JP2002083623A - 燃料電池設備、その燃料および燃料供給装置 - Google Patents

燃料電池設備、その燃料および燃料供給装置

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JP2002083623A
JP2002083623A JP2000326015A JP2000326015A JP2002083623A JP 2002083623 A JP2002083623 A JP 2002083623A JP 2000326015 A JP2000326015 A JP 2000326015A JP 2000326015 A JP2000326015 A JP 2000326015A JP 2002083623 A JP2002083623 A JP 2002083623A
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Japan
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fuel
fuel cell
petroleum gas
liquefied petroleum
odorant
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JP2000326015A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Endo
博之 遠藤
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Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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Abstract

(57)【要約】 【課題】PEFCの軽量・小型化が図れる燃料電池設
備、その燃料および燃料供給装置を提供すること。 【解決手段】PEFC12に液化石油ガスを供給するバ
ルク貯槽20に、液化石油ガスから硫黄分を除く脱硫器
23を設ける。これにより、脱硫装置をPEFC12に
設ける必要が無くなるので、PEFCの軽量・小型化を
充分図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電に伴い熱を発
生する燃料電池を備え、電力および熱エネルギーのうち
少なくとも電力を供給する燃料電池設備、ならびに燃料
電池の燃料および燃料供給装置に関する。
【0002】
【背景技術】従来より、水素やメタノールなどの燃料が
燃焼する際の化学エネルギーを、電気化学的に直接電気
エネルギーに変換する燃料電池が利用されている。この
燃料電池によれば、発電効率が機械式の発電機よりも優
れているうえ、排熱までも利用すれば、総合エネルギー
効率が80%にまで到達することから、早期の開発、導
入および普及が期待されている。また、現在では、燃料
電池の正極および負極の間に設けられる電解質として、
高分子電解質膜を採用した固体高分子型燃料電池(以
下、「PEFC」と略す)が開発されている。このPE
FCは、出力される電力の電力密度が高く、軽量・小型
化が可能であるので、電気自動車の動力源に利用するこ
とが研究されている。また、PEFCは、天然ガス、メ
タノールおよび液化石油ガス等を水素に変換する燃料改
質装置を設ければ、燃料として国内で普及している天然
ガスおよび液化石油ガスをそのまま燃料として採用する
ことが可能なので、水素のようにインフラを整備する必
要がなく、小売店などの小型店舗や家庭用の自家発電装
置として普及を図ることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、PEF
Cの燃料として液化石油ガスを採用するには、液化石油
ガスから硫黄分を取り除く脱硫装置が必要となり、脱硫
装置をPEFCに設置すると、PEFCの軽量・小型化
が損なわれるという問題がある。また、脱硫装置に設け
られる脱硫剤は、定期的に交換する必要があり、脱硫装
置が設置されたPEFCの小型化を図ると、脱硫装置に
設けられる脱硫剤の量も少なくなり、脱硫剤を交換する
