JP2003109640A

JP2003109640A - 燃料電池システム

Info

Publication number: JP2003109640A
Application number: JP2001301732A
Authority: JP
Inventors: Akinari Nakamura; 彰成中村; Terumaru Harada; 照丸原田; Masao Yamamoto; 雅夫山本; Yoshikazu Tanaka; 良和田中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-11

Abstract

(57)【要約】【課題】より簡潔かつ効率的な原料と燃焼ガスの供給
を実現できる燃料電池システムを提供する。また、脱硫
器の性能劣化を防止することによる脱硫器の長寿命化を
実現できる燃料電池システムを提供する。【解決手段】原料燃料を改質して水素を含有する燃料
ガスを生成する改質器１２と、燃焼燃料を燃焼し前記改
質器を加熱するバーナ１５と、前記燃料ガスと酸化剤ガ
スとを用いて発電を行う燃料電池１１と、前記燃料電池
の燃料ガス出口から前記燃焼器に接続する残余燃料ガス
供給路１７と、前記原料燃料を改質器に供給するための
燃料供給路１８と、前記燃料供給路から分岐し前記燃焼
器に接続する燃焼燃料供給路１９とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】燃料電池を用いて発電を行う
燃料電池システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下に、従来の燃料電池システムについ
て、図面を参照しながら説明する。燃料電池には使用す
る電解質の種類によってリン酸形、溶融炭酸塩形、固体
酸化物形、固体高分子形があるが、ここでは固体高分子
形の燃料電池を用いた従来の燃料電池システムについて
説明を行なう。

【０００３】図６に示すように、従来の燃料電池システ
ムは、燃料ガスと酸化剤ガスを用いて発電を行う固体高
分子形の燃料電池１と、天然ガスなどの原料を水蒸気改
質し水素リッチな改質ガスを生成する改質器２と生成さ
れた改質ガス中の一酸化炭素の濃度を低減する一酸化炭
素除去器３とで構成され燃料ガスを燃料電池１に供給す
る燃料ガス生成部４と、燃料電池１より排出される残余
燃料ガスと燃焼ガスを燃焼し改質器２に充填した改質用
触媒を加熱するバーナ５と、原料に含まれる硫黄分を取
り除く脱硫器６とを備える。さらに原料を燃料ガス生成
部４に供給の入切を行なう原料供給弁７と、バーナ５に
供給するガスの入切を行なう燃焼ガス切換弁８および残
余燃料ガス切換弁９を備えている。

【０００４】原料供給弁７より供給された原料は脱硫器
６により硫黄分を除去された後、燃料ガス生成部４の改
質器２で水蒸気改質され更に一酸化炭素除去器３で一酸
化炭素濃度を低減され、水素リッチな燃料ガスとして燃
料電池１に供給される。一方燃料電池１には酸化剤ガス
としての反応空気が供給されており、燃料ガスと反応空
気とが電機化学的に反応して発電を行なう。この燃料電
池１の直流電流はインバータで交流電力に変換後、外部
負荷へ供給される。また発電に使用されなかった水素を
含む残余燃料ガスは、残余燃料ガス切換弁９を通りバー
ナ５に供給され改質用触媒を加熱する燃料として使用さ
れる。なおバーナ５の燃料としては、起動時には燃焼ガ
ス切換弁８により供給される燃焼ガスを用いるが、発電
が開始した後の定常運転には燃焼ガス切換弁８と残余燃
料ガス切換弁９を切り換え、残余燃料ガスをバーナ５に
供給する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例において、
燃料ガス生成部４およびバーナ５におのおの供給する原
料および燃焼ガスは別々の供給路からシステムに入る。
これはシステムを複雑にするとともにシステムの部品点
数増加の要因となる。また、上記従来例では燃料電池１
の定常運転中は未反応の残余燃料ガスを用いてバーナ５
で加熱を行なう。そのため燃料ガス生成部４には、発電
に必要な量と改質用触媒を加熱するに必要な量の合計の
原料が供給され、燃料ガスが生成される。また、改質反
応では、供給した原料に対応する十分な水を供給しなけ
れば、改質用触媒の表面上に炭素が析出し触媒劣化を招
いてしまう。その結果、燃料電池の発電に必要な量以上
の燃料ガスを生成させるために、必要以上の改質反応お
よびその改質反応のための供給水の蒸発が行われ、熱量
の無駄が生じる。つまり、本従来例における構成および
運転方法は、システムのエネルギー効率を低下させる要
因となる。

