion.

そこで、シール部材８０は、燃料電池セルＡの通常の運転温度（例えば７００〜７５０℃）よりも高く、かつ、通常の運転温度よりも高温（例えば９００〜９５０℃）の範囲において軟化点温度を有し、かつ流動状態がある程度抑制される材料で形成されているのが好ましい。このような材料でシール部材８０を形成することで、通常の運転である第１運転モードでの通常温度ではシール部材８０は溶融せず、高温の第２運転モードではシール部材８０はある程度流動状態となるものの接合部分から流れ出すのを抑制される。 Therefore, the seal member 80 sets the softening point temperature in a range higher than the normal operating temperature (for example, 700 to 750 ° C.) of the fuel cell A and higher than the normal operating temperature (for example, 900 to 950 ° C.). It is preferably formed of a material that has and whose flow state is suppressed to some extent. By forming the seal member 80 from such a material, the seal member 80 does not melt at the normal temperature in the first operation mode, which is a normal operation, and the seal member 80 is in a fluid state to some extent in the high temperature second operation mode. However, it is suppressed from flowing out from the joint portion.

なお、通常の運転温度よりも高温（例えば９００〜９５０℃）に制御されることでシール部材８０が溶融すればよく、前記高温（例えば９００〜９５０℃）での運転においてシール部材８０は、前記高温（例えば９００〜９５０℃）よりも低くなっていてもよく、同程度であってもよい。つまり、シール部材８０の軟化点温度は、前記高温（例えば９００〜９５０℃）よりも低くてよく、同程度であってもよい。以下においても同様である。 The seal member 80 may be melted by being controlled to a temperature higher than the normal operating temperature (for example, 900 to 950 ° C.), and the seal member 80 may be used in the operation at the high temperature (for example, 900 to 950 ° C.). It may be lower than the high temperature (for example, 900 to 950 ° C.), or may be about the same. That is, the softening point temperature of the seal member 80 may be lower than or about the same as the high temperature (for example, 900 to 950 ° C.). The same applies to the following.

シール部材８０に用いることができる材料としては、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−ＣａＯ系、ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３系等の非晶質ガラス及び結晶化ガラス、α−アルミナに代表されるような耐熱セラミックス粒子などのフィラーによって形状保持させたガラス等を用いることができる。シール部材８０としては、これらの材料等から第２運転モードでの高温（例えば９００〜９５０℃）である程度の流動状態となる材料が選択される。
なお、結晶化ガラスとは、例えば、全体積に対して、結晶相が占める体積が６０％以上であり、非晶質相等が占める体積が４０％未満のガラスである。 Materials that can be used for the sealing member 80 include, for example, amorphous glass such as SiO 2- B 2 O 3 system, SiO 2- CaO system, MgO-B 2 O 3 system, crystallized glass, and α-alumina. Glass or the like whose shape is maintained by a filler such as heat-resistant ceramic particles as typified can be used. As the seal member 80, a material that is in a fluid state to some extent at a high temperature (for example, 900 to 950 ° C.) in the second operation mode is selected from these materials and the like.
The crystallized glass is, for example, a glass in which the volume occupied by the crystal phase is 60% or more and the volume occupied by the amorphous phase or the like is less than 40% with respect to the total volume.

（ｂ）円筒平板型の燃料電池モジュール
円筒平板型の燃料電池モジュール２３について図７〜図１０を用いて説明する。
円筒平板型の燃料電池モジュール２３は、複数の円筒平板型の燃料電池セルＡと、集電部材２１３と、導電部材２１４と、電流引き出し部２１５と、燃料ガスが導入されるマニホールドＭとを有している。複数の円筒平板型の燃料電池セルＡは、集電部材２１３を介して互いに平行に配置されており、マニホールドＭから立設するように設けられている。導電部材２１４は、複数の燃料電池セルＡ及び集電部材２１３を挟持するように、燃料電池セルＡの配置方向の両端に設けられている。電流引き出し部２１５は導電部材２１４に接続されており、燃料電池セルＡの発電により生じる電流を取り出す。 (B) Cylindrical flat plate type fuel cell module The cylindrical flat plate type fuel cell module 23 will be described with reference to FIGS. 7 to 10.
The cylindrical flat plate type fuel cell module 23 includes a plurality of cylindrical flat plate type fuel cell A, a current collecting member 213, a conductive member 214, a current extraction portion 215, and a manifold M into which fuel gas is introduced. doing. The plurality of cylindrical flat plate type fuel cell A are arranged in parallel with each other via the current collector member 213, and are provided so as to stand upright from the manifold M. The conductive members 214 are provided at both ends of the fuel cell A in the arrangement direction so as to sandwich the plurality of fuel cell A and the current collector member 213. The current drawing unit 215 is connected to the conductive member 214, and draws out the current generated by the power generation of the fuel cell A.

燃料電池セルＡは、円筒平板形状に形成されており、導電性部材２０１と、燃料極層２０３と、電解質層２０４と、中間層２０５と、空気極層２０６と、密着層２０７と、インターコネクタ２０８とを有する。導電性部材２０１には、燃料電池セルＡの立設している方向に沿って導電性部材２０１を貫通する燃料ガス流路２０２が設けられている。燃料ガス流路２０２には、マニホールドＭから供給される燃料ガスが通流する。 The fuel cell A is formed in a cylindrical flat plate shape, and has a conductive member 201, a fuel electrode layer 203, an electrolyte layer 204, an intermediate layer 205, an air electrode layer 206, an adhesion layer 207, and an interconnector. It has 208 and. The conductive member 201 is provided with a fuel gas flow path 202 that penetrates the conductive member 201 along the direction in which the fuel cell A is erected. The fuel gas supplied from the manifold M flows through the fuel gas flow path 202.

隣接する燃料電池セルＡの一方側には、導電性部材２０１から外側に向かって、燃料極層２０３、電解質層２０４、中間層２０５、空気極層２０６が順に積層されている。燃料極層２０３及び電解質層２０４は、隣接する燃料電池セルＡの他方側の一部にまで延びて形成されている。そして、隣接する燃料電池セルＡの他方側における燃料極層２０３及び電解質層２０４が形成されていない部分には、密着層２０７を介してインターコネクタ２０８が形成されている。 On one side of the adjacent fuel cell A, the fuel electrode layer 203, the electrolyte layer 204, the intermediate layer 205, and the air electrode layer 206 are laminated in this order from the conductive member 201 toward the outside. The fuel electrode layer 203 and the electrolyte layer 204 are formed so as to extend to a part of the other side of the adjacent fuel cell A. An interconnector 208 is formed on the other side of the adjacent fuel cell A via the close contact layer 207 at a portion where the fuel electrode layer 203 and the electrolyte layer 204 are not formed.