頻度が増え、PEFCの保守が面倒になるという問題も
ある。
【0004】本発明の目的は、PEFCの軽量・小型化
が図れる燃料電池設備、その燃料および燃料供給装置を
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、発電に伴い熱
を発生する燃料電池を備え、電力および熱エネルギーの
両方が供給可能な燃料電池設備であって、前記燃料電池
は、液化石油ガスを燃料とされ、前記燃料電池に前記液
化石油ガスを供給する燃料供給手段が設けられ、前記液
化石油ガスから硫黄分を除く脱硫手段が前記燃料供給手
段に設けられていることを特徴とする。このような本発
明では、脱硫装置を燃料電池に設置する必要がなくなる
ので、燃料電池の軽量・小型化が充分図れるようにな
る。また、所定量以上の液化石油ガスを連続供給しなけ
ればならない燃料供給手段は、その大きさがある程度以
上のものとなることから、大型の脱硫装置を設置して
も、寸法的には何ら問題が生じない。しかも、脱硫装置
を大型化すれば、脱硫剤の交換頻度が低減し、交換作業
を保守作業と同時に行うことも可能となり、脱硫剤の交
換がより効率よく行えるようになる。
【0006】以上のような燃料電池設備において、燃料
電池として、正極および負極の間に設けられる電解質と
して高分子電解質膜を備えたPEFCを採用することが
望ましい。このようなPEFCは、出力される電力の電
力密度が、燃料電池の中でも最も高いものの一つなの
で、軽量・小型化が容易に図れるようになる。
【0007】また、燃料供給手段としては、前記液化石
油ガスが充填された容器、特に、固定式のバルク貯槽等
を採用するのが好ましい。このような容器を燃料供給手
段として設ければ、小売店などの小型店舗や家庭にも燃
料供給手段を設置することが可能となるうえ、液化石油
ガスが充填されたタンクを積載したバルクローリ車で、
燃料供給手段への液化石油ガスの補給が行え、この液化
石油ガスの補給の際に、脱硫装置に対して脱硫剤の交換
を行えば、交換作業を効率よく行えるようになる。ここ
で、脱硫手段に設けられる脱硫剤の量と、燃料供給手段
に蓄えられる液化石油ガスの貯蔵量とを互いに対応させ
れば、例えば、燃料供給手段への液化石油ガスの補給作
業を三回行う毎に、脱硫手段への脱硫剤の交換作業を一
回行うような量に設定すれば、補給作業および交換作業
が効率よく行えるようになる。これらの点については、
以下のジメチルエーテルを燃料として用いる場合におい
ても同様である。
【0008】さらに、液化石油ガスには、着臭剤とし
て、硫黄分を含まないものを添加することが望ましい。
このような硫黄分を含まない着臭剤を採用すれば、硫黄
分を含む着臭剤とは異なり、脱硫装置で取り除かれるこ
とがなく、燃料供給手段側に脱硫装置を設けても、着臭
剤が液化石油ガスとともに燃料電池まで到達し、着臭剤
の臭いによりガス漏れの発生を報知するという機能が何
ら損なわれない。
【0009】また、ジメチルエーテルは、従来スプレー
剤等に用いられていたが、着臭剤を添加することで、燃
料として用いることができ、燃料電池用の燃料としても
好適に用いることができる。ここで、着臭剤としては、
硫黄系着臭剤、非硫黄系着臭剤のどちらを用いても構わ
ないが、非硫黄系着臭剤を用いることが好ましい。非硫
黄系着臭剤を用いることで、燃焼時等に環境への影響が
少なくなるうえ、燃料電池設備に脱硫装置を設ける必要
もなくなり、燃料電池設備の簡略化を図ることができ
る。
【0010】なお、非硫黄系着臭剤としては、エステル
類の着臭剤、ケトン類の着臭剤、オレフィン系炭化水素
類の着臭剤およびフッ化系化合物からなる着臭剤が採用
できる。ここで、オレフィン系炭化水素類着臭剤として
は、例えば、1−ブチレン、イソブチレン等のブチレン
類が採用できる。一方、硫黄系着臭剤としては、メルカ
プタン系、サルファイド系の着臭剤を採用できる。着臭
剤の添加量は、人間に十分臭気を感じさせる量であれ
ば、特に限定はなく、例えば、数ppm〜100ppm
程度添加すればよい。
【0011】なお、ジメチルエーテルの改質法として
は、例えば、固定床反応器中に配置した固体酸からなる
エーテル水和触媒とメタノール水蒸気改質触媒とを物理
的に混合し、ジメチルエーテルをスチームと反応させ、
