CN103367779B - 固体氧化物型燃料电池装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种固体氧化物型燃料电池，在发电运行中，避免水蒸气重整用水的暴沸所产生的危害，抑制燃料电池单电池劣化。本发明是一种固体氧化物型燃料电池（1），其特征在于，具有：燃料电池模块（2）；燃料供给部件（38）；重整器（20），对所供给的燃料进行重整；蒸发室（20a），将在内部蒸发的水蒸气供给至重整器；供水部件（28）；及控制部件（110），控制燃料供给部件及供水部件，同时控制从燃料电池模块取出的电力，控制部件具备：暴沸判定部件（110a），判定蒸发室内的水发生过度且急剧的蒸发；及取出电力限制部件（110b），在通过该暴沸判定部件判定出水的过度暴沸时，限制从燃料电池模块取出的电力。

Description

固体氧化物型燃料电池装置

技术领域

本发明涉及一种固体氧化物型燃料电池，尤其涉及在所供给的燃料中加入水蒸气并进行重整，通过重整后的燃料生成电力的固体氧化物型燃料电池。

背景技术

固体氧化物型燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell：以下也称为“SOFC”）是作为电解质使用氧化物离子导电性固体电解质，在其两侧安装电极，向一侧供给燃料气体，向另一侧供给氧化剂（空气、氧等），在较高的温度下进行动作的燃料电池。

在日本国特开2010-277846号公报（专利文献1）中，记载有燃料电池装置。在该燃料电池装置的起动工序中，在重整器内依次发生燃料的部分氧化重整反应、部分氧化重整反应及水蒸气重整反应同时存在的自热重整反应、以及水蒸气重整反应，使重整器及燃料电池电堆的温度提高至可进行发电工序的温度。而且，在该燃料电池装置中，控制燃料供给部件、重整用空气供给部件及供水部件，可以分别供给目标燃料供给量、目标空气供给量及目标供水量。

但是，在日本国特开2010-277846号公报记载的燃料电池装置中，由于通过脉冲泵间歇地供给水蒸气重整用水，因此重整用水供给后，其在短期间内被蒸发，存在蒸发室及重整器内的压力暂时上升的问题。即，由于在重整器内的压力上升时燃料变得难以供给至重整器内，因此压力上升时燃料供给量检测传感器检测出燃料供给量变为比目标值少的状态，随后判断为燃料不足从而进行追加供给燃料的增量控制。但是，由于实际上压力在下一个瞬间降低所以燃料变为容易进行供给的状态，因此，尽管原本不需要上述不足部分的燃料增加而还是进行了供给，结果产生了燃料过剩供给的问题。

这种燃料过剩供给的问题在供水量尤其少的起动工序中的自热重整反应时发生。因此，在日本国特开2010-277846号公报记载的燃料电池装置中，在起动工序的自热重整反应中，通过抑制燃料供给部件的燃料供给量变更，从而进行稳定的自热重整反应。

专利文献1：日本国特开2010-277846号公报

但是，本申请发明人发现了如下新课题，日本国特开2010-277846号公报所记载的这种瞬间的水蒸发（暴沸）所产生的危害不仅存在于间歇供水的情况，还发生在连续供水的情况下。而且，还发现了如下新课题，瞬间的水蒸发所产生的危害不仅存在于起动工序的自热重整反应，还发生在发电运行中，这关系到燃料电池单电池的劣化。还发现了如下技术课题，在发电运行中，如日本国特开2010-277846号公报所记载的发明那样，很难抑制燃料供给量的变更，无法充分解决瞬间的水蒸发所产生的危害。

发明内容

于是，本发明的目的在于提供一种固体氧化物型燃料电池，在发电运行中，通过避免水蒸气重整用水的暴沸所产生的危害，从而可以抑制燃料电池单电池劣化。

为了解决上述课题，本发明是一种在所供给的燃料中加入水蒸气并进行重整，通过重整后的燃料生成电力的固体氧化物型燃料电池，其特征在于，具有：燃料电池模块，具备燃料电池电堆；燃料供给部件，用于供给燃料；重整器，通过在从该燃料供给部件供给的燃料中加入水蒸气并进行重整而生成包含大量氢的重整气体，将其供给至燃料电池电堆；蒸发室，设置在该重整器的上游侧，将在内部蒸发的水蒸气供给至重整器；供水部件，向该蒸发室供水；及控制部件，控制燃料供给部件及供水部件，同时控制从燃料电池模块取出的电力，控制部件具备：暴沸判定部件，判定蒸发室内的水发生过度且急剧的蒸发；及取出电力限制部件，在通过该暴沸判定部件判定出水的过度暴沸时，限制从燃料电池模块取出的电力。

在如此构成的本发明中，控制部件控制燃料供给部件及供水部件，同时控制从燃料电池模块取出的电力。从供水部件供给的水通过设置在重整器上游侧的蒸发室而被蒸发，重整器通过蒸发室中蒸发的水蒸气对从燃料供给部件供给的燃料进行水蒸气重整，并供给至内置在燃料电池模块中的燃料电池电堆。控制部件所具备的暴沸判定部件判定蒸发室内的水的过度暴沸，取出电力限制部件在判定出水的过度暴沸时，限制从燃料电池模块取出的电力。

蒸发室内发生的水的急剧蒸发即暴沸是因为蒸发室内的温度不均、压力变动等而引发的现象，即使在连续供水时，也很难充分抑制该现象。本申请发明人发现了如下新的技术课题，这种暴沸即使在燃料电池模块的发电运行中也频繁地发生，在蒸发室内发生较大的暴沸时，对燃料电池电堆也产生不良影响。这是因为蒸发室内发生较大的暴沸时，重整器内的压力上升一定期间，该期间内，燃料变得难以导入至重整器内，由此，燃料电池电堆暂时处于“燃料枯竭”状态或“燃料不足”状态。由于发生“燃料枯竭”或“燃料不足”，导致燃料电池电堆劣化，燃料电池电堆的耐用年数缩短。

本申请发明是为了解决上述新发现的技术课题而进行的，通过暴沸判定部件判定出蒸发室内的水的过度暴沸时，通过取出电力限制部件限制从燃料电池模块取出的电力。由此，由于可抑制从因为蒸发室内的暴沸的影响而导致发电能力降低的燃料电池电堆取出超过发电能力的电力，因此可以抑制燃料电池电堆劣化，使耐用年数飞跃地提高。

在本发明中，优选还具有：分散室，蓄积重整器中重整后的燃料，同时将蓄积的燃料分散供给至构成燃料电池电堆的各燃料电池单电池单元；及燃料供给量检测部件，检测出送入重整器的燃料供给量，暴沸判定部件在由燃料供给量检测部件检测出的燃料供给量相对于目标燃料供给量降低规定量以上的状态持续规定时间以上时，则判定为已发生水的过度暴沸。