以上のような円筒平板型の燃料電池モジュール２３において、シール部材８０は、例えば図９、図１０に示すように、マニホールドＭに連通するように立設された燃料電池セルＡとマニホールドＭとの接合部分に塗布されている。図９、図１０の例では、マニホールドＭの上面にシール部材８０が塗布されており、燃料電池セルＡとマニホールドＭとの接合部分がシール部材８０により封止されている。このように燃料電池セルＡとマニホールドＭとの接合部分にシール部材８０を配置することで、燃料ガス等のリークを抑制することができる。 In the cylindrical flat plate type fuel cell module 23 as described above, the seal member 80 is a fuel cell A and a manifold M erected so as to communicate with the manifold M, for example, as shown in FIGS. 9 and 10. It is applied to the joint part. In the examples of FIGS. 9 and 10, the sealing member 80 is applied to the upper surface of the manifold M, and the joint portion between the fuel cell A and the manifold M is sealed by the sealing member 80. By arranging the seal member 80 at the joint portion between the fuel cell A and the manifold M in this way, leakage of fuel gas or the like can be suppressed.

例えば、円筒平板型の燃料電池モジュール２３において、図１１に示すように燃料電池セルＡとマニホールドＭとの接合部分のシール部材８０に破損部分８５が生じたとする。この場合、マニホールドＭから燃料ガスがリークする。そこで、通常の運転温度（第１運転モードでの通常の運転温度）よりも高温（第２運転モードでの高温）で燃料電池セルＡを運転することで、シール部材８０が流動状態となり図１０に示す状態に回復する。シール部材８０の材料については既述した通りである。 For example, in the cylindrical flat plate type fuel cell module 23, it is assumed that a damaged portion 85 occurs in the seal member 80 at the joint portion between the fuel cell A and the manifold M as shown in FIG. In this case, fuel gas leaks from the manifold M. Therefore, by operating the fuel cell A at a temperature higher than the normal operating temperature (normal operating temperature in the first operating mode) (high temperature in the second operating mode), the seal member 80 becomes in a fluid state, and FIG. It recovers to the state shown in. The material of the seal member 80 is as described above.

（ｃ）円筒型の燃料電池モジュール
円筒型の燃料電池モジュール２３について図１２〜図１３を用いて説明する。
円筒型の燃料電池モジュール２３は、円筒状の燃料電池セルＡと、集電部材３１９と、燃料極側端子３２１と、空気極側端子３２５とを有している。燃料電池セルＡは、円筒状の内部から順に燃料極層３１１、電解質層３１３、空気極層３１５が順に積層されている。燃料電池セルＡの最も内面の燃料極層３１１は燃料ガスが通流する燃料ガス通流部３１７を構成している。集電部材３１９は、空気極層３１５の外面に接して設けられており、酸化剤ガスの供給を受ける。 (C) Cylindrical Fuel Cell Module The cylindrical fuel cell module 23 will be described with reference to FIGS. 12 to 13.
The cylindrical fuel cell module 23 has a cylindrical fuel cell A, a current collecting member 319, a fuel pole side terminal 321 and an air pole side terminal 325. In the fuel cell A, the fuel electrode layer 311, the electrolyte layer 313, and the air electrode layer 315 are laminated in this order from the inside of the cylinder. The innermost fuel electrode layer 311 of the fuel cell A constitutes a fuel gas passage portion 317 through which fuel gas passes. The current collector member 319 is provided in contact with the outer surface of the air electrode layer 315, and receives the supply of the oxidant gas.

電解質層３１３及び燃料極層３１１は、軸心方向において燃料電池セルＡから突出して形成されている。この突出した電解質層３１３及び燃料極層３１１に、燃料極側端子３２１が取り付けられている。一方、空気極層３１５の外面に設けられた集電部材３１９に、空気極側端子３２５が取り付けられている。燃料極側端子３２１には貫通孔３２１ａが設けられており、空気極側端子３２５には貫通孔３２５ａが設けられている。貫通孔３２１ａ、燃料ガス通流部３１７及び貫通孔３２５ａが連通しており、燃料ガスが通流する。 The electrolyte layer 313 and the fuel electrode layer 311 are formed so as to project from the fuel cell A in the axial direction. A fuel electrode side terminal 321 is attached to the protruding electrolyte layer 313 and the fuel electrode layer 311. On the other hand, the air electrode side terminal 325 is attached to the current collecting member 319 provided on the outer surface of the air electrode layer 315. The fuel pole side terminal 321 is provided with a through hole 321a, and the air pole side terminal 325 is provided with a through hole 325a. The through hole 321a, the fuel gas passage portion 317, and the through hole 325a communicate with each other, and the fuel gas flows through the through hole 321a.

以上のような円筒平板型の燃料電池モジュール２３において、シール部材８０は、例えば図１２、図１３に示すように燃料極側端子３２１と燃料電池セルＡから突出している電解質層３１３及び燃料極層３１１との接合部分、図１２に示すように空気極側端子３２５と空気極層３１５との接合部分に配置されている。このように燃料電池セルＡと端子との接合部分にシール部材８０を配置することで、燃料ガス等のリークを抑制することができる。 In the cylindrical flat plate type fuel cell module 23 as described above, the seal member 80 is, for example, as shown in FIGS. 12 and 13, the fuel electrode side terminal 321 and the electrolyte layer 313 and the fuel electrode layer protruding from the fuel cell A. It is arranged at the joint portion with 311 and at the joint portion between the air electrode side terminal 325 and the air electrode layer 315 as shown in FIG. By arranging the seal member 80 at the joint portion between the fuel cell A and the terminal in this way, leakage of fuel gas or the like can be suppressed.

例えば円筒型の燃料電池モジュール２３において、図１３に示すように燃料電池セルＡと燃料極側端子３２１との接合部分のシール部材８０に破損部分８５が生じたとする。そこで、通常の運転温度（第１運転モードでの通常の運転温度）よりも高温（第２運転モードでの高温）で燃料電池セルＡを運転することで、シール部材８０が流動状態となり図１３に示す状態に回復する。シール部材８０の材料については既述した通りである。
なお、破損部分８５の形状は多様であり図１３に示すような形状に限定されず、例えばシール部材８０に貫通孔３２１ａ内の内部空間と燃料電池セルＡの外側につながる破損が生じている場合、貫通孔３２１ａ側から燃料電池セルＡの外側に燃料ガス等がリークする。しかし、前述の通り、このような破損が生じている場合であってもシール部材８０の破損部分を修復可能であるので、破損部分を修復して燃料ガス等のリークを抑制できる。 For example, in the cylindrical fuel cell module 23, it is assumed that a damaged portion 85 occurs in the seal member 80 at the joint portion between the fuel cell A and the fuel electrode side terminal 321 as shown in FIG. Therefore, by operating the fuel cell A at a temperature higher than the normal operating temperature (normal operating temperature in the first operating mode) (high temperature in the second operating mode), the seal member 80 becomes in a fluid state, and FIG. 13 It recovers to the state shown in. The material of the seal member 80 is as described above.
The shape of the damaged portion 85 is various and is not limited to the shape shown in FIG. 13, for example, when the seal member 80 is damaged to connect to the internal space in the through hole 321a and the outside of the fuel cell A. , Fuel gas or the like leaks from the through hole 321a side to the outside of the fuel cell A. However, as described above, even when such damage occurs, the damaged portion of the seal member 80 can be repaired, so that the damaged portion can be repaired and leakage of fuel gas or the like can be suppressed.