メタノールにした後に、これを分解させる方法が挙げら
れる。
【0012】これによれば、ジメチルエーテルからなる
燃料であるから、液化石油ガスを燃料とするよりも改質
が容易に行えるとともに、COの発生率が少ないため、
その除去を容易に行える。さらに、ジメチルエーテルと
して着臭剤を含有するものを用いているから、ガス漏れ
時の感知を容易に行え、燃料として用いる上で、安全で
ある。
【0013】以上のようなジメチルエーテルを燃料とす
る燃料電池設備は、発電に伴い熱を発生する燃料電池を
備え、電力および熱エネルギーのうち少なくとも電力を
供給する燃料電池設備であって、前記燃料電池は、硫黄
分を含まない着臭剤が添加されたジメチルエーテルを燃
料とし、前記燃料電池に前記ジメチルエーテルを供給す
る燃料供給手段が設けられているものを採用できる。こ
こで、燃料電池としては、特に限定はなく、前述のPE
FC、固体電解質型燃料電池(SOFC)等を採用でき
るが、前述の理由からPEFCを採用するのが好まし
い。
【0014】本発明によれば、硫黄を含まない着臭剤が
添加されたジメチルエーテルを燃料とする燃料電池設備
であるから、脱硫手段を必要とせず、燃料電池設備の構
成を簡略化することができるとともに、燃料電池の軽量
・小型化が図れる。これにともない、脱硫剤の交換作業
も不要となるため、設備の保守、管理を容易に行うこと
ができる。
【0015】また、燃料電池設備は、発電に伴い熱を発
生する燃料電池を備え、電力および熱エネルギーのうち
少なくとも電力を供給する燃料電池設備であって、前記
燃料電池は、着臭剤が添加されたジメチルエーテルを燃
料とし、前記燃料電池に前記ジメチルエーテルを供給す
る燃料供給手段が設けられ、前記ジメチルエーテルから
硫黄分を除く脱硫手段が前記燃料供給手段または燃料電
池に設けられているものを採用できる。
【0016】ここで、着臭剤としては、硫黄系着臭剤、
非硫黄系着臭剤のどちらを採用しても構わないが、環境
負荷への影響を考慮すると、非硫黄系着臭剤を採用する
ことが好ましい。また、脱硫手段は、ジメチルエーテル
中の硫黄分を除去するためには、燃料供給手段または燃
料電池のどちらかに設けられていればよいが、燃料電池
の軽量化・小型化を図ることを考慮すると、液化石油ガ
ス同様に燃料供給手段に脱硫手段を設けるのが理想的で
ある。なお、燃料供給手段(装置)には、前述の液化石
油ガスを燃料とする場合に用いたものと同様のものを採
用できる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面に基づいて説明する。図1には、本実施形態に係る燃
料電池設備1が示されている。この燃料電池設備1は、
小型店舗である24時間営業の飲食店に設置され、当該
飲食店に電力および湯を供給するものである。なお、こ
の飲食店は、主にラーメンを提供するために、大量の湯
を消費する中華料理店である。燃料電池設備1が発電し
た電力は、飲食店の各部の電力負荷へ電力を分配するた
めの分電盤2に供給されている。この分電盤2には、電
力会社の商用電力も供給されている。分電盤2に商用電
力を供給する送電線3の途中には、分電盤2に供給され
る交流電力を計測する電力計4が設けられている。
【0018】燃料電池設備1は、燃料の電気化学的反応
により電気エネルギーおよび熱エネルギーの両方を効率
よく発生する熱併給発電装置10を備えたものである。燃
料電池設備1には、熱併給発電装置10の他に、熱併給発
電装置10の燃料である液化石油ガスを熱併給発電装置10
に供給する燃料供給手段であるバルク貯槽20と、飲食店
の電力負荷が利用できるように、熱併給発電装置10が発
生した電力を整えるパワーコンディショナー30と、熱併
給発電装置10が発生する熱エネルギーにより加熱された
湯を内部に貯める貯湯槽40とが設けられている。
【0019】ここで、燃料電池設備1の熱併給発電装置
10とバルク貯槽20とは、ガス管51で相互に連結され、こ
れにより、熱併給発電装置10に液化石油ガスが供給可能
となっている。熱併給発電装置10および貯湯槽40には、
水道水等の水を供給するための水供給管52が接続され、
この水供給管52により、熱併給発電装置10および貯湯槽
40の両方に水が供給されるようになっている。熱併給発