在如此构成的本发明中，分散室蓄积由重整器重整的燃料，将蓄积的燃料分散供给至各燃料电池单电池单元。因此，导入至重整器的燃料减少后，在其影响波及到各燃料电池单电池单元之前的期间发生时滞。而且，暴沸判定部件在燃料供给量降低的状态持续规定时间以上时，判定为已发生水的过度暴沸。

根据如此构成的本发明，由于燃料减少的影响波及到各燃料电池单电池单元之前发生时滞，因此即使暴沸判定部件在辨别出燃料供给量的降低是否持续规定时间的基础上，判定发生过度暴沸，进行电力限制时，也能充分抑制对各燃料电池单电池单元的不良影响。由此，可以正确地判定发生过度暴沸，同时可以防止因误判定而反复进行不需要的电力限制，导致燃料电池模块的运行变得不稳定。

在本发明中，优选还具有输出电压检测部件，检测出燃料电池模块的输出电压，暴沸判定部件在由输出电压检测部件检测出的输出电压相对于目标输出电压降低规定量以上时，也判定为已发生水的过度暴沸。

本申请发明人发现了如下新的课题，很难切实地判定对燃料电池电堆的发电能力产生影响程度的过度暴沸的发生。根据如此构成的本发明，由于通过输出电压的降低也能判定水的过度暴沸，因此即使在通过基于燃料供给量的判定无法检测出水的过度暴沸时，也能够切实地执行应对暴沸的控制。而且，由于基于水的过度暴沸的“燃料枯竭”或“燃料不足”持续一定期间，因此即使在输出电压发生降低后再应对暴沸时，也能充分减轻对燃料电池电堆的不良影响。

在本发明中，优选取出电力限制部件即使在限制从燃料电池模块取出的电力时，也保持来自燃料电池模块的规定量以上的电力取出。

通常，即使在蒸发室内发生过度暴沸时，燃料供给量也不会变为零。在这种状态下，完全停止从燃料电池模块取出电力时，所供给的燃料全部利用于燃料电池模块内的加热，导致燃料电池模块内的温度过度上升。根据如上构成的本发明，由于即使在电力被限制时，也保持规定量以上的电力取出，因此可以避免燃料电池电堆中的“燃料枯竭”或“燃料不足”，并防止燃料电池模块的过度温度上升。

在本发明中，优选取出电力限制部件在燃料电池模块的发电电力较大的状态下，与发电电力较小的状态相比，大幅度限制从燃料电池模块取出的电力。

通常，固体氧化物型燃料电池被控制为发电电力较大时燃料利用率变高，发电电力较小时燃料利用率变低。根据如上构成的本发明，由于在发电电力较大的状态下，与较小的状态相比电力被大幅度限制，因此可以在燃料利用率高的大电力时，切实地避免“燃料枯竭”或“燃料不足”，且在小电力时，防止进行不需要的电力限制。

在本发明中，优选取出电力限制部件在燃料电池模块的发电电力为规定量以下时，不进行从燃料电池模块取出的电力的限制。

根据如此构成的本发明，在未因发生过度暴沸而导致发生“燃料枯竭”或“燃料不足”这一情况明确的发电电力为规定量以下的区域中，不进行电力限制，可以通过简单的控制来避免不需要的电力限制。而且，由于在发电电力较少的状态下，频繁进行电力限制时，发电热量的产生变少，因此燃料电池模块内有可能变为过度的冷却状态，但是根据如上构成的本发明，可以避免该情况。

根据本发明的固体氧化物型燃料电池，在发电运行中，通过避免水蒸气重整用水的暴沸所产生的危害，从而可以抑制燃料电池单电池劣化。

附图说明

图1是表示本发明一个实施方式的燃料电池装置的整体结构图。

图2是表示本发明一个实施方式的燃料电池装置的燃料电池模块的正面剖视图。

图3是沿图2的III-III线的剖视图。

图4是表示本发明一个实施方式的燃料电池装置的燃料电池单电池单元的局部剖视图。

图5是表示本发明一个实施方式的燃料电池装置的燃料电池电堆的立体图。

图6是表示本发明一个实施方式的燃料电池装置的框图。

图7是表示本发明一个实施方式的燃料电池装置起动时的动作的时间图。

图8是表示本发明一个实施方式的燃料电池装置停止时的动作的时间图。

图9是内置在本发明一个实施方式的燃料电池装置中的重整器的立体图。

图10是拆下内置在本发明一个实施方式的燃料电池装置中的重整器的顶板以示出重整器内部的立体图。

图11是表示内置在本发明一个实施方式的燃料电池装置中的重整器内部的燃料流向的俯视剖视图。

图12是表示本发明一个实施方式的燃料电池装置中的控制的流程图。

图13是表示图12的流程图的控制结果的一个例子的时间图。

图14是以时序表示发电运行中的现有的固体氧化物型燃料电池的运行状态的一个例子的曲线图。

图15是在图14的曲线图中放大表示发生过度暴沸的部分的图。

符号说明

1-固体氧化物型燃料电池；2-燃料电池模块；4-辅助设备单元；7-绝热材料（蓄热材料）；8-密封空间；10-发电室；12-燃料电池单电池集合体；14-燃料电池电堆；16-燃料电池单电池单元（固体氧化物型燃料电池单电池）；18-燃烧室（燃烧部）；20-重整器；20a-蒸发部；20b-重整部；20c-通气口；22-空气用换热器；24-供水源；26-纯水箱；28-水流量调节单元（供水部件）；30-燃料供给源；38-燃料流量调节单元（燃料供给部件）；40-空气供给源；44-重整用空气流量调节单元；45-发电用空气流量调节单元（发电用氧化剂气体供给部件）；46-第1加热器；48-第2加热器；50-温水制造装置；52-控制箱；54-逆变器；60-纯水导入管；62-被重整气体导入管；64-燃料气体供给管；66-分流器（分散室）；76-空气导入管；76a-吹出口；83-点火装置；84-燃料电池单电池；110-控制部（控制部件）；110a-暴沸判定部件；110b-取出电力限制部件；112-操作装置；114-显示装置；116-警报装置；126-电力状态检测传感器（输出电压检测部件）；132-燃料流量传感器（燃料供给量检测部件）；138-压力传感器（重整器压力传感器）；140-排气温度传感器；142-发电室温度传感器（温度检测部件）；148-重整器温度传感器（温度检测部件）；150-外气温度传感器。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明实施方式的固体氧化物型燃料电池（SOFC）。