（２）運転制御部が実行するシール部材の修復方法
上記の燃料電池システム１００の運転制御部７１は、シール部材８０が破損した場合に修復を行うための修復方法を実行する。
（２−１）修復方法の全体の流れ
まず、シール部材８０の修復方法の全体の流れについて説明する。
運転制御部７１は、通常の運転温度で燃料電池セルＡを運転するように制御する第１運転モードと、通常の運転温度よりも高温で燃料電池セルＡを運転するように制御する第２運転モードとを実行可能であり、所定のタイミングで第２運転モードを実行する。 (2) Repair Method of Seal Member Executed by Operation Control Unit The operation control unit 71 of the fuel cell system 100 described above executes a repair method for repairing the seal member 80 when it is damaged.
(2-1) Overall Flow of Repair Method First, the overall flow of the repair method of the seal member 80 will be described.
The operation control unit 71 has a first operation mode for controlling the operation of the fuel cell A at a normal operation temperature and a second operation for controlling the operation of the fuel cell A at a temperature higher than the normal operation temperature. The mode can be executed, and the second operation mode is executed at a predetermined timing.

第１運転モードは、例えば、燃料電池システム１００で発電された発電電力を負荷等に供給している通常運転を意味する。第１運転モードにおける通常の運転温度とは、通常運転の場合の燃料電池セルＡの温度である。通常の運転温度は、これに限定されないが、例えば７００〜７５０℃である。 The first operation mode means, for example, a normal operation in which the generated power generated by the fuel cell system 100 is supplied to a load or the like. The normal operating temperature in the first operation mode is the temperature of the fuel cell A in the case of normal operation. The normal operating temperature is, but is not limited to, 700 to 750 ° C., for example.

そして、運転制御部７１は、燃料ガス用ポンプ２を制御することによる燃料ガス供給量の制御、空気ブロア１５を制御することによる酸化剤ガス供給量の制御、改質水ポンプ７を制御することによる水蒸気量の制御等によって燃料電池セルＡの温度を制御する。なお、運転制御部７１は、セル温度検出部Ｔ１、燃焼部温度検出部Ｔ２、触媒温度検出部Ｔ３及び電圧検出部Ｖ等が検出した各種温度及び電圧等を参照し、燃料電池セルＡの温度を制御する。 Then, the operation control unit 71 controls the fuel gas supply amount by controlling the fuel gas pump 2, controls the oxidant gas supply amount by controlling the air blower 15, and controls the reforming water pump 7. The temperature of the fuel cell A is controlled by controlling the amount of water vapor and the like. The operation control unit 71 refers to various temperatures and voltages detected by the cell temperature detection unit T1, the combustion unit temperature detection unit T2, the catalyst temperature detection unit T3, the voltage detection unit V, and the like, and refers to the temperature of the fuel cell A. To control.

一方、第２運転モードは、第１運転モードとは異なり、シール部材８０の修復を行うための修復方法を実行する際の運転を意味する。第２運転モードにおける燃料電池セルＡの温度は、第１運転モードにおける通常の運転温度よりも高く、シール部材８０を溶融して修復可能な温度である。第２運転モードの運転温度は、これに限定されないが、例えば９００〜９５０℃である。である。第２運転モードにおける運転温度の制御方法については後述する。 On the other hand, the second operation mode, unlike the first operation mode, means an operation when executing a repair method for repairing the seal member 80. The temperature of the fuel cell A in the second operation mode is higher than the normal operation temperature in the first operation mode, and is a temperature at which the seal member 80 can be melted and repaired. The operating temperature of the second operating mode is, for example, 900 to 950 ° C., but is not limited to this. Is. The operation temperature control method in the second operation mode will be described later.

運転制御部７１は、上記のシール部材８０を修復するための第２運転モードを、所定のタイミングで実行する。所定のタイミングとは、任意のタイミングであってもよいし、定期的なタイミングであってもよい。その他、運転制御部７１は、燃料ガス等のリークが検出されたタイミングで第２運転モードを実行してもよい。
第２運転モードを開始した後、運転制御部７１は、任意のタイミングで第２運転モードを終了してもよいし、第２運転モードを所定期間実行した後に終了してもよい。その他、後述の通り燃料電池システム１００の状態に基づいて第２運転モードを終了してもよい。 The operation control unit 71 executes the second operation mode for repairing the seal member 80 at a predetermined timing. The predetermined timing may be an arbitrary timing or a periodic timing. In addition, the operation control unit 71 may execute the second operation mode at the timing when a leak of fuel gas or the like is detected.
After starting the second operation mode, the operation control unit 71 may end the second operation mode at an arbitrary timing, or may end after executing the second operation mode for a predetermined period. In addition, as described later, the second operation mode may be terminated based on the state of the fuel cell system 100.

以上のように第２運転モードの実行によって、シール部材８０が溶融して破損部分８５が埋め合わされることで修復される。これにより、シール部材８０が破損した場合であっても、シール部材８０を修復することで燃料ガス等のリークを抑制することができる。よって、燃料ガス等のリークによる燃料電池セルＡにおける発電性能の低下を抑制できる。また、シール部材８０の修復を燃料電池セルの運転温度を調整することで行うことができる。 By executing the second operation mode as described above, the seal member 80 is melted and the damaged portion 85 is filled up to be repaired. As a result, even if the seal member 80 is damaged, leakage of fuel gas or the like can be suppressed by repairing the seal member 80. Therefore, it is possible to suppress a decrease in power generation performance in the fuel cell A due to a leak of fuel gas or the like. Further, the seal member 80 can be repaired by adjusting the operating temperature of the fuel cell.

（２−２）第２運転モードにおける温度制御の例
第２運転モードでは、運転制御部７１は、第１運転モードでの通常の運転温度よりも高温で燃料電池セルＡの運転を制御する。以下では、第２運転モードにおける燃料電池セルＡを高温での運転に制御する方法の一例について説明する。 (2-2) Example of Temperature Control in the Second Operation Mode In the second operation mode, the operation control unit 71 controls the operation of the fuel cell A at a temperature higher than the normal operation temperature in the first operation mode. Hereinafter, an example of a method of controlling the fuel cell A to operate at a high temperature in the second operation mode will be described.