電装置10には、空気供給管53が接続され、この空気供給
管53により、熱併給発電装置10に空気が供給可能となっ
ている。熱併給発電装置10と貯湯槽40とは、二本の送湯
管54, 55で相互に連結され、これらの送湯管54, 55によ
り、熱併給発電装置10と貯湯槽40との間で湯の循環が可
能となっている。貯湯槽40には、飲食店の調理場等の各
部位へ湯を供給するための給湯管56が接続されている。
熱併給発電装置10とパワーコンディショナー30とは、一
対の直流送電線5により相互に接続されている。パワー
コンディショナー30と分電盤2とは、一対の交流送電線
6(図1では、便宜上、1本の線で表されている。)に
より相互に接続されている。
【0020】熱併給発電装置10は、バルク貯槽20から供
給される液化石油ガスを改質装置11で水素に改質し、改
質装置11により得られた水素と空気中の酸素とを燃料電
池12の内部で結合させることにより発電を行うものであ
る。ここで、改質装置11および燃料電池12は、水素供給
管57で相互に連結され、この水素供給管57により、改質
装置11で発生した水素が燃料電池12に供給されるように
なっている。改質装置11は、液化石油ガスを水素に変換
するための触媒13を備えたものである。改質装置11に
は、触媒13が内部に充填された容器13A と、ガス管51か
ら供給される液化石油ガスの燃焼によって、容器13A を
加熱するヒーター11A とが設けられている。このうち、
容器13A の内部には、ガス管51から液化石油ガスが供給
されるとともに、水供給管52から水が供給されるように
なっている。そして、改質装置11の触媒13は、ヒーター
11A の熱で水を加熱することにより発生する水蒸気と、
液化石油ガスとの混合気から水素を生じる化学反応を促
進するものである。
【0021】燃料電池12は、水素と酸素とから直流電力
を発生する本体12A を備え、本体12A に設けられた正極
14と負極15との間の電解質として、高分子電解質膜16を
採用した固体高分子型の燃料電池(PEFC)である。
燃料電池12には、電力を発生する本体12A の他に、本体
12A を収納するケーシング17が設けられている。燃料電
池12の本体12A には、前述の正極14、負極15および高分
子電解質膜16の他に、水素供給管57から正極14側に供給
される水素が外部に漏れないようにするセパレータ18A
と、空気供給管53から負極15側に供給される空気が外部
に漏れないようにするセパレータ18B と、本体12A から
出力される電力を調節するために液化石油ガスおよび空
気の供給量を調節する、図示しない容量制御手段とが設
けられている。
【0022】本体12A の周囲には、ケーシング17の内面
との間に隙間19が形成されている。この隙間19には、冷
却水が流れるようになっている。貯湯槽40の湯は、送湯
管55の途中に設けられたポンプ58により、送湯管54, 55
を通って熱併給発電装置10と貯湯槽40との間を強制的に
循環するようになっている。これにより、熱併給発電装
置10が発生する熱エネルギーが湯として貯湯槽40に蓄積
されるようになっている。
【0023】パワーコンディショナー30は、燃料電池12
からの直流電力が一次側に入力されるとともに、入力さ
れた直流電力を交流電力に変換して二次側に出力する、
図示しないインバーターを備えたものである。パワーコ
ンディショナー30には、二次側の出力電圧が一定となる
ように、インバーターのスイッチング素子の導通時間を
デマンド制御するとともに、電力負荷が必要とする電力
に応じた電力信号を、燃料電池12の容量制御手段へ出力
する、図示しない制御回路が設けられている。この制御
回路により、熱併給発電装置10は、電力需要に応じて電
力を調節することが可能となっている。
【0024】貯湯槽40は、飲食店で常に湯が利用できる
ように、内部に所定温度の湯が所定量以上貯められるも
のである。貯湯槽40には、貯湯槽40の内の湯面レベルが
所定の高さレベルよりも上方となるように、水の供給を
適宜行うボールタップ41が設けられている。このボール
タップ41は、水供給管52が接続されたバルブ41A と、こ
のバルブ41A を開閉するためのフロート41B とを備えて