图1是表示本发明一个实施方式的固体氧化物型燃料电池（SOFC）的整体结构图。如该图1所示，本发明一个实施方式的固体氧化物型燃料电池（SOFC）1具备燃料电池模块2和辅助设备单元4。

燃料电池模块2具备壳体6，在该壳体6内部隔着绝热材料7形成有密封空间8。在该密封空间8的下方部分即发电室10配置有利用燃料和氧化剂（空气）进行发电反应的燃料电池单电池集合体12。该燃料电池单电池集合体12具备10个燃料电池电堆14（参照图5），该燃料电池电堆14由16根燃料电池单电池单元16（参照图4）构成。如此，燃料电池单电池集合体12具有160根燃料电池单电池单元16，这些燃料电池单电池单元16全部串联连接。

在燃料电池模块2的密封空间8的上述发电室10的上方形成有燃烧室18，发电反应中未使用的剩余的燃料和剩余的氧化剂（空气）在该燃烧室18内燃烧，生成排放气体。

而且，在该燃烧室18的上方配置有对燃料进行重整的重整器20，利用前述剩余气体的燃烧热量将重整器20加热至可进行重整反应的温度。而且，在该重整器20的上方配置有空气用换热器22，用于接收重整器20的热量以加热空气，抑制重整器20的温度降低。

接下来，辅助设备单元4具备：纯水箱26，贮存来自水管等供水源24的水并通过过滤器使其成为纯水；及水流量调节单元28（由电动机驱动的“水泵”等），调节从该贮水箱供给的水的流量。而且，辅助设备单元4具备：气体截止阀32，截断从城市煤气等的燃料供给源30供给的燃料；脱硫器36，用于从燃料气体除去硫磺；及燃料流量调节单元38（由电动机驱动的“燃料泵”等），调节燃料气体的流量。辅助设备单元4还具备截断从空气供给源40供给的氧化剂即空气的电磁阀42、调节空气流量的重整用空气流量调节单元44及发电用空气流量调节单元45（由电动机驱动的“空气鼓风机”等）、加热向重整器20供给的重整用空气的第1加热器46及加热向发电室供给的发电用空气的第2加热器48。上述第1加热器46和第2加热器48是为了高效地进行起动时的升温而设置的，但是也可以省略。

接下来，在燃料电池模块2上连接有温水制造装置50，向其供给排放气体。向该温水制造装置50供给来自供水源24的自来水，该自来水利用排放气体的热量成为温水，以供给未图示的外部供热水器的贮热水箱。

而且，在燃料电池模块2上安装有控制箱52，其用于控制燃料气体的供给量等。

而且，在燃料电池模块2上连接有电力取出部（电力转换部）即逆变器54，其用于向外部供给由燃料电池模块发出的电力。

接下来，根据图2及图3，说明本发明实施方式的固体氧化物型燃料电池（SOFC）的燃料电池模块的内部结构。图2是表示本发明一个实施方式的固体氧化物型燃料电池（SOFC）的燃料电池模块的正面剖视图，图3是沿图2的III-III线的剖视图。

如图2及图3所示，在燃料电池模块2的壳体6的密封空间8内，如上所述，从下方依次配置有燃料电池单电池集合体12、重整器20、空气用换热器22。

重整器20安装有用于向其上游端侧导入纯水的纯水导入管60和用于导入将要重整的燃料气体和重整用空气的被重整气体导入管62，而且，在重整器20的内部从上游侧依次形成有蒸发部20a和重整部20b，在上述蒸发部20a和重整部20b中填充有重整催化剂。导入该重整器20的混合有水蒸气（纯水）的燃料气体及空气通过填充在重整器20内的重整催化剂而被重整。作为重整催化剂适合使用在氧化铝的球体表面赋予镍的物质，或在氧化铝的球体表面赋予钌的物质。

在该重整器20的下游端侧连接有燃料气体供给管64，该燃料气体供给管64向下方延伸，进而在形成于燃料电池单电池集合体12下方的分流器66内水平延伸。在燃料气体供给管64的水平部64a的下方面形成有多个燃料供给孔64b，从该燃料供给孔64b向分流器66内供给重整后的燃料气体。

在该分流器66的上方安装有用于支撑上述燃料电池电堆14的具备贯穿孔的下支撑板68，分流器66内的燃料气体被供给到燃料电池单电池单元16内。

接下来，在重整器20的上方设置有空气用换热器22。该空气用换热器22在上游侧具备空气汇集室70，在下游侧具备2个空气分配室72，这些空气汇集室70和空气分配室72通过6个空气流路管74连接。在此，如图3所示，3个空气流路管74成为一组（74a、74b、74c、74d、74e、74f），空气汇集室70内的空气从各组空气流路管74流入各自的空气分配室72。

在空气用换热器22的6个空气流路管74内流动的空气利用在燃烧室18燃烧而上升的排放气体进行预热。

在各个空气分配室72上连接有空气导入管76，该空气导入管76向下方延伸，其下端侧与发电室10的下方空间连通，向发电室10导入预热后的空气。

接下来，在分流器66的下方形成有排放气体室78。而且，如图3所示，在沿壳体6长度方向的面即前面6a和后面6b的内侧，形成有在上下方向上延伸的排放气体通路80，该排放气体通路80的上端侧与配置有空气用换热器22的空间连通，下端侧与排放气体室78连通。而且，在排放气体室78的下面大致中央连接有排放气体排出管82，该排放气体排出管82的下游端连接于图1所示的上述温水制造装置50。

如图2所示，用于使燃料气体和空气开始燃烧的点火装置83设置于燃烧室18。

下面，根据图4对燃料电池单电池单元16进行说明。图4是表示本发明一个实施方式的固体氧化物型燃料电池（SOFC）的燃料电池单电池单元的局部剖视图。

如图4所示，燃料电池单电池单元16具备燃料电池单电池84和分别连接于该燃料电池单电池84的上下方向端部的内侧电极端子86。

燃料电池单电池84是在上下方向上延伸的管状结构体，具备在内部形成燃料气体流路88的圆筒形内侧电极层90、圆筒形外侧电极层92、位于内侧电极层90和外侧电极层92之间的电解质层94。该内侧电极层90是燃料气体经过的燃料极，为（-）极，另一方面，外侧电极层92是与空气接触的空气极，为（+）极。

由于安装在燃料电池单电池单元16的上端侧和下端侧的内侧电极端子86为相同结构，所以在此具体地说明安装于上端侧的内侧电极端子86。内侧电极层90的上部90a具备相对于电解质层94和外侧电极层92露出的外周面90b和上端面90c。内侧电极端子86隔着导电性密封材料96与内侧电极层90的外周面90b连接，而且，通过与内侧电极层90的上端面90c直接接触而与内侧电极层90电连接。在内侧电极端子86的中心部形成有与内侧电极层90的燃料气体流路88连通的燃料气体流路98。