運転制御部７１は、第２運転モードにおいて、燃料ガス用ポンプ２を制御して燃料ガスの供給量を第１運転モードよりも増加させ、燃料電池セルＡの温度を上昇させる。燃料ガスの供給量の増加分に応じて燃焼量が増加する。これにより、燃料電池セルＡの温度を上昇させて高温で運転させることができる。 In the second operation mode, the operation control unit 71 controls the fuel gas pump 2 to increase the fuel gas supply amount as compared with the first operation mode, and raise the temperature of the fuel cell A. The amount of combustion increases according to the increase in the amount of fuel gas supplied. As a result, the temperature of the fuel cell A can be raised to operate at a high temperature.

運転制御部７１は、第２運転モードにおいて、空気ブロア１５を制御して酸化剤ガスの供給量を第１運転モードよりも減少させ、燃料電池セルＡの温度を上昇させる。酸化剤ガスの供給量を減少させると、燃料電池セルＡの冷却が抑制される。これにより、燃料電池セルＡの温度を上昇させて高温で運転させることができる。 In the second operation mode, the operation control unit 71 controls the air blower 15 to reduce the supply amount of the oxidant gas as compared with the first operation mode and raise the temperature of the fuel cell A. When the supply amount of the oxidant gas is reduced, the cooling of the fuel cell A is suppressed. As a result, the temperature of the fuel cell A can be raised to operate at a high temperature.

なお、運転制御部７１は、前述のように温度を上昇させるように制御した場合、セル温度検出部Ｔ１が検出する燃料電池セルＡの温度を監視しておき、所定の高温（例えば９００〜９５０℃である。）まで温度を上昇させる制御を行う。そして、所定の高温まで燃料電池セルＡの温度が上昇すると、運転制御部７１は温度をさらに上昇させる制御を停止させることができる。 When the operation control unit 71 controls to raise the temperature as described above, the operation control unit 71 monitors the temperature of the fuel cell A detected by the cell temperature detection unit T1 and monitors a predetermined high temperature (for example, 900 to 950). Control is performed to raise the temperature to ° C.). Then, when the temperature of the fuel cell A rises to a predetermined high temperature, the operation control unit 71 can stop the control for further raising the temperature.

また、運転制御部７１は、前述のように高温に制御する場合に、当該高温まで徐々に温度を上げるように制御することができる。これにより、急激な温度上昇による急激な熱応力の発生等による燃料電池セルＡの変形及び割れ等を抑制できる。 Further, when the operation control unit 71 controls the temperature to a high temperature as described above, the operation control unit 71 can control the temperature to be gradually raised to the high temperature. As a result, deformation and cracking of the fuel cell A due to the sudden generation of thermal stress due to a sudden temperature rise can be suppressed.

また、運転制御部７１は、燃料電池セルＡの発電性能が回復したか否かを見ながら徐々に温度を上昇させることができる。シール部材８０の破損によって燃料ガス等がリークしている場合、燃料電池セルＡへの燃料ガス等の供給量が減り発電性能が低下する。そこで、運転制御部７１は、温度を所定の温度だけ上昇させたにも関わらず燃料電池セルＡの発電性能が低下したままで回復していない場合は、シール部材８０の破損が修復されていないとして、さらに温度を上昇させシール部材８０を溶融して修復可能なように制御する。この場合であっても、所定の高温までで温度の上昇を停止させるのが、燃料電池セルＡの変形及び割れ等を防ぐ観点から好ましい。なお、運転制御部７１は、電圧検出部Ｖで検出される発電電圧が通常運転での発電電圧よりも低い場合、燃焼部温度検出部Ｔ２が検出したセル燃焼排ガスの温度が通常運転の場合よりも高いままである場合、触媒温度検出部Ｔ３が検出した触媒燃焼排ガスの温度が通常運転の場合よりも高いままである場合等には、シール部材８０の破損が修復されておらず、発電性能が回復していないと判断する。 Further, the operation control unit 71 can gradually raise the temperature while checking whether or not the power generation performance of the fuel cell A has been restored. When the fuel gas or the like leaks due to the breakage of the seal member 80, the supply amount of the fuel gas or the like to the fuel cell A decreases and the power generation performance deteriorates. Therefore, if the operation control unit 71 raises the temperature by a predetermined temperature but the power generation performance of the fuel cell A remains deteriorated and does not recover, the damage to the seal member 80 has not been repaired. As a result, the temperature is further raised to melt the seal member 80 and control it so that it can be repaired. Even in this case, it is preferable to stop the temperature rise up to a predetermined high temperature from the viewpoint of preventing deformation and cracking of the fuel cell A. In the operation control unit 71, when the power generation voltage detected by the voltage detection unit V is lower than the power generation voltage in the normal operation, the temperature of the cell combustion exhaust gas detected by the combustion unit temperature detection unit T2 is higher than in the normal operation. If the temperature of the catalyst combustion exhaust gas detected by the catalyst temperature detection unit T3 remains higher than that in the normal operation, the damage to the seal member 80 has not been repaired and the power generation performance. Judges that has not recovered.

一方、運転制御部７１は、温度を所定の温度だけ上昇させたことで燃料電池セルＡの発電性能が回復した場合は、さらなる温度の上昇を停止させるか、通常運転の温度に戻すように制御する。なお、運転制御部７１は、電圧検出部Ｖで検出される発電電圧が通常運転での発電電圧と同程度かそれ以上の場合、燃焼部温度検出部Ｔ２が検出したセル燃焼排ガスの温度が通常運転の場合と同程度となった場合、触媒温度検出部Ｔ３が検出した触媒燃焼排ガスの温度が通常運転の場合と同程度となった場合等には、シール部材８０の破損が修復されて発電性能が回復していると判断する。 On the other hand, when the power generation performance of the fuel cell A is restored by raising the temperature by a predetermined temperature, the operation control unit 71 controls to stop the further temperature rise or return it to the normal operation temperature. do. In the operation control unit 71, when the power generation voltage detected by the voltage detection unit V is equal to or higher than the power generation voltage in the normal operation, the temperature of the cell combustion exhaust gas detected by the combustion unit temperature detection unit T2 is normal. When the temperature is about the same as in the case of operation, or when the temperature of the combustion exhaust gas detected by the catalyst temperature detection unit T3 is about the same as in the case of normal operation, the damage to the seal member 80 is repaired to generate electricity. Judge that the performance has recovered.