いる。また、貯湯槽40には、燃料電池12が停止している
とき、あるいは、出力電力を絞った状態で燃料電池12が
運転されているときにも、貯湯槽40の内部に貯められた
湯の温度が所定温度以下にならないように、貯湯槽40の
内部の湯を加熱する給湯器42が接続されている。
【0025】貯湯槽40と給湯器42とは、一対の配管43,
44を介して連通している。このうち、貯湯槽40には、貯
湯槽40内の湯の温度を制御するサーモスタット45が設け
られている。サーモスタット45は、貯湯槽40内の湯の温
度に応じて、給湯器42を自動的に起動および停止するも
のである。そして、配管44の途中には、給湯器42と連動
して作動するポンプ46が設けられている。ここで、サー
モスタット45が給湯器42を起動すると、ポンプ46が作動
し、貯湯槽40と給湯器42との間で、湯を強制的に循環さ
せ、貯湯槽40内の湯を効率よく加熱するようになってい
る。
【0026】バルク貯槽20は、内部に液化石油ガスが充
填される固定型の容器であり、地面に打設されたコンク
リート製の基礎21に固定されている。バルク貯槽20に
は、液化石油ガスを輸送するバルクローリ車に設けられ
たガス供給ノズルと嵌合する供給口22と、内部に液化状
態で充填されている液化石油ガスの液面を示す液面計20
A とが設けられている。供給口22により、バルク貯槽20
は、バルクローリ車から、直接、液化石油ガスの補給が
受けられるようになっている。なお、バルク貯槽20は、
液化石油ガスを熱併給発電装置10に供給する燃料供給装
置でもある。
【0027】また、バルク貯槽20には、液化石油ガスに
含有される硫黄分を除く脱硫手段である脱硫器23が設け
られている。この脱硫器23は、硫黄分を除く脱硫剤を収
納したカートリッジ24の交換が容易に行えるようになっ
ている。カートリッジ24は、その交換頻度を低減するた
めにに、ある程度多量の脱硫剤が収納された比較的大型
のものである。カートリッジ24に収納された脱硫剤の量
は、バルク貯槽20に充填された液化石油ガスの量に応じ
て設定されている。これにより、液化石油ガスの補給時
期とカートリッジ24の交換時期とが重なり、液化石油ガ
スの補給作業と、カートリッジ24の交換作業とが同時に
行えるようになっている。なお、脱硫剤は、常温から1
40℃までの温度範囲において、液化石油ガスに含有さ
れる硫黄分を吸着等により除去するものである。
【0028】ここで、バルク貯槽20に充填される液化石
油ガスは、硫黄分を含まない着臭剤が添加されたものと
なっている。なお、着臭剤は、ガス漏れを報知するため
に、液化石油ガスに臭いを付与するものである。これに
より、バルク貯槽20に脱硫器23を設け、バルク貯槽20を
出た直後の液化石油ガスから硫黄分を除いても、硫黄を
含む着臭剤と異なり、液化石油ガスから着臭剤が除かれ
ることがなく、着臭剤は、液化石油ガスとともに熱併給
発電装置10まで到達するようになっている。
【0029】以上のような本実施形態では、脱硫剤とし
ては次のものが採用できる。 (1) 活性炭および活性炭素繊維の炭素材料 (2) シリカゲルおよび疎水性シリカ等の珪素酸化物 (3) ゼオライトまたは金属交換ゼオライト等のゼオラ
イト類脱硫剤 (4) アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属の酸化
物、亜硫酸塩水和物および水酸化物 (5) アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属を担体に
担持させた脱硫剤 (6) 鉛、錫、鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、ク
ロム、銅および亜鉛等の金属、その酸化物、ならびに、
これらの金属の混合物、および、これらの複合酸化物 (7) 鉛、錫、鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、ク
ロム、銅および亜鉛等の金属を担体に担持させた脱硫
剤、これらの金属を二種以上の組合わせて担体に担持さ
せた脱硫剤、ならびに、これらの脱硫剤に、さらに、ア
ルカリ金属あるいはアルカリ土類金属や希土類金属(C
e、La、Y)等を担持させた脱硫剤