内侧电极层90例如由Ni和掺杂有从Ca或Y、Sc等稀土类元素中选择的至少一种元素的氧化锆的混合体、Ni和掺杂有从稀土类元素中选择的至少一种元素的二氧化铈的混合体、Ni和掺杂有从Sr、Mg、Co、Fe、Cu中选择的至少一种元素的镓酸镧的混合体中的至少一种形成。

电解质层94例如由掺杂有从Y、Sc等稀土类元素中选择的至少一种元素的氧化锆、掺杂有从稀土类元素中选择的至少一种元素的二氧化铈、掺杂有从Sr、Mg中选择的至少一种元素的镓酸镧中的至少一种形成。

外侧电极层92例如由掺杂有从Sr、Ca中选择的至少一种元素的锰酸镧、掺杂有从Sr、Co、Ni、Cu中选择的至少一种元素的铁酸镧、掺杂有从Sr、Fe、Ni、Cu中选择的至少一种元素的钴酸镧、银等中的至少一种形成。

下面，根据图5对燃料电池电堆14进行说明。图5是表示本发明一个实施方式的固体氧化物型燃料电池（SOFC）的燃料电池电堆的立体图。

如图5所示，燃料电池电堆14具备16根燃料电池单电池单元16，这些燃料电池单电池单元16的下端侧及上端侧分别被陶瓷制下支撑板68及上支撑板100支撑。在这些下支撑板68及上支撑板100上分别形成有内侧电极端子86可贯穿的贯穿孔68a及100a。

而且，在燃料电池单电池单元16上安装有集电体102及外部端子104。该集电体102由与安装于燃料极即内侧电极层90的内侧电极端子86电连接的燃料极用连接部102a和与空气极即外侧电极层92的外周面整体电连接的空气极用连接部102b一体地形成。空气极用连接部102b由在外侧电极层92的表面沿上下方向延伸的铅垂部102c和从该铅垂部102c沿外侧电极层92的表面在水平方向上延伸的很多水平部102d形成。而且，燃料极用连接部102a从空气极用连接部102b的铅垂部102c朝向燃料电池单电池单元16的位于上下方向的内侧电极端子86，向斜上方或斜下方直线延伸。

而且，在位于燃料电池电堆14一端（图5中左端的里侧及跟前侧）的2个燃料电池单电池单元16的上侧端及下侧端的内侧电极端子86上分别连接有外部端子104。这些外部端子104与位于邻接的燃料电池电堆14一端的燃料电池单电池单元16的外部端子104（未图示）连接，如上所述，160根燃料电池单电池单元16全部串联连接。

下面，根据图6对安装于本实施方式的固体氧化物型燃料电池（SOFC）的传感器类等进行说明。图6是表示本发明一个实施方式的固体氧化物型燃料电池（SOFC）的框图。

如图6所示，固体氧化物型燃料电池1具备控制部110，该控制部110连接有：操作装置112，具备用于使用者操作的“开”、“关”等操作按钮；显示装置114，用于显示发电输出值（瓦特数）等的各种数据；及警报装置116，在异常状态时等发出警报（warning）。另外，该警报装置116也可以是与位于远距离地点的管理中心连接，向该管理中心通知异常状态的形式。

接下来，向控制部110输入来自以下说明的各种传感器的信号。

首先，可燃气体检测传感器120是用于检测气体泄漏的元件，安装于燃料电池模块2及辅助设备单元4。

CO检测传感器122是用于检测原本经过排放气体通路80等向外部排出的排放气体中的CO是否泄漏在覆盖燃料电池模块2及辅助设备单元4的外部壳体（未图示）中的元件。

热水贮存状态检测传感器124是用于检测未图示的供热水器的热水温度、水量等的元件。

电力状态检测传感器126是用于检测逆变器54及配电板（未图示）的电流及电压等的元件。

发电用空气流量检测传感器128是用于检测向发电室10供给的发电用空气的流量的元件。

重整用空气流量传感器130是用于检测向重整器20供给的重整用空气的流量的元件。

燃料流量传感器132是用于检测向重整器20供给的燃料气体的流量的元件。

水流量传感器134是用于检测向重整器20供给的纯水的流量的元件。

水位传感器136是用于检测纯水箱26的水位的元件。

压力传感器138是用于检测重整器20的外部上游侧的压力的元件。

排气温度传感器140是用于检测流入温水制造装置50的排放气体的温度的元件。

如图3所示，发电室温度传感器142设置在燃料电池单电池集合体12附近的前面侧和背面侧，是用于检测燃料电池电堆14附近的温度，从而推断燃料电池电堆14（即燃料电池单电池84自身）的温度的元件。

燃烧室温度传感器144是用于检测燃烧室18的温度的元件。

排放气体室温度传感器146是用于检测排放气体室78的排放气体的温度的元件。

重整器温度传感器148是用于检测重整器20的温度的元件，根据重整器20的入口温度和出口温度计算出重整器20的温度。

外气温度传感器150是当固体氧化物型燃料电池（SOFC）配置在室外时用于检测外气温度的元件。而且，也可以设置测定外气湿度等的传感器。

来自这些传感器类的信号发送至控制部110，控制部110根据基于这些信号的数据，向水流量调节单元28、燃料流量调节单元38、重整用空气流量调节单元44、发电用空气流量调节单元45发送控制信号，以控制这些单元的各流量。

下面，根据图7说明本实施方式的固体氧化物型燃料电池（SOFC）起动时的动作。图7是表示本发明一个实施方式的固体氧化物型燃料电池（SOFC）起动时的动作的时间图。

最初，为了加热燃料电池模块2，在无负荷状态，即，使包括燃料电池模块2的电路在开路状态下开始运行。此时，由于电路中未流动电流，所以燃料电池模块2不进行发电。

首先，从重整用空气流量调节单元44经由第1加热器46向燃料电池模块2的重整器20供给重整用空气。而且，与此同时从发电用空气流量调节单元45经由第2加热器48向燃料电池模块2的空气用换热器22供给发电用空气，该发电用空气到达发电室10及燃烧室18。

随后，还从燃料流量调节单元38供给燃料气体，混合有重整用空气的燃料气体经过重整器20及燃料电池电堆14、燃料电池单电池单元16，到达燃烧室18。

之后，通过点火装置83点火，使燃烧室18内的燃料气体和空气（重整用空气及发电用空气）燃烧。通过该燃料气体和空气的燃烧生成排放气体，利用该排放气体加热发电室10，而且，排放气体在燃料电池模块2的密封空间8内上升时，在加热重整器20内的包含重整用空气的燃料气体的同时，还加热空气用换热器22内的发电用空气。