徐々に温度を上昇させて燃料電池セルＡの発電性能の回復を判定する制御としては、具体的には、次のように制御するのが好ましい。例えば、まず、運転制御部７１は、通常の運転温度である例えば７００〜７５０℃から、燃料電池セルＡの運温度を所定の温度だけ上昇させて９００℃とする。その後、運転制御部７１は、一旦、通常の運転温度である例えば７００〜７５０℃に戻し、燃料電池セルＡの発電性能の回復を判定する。ここで、燃料電池セルＡの発電性能が回復していない場合は、運転制御部７１は、燃料電池セルＡの運温度を前述の９００℃よりも上昇させて例えば９２５℃とする。逆に、燃料電池セルＡの発電性能が回復している場合は、運転制御部７１は、燃料電池セルＡの運温度のさらなる上昇を停止する。そして、燃料電池セルＡの発電性能が回復しておらず燃料電池セルＡの温度を９２５℃と上昇させた場合は、その後、一旦、通常の運転温度である例えば７００〜７５０℃に戻し、燃料電池セルＡの発電性能の回復を判定する。ここで、燃料電池セルＡの発電性能が回復していない場合は、運転制御部７１は、燃料電池セルＡの運温度を前述の９２５℃よりも上昇させて例えば９５０℃とする。逆に、燃料電池セルＡの発電性能が回復している場合は、運転制御部７１は、燃料電池セルＡの温度のさらなる上昇を停止する。このように燃料電池セルＡを高温で運転した後、通常の運転温度に戻して燃料電池セルＡの発電性能の改善を判定することで、高温において発電性能を判定するよりも、改善したか否かをより確認し易い。 Specifically, as the control for determining the recovery of the power generation performance of the fuel cell A by gradually increasing the temperature, it is preferable to control as follows. For example, first, the operation control unit 71 raises the operating temperature of the fuel cell A by a predetermined temperature from the normal operating temperature of, for example, 700 to 750 ° C. to 900 ° C. After that, the operation control unit 71 temporarily returns the normal operating temperature to, for example, 700 to 750 ° C., and determines the recovery of the power generation performance of the fuel cell A. Here, when the power generation performance of the fuel cell A is not recovered, the operation control unit 71 raises the operating temperature of the fuel cell A from the above-mentioned 900 ° C. to, for example, 925 ° C. On the contrary, when the power generation performance of the fuel cell A is restored, the operation control unit 71 stops the further increase in the operating temperature of the fuel cell A. If the power generation performance of the fuel cell A has not recovered and the temperature of the fuel cell A is raised to 925 ° C., then the normal operating temperature, for example, 700 to 750 ° C., is once returned to fuel. The recovery of the power generation performance of the battery cell A is determined. Here, when the power generation performance of the fuel cell A is not recovered, the operation control unit 71 raises the operating temperature of the fuel cell A from the above-mentioned 925 ° C. to, for example, 950 ° C. On the contrary, when the power generation performance of the fuel cell A is restored, the operation control unit 71 stops the temperature of the fuel cell A from rising further. After operating the fuel cell A at a high temperature in this way, by returning to the normal operating temperature and judging the improvement of the power generation performance of the fuel cell A, whether or not the improvement is made rather than judging the power generation performance at the high temperature. It is easier to check.

（２−３）第２運転モードの開始条件の例
運転制御部７１は、任意のタイミング、定期的なタイミング、燃料ガス等のリークが検出されたタイミング等の所定のタイミングで第２運転モードを実行する。ここでは、燃料ガス等のリークが検出されたタイミングでの第２運転モードの開始について説明する。 (2-3) Example of Start Condition of Second Operation Mode The operation control unit 71 sets the second operation mode at a predetermined timing such as an arbitrary timing, a periodic timing, or a timing when a leak of fuel gas or the like is detected. Run. Here, the start of the second operation mode at the timing when a leak of fuel gas or the like is detected will be described.

運転制御部７１は、燃焼部温度検出部Ｔ２が検出したセル燃焼排ガスの温度が開始用燃焼温度閾値よりも大きくなると、第２運転モードを実行する。燃焼部２９から排出されるセル燃焼排ガスの温度が開始用燃焼温度閾値よりも大きくなった場合とは、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いた燃料電池セルＡでの発電性能が低下し、燃焼部２９での未燃ガスの燃焼が増加してセル燃焼排ガスの温度が上昇している場合である。この場合、シール部材８０が破損して燃料ガス及び酸化剤ガス等がリークし、発電性能の低下が生じているとして、運転制御部７１はシール部材８０を修復するための第２運転モードを実行する。なお、開始用燃焼温度閾値は、例えば、通常運転での燃焼部２９におけるセル燃焼排ガスの温度より高い温度に設定されている。 The operation control unit 71 executes the second operation mode when the temperature of the cell combustion exhaust gas detected by the combustion unit temperature detection unit T2 becomes larger than the start combustion temperature threshold value. When the temperature of the cell combustion exhaust gas discharged from the combustion unit 29 becomes higher than the starting combustion temperature threshold, the power generation performance in the fuel cell A using the fuel gas and the oxidant gas deteriorates, and combustion occurs. This is a case where the combustion of the unburned gas in the part 29 increases and the temperature of the cell combustion exhaust gas rises. In this case, assuming that the seal member 80 is damaged and the fuel gas, the oxidant gas, etc. leak, and the power generation performance is deteriorated, the operation control unit 71 executes the second operation mode for repairing the seal member 80. do. The starting combustion temperature threshold is set to a temperature higher than the temperature of the cell combustion exhaust gas in the combustion unit 29 in normal operation, for example.

運転制御部７１は、触媒温度検出部Ｔ３が検出した触媒燃焼排ガスの温度が開始用触媒温度閾値よりも大きくなると、第２運転モードを実行する。燃焼触媒部３５から排出される触媒燃焼排ガスの温度が開始用触媒温度閾値よりも大きくなった場合とは、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いた燃料電池セルＡでの発電性能が低下し、燃焼触媒部３５での未燃ガスの燃焼が増加し触媒燃焼排ガスの温度が上昇した場合である。この場合、シール部材８０が破損して燃料ガス及び酸化剤ガス等がリークし、発電性能の低下が生じているとして、運転制御部７１はシール部材８０を修復するための第２運転モードを実行する。なお、開始用触媒温度閾値は、例えば、通常運転での燃焼触媒部３５における触媒燃焼排ガスの温度より高い温度に設定されている。 The operation control unit 71 executes the second operation mode when the temperature of the catalyst combustion exhaust gas detected by the catalyst temperature detection unit T3 becomes larger than the start catalyst temperature threshold value. When the temperature of the catalyst combustion exhaust gas discharged from the combustion catalyst unit 35 becomes larger than the starting catalyst temperature threshold, the power generation performance in the fuel cell A using the fuel gas and the oxidant gas deteriorates. This is a case where the combustion of unburned gas in the combustion catalyst unit 35 increases and the temperature of the catalyst combustion exhaust gas rises. In this case, assuming that the seal member 80 is damaged and the fuel gas, the oxidant gas, etc. leak, and the power generation performance is deteriorated, the operation control unit 71 executes the second operation mode for repairing the seal member 80. do. The starting catalyst temperature threshold is set to a temperature higher than the temperature of the catalyst combustion exhaust gas in the combustion catalyst unit 35 in normal operation, for example.