【0030】なお、前述の担体としては、シリカ、アル
ミナ、シリカ−アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化
亜鉛、白土、珪藻土および粘土類等が使用できる。ま
た、脱硫剤のうち、鉛、錫、鉄、ニッケル、コバルト、
銅、貴金属等の金属を含む脱硫剤は、事前に還元してお
くと、より優れた脱硫機能を発揮する。また、還元した
脱硫剤は、急速に酸化しないように、還元直後に、液状
の炭化水素中に浸す等の安定化処理を施しておくことが
好ましい。
【0031】また、着臭剤としては、液化石油ガスと均
一に混合可能となっているもので、硫黄を含まなくとも
人間に充分臭気を感じさせるものが採用できる。具体的
には、エステル類の着臭剤、ケトン類の着臭剤、オレフ
ィン系炭化水素類の着臭剤およびフッ化系化合物からな
る着臭剤が採用できる。ここで、オレフィン系炭化水素
類着臭剤としては、例えば、1−ブチレン、イソブチレ
ン等のブチレン類が採用できる。
【0032】このような本実施形態では、液化石油ガス
の供給会社は、燃料電池設備1の運転状況を把握したう
えで、バルク貯槽20が完全に空になる前に、液化石油ガ
スの補給作業が定期的に行えるよう、飲食店への燃料補
給周期を設定する。液化石油ガスの補給作業は、一人の
作業員でも行えるので、液化石油ガスの補給作業を行う
にあたり、作業員7は、一人でバルクローリ車8を運転
して飲食店へ向かい、飲食店に到着すると、バルクロー
リ車8の燃料供給ホース8Aをバルク貯槽20まで延ばし、
図2(A)に示されるように、燃料供給ホース8Aの先端
に設けられたガス供給ノズル8Bを、バルク貯槽20の供給
口22に嵌合する。この状態で、バルクローリ車8から送
られてくる液化石油ガスをバルク貯槽20に注入し、バル
ク貯槽20を液化石油ガスで満たす。液化石油ガスの補給
が完了したら、バルクローリ車8の燃料供給ホース8Aを
巻き取る。そして、作業員7は、図2(B)に示される
ように、脱硫器23に付いている古いカートリッジ24A を
取り外した後、新しいカートリッジ24B を脱硫器23に取
り付ける。新しいカートリッジ24B の取付作業が完了す
ると、バルク貯槽20への補給作業は完了し、作業員7
は、バルクローリ車8を運転して帰社する。
【0033】このような本実施形態によれば、次のよう
な効果がある。すなわち、熱併給発電装置10に液化石油
ガスを供給するバルク貯槽20に、液化石油ガスから硫黄
分を除く脱硫器23を設けたので、熱併給発電装置10に脱
硫装置を別途設置する必要がなくなり、熱併給発電装置
10の軽量・小型化を容易に達成することができる。ま
た、ある程度多量の脱硫剤が収納された比較的大型のカ
ートリッジ24を脱硫器23に設けたので、その交換頻度を
低減することができるうえ、脱硫剤をカートリッジ24に
収納するようにしたので、脱硫剤の交換作業が容易とな
り、脱硫剤の交換作業を効率よく行うことができる。
【0034】さらに、熱併給発電装置10に液化石油ガス
を供給する燃料供給手段としては、液化石油ガスが充填
された容器であるバルク貯槽20を採用したので、ガス管
等のガス供給施設が完備していない地域に飲食店が設け
られていても、飲食店の熱併給発電装置10に液化石油ガ
スを供給できるうえ、バルク貯槽20への液化石油ガスの
補給は、バルクローリ車8で行えるので、重い可搬型の
シリンダー容器の交換により、液化石油ガスを補給を行
う場合よりも、補給作業を容易に行うことができる。
【0035】また、硫黄分を含まない着臭剤が添加され
た液化石油ガスを、燃料として採用したので、硫黄分を
含む着臭剤とは異なり、着臭剤が脱硫器23で取り除かれ
ることがなく、バルク貯槽20側に脱硫器23を設けても、
着臭剤が液化石油ガスとともに熱併給発電装置10まで到
達し、着臭剤の臭いによりガス漏れの発生を報知すると
いう機能が何ら損なわれず、安全性を確保することがで
きる。
【0036】さらに、燃料電池として、正極14および負
極15の間に設けられる電解質として高分子電解質膜16を
備えた、軽量・小型のPEFC12を採用したので、熱併
給発電装置10により、敷地や建物内のスペースが大きく
奪われることがなく、飲食店としての営業スペースを充