此时，由于通过燃料流量调节单元38及重整用空气流量调节单元44向重整器20供给混合有重整用空气的燃料气体，所以在重整器20中，进行式（1）所示的部分氧化重整反应POX。由于该部分氧化重整反应POX是发热反应，所以起动性良好。而且，该升温后的燃料气体通过燃料气体供给管64向燃料电池电堆14的下方供给，由此，燃料电池电堆14从下方被加热，而且，由于燃烧室18也通过燃料气体和空气的燃烧而升温，所以燃料电池电堆14还从上方被加热，结果燃料电池电堆14可以大致均等地在上下方向上升温。即使进行该部分氧化重整反应POX，在燃烧室18中也仍然持续保持燃料气体和空气的燃烧反应。

C_mH_n+xO₂→aCO₂+bCO+cH₂       （1）

部分氧化重整反应POX开始后，通过重整器温度传感器148检测到重整器20变为规定温度（例如600°C）时，通过水流量调节单元28、燃料流量调节单元38及重整用空气流量调节单元44，向重整器20供给预先混合有燃料气体、重整用空气及水蒸气的气体。此时，在重整器20中，进行并用有上述的部分氧化重整反应POX和后述的水蒸气重整反应SR的自热重整反应ATR。由于该自热重整反应ATR可取得热量内部平衡，所以在重整器20内以热量自足的状态进行反应。即，当氧（空气）较多时，基于部分氧化重整反应POX的发热占支配地位，当水蒸气较多时，基于水蒸气重整反应SR的吸热反应占支配地位。由于在该阶段中，已经过起动的初期阶段，发电室10内已升温至一定程度的温度，所以即使吸热反应占支配地位也不会引起大幅度的温度降低。而且，在自热重整反应ATR进行中，在燃烧室18中也仍然持续进行燃烧反应。

式（2）所示的自热重整反应ATR开始后，通过重整器温度传感器148检测到重整器20变为规定温度（例如700°C）时，在停止基于重整用空气流量调节单元44的重整用空气的供给的同时，增加基于水流量调节单元28的水蒸气的供给。由此，向重整器20供给不含空气而仅包含燃料气体和水蒸气的气体，在重整器20中，进行式（3）的水蒸气重整反应SR。

C_mH_n+xO₂+yH₂O→aCO₂+bCO+cH₂    （2）

C_mH_n+xH₂O→aCO₂+bCO+cH₂         （3）

由于该水蒸气重整反应SR是吸热反应，所以与来自燃烧室18的燃烧热量取得热平衡并进行反应。由于该阶段是燃料电池模块2起动的最终阶段，所以发电室10内升温至足够高的温度，因此，即使进行吸热反应，也不会导致发电室10大幅度的温度降低。而且，即使进行水蒸气重整反应SR，在燃烧室18中也仍然持续进行燃烧反应。

如此，燃料电池模块2通过点火装置83点火后，通过依次进行部分氧化重整反应POX、自热重整反应ATR、水蒸气重整反应SR，使发电室10内的温度逐渐上升。之后，当发电室10内及燃料电池单电池84的温度达到比使燃料电池模块2稳定地工作的额定温度低的规定的发电温度后，使包括燃料电池模块2的电路闭合，开始基于燃料电池模块2的发电，由此，电流流过电路。通过燃料电池模块2的发电，燃料电池单电池84自身也发热，燃料电池单电池84的温度也上升。其结果，达到使燃料电池模块2工作的额定温度例如600°C至800°C。

此后，为了保持额定温度，供给比燃料电池单电池84中消耗的燃料气体及空气的量多的燃料气体及空气，使燃烧室18中的燃烧持续。另外，在发电中以重整效率高的水蒸气重整反应SR进行发电。

下面，根据图8说明本实施方式的固体氧化物型燃料电池（SOFC）运行停止时的动作。图8是通过本实施方式表示固体氧化物型燃料电池（SOFC）运行停止时的动作的时间图。

如图8所示，进行燃料电池模块2的运行停止时，首先，操作燃料流量调节单元38及水流量调节单元28，减少燃料气体及水蒸气对重整器20的供给量。

而且，进行燃料电池模块2的运行停止时，在减少燃料气体及水蒸气对重整器20的供给量的同时，增大基于发电用空气流量调节单元45的发电用空气对燃料电池模块2内的供给量，利用空气冷却燃料电池单电池集合体12及重整器20，使它们的温度降低。其后，当重整器20的温度降低至规定温度例如400°C时，停止向重整器20供给燃料气体及水蒸气，结束重整器20的水蒸气重整反应SR。该发电用空气的供给持续至重整器20的温度降低至规定温度例如200°C，在变为该规定温度时，停止从发电用空气流量调节单元45供给发电用空气。

如此，在本实施方式中，由于进行燃料电池模块2的运行停止时，并用基于重整器20的水蒸气重整反应SR和基于发电用空气的冷却，所以能够在较短的时间内使燃料电池模块的运行停止。

下面，参照图9至图11说明重整器20的详细构成。

图9是重整器20的立体图，图10是拆下顶板以示出重整器20内部的立体图。图11是表示重整器20内部的燃料流向的俯视剖视图。

如图9所示，重整器20是配置在燃料电池模块2内的燃料电池电堆14上方的长方体状的金属制箱，在内部填充有用于对燃料进行重整的重整催化剂。而且，在重整器20的上游侧连接有用于导入水的纯水导入管60及用于导入燃料及重整用空气的被重整气体导入管62。另外，在重整器20的下游侧连接有燃料气体供给管64，使在内部重整后的燃料流出。而且，在重整器20上沿长度方向设置有8个通气口20c。上述通气口20c设置为从重整器20的底面贯穿至上面，使在重整器20下方的燃烧室18（图2）中燃烧的燃烧气体顺畅地向重整器20的上方排出，各通气口20c未与重整器20的内部连通。

如图10所示，在重整器20内部的上游侧设置有蒸发室即蒸发部20a，与该蒸发部20a邻接并在下游侧设置有重整部20b。通过在蒸发部20a的内部配置多个隔板，从而形成有曲折的通路。从供水部件即水流量调节单元28向重整器20导入的水在温度上升的状态下在蒸发部20a内蒸发，成为水蒸气。而且，导入至重整器20的燃料气体、重整用空气经过蒸发部20a的曲折的通路并与水蒸气混合。另外，在本实施方式中，虽然蒸发部20a及重整部20b在重整器20的内部一体形成，但是也可以使蒸发部20a（蒸发室）及重整部20b分开构成。