【０００６】さらに上記従来例の脱硫器６は原料に含ま
れる硫黄分を除去するものである。システム運転が停止
したときには原料供給弁７を切にして原料供給を停止す
るが、水蒸気改質を行なう改質器２は高温であり内部に
水蒸気が残留している。そのため、水蒸気が拡散により
改質器２より上流の脱硫器６に流入する。水蒸気の流入
は脱硫剤の性能劣化の要因となり、更には脱硫器６の劣
化により燃料ガス生成部４および燃料電池１の硫黄分に
よる性能劣化の要因となる。

【０００７】そこで本発明は、上述したこのような従来
の燃料電池システムが有する課題を考慮して、より簡潔
かつ効率的な原料と燃焼ガスの供給を実現できる燃料電
池システムを提供することを目的とするものである。ま
た、脱硫器の性能劣化を防止することによる脱硫器の長
寿命化を実現できる燃料電池システムを提供することを
目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第１の本発明の燃料電池システムは、原料燃料を改
質して水素を含有する燃料ガスを生成する改質器と、燃
焼燃料を燃焼し前記改質器を加熱する燃焼器と、前記燃
料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行う燃料電池と、
前記燃料電池の燃料ガス出口から前記燃焼器に接続する
残余燃料ガス供給路と、前記原料燃料を改質器に供給す
るための燃料供給路と、前記燃料供給路から分岐し前記
燃焼器に接続する燃焼燃料供給路とを備えることを特徴
とする。

【０００９】第２の本発明の燃料電池システムは、第１
の本発明の燃料電池システムにおいて、前記燃料供給路
から前記燃焼燃料供給路に分岐する燃料分岐部と前記改
質器との間の前記燃料供給路に前記原料燃料を昇圧する
原料燃料昇圧手段と、前記燃焼燃料供給路に前記燃焼燃
料の流量を調整する燃焼燃料流量調整弁とを具備するこ
とを特徴とする。

【００１０】第３の本発明の燃料電池システムは、第１
の本発明の燃料電池システムにおいて、前記燃料分岐部
と前記改質器との間の前記燃料供給路に、原料燃料に含
まれる腐臭成分を除去する腐臭成分除去手段を備えるこ
とを特徴とする。

【００１１】第４の本発明の燃料電池システムは、第２
の本発明の燃料電池システムにおいて、前記燃料分岐部
と前記原料燃料昇圧手段との間の前記燃料供給路に、原
料燃料に含まれる腐臭成分を除去する腐臭成分除去手段
を備えることを特徴とする。

【００１２】第５の本発明燃料電池システムは、第３ま
たは第４の本発明の燃料電池システムにおいて、前記燃
料分岐部より上流の前記燃料供給路に前記燃料供給路を
開閉する供給燃料弁と、前記腐臭成分除去手段と前記改
質器との間の前記燃料供給路に前記燃料供給路を開閉す
る原料燃料弁と、前記燃焼燃料供給路に前記燃焼燃料供
給路を開閉する燃焼燃料弁とを具備することを特徴とす
る。

【００１３】

【実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、図面を参
照しながら説明する。

【００１４】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１に係る燃料電池システムを示す構成図である。本
実施の形態における燃料電池システムは、燃料ガスと酸
化剤ガスを用いて発電を行う固体高分子形の燃料電池１
１と、天然ガスなどの原料燃料を水蒸気改質し水素リッ
チな改質ガスを生成する改質器１２と生成された改質ガ
ス中の一酸化炭素の濃度を低減する一酸化炭素除去器１
３とで構成され燃料ガスを燃料電池１１に供給する燃料
ガス生成部１４と、改質器１２に充填した改質用触媒を
加熱し、燃料電池１１より排出される残余燃料ガスと燃
焼燃料を燃焼する燃焼器であるバーナ１５と、システム
外部から供給される天然ガス等の燃料をシステム内部に
おいて原料燃料と燃焼燃料とに分岐する燃料分岐部１６
と、燃料電池１１より排出される残余燃料ガスをバーナ
１５に供給する残余燃料ガス供給路１７と、改質器１２
に原料燃料を供給するための燃料供給路１８と、燃料分
岐部１６から分岐し燃焼燃料をバーナ１５に供給するた
めの燃焼燃料供給路１９とを備えている。