運転制御部７１は、電圧検出部Ｖが検出した発電電圧が開始用電圧閾値よりも小さくなると、第２運転モードを実行する。電圧検出部Ｖが検出した燃料電池セルＡの発電電圧が開始用電圧閾値よりも小さくなった場合とは、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いた燃料電池セルＡでの発電性能が低下した場合である。この場合、シール部材８０が破損して燃料ガス及び酸化剤ガス等がリークし、発電性能の低下が生じているとして、運転制御部７１はシール部材８０を修復するための第２運転モードを実行する。なお、開始用電圧閾値は、例えば、通常運転での燃料電池セルＡにおける発電電圧より低い電圧に設定されている。 The operation control unit 71 executes the second operation mode when the generated voltage detected by the voltage detection unit V becomes smaller than the start voltage threshold value. The case where the generated voltage of the fuel cell A detected by the voltage detection unit V becomes smaller than the starting voltage threshold is the case where the power generation performance of the fuel cell A using the fuel gas and the oxidant gas deteriorates. Is. In this case, assuming that the seal member 80 is damaged and the fuel gas, the oxidant gas, etc. leak, and the power generation performance is deteriorated, the operation control unit 71 executes the second operation mode for repairing the seal member 80. do. The starting voltage threshold is set to a voltage lower than the generated voltage in the fuel cell A in normal operation, for example.

（２−４）第２運転モードの終了条件の例
運転制御部７１は、第２運転モードを開始した後、任意のタイミング、第２運転モードを所定期間実行した後のタイミング、燃料電池システム１００の状態に基づいたタイミング等の所定のタイミングで第２運転モードを終了する。ここでは、燃料電池システム１００の状態に基づいたタイミングでの第２運転モードの終了について説明する。 (2-4) Example of Termination Condition of Second Operation Mode The operation control unit 71 has an arbitrary timing after starting the second operation mode, a timing after executing the second operation mode for a predetermined period, and a fuel cell system 100. The second operation mode is terminated at a predetermined timing such as a timing based on the state of. Here, the termination of the second operation mode at the timing based on the state of the fuel cell system 100 will be described.

燃焼部２９から排出されるセル燃焼排ガスの温度が停止用燃焼温度閾値よりも小さくなった場合、運転制御部７１は第２運転モードの実行を停止する。なお、燃焼部２９から排出されるセル燃焼排ガスの温度が停止用燃焼温度閾値よりも小さくなった場合とは、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いた燃料電池セルＡでの発電性能が向上し、燃焼部２９での未燃ガスの燃焼が減り燃焼部２９の温度が低下した場合である。この場合、運転制御部７１は、シール部材８０の破損が修復されて燃料ガス及び酸化剤ガス等のリークが抑制され、発電性能の低下が抑制されたとして、第２運転モードの実行を停止する。
なお、停止用燃焼温度閾値は、例えば、通常運転での燃焼部２９におけるセル燃焼排ガスの温度に設定されている。 When the temperature of the cell combustion exhaust gas discharged from the combustion unit 29 becomes smaller than the stop combustion temperature threshold value, the operation control unit 71 stops the execution of the second operation mode. When the temperature of the cell combustion exhaust gas discharged from the combustion unit 29 becomes smaller than the combustion temperature threshold for stopping, the power generation performance in the fuel cell A using the fuel gas and the oxidant gas is improved. This is a case where the combustion of unburned gas in the combustion unit 29 is reduced and the temperature of the combustion unit 29 is lowered. In this case, the operation control unit 71 stops the execution of the second operation mode, assuming that the damage of the seal member 80 is repaired, the leakage of the fuel gas, the oxidant gas, etc. is suppressed, and the deterioration of the power generation performance is suppressed. ..
The stop combustion temperature threshold is set to, for example, the temperature of the cell combustion exhaust gas in the combustion unit 29 in normal operation.

燃焼触媒部３５から排出される触媒燃焼排ガスの温度が停止用触媒温度閾値よりも小さくなった場合、運転制御部７１は第２運転モードの実行を停止する。なお、燃焼触媒部３５から排出される触媒燃焼排ガスの温度が停止用触媒温度閾値よりも小さくなった場合とは、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いた燃料電池セルＡでの発電性能が向上し、燃焼触媒部３５での未燃ガスの燃焼が減り温度が低下した場合である。この場合、運転制御部７１は、シール部材８０の破損が修復されて燃料ガス及び酸化剤ガス等のリークが抑制され、発電性能の低下が抑制されたとして、第２運転モードの実行を停止する。
なお、停止用触媒温度閾値は、例えば、通常運転での燃焼触媒部３５における触媒燃焼排ガスの温度に設定されている。 When the temperature of the catalyst combustion exhaust gas discharged from the combustion catalyst unit 35 becomes smaller than the stop catalyst temperature threshold value, the operation control unit 71 stops the execution of the second operation mode. When the temperature of the catalyst combustion exhaust gas discharged from the combustion catalyst unit 35 becomes smaller than the stop catalyst temperature threshold, the power generation performance in the fuel cell A using the fuel gas and the oxidant gas is improved. However, this is a case where the combustion of the unburned gas in the combustion catalyst unit 35 is reduced and the temperature is lowered. In this case, the operation control unit 71 stops the execution of the second operation mode, assuming that the damage of the seal member 80 is repaired, the leakage of the fuel gas, the oxidant gas, etc. is suppressed, and the deterioration of the power generation performance is suppressed. ..
The stop catalyst temperature threshold is set to, for example, the temperature of the catalyst combustion exhaust gas in the combustion catalyst unit 35 in normal operation.

電圧検出部Ｖが検出した燃料電池セルＡの発電電圧が停止用電圧閾値よりも大きくなった場合、運転制御部７１は第２運転モードの実行を停止する。なお、電圧検出部Ｖが検出した発電電圧が停止用電圧閾値よりも大きくなった場合とは、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いた燃料電池セルでの発電性能が向上して発電電圧が上昇した場合である。この場合、運転制御部７１は、シール部材８０の破損が修復されて燃料ガス及び酸化剤ガス等のリークが抑制され、発電性能の低下が抑制されたとして、第２運転モードの実行を停止する。
なお、停止用電圧閾値は、例えば、通常運転での燃料電池セルＡの発電電圧に設定されている。 When the generated voltage of the fuel cell A detected by the voltage detection unit V becomes larger than the stop voltage threshold value, the operation control unit 71 stops the execution of the second operation mode. When the generated voltage detected by the voltage detection unit V becomes larger than the stop voltage threshold, the power generation performance in the fuel cell using the fuel gas and the oxidizing agent gas is improved and the generated voltage rises. If you do. In this case, the operation control unit 71 stops the execution of the second operation mode, assuming that the damage of the seal member 80 is repaired, the leakage of the fuel gas, the oxidant gas, etc. is suppressed, and the deterioration of the power generation performance is suppressed. ..
The stop voltage threshold value is set to, for example, the generated voltage of the fuel cell A in normal operation.