另一方面，在重整部20b的内部也通过配置多个隔板而形成有曲折的通路，在该通路中填充有催化剂。蒸发部20a中混合的燃料气体及重整用空气经过重整部20b的通路并进行部分氧化重整反应。另外，从蒸发部20a导入燃料气体、水蒸气及重整用空气的混合物时，在重整部20b中发生部分氧化重整反应及水蒸气重整反应。另外，从蒸发部20a导入燃料气体及水蒸气的混合物时，在重整部20b中仅发生水蒸气重整反应。

如图11所示，向重整器20的蒸发部20a导入的燃料气体、水及重整用空气最初沿重整器20的横切方向蜿蜒流动，之后向2个通路分支，并沿重整器20的长度方向蜿蜒前行。进而，通路再次合流，在重整器20的中央部分连接于重整部20b。导入至重整部20b的燃料等在重整部20b的中央沿长度方向流动后，分支为2个并折返，2个通路再次折返以朝向重整部20b的下游端，在此合流并流入至燃料气体供给管64。燃料经过如此蜿蜒的通路，并通过填充在通路中的催化剂而被重整。

下面，参照图14及图15，说明现有的固体氧化物型燃料电池的蒸发部中的暴沸现象。图14是以时序表示发电运行中的现有的固体氧化物型燃料电池的运行状态的一个例子的曲线图。图15是在图14的曲线图中放大表示发生过度暴沸的部分的图。

图14最上段的曲线是以虚线表示燃料供给目标值、以实线表示实际的燃料供给量的曲线。而且，图14第二段是燃料电池模块的输出电压，最下段是表示重整器的蒸发部内的压力的曲线。图15是放大表示在图14中发生过度暴沸的部分的时间轴的图，最上段表示发电电流，第二段表示发电电力，第三段表示燃料电池模块的输出电压，最下段中以虚线表示燃料供给目标值，以实线表示实际的燃料供给量。

如图14的最下段的曲线所示，重整器内的压力随时间剧烈变动。这种压力变动的主要原因可以认为是由蒸发部内的微少的水滴一瞬间蒸发的暴沸现象所引起的。即，由于水通过蒸发，体积膨胀3000倍左右，因此在水蒸发的同时重整器内的压力急剧上升。如此，暴沸现象极其频繁地发生，即使连续进行供水也很难完全避免发生暴沸。但是，暴沸所引起的重整器内压力变动的大部分在极短的时间内收敛，也未对导入至重整器的燃料气体的流量给予较大的影响。另外，尽管重整器内的压力剧烈变动，燃料电池模块的输出电压也几乎没有变化。可以认为这是因为从重整器流出的燃料通常暂时蓄积在分散室即分流器中，并从其分配至大量的燃料电池单电池单元中。即，可以认为是因为如果是短时间的压力变动所引起的燃料供给量的变动，则在分流器内被均匀化，对实际分配至各燃料电池单电池单元的燃料几乎没有影响。

但是，在图14的A部分中，发生较大的暴沸，在较长的时间内重整器内的压力上升。而且，从放大发生过度暴沸的部分的时间轴的图15可知，当如此发生过度的暴沸时，实际导入至重整器的燃料气体的流量也发生较大的变动。如图15最下段的实线所示，发生过度暴沸时，在较长的期间内，导入至重整器内的燃料供给量减少。对于这种燃料供给量的减少，反馈控制进行作用，燃料供给量反复超调并收敛于燃料供给目标值。但是，如图15第三段的曲线所示，燃料供给量开始降低后，在约5秒钟后，燃料电池模块的输出电压开始降低。该输出电压的降低由如下原因引起，由于燃料供给量暂时降低而导致供给至各燃料电池单电池单元的燃料浓度降低，各燃料电池单电池单元的发电能力暂时降低。即，可以认为在该状态下，尽管燃料供给量降低，而发电能力降低，还是从燃料电池模块取出一定的电流，因此，发生电压下降。

如此，由本申请发明人发现了如下新的技术课题，在各燃料电池单电池单元的发电能力降低的状态下，由于从各燃料电池单电池单元取出超过发电能力的电流（电力），从而各燃料电池单电池单元处于暂时接近“燃料枯竭”的状态，这导致各燃料电池单电池单元的劣化加重。如上所述，在重整器的蒸发部内，水蒸气重整用水的暴沸频繁发生，很难避免发生暴沸。而且，由于这种暴沸大多是小规模的暴沸，因此对实际的燃料供给量、各燃料电池单电池单元的发电能力给予的影响较为轻微。但是，频繁发生的暴沸中也有大规模的暴沸，发生这种水的过度暴沸时，一定期间内实际的燃料供给量降低，与此相伴的“燃料枯竭”或“燃料不足”使各燃料电池单电池单元的劣化加重，导致缩短燃料电池单电池单元的耐用年数的结果。本申请发明是为了解决上述技术课题而进行的。

下面，参照图12及图13，说明本发明实施方式的固体氧化物型燃料电池1中的控制。

图12是本实施方式的固体氧化物型燃料电池1中的控制的流程图。图13是表示图12的流程图的控制结果的一个例子的时间图。

图12所示的流程图是用于应对重整器20的蒸发部20a内发生的过度暴沸的控制子程序，在固体氧化物型燃料电池1的发电运行中，以规定的时间间隔来执行。

首先，在图12的步骤S1中，判断燃料电池模块2的发电电流是否为规定的电流以下。在本实施方式中，发电电流比3A多时进入步骤S2，为3A以下时，结束图12所示的流程图的1次处理。即，发电电流为3A以下时不执行应对暴沸的控制，比3A多时，根据需要执行应对暴沸的控制。另外，在本实施方式中，虽然根据燃料电池模块2的发电电流，判断可否执行应对暴沸的控制，但是也可以根据发电电力来进行判定。

在本实施方式的固体氧化物型燃料电池1中，作为电解质使用氧化物离子导电性固体电解质，在将燃料电池模块2内保持于比较高温的发电温度的状态下进行发电。因此，所供给的燃料的一部分未贡献于发电，而使用于将燃料电池模块2内保持于发电温度。如上所述，流过各燃料电池单电池单元16内时，未使用于发电而残留的剩余燃料在从各燃料电池单电池单元16的上端流出时燃烧，该燃烧热量利用于燃料电池模块2内的温度保持。如此，由于所供给的燃料中的规定量使用于燃料电池模块2内的温度保持用，因此燃料利用率（所供给的燃料中利用于发电的燃料比率）在发电所使用的燃料量变多的发电电流（发电电力）较大的区域中设定为较高，在发电电流（发电电力）较小的区域中设定为较低。

因而，由于在发电电流为3A以下的小发电电流的区域中燃料利用率被设定为较低，因此即使在因为过度暴沸而导致燃料供给量暂时降低的状态下，也供给有发电所使用的程度的燃料，不必担心使用于发电的燃料不足（此时，使用于温度保持的剩余燃料减少）。因此，在本实施方式中，发电电流为3A以下时，不执行应对暴沸的控制。另外，由此可以防止因为在未陷入燃料不足的状态下进行应对暴沸的控制，而导致燃料电池模块2的状态变得不稳定，或引起过度的温度降低。