【００１５】次に、本実施の形態における燃料電池シス
テムの動作について説明する。

【００１６】システム外部から供給された供給燃料は、
燃料分岐部１６にて燃焼燃料と原料燃料とに分岐され、
原料燃料は燃料ガス生成部１４の改質器１２で水蒸気改
質され更に一酸化炭素除去器１３で一酸化炭素濃度を低
減され、水素リッチな燃料ガスとして燃料電池１１に供
給される。一方燃料電池１１には酸化剤ガスとしての反
応空気が供給されており、燃料ガスと反応空気とが電気
化学的に反応して発電を行なう。この燃料電池１１の直
流電流はインバータ（図示せず）で交流電力に変換後、
外部負荷へ供給される。また発電に使用されなかった水
素を含む残余燃料ガスは、残余燃料ガス供給路１７を通
じてバーナ１５に供給され改質用触媒を加熱する燃料と
して使用される。また燃料分岐部１６において分岐され
た燃焼燃料もバーナ１５に供給され改質用触媒を加熱す
る燃料として使用される。つまりバーナ１５では、供給
燃料の一部の燃焼燃料と残余燃料ガスとの混合ガスを燃
焼し、改質器１２内部の改質用触媒を加熱する。

【００１７】上記本実施の形態における燃料電池システ
ムの構成をとると、燃料ガス生成部１４に供給する原料
燃料とバーナ１５に供給する燃焼燃料とを１つの供給路
からシステムに供給することが実現できる。これにより
システム構成を簡素化できシステムの部品点数を減少す
ることが実現できる。また、前記燃焼燃料のバーナー１
５への供給量を増加させることで、改質用触媒の加熱の
ために必要となる残余燃焼ガスの量は減少する。つま
り、改質用触媒の加熱のための燃料を、改質反応を経て
供給しなければならないために生じる熱ロスが減少し、
その結果システムのエネルギー効率をより向上すること
が実現できる。

【００１８】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２に係る燃料電池システムを示す構成図である。た
だし、図１と同部材かつ同機能を有するものについては
同一符号を付与しており、説明を省略する。本実施の形
態における燃料電池システムでは、燃料分岐部１６にて
分岐された原料燃料を昇圧し燃料ガス生成部１４に供給
する原料燃料昇圧器２０を、燃料分岐部１６と改質器１
２との間の燃料供給路１８に備えている。更に、バーナ
１５に供給される燃焼燃料流量を調整する燃焼燃料流量
調整弁２１を、燃焼燃料供給路１９に備えている。

【００１９】次に、本実施の形態における燃料電池シス
テムの動作について説明する。

【００２０】システム外部から供給された供給燃料は、
燃料分岐部１６にて燃焼燃料と原料燃料とに分岐され
る。原料燃料は原料燃料昇圧器２０にて昇圧された後、
燃料ガス生成部１４の改質器１２で水蒸気改質され更に
一酸化炭素除去器１３で一酸化炭素濃度を低減され、水
素リッチな燃料ガスとして燃料電池１１に供給される。
一方、燃料電池１１には酸化剤ガスとしての反応空気が
供給されており、燃料ガスと反応空気とが電気化学的に
反応して発電を行なう。この燃料電池１１の直流電流は
インバータ（図示せず）で交流電力に変換後、外部負荷
へ供給される。また発電に使用されなかった水素を含む
残余燃料ガスは、残余燃料ガス供給路１７を通じてバー
ナ１５に供給され改質用触媒を加熱する燃料として使用
される。また燃料分岐部１６において分岐された燃焼燃
料も燃焼燃料流量調整弁２１により流量調整された後、
バーナ１５に供給され改質用触媒を加熱する燃料として
使用される。つまりバーナ１５では、供給燃料の一部の
燃焼燃料と残余燃料ガスとを適切に混合したものを燃焼
し、改質器１２内部の改質用触媒を加熱する。

【００２１】供給燃料の供給圧力が低い場合、および燃
料ガス生成部１４や燃料電池１１の圧力損失が大きい場
合には、本実施の形態のように原料燃料を昇圧し所定の
原料燃料流量を供給する手段が必要である。上記本実施
の形態における燃料電池システムの構成をとると、原料
燃料昇圧器２０は燃料分岐部１６で分岐された後の原料
燃料のみを昇圧する。つまり、燃焼燃料をバーナー１５
への供給することによる残余燃焼ガスを生成するための
原料燃料の減少分を、昇圧する必要が無くなる。従っ
て、残余燃料ガスのみで改質用触媒を加熱する従来の場
合に比べ、原料燃料昇圧器２０が、不必要な仕事をする
必要がなく、原料燃料昇圧器２０に必要な入力電力を適
切な量にすることが実現できる。また、バーナ１５に供
給する燃焼燃料は燃焼燃料流量調整弁２１により適切な
量に調整されるため、不必要な燃焼燃料をバーナ１５で
燃焼することがなくなる。この結果、システム運転にお
ける適切な入力（供給燃料と原料燃料昇圧器２０への入
力電力）により、より発電効率の向上した燃料電池シス
テムを実現できる。