〔他の実施形態〕
なお上述の実施形態（他の実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 [Other Embodiments]
The configurations disclosed in the above-described embodiments (including other embodiments, the same shall apply hereinafter) can be applied in combination with the configurations disclosed in the other embodiments as long as there is no contradiction. , The embodiments disclosed in the present specification are examples, and the embodiments of the present invention are not limited thereto, and can be appropriately modified without departing from the object of the present invention.

上記実施形態では、第１運転モードにおける通常の運転温度を７００〜７５０℃とし、第２運転モードにおける運転温度を９００〜９５０℃である。とした。そして、シール部材の軟化点温度を９００〜９５０℃とした。しかし、通常の運転温度、第２運転モード及び軟化点温度はこれに限定されない。シール部材８０の軟化点温度が通常の運転温度より高く通常の運転温度では軟化せずに形状を保ちつつ燃料ガス等のリークを抑制し、かつ第２運転モードでの運転温度でシール部材８０が流動状態になって破損を修復可能でありつつ接合部分から流れ出さない程度となる材料をシール部材８０の材料として選択できればよい。 In the above embodiment, the normal operating temperature in the first operating mode is 700 to 750 ° C, and the operating temperature in the second operating mode is 900 to 950 ° C. And said. Then, the softening point temperature of the seal member was set to 900 to 950 ° C. However, the normal operating temperature, the second operating mode and the softening point temperature are not limited to this. The softening point temperature of the seal member 80 is higher than the normal operating temperature, and the seal member 80 suppresses leakage of fuel gas or the like while maintaining its shape without softening at the normal operating temperature, and the seal member 80 is at the operating temperature in the second operation mode. It suffices if a material that can be repaired in a fluid state and does not flow out from the joint portion can be selected as the material of the sealing member 80.

Ａ ：燃料電池セル
２９ ：燃焼部
３５ ：燃焼触媒部
７１ ：運転制御部
１００ ：燃料電池システム
Ｔ１ ：セル温度検出部
Ｔ２ ：燃焼部温度検出部
Ｔ３ ：触媒温度検出部
Ｖ ：電圧検出部
A: Fuel cell cell 29: Combustion unit 35: Combustion catalyst unit 71: Operation control unit 100: Fuel cell system T1: Cell temperature detection unit T2: Combustion unit temperature detection unit T3: Catalyst temperature detection unit V: Voltage detection unit

Claims (12)