之后，在图12的步骤S2中，通过内置在控制部110内的暴沸判定部件110a（图6）判定在重整器20的蒸发部20a内是否发生过度暴沸，发生过度暴沸时进入步骤S3，未发生时进入步骤S4。具体而言，控制部件即控制部110控制燃料供给部件即燃料流量调节单元38，将根据所需的发电电力而设定的目标燃料供给量Ft的燃料供给至重整器20。而且，由燃料流量调节单元38实际送入重整器20的燃料量Fa通过燃料供给量检测部件即燃料流量传感器132（图6）进行测定。暴沸判定部件110a在实际供给的燃料供给量Fa相对于目标燃料供给量Ft降低规定量以上的状态持续规定时间以上时，则判定为在蒸发部20a内已发生过度暴沸。在本实施方式中，暴沸判定部件110a在燃料供给量Fa相对于目标燃料供给量Ft降低70%以上，即（Fa/Ft）≤0.3的状态连续3秒钟以上时，则判定已发生过度暴沸。

图13是表示应对暴沸的控制的控制结果的一个例子的时间图，最上段表示燃料电池模块2的发电电流，第二段表示燃料电池模块2的输出电压，最下段以实线表示实际的燃料供给量Fa，以虚线表示目标燃料供给量Ft。在图13所示的例子中，在时刻t100，实际供给的燃料供给量Fa相对于目标燃料供给量Ft处于降低70%以上的状态，在距该时刻t100的3秒钟后的时刻t101，通过暴沸判定部件110a判定已发生过度暴沸。

之后，在图12的步骤S3中，内置在控制部110内的取出电力限制部件110b（图6），作为暴沸应对控制，限制从燃料电池模块2向逆变器54取出的电流。在图13所示的例子中，在时刻t101判定已发生过度暴沸时，取出电力限制部件110b使发电电流降低50%，限制电力取出。

在图15所示的现有的固体氧化物型燃料电池中，发生过度暴沸后，燃料电池模块的输出电压降低。这是因为如下原因，由于发生过度暴沸，导致实际的燃料供给量比目标燃料供给量减少，在燃料电池电堆的发电能力降低的状态下，从燃料电池模块取出与暴沸发生前相同的电流。这种电压下降对构成燃料电池电堆的各燃料电池单电池单元施加负担，导致使各燃料电池单电池单元的劣化加重的结果。与此相对，在本实施方式的图13中，在时刻t101判定发生过度暴沸后，通过使从燃料电池模块2取出的电流降低，从而限制电力取出，因此，可避免输出电压降低。另外，在本实施方式中，虽然在实际供给的燃料供给量Fa开始降低后，等待该状态是否持续3秒钟从而进行取出电力的限制，但是可以避免燃料电池模块2的输出电压降低。在此，从重整器20流出的燃料经由燃料气体供给管64及分散室即分流器66而到达各燃料电池单电池单元16。因此，导入重整器20的实际的燃料供给量开始降低后，在其影响波及到各燃料电池单电池单元16，且电压下降开始之前存在5秒钟左右的时滞。因而，即使在辨别出燃料供给量降低是否持续规定时间后也能够避免电压下降。而且，在图13所示的例子中，由于抑制了比实际的燃料供给量的降低所引起的发电能力的降低部分多的电力取出，因此燃料电池模块2的输出电压反而上升。

另外，优选取出电力限制部件110b的电力取出限制使从燃料电池模块2取出的电力降低至50%以下且保持规定量以上的电力取出。这即使在发生过度暴沸的状态下，实际的燃料供给量也不会降低至零，成为持续一定程度的燃料供给的状态。因此，使从燃料电池模块2的电力取出完全停止时，不仅未贡献于发电的剩余燃料增加，而且因为大量剩余燃料燃烧，导致产生燃料电池模块2内的温度过度上升的问题。为了避免上述问题，优选当判定发生过度暴沸时，使取出的电力大幅度减少并保持电力取出。但是，也可以根据设想发生在重整器内的暴沸规模、燃料电池模块的绝热性等条件，而在电力取出的限制中，使电力取出完全停止。

在图12的步骤S3中开始的电力取出的限制接着在步骤S6中持续约2秒钟。之后，在步骤S7中，限制电力取出的暴沸应对控制结束，结束图12所示的流程图的1次处理。在图13所示的例子中，在时刻t102电力取出的限制结束。另外，如图13所示，在本实施方式中，在时刻t102电力取出的限制结束后，也并不是瞬间使电力取出量增加至限制前的水平，而是一点点使取出量恢复，在时刻t103恢复至限制前的水平。该控制在本实施方式中是使电力取出量增加时的通常控制，例如在对应于需求电力的增加而使电力取出量增加时，也执行同样的控制。

另一方面，在图12的步骤S2中，未判定发生过度暴沸时进入步骤S4，在步骤S4中，判断燃料电池模块2的输出电压是否是恰当的值。具体而言，判断由输出电压检测部件即电力状态检测传感器126测定的燃料电池模块2的输出电压Va是否相对于目标输出电压Vt降低规定量以上。在本实施方式中，通过暴沸判定部件110a判断输出电压Va是否处于比目标输出电压Vt低30%以上的状态，即电压是否下降至（Va/Vt）≤0.7。在电压已下降时进入步骤S5，在电压未下降时结束图12的流程图的1次处理。

如上所述，在发生过度暴沸，燃料电池电堆14的发电能力降低的状态下保持电力取出时，燃料电池模块2的输出电压降低。而且，由于在燃料电池模块2正常运行时，伴随输出电流的增加输出电压也降低，因此作为目标输出电压Vt预先设定相对于各输出电流所设想的恰当的输出电压。在步骤S4中，相对于如此按输出电流设想的目标输出电压Vt，判定所测定的输出电压Va降低的比率。如此，在输出电压Va相对于所设想的目标输出电压Vt大幅度降低时，即使未观测到实际的燃料供给量Fa的持续降低，也由于发生过度暴沸的可能性较高，因此暴沸判定部件110a判断为已发生过度暴沸。

当判断发生过度暴沸时，在步骤S5中，作为暴沸应对控制，通过取出电力限制部件110b，使从燃料电池模块2向逆变器54取出的电流降低70%。即，从燃料电池模块2取出的电流被限制于电力取出控制前的30%的值。在图12的步骤S5中开始的电力取出的限制接着在步骤S6中持续约2秒钟。之后，在步骤S7中，限制电力取出的暴沸应对控制结束，结束图12所示的流程图的1次处理。