【００２２】（実施の形態３）図３は、本発明の実施の
形態３に係る燃料電池システムを示す構成図である。た
だし、図１と同部材かつ同機能を有するものについては
同一符号を付与しており、説明を省略する。本実施の形
態における燃料電池システムでは、都市ガス等の供給燃
料を使用した場合に含まれる硫黄化合物などの腐臭剤成
分を除去する脱硫器２２を燃料分岐部１６と改質器１２
との間の燃料供給路１８に備えている。

【００２３】次に、本実施の形態における燃料電池シス
テムの動作について説明する。

【００２４】システム外部から供給された供給燃料は、
燃料分岐部１６にて燃焼燃料と原料燃料とに分岐され、
原料燃料は脱硫器２２にて腐臭成分を除去された後、燃
料ガス生成部１４の改質器１２で水蒸気改質され更に一
酸化炭素除去器１３で一酸化炭素濃度を低減され、水素
リッチな燃料ガスとして燃料電池１１に供給される。一
方、燃料電池１１には酸化剤ガスとしての反応空気が供
給されており、燃料ガスと反応空気とが電気化学的に反
応して発電を行なう。この燃料電池１１の直流電流はイ
ンバータ（図示せず）で交流電力に変換後、外部負荷へ
供給される。また発電に使用されなかった水素を含む残
余燃料ガスは、残余燃料ガス供給路１７を通じてバーナ
１５に供給され改質用触媒を加熱する燃料として使用さ
れる。また燃料分岐部１６において分岐された燃焼燃料
もバーナ１５に供給され改質用触媒を加熱する燃料とし
て使用される。つまりバーナ１５では、供給燃料の一部
の燃焼燃料と残余燃料ガスとを効果的に混合したものを
燃焼し、改質器１２内部の改質用触媒を加熱する。

【００２５】改質器１２および燃料電池１１の反応触媒
は硫黄成分により性能劣化を起こすため、原料燃料から
腐臭成分に含まれている硫黄成分を除去することは必要
不可欠である。上記本実施の形態における燃料電池シス
テムの構成をとると、供給燃料に含まれている腐臭成分
のうち、原料燃料に含まれるものだけを効果的に除去す
ることが出来る。また脱硫器２２は燃焼燃料に含まれる
腐臭成分を除去しないため、不必要な腐臭成分除去を防
ぐことが出来る。すなわち脱硫器２２の、より効果的で
長寿命化を実現できる。

【００２６】（実施の形態４）図４は、本発明の実施の
形態４に係る燃料電池システムを示す構成図である。た
だし、図２と同部材かつ同機能を有するものについては
同一符号を付与しており、説明を省略する。本実施の形
態における燃料電池システムでは、都市ガス等の供給燃
料を使用した場合に含まれる硫黄化合物などの腐臭剤成
分を除去する脱硫器２２を燃料分岐部１６と原料燃料昇
圧器２０との間の燃料供給路１８に備えている。

【００２７】次に、本実施の形態における燃料電池シス
テムの動作について説明する。

【００２８】システム外部から供給された供給燃料は、
燃料分岐部１６にて燃焼燃料と原料燃料とに分岐され
る。原料燃料は脱硫器２２にて腐臭成分を除去された
後、原料燃料昇圧器２０にて昇圧され、燃料ガス生成部
１４の改質器１２で水蒸気改質され更に一酸化炭素除去
器１３で一酸化炭素濃度を低減され、水素リッチな燃料
ガスとして燃料電池１１に供給される。一方燃料電池１
１には酸化剤ガスとしての反応空気が供給されており、
燃料ガスと反応空気とが電気化学的に反応して発電を行
なう。この燃料電池１１の直流電流はインバータ（図示
せず）で交流電力に変換後、外部負荷へ供給される。ま
た発電に使用されなかった水素を含む残余燃料ガスは、
残余燃料ガス供給路１７を通じてバーナ１５に供給され
改質用触媒を加熱する燃料として使用される。また燃料
分岐部１６において分岐された燃焼燃料も燃焼燃料流量
調整弁２１により流量調整された後、バーナ１５に供給
され改質用触媒を加熱する燃料として使用される。つま
りバーナ１５では、供給燃料の一部の燃焼燃料と残余燃
料ガスとを適切に混合したものを燃焼し、改質器１２内
部の改質用触媒を加熱する。