燃料ガス及び酸化剤ガスを用いて発電を行う燃料電池セルと、前記燃料電池セルの運転を制御する運転制御部とを備える燃料電池システムに用いるシール部材の修復方法であって、
前記運転制御部は、通常の運転温度で前記燃料電池セルを運転するように制御する第１運転モードと、前記通常の運転温度よりも高温であり、かつ、前記シール部材の軟化点温度よりも高温で前記燃料電池セルを運転するように制御する第２運転モードとを実行可能であり、所定のタイミングで前記第２運転モードを実行する、シール部材の修復方法。 A method for repairing a seal member used in a fuel cell system including a fuel cell that generates power using a fuel gas and an oxidizing agent gas and an operation control unit that controls the operation of the fuel cell.
The operation control unit has a first operation mode for controlling the operation of the fuel cell at a normal operation temperature, a temperature higher than the normal operation temperature, and a temperature higher than the softening point temperature of the seal member. A method for repairing a seal member, which can execute a second operation mode for controlling the operation of the fuel cell at a high temperature and executes the second operation mode at a predetermined timing. 前記燃料電池システムは、
前記燃料電池セルから排出される未燃ガスを燃焼する燃焼部と、
前記燃焼部から排出される燃焼排ガスの温度を検出する燃焼部温度検出部とを備え、
前記運転制御部は、前記燃焼部温度検出部が検出した温度が開始用燃焼温度閾値よりも大きくなると前記第２運転モードを実行する、請求項１に記載のシール部材の修復方法。 The fuel cell system
A combustion unit that burns unburned gas discharged from the fuel cell,
It is provided with a combustion unit temperature detection unit that detects the temperature of the combustion exhaust gas discharged from the combustion unit.
The method for repairing a seal member according to claim 1, wherein the operation control unit executes the second operation mode when the temperature detected by the combustion unit temperature detection unit becomes larger than the starting combustion temperature threshold value. 前記燃料電池システムは、
前記燃料電池セルから排出される未燃ガスを燃焼する燃焼部と、
前記燃焼部から排出される燃焼排ガス中の燃焼成分である未燃ガスを燃焼する燃焼触媒部と、
前記燃焼触媒部の温度を検出する触媒温度検出部とを備え、
前記運転制御部は、前記触媒温度検出部が検出した温度が開始用触媒温度閾値よりも大きくなると前記第２運転モードを実行する、請求項１又は２に記載のシール部材の修復方法。 The fuel cell system
A combustion unit that burns unburned gas discharged from the fuel cell,
A combustion catalyst unit that burns unburned gas, which is a combustion component in the combustion exhaust gas discharged from the combustion unit,
A catalyst temperature detecting unit for detecting the temperature of the combustion catalyst unit is provided.
The method for repairing a seal member according to claim 1 or 2, wherein the operation control unit executes the second operation mode when the temperature detected by the catalyst temperature detection unit becomes larger than the starting catalyst temperature threshold value. 前記燃料電池システムは、
前記燃料電池セルによる発電電圧を検出する電圧検出部を備え、
前記運転制御部は、前記電圧検出部が検出した発電電圧が開始用電圧閾値よりも小さくなると前記第２運転モードを実行する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシール部材の修復方法。 The fuel cell system
A voltage detector for detecting the voltage generated by the fuel cell is provided.
The repair of the seal member according to any one of claims 1 to 3, wherein the operation control unit executes the second operation mode when the generated voltage detected by the voltage detection unit becomes smaller than the starting voltage threshold value. Method. 前記燃料電池システムは、
前記燃料電池セルから排出される未燃ガスを燃焼する燃焼部と、
前記燃焼部から排出される燃焼排ガスの温度を検出する燃焼部温度検出部とを備え、
前記運転制御部は、前記第２運転モードにおいて、前前記燃焼部温度検出部が検出した温度が停止用燃焼温度閾値よりも小さくなると前記第２運転モードの実行を停止する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシール部材の修復方法。 The fuel cell system
A combustion unit that burns unburned gas discharged from the fuel cell,
It is provided with a combustion unit temperature detection unit that detects the temperature of the combustion exhaust gas discharged from the combustion unit.
Claims 1 to 4 indicate that the operation control unit stops the execution of the second operation mode when the temperature detected by the previous combustion unit temperature detection unit becomes smaller than the stop combustion temperature threshold value in the second operation mode. The method for repairing a seal member according to any one of the above items. 前記燃料電池システムは、
前記燃料電池セルから排出される未燃ガスを燃焼する燃焼部と、
前記燃焼部から排出される燃焼排ガス中の燃焼成分である未燃ガスを燃焼する燃焼触媒部と、
前記燃焼触媒部から排出される燃焼排ガスの温度を検出する触媒温度検出部とを備え、
前記運転制御部は、前記第２運転モードにおいて、前記触媒温度検出部が検出した温度が停止用触媒温度閾値よりも小さくなると前記第２運転モードの実行を停止する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシール部材の修復方法。 The fuel cell system
A combustion unit that burns unburned gas discharged from the fuel cell,
A combustion catalyst unit that burns unburned gas, which is a combustion component in the combustion exhaust gas discharged from the combustion unit,
A catalyst temperature detecting unit for detecting the temperature of the combustion exhaust gas discharged from the combustion catalyst unit is provided.
Any of claims 1 to 5, wherein the operation control unit stops execution of the second operation mode when the temperature detected by the catalyst temperature detection unit becomes smaller than the stop catalyst temperature threshold value in the second operation mode. The method for repairing the seal member according to item 1. 前記燃料電池システムは、
前記燃料電池セルによる発電電圧を検出する電圧検出部を備え、
前記運転制御部は、前記第２運転モードにおいて、前記電圧検出部が検出した発電電圧が停止用電圧閾値よりも大きくなると前記第２運転モードの実行を停止する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のシール部材の修復方法。 The fuel cell system
A voltage detector for detecting the voltage generated by the fuel cell is provided.
Any one of claims 1 to 6, wherein the operation control unit stops execution of the second operation mode when the generated voltage detected by the voltage detection unit becomes larger than the stop voltage threshold value in the second operation mode. The method for repairing a seal member according to item 1. 前記運転制御部は、前記第２運転モードにおいて、前記燃料ガスの供給量を前記第１運転モードよりも増加させることで前記燃料電池セルの温度を上昇させる、請求項１〜７のいずれか１項に記載のシール部材の修復方法。 Any one of claims 1 to 7, wherein the operation control unit raises the temperature of the fuel cell in the second operation mode by increasing the supply amount of the fuel gas as compared with the first operation mode. The method for repairing a sealing member according to the section. 前記運転制御部は、前記第２運転モードにおいて、前記酸化剤ガスの供給量を前記第１運転モードよりも減少させることで前記燃料電池セルの温度を上昇させる、請求項１〜８のいずれか１項に記載のシール部材の修復方法。 Any one of claims 1 to 8, wherein the operation control unit raises the temperature of the fuel cell in the second operation mode by reducing the supply amount of the oxidant gas as compared with the first operation mode. The method for repairing a seal member according to item 1. 前記運転制御部は、前記第２運転モードにおいて前記燃料電池セルの温度を徐々に上昇させる、請求項１〜９のいずれか１項に記載のシール部材の修復方法。 The method for repairing a seal member according to any one of claims 1 to 9, wherein the operation control unit gradually raises the temperature of the fuel cell in the second operation mode. 前記運転制御部は、前記第２運転モードにおいて前記燃料電池セルの温度を徐々に上昇させる場合、前記燃料電池セルの温度を上昇させて運転した後、前記通常の運転温度に戻し、前記燃料電池セルの発電性能が改善したか否かを判定し、前記判定において発電性能が改善していない場合は前記燃料電池セルの温度を先に上昇させた温度よりもさらに上昇させて運転し、前記判定において発電性能が改善している場合は前記燃料電池セルの温度の更なる上昇を停止する、請求項１０に記載のシール部材の修復方法。 When the temperature of the fuel cell is gradually raised in the second operation mode, the operation control unit raises the temperature of the fuel cell and operates the fuel cell, and then returns the fuel cell to the normal operating temperature. It is determined whether or not the power generation performance of the cell has improved, and if the power generation performance has not improved in the above determination, the temperature of the fuel cell is further increased than the temperature previously increased, and the operation is performed. The method for repairing a seal member according to claim 10, wherein if the power generation performance is improved in the above, the further rise in the temperature of the fuel cell is stopped. 燃料電池セルを有し、構成部材どうしを接合する接合部分に適用されるシール部材で前記構成部材どうしが接合されている燃料電池モジュールと、前記燃料電池セルの運転を制御する運転制御部とを備える燃料電池システムであって、
前記運転制御部は、通常の運転温度で前記燃料電池セルを運転するように制御する第１運転モードと、前記通常の運転温度よりも高温であり、かつ、前記シール部材の軟化点温度よりも高温で前記燃料電池セルを運転するように制御する第２運転モードとを実行可能であり、所定のタイミングで前記第２運転モードを実行する、燃料電池システム。
A fuel cell module having a fuel cell and having the components joined to each other by a seal member applied to a joining portion for joining the components, and an operation control unit for controlling the operation of the fuel cell. It is a fuel cell system equipped
The operation control unit has a first operation mode for controlling the fuel cell to operate at a normal operation temperature, a temperature higher than the normal operation temperature, and a softening point temperature of the seal member. A fuel cell system capable of executing a second operation mode for controlling the operation of the fuel cell at a high temperature, and executing the second operation mode at a predetermined timing.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010003669A (en) * 2008-05-22 2010-01-07 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Electrochemical reactor unit, and electrochemical reactor module and electrochemical reaction system composed of them
JP2010287482A (en) * 2009-06-12 2010-12-24 Toto Ltd Solid electrolyte type fuel battery
JP2014043370A (en) * 2012-08-27 2014-03-13 Tohoku Univ Tin-zinc-silica phosphate-based glass and glass sealing material for high temperature environment
JP2015230868A (en) * 2014-06-06 2015-12-21 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 Method of inspecting fuel battery
JP2016152093A (en) * 2015-02-16 2016-08-22 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Fuel cell power generation device and operational method of fuel cell power generation device
WO2017191787A1 (en) * 2016-05-06 2017-11-09 住友精密工業株式会社 Method for manufacturing fuel cell, and fuel cell

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010003669A (en) * 2008-05-22 2010-01-07 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Electrochemical reactor unit, and electrochemical reactor module and electrochemical reaction system composed of them
JP2010287482A (en) * 2009-06-12 2010-12-24 Toto Ltd Solid electrolyte type fuel battery
JP2014043370A (en) * 2012-08-27 2014-03-13 Tohoku Univ Tin-zinc-silica phosphate-based glass and glass sealing material for high temperature environment
JP2015230868A (en) * 2014-06-06 2015-12-21 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 Method of inspecting fuel battery
JP2016152093A (en) * 2015-02-16 2016-08-22 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Fuel cell power generation device and operational method of fuel cell power generation device
WO2017191787A1 (en) * 2016-05-06 2017-11-09 住友精密工業株式会社 Method for manufacturing fuel cell, and fuel cell

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