分確保することができる。
【0037】以上、本発明について好適な実施形態を挙
げて説明したが、本発明は、この実施形態に限られるも
のでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
の改良並びに設計の変更が可能である。例えば、燃料電
池としては、高分子電解質膜を電解質としたPEFCに
限らず、固体を電解質とした固体電解質型燃料電池(S
OFC)でもよい。また、燃料としては、液化石油ガス
に限らず、着臭剤を含有したジメチルエーテルを用いる
こともできる。なお、硫黄分を含まない着臭剤を含有す
るジメチルエーテルを燃料として採用する場合には、硫
黄分が燃料中に含まれないこととなるので、燃料電池設
備に脱硫手段を設けないことも可能である。
【0038】また、燃料供給手段としては、バルク貯槽
に限らず、石油を精製する石油精製プラントの近傍に、
燃料電池設備が設けられる場合には、石油精製プラント
そのものを燃料供給手段とすることができる。さらに、
液化石油ガスが充填される容器としての燃料供給手段と
しては、バルク貯槽よりも容量の小さいバルク容器や、
運搬可能なボンベ状のシリンダー容器でもよい。
【0039】シリンダー容器を採用する場合には、図3
に示されるように、脱硫器25が取り付けられたシリンダ
ー容器26を選択することが望ましい。この際、シリンダ
ー容器26A 内の液化石油ガスが残り僅かとなった、燃料
電池設備への燃料補給を行うにあたり、液化石油ガスが
充満しているシリンダー容器26B を、図3(A)に示さ
れるように、トラック8Cで現場まで搬送する。現場で
は、図3(B)に示されるように、空になったシリンダ
ー容器26A と、液化石油ガスが詰まったシリンダー容器
26B とを交換する。ここで、シリンダー容器26B には、
未使用の脱硫剤が詰まった脱硫器25B が取り付けられて
いるので、シリンダー容器26の交換により、使用済みの
脱硫剤が詰まった脱硫器25A の交換も同時に行われる。
この後、空のシリンダー容器26A および使用済みの脱硫
剤が詰まった脱硫器25A は、トラック8Cに載せられて、
液化石油ガスの供給会社に回収される。
【0040】また、燃料電池設備としては、一つの燃料
供給手段を備えたものに限らず、複数の燃料供給手段を
備えたものでもよい。例えば、燃料供給手段を二つ設け
れば、長時間連続運転する場合、一方の燃料供給手段の
燃料が尽きても、他方の燃料供給手段に燃料が残ってい
るように、燃料の補給を交互に行うことにより、途中で
停止することなく、燃料電池の運転を連続して行うこと
ができる。
【0041】さらに、燃料電池設備の設置場所として
は、飲食店に限らず、コンビエンスストア等の比較的小
規模の店舗や、一般住宅でもよい。また、前記実施形態
では、燃料供給手段への燃料の補給を行った後、脱硫器
の脱硫剤を交換したが、逆に、脱硫剤を交換した後に、
燃料の補給作業を行ってもよい。さらに、燃料供給手段
への燃料補給作業は、一人の作業員により行われるもの
に限らず、複数の作業員を用意し、これらの作業員を手
分けして、脱硫器の脱硫剤を交換する作業と、燃料を補
給する作業とを同時に行ってもよい。また、給湯器とし
ては、ポンプの作動により、貯湯槽との間で、強制的に
循環させられた湯を加熱するものに限らず、貯湯槽から
給湯口までを連結する給湯管の途中に設けられ、貯湯槽
の湯の温度が低い場合に当該湯を加熱する、いわゆるブ
ースターヒーターとして利用されるものでもよい。さら
に、燃料電池設備としては、燃料電池により電気エネル
ギーおよび熱エネルギーの両方を供給するものに限ら
ず、燃料電池が発生した電力のみを需要家に供給するも
のであってもよい。
【0042】
【発明の効果】前述のように本発明によれば、脱硫装置
の燃料電池への設置が不要となり、燃料電池の軽量・小
型化を充分達成できるうえ、脱硫手段の脱硫剤を交換す
る交換作業が、燃料供給手段への燃料補給作業と同時に
行えるようになるので、脱硫剤の交換作業をより効率よ
く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る燃料電池設備を示す
概略図である。
【図2】前記実施形態に係る燃料補給作業を説明するた
めの図である。