【００２９】都市ガス等を供給燃料として使用する場
合、供給ガス圧力が低いため、本実施の形態のように原
料燃料を昇圧し所定の原料燃料流量を供給する手段が必
要である。また、都市ガスには腐臭成分が含まれている
が、改質器１２および燃料電池１１の反応触媒は硫黄成
分により性能劣化を起こすため、原料燃料から腐臭成分
に含まれている硫黄成分を除去することは必要不可欠で
ある。上記本実施の形態における燃料電池システムの構
成をとると実施の形態３で説明したのと同様に、供給燃
料に含まれている腐臭成分のうち、原料燃料に含まれる
ものだけを効果的に除去することが出来る。また脱硫器
２２は燃焼燃料に含まれる腐臭成分を除去しないため、
不必要な腐臭成分除去を防ぐことが出来る。すなわち脱
硫器２２の、より効果的で長寿命化を実現できる。さら
に本実施の形態では脱硫器２２は原料燃料昇圧器２０の
上流にある。原料燃料昇圧器２０の下流側は、運転時に
は１０ｋＰａ以上の高圧状態になり、停止時は２ｋＰａ
以下の低圧状態になる。すなわちこのような圧力変動サ
イクルは脱硫器２２内部の脱硫剤を劣化させる要因とな
る。しかしながら本実施の形態に示すように脱硫器２２
が原料燃料昇圧器２０の上流にあると、運転時も停止時
も２ｋＰａ以下の圧力状態であり、圧力変動をほとんど
受けない。すなわち本実施の形態に示す燃料電池システ
ムの構成をとることにより、より脱硫器２２の性能劣化
を防ぎ、長寿命化を実現できる。

【００３０】（実施の形態５）図５は、本発明の実施の
形態５に係る燃料電池システムを示す構成図である。た
だし、図４と同部材かつ同機能を有するものについては
同一符号を付与しており、説明を省略する。本実施の形
態における燃料電池システムでは、燃料分岐部１６より
上流の燃料供給路１８に、この燃料供給路１８を開閉す
る供給燃料弁２３と、脱硫器２２と原料燃料昇圧器２０
との間の燃料供給路１８に、燃料供給路１８を開閉する
原料燃料弁２４と、燃料分岐部１６と燃焼燃料流量調整
弁２１との間の燃焼燃料供給路１９に、燃焼燃料供給路
１９を開閉する燃焼燃料弁２５とを備えている。なお、
本実施の形態において、供給燃料弁２３は、昇圧ポンプ
２０と改質器１２の間であっても構わない。つまり、供
給燃料弁２３は、脱硫器２２と改質器１２との間の燃料
供給路１８に設けられれば構わない。また、燃焼燃料弁
２５についても、燃焼燃料流量調整弁２１とバーナ１５
との間にあっても構わず、つまり燃料供給路１９上に設
けられれば構わない。

【００３１】次に、本実施の形態における燃料電池シス
テムの動作について説明する。

【００３２】システム運転時には供給燃料弁２３および
原料燃料弁２４を開にする。燃焼燃料弁２５は残余燃料
ガス流量とのバランスにより、改質器１２の加熱に必要
な熱量が残余燃料ガスだけでは不足の場合は開、それ以
外では閉となる。また運転終了時には、供給燃料弁２
３、原料燃料弁２４、燃焼燃料弁２５は閉にする。運転
時にシステム外部から供給された供給燃料は供給燃料弁
２３を通り、燃料分岐部１６にて燃焼燃料と原料燃料と
に分岐される。原料燃料は脱硫器２２にて硫黄化合物な
どの腐臭成分を除去された後に原料燃料弁２４を通り、
原料燃料昇圧器２０にて昇圧され、燃料ガス生成部１４
の改質器１２で水蒸気改質され更に一酸化炭素除去器１
３で一酸化炭素濃度を低減され、水素リッチな燃料ガス
として燃料電池１１に供給される。一方、燃料電池１１
には酸化剤ガスとしての反応空気が供給されており、燃
料ガスと反応空気とが電気化学的に反応して発電を行な
う。この燃料電池１１の直流電流はインバータ（図示せ
ず）で交流電力に変換後、外部負荷へ供給される。また
発電に使用されなかった水素を含む残余燃料ガスは、残
余燃料ガス供給路１７を通じてバーナ１５に供給され改
質用触媒を加熱する燃料として使用される。また燃料分
岐部１６において分岐された燃焼燃料も燃焼燃料弁２５
を通り、燃焼燃料流量調整弁２１により流量調整された
後、バーナ１５に供給され改質用触媒を加熱する燃料と
して使用される。つまりバーナ