另外，与在步骤S2中，当观测到燃料供给量Fa持续降低时，从燃料电池模块2取出的电流降低50%相对，当在步骤S5中判定输出电压降低时，所取出的电流更大幅度地降低70%。如此，根据输出电压的降低来限制电力取出时，与根据燃料供给量Fa持续降低来进行限制时相比大幅度地施加限制。这是因为在燃料电池模块2的输出电压开始降低的状态下，各燃料电池单电池单元16中的燃料不足已经开始，因此，通过更大幅度地减小发电量，从而更加切实地保护各燃料电池单电池单元16。

另外，由于在未判定燃料供给量Fa持续降低时，也作为后备通过输出电压的降低来判定发生过度暴沸，因此即使在因为测定误差等导致无法检测出燃料供给量Fa持续降低时，也能抑制发生过度暴沸所引起的不良影响。而且，由于在检测出输出电压的降低时，立即开始限制电力取出，因此即使在检测出电压下降后，也能将对各燃料电池单电池单元16的不良影响抑制为较为轻微。

根据本发明实施方式的固体氧化物型燃料电池1，通过暴沸判定部件110a判定蒸发部20a内的水的过度暴沸（图12的步骤S2、S4）时，通过取出电力限制部件110b限制从燃料电池模块2取出的电力（图12的步骤S3、S5）。由此，由于可抑制从因为蒸发部20a内的暴沸的影响而导致发电能力降低的燃料电池电堆14取出超过发电能力的电力，因此可以抑制燃料电池电堆14劣化，使耐用年数飞跃地提高。

而且，根据本实施方式的固体氧化物型燃料电池1，通过设置有分流器66（图2），从而在燃料减少的影响波及到各燃料电池单电池单元16之前存在时滞。因此，即使暴沸判定部件110a在辨别出燃料供给量的降低是否持续规定时间的基础上，判定发生过度暴沸（图12的步骤S2），进行电力限制时，也能充分抑制对各燃料电池单电池单元16的不良影响。由此，可以正确地判定发生过度暴沸，同时可以防止因误判定而反复进行不需要的电力限制，导致燃料电池模块2的运行变得不稳定。

另外，根据本实施方式的固体氧化物型燃料电池1，由于还通过输出电压的降低来判定水的过度暴沸（图12的步骤S4），因此即使在通过基于燃料供给量的判定（图12的步骤S2）而无法检测出水的过度暴沸时，也能够切实地执行应对暴沸的控制。而且，由于基于水的过度暴沸的“燃料枯竭”或“燃料不足”持续一定期间（图15），因此即使在输出电压发生降低后再应对暴沸时，也能充分减轻对燃料电池电堆14的不良影响。

而且，根据本实施方式的固体氧化物型燃料电池1，由于即使在电力被限制时，也保持规定量以上的电力取出（图12的步骤S3、S5），因此可以避免燃料电池电堆14中的“燃料枯竭”或“燃料不足”，并防止剩余燃料增加所引起的燃料电池模块2的过度温度上升。

另外，根据本实施方式的固体氧化物型燃料电池1，取出电力限制部件110b在燃料电池模块2的发电电流为规定量以下时，不执行电力限制（图12的步骤S1）。因此，在未因发生过度暴沸而导致发生“燃料枯竭”或“燃料不足”这一情况明确的发电电力（电流）为规定量以下的区域中，不进行电力限制，可以通过简单的控制来避免不需要的电力限制。

以上，说明了本发明优选的实施方式，但是可以对上述的实施方式施加各种变更。

另外，在上述本发明的实施方式中，虽然在发电电流为3A以下时，构成为不进行暴沸应对控制（图12的步骤S1），但是作为变形例，也可以根据发电电流或发电电力，变更从燃料电池模块2取出的电力的限制。例如也可以如下构成本发明，在燃料电池模块2的发电电力较大的状态下，与发电电力较小的状态相比，大幅度限制从燃料电池模块2取出的电力（减小取出电力）。

根据本变形例，由于在发电电力较大的状态下，与较小的状态相比电力被大幅度限制，因此可以在燃料利用率高的大电力时，切实地避免“燃料枯竭”或“燃料不足”，且在小电力时，防止进行不需要的电力限制。

Claims (6)

1.一种固体氧化物型燃料电池，是在所供给的燃料中加入水蒸气并进行重整，通过重整后的燃料生成电力的固体氧化物型燃料电池，其特征在于，具有：

燃料电池模块，具备燃料电池电堆；

燃料供给部件，用于供给燃料；

重整器，通过在从该燃料供给部件供给的燃料中加入水蒸气并进行重整而生成包含大量氢的重整气体，将其供给至上述燃料电池电堆；

蒸发室，设置在该重整器的上游侧，将在内部蒸发的水蒸气供给至上述重整器；

供水部件，向该蒸发室供水；

及控制部件，控制上述燃料供给部件及上述供水部件，同时控制从上述燃料电池模块取出的电力，

上述控制部件具备：暴沸判定部件，判定上述蒸发室内的水发生过度且急剧的蒸发的暴沸；及取出电力限制部件，在通过该暴沸判定部件判定出水的过度暴沸时，限制从上述燃料电池模块取出的电力。

2.根据权利要求1所述的固体氧化物型燃料电池，其特征在于，还具有：分散室，蓄积上述重整器中重整后的燃料，同时将蓄积的燃料分散供给至构成上述燃料电池电堆的各燃料电池单电池单元；及燃料供给量检测部件，检测出送入上述重整器的燃料供给量，上述暴沸判定部件在由上述燃料供给量检测部件检测出的燃料供给量相对于目标燃料供给量降低规定量以上的状态持续规定时间以上时，则判定为已发生水的过度暴沸。

3.根据权利要求2所述的固体氧化物型燃料电池，其特征在于，还具有输出电压检测部件，检测出上述燃料电池模块的输出电压，上述暴沸判定部件在由上述输出电压检测部件检测出的输出电压相对于目标输出电压降低规定量以上时，也判定为已发生水的过度暴沸。

4.根据权利要求3所述的固体氧化物型燃料电池，其特征在于，上述取出电力限制部件即使在限制从上述燃料电池模块取出的电力时，也保持来自上述燃料电池模块的规定量以上的电力取出。

5.根据权利要求1所述的固体氧化物型燃料电池，其特征在于，上述取出电力限制部件在上述燃料电池模块的发电电力较大的状态下，与发电电力较小的状态相比，大幅度限制从上述燃料电池模块取出的电力。

6.根据权利要求5所述的固体氧化物型燃料电池，其特征在于，上述取出电力限制部件在上述燃料电池模块的发电电力为规定量以下时，不进行从上述燃料电池模块取出的电力的限制。