【図3】本発明の変形例に係る燃料補給作業を説明する
ための図である。
【符号の説明】
1 燃料電池設備 12 燃料電池 14 正極 15 負極 16 高分子電解質膜 20 燃料供給手段および燃料供給装置としてのバルク貯
槽 23 脱硫手段としての脱硫器

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発電に伴い熱を発生する燃料電池を備え、
    電力および熱エネルギーのうち少なくとも電力を供給す
    る燃料電池設備であって、 前記燃料電池は、液化石油ガスを燃料とし、前記燃料電
    池に前記液化石油ガスを供給する燃料供給手段が設けら
    れ、前記液化石油ガスから硫黄分を除く脱硫手段が前記
    燃料供給手段に設けられていることを特徴とする燃料電
    池設備。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の燃料電池設備において、 前記燃料電池は、固体高分子型燃料電池とされているこ
    とを特徴とする燃料電池設備。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2に記載の燃料電池
    設備において、 前記燃料供給手段は、前記液化石油ガスが充填された容
    器であることを特徴とする燃料電池設備。
  4. 【請求項4】請求項1ないし請求項3のいずれかに記載
    の燃料電池設備において、 前記液化石油ガスは、硫黄分を含まない着臭剤が添加さ
    れていることを特徴とする燃料電池設備。
  5. 【請求項5】燃料電池に供給される燃料であって、 前記燃料は、液化石油ガスに硫黄分を含まない着臭剤が
    添加されたものであることを特徴とする燃料。
  6. 【請求項6】燃料電池に燃料を供給する燃料供給装置で
    あって、 前記燃料として、硫黄分を含まない着臭剤が添加された
    液化石油ガスが充填され、前記液化石油ガスから硫黄分
    を除く脱硫手段が設けられていることを特徴とする燃料
    供給装置。
  7. 【請求項7】ジメチルエーテルに着臭剤が添加されてい
    ることを特徴とする燃料。
  8. 【請求項8】請求項7に記載の燃料において、 燃料電池に供給されることを特徴とする燃料。
  9. 【請求項9】請求項7または請求項8に記載の燃料にお
    いて、 前記着臭剤は、硫黄分を含有しないことを特徴とする燃
    料。
  10. 【請求項10】発電に伴い熱を発生する燃料電池を備
    え、電力および熱エネルギーのうち少なくとも電力を供
    給する燃料電池設備であって、 前記燃料電池は、硫黄分を含まない着臭剤が添加された
    ジメチルエーテルを燃料とし、前記燃料電池に前記ジメ
    チルエーテルを供給する燃料供給手段が設けられている
    ことを特徴とする燃料電池設備。
  11. 【請求項11】発電に伴い熱を発生する燃料電池を備
    え、電力および熱エネルギーのうち少なくとも電力を供
    給する燃料電池設備であって、 前記燃料電池は、着臭剤が添加されたジメチルエーテル
    を燃料とし、前記燃料電池に前記ジメチルエーテルを供
    給する燃料供給手段が設けられ、前記ジメチルエーテル
    から硫黄分を除く脱硫手段が前記燃料供給手段または燃
    料電池に設けられていることを特徴とする燃料電池設
    備。
  12. 【請求項12】請求項11に記載の燃料電池設備におい
    て、 前記着臭剤は、硫黄分を含有しないことを特徴とする燃
    料電池設備。
  13. 【請求項13】請求項10ないし請求項12のいずれか
    に記載の燃料電池設備において、 前記燃料電池は、固体高分子型燃料電池とされているこ
    とを特徴とする燃料電池設備。
  14. 【請求項14】燃料電池に燃料を供給する燃料供給装置
    であって、 前記燃料として、硫黄分を含有する着臭剤が添加された
    ジメチルエーテルが充填され、前記ジメチルエーテルか
    ら硫黄分を除く脱硫手段が設けられていることを特徴と
    する燃料供給装置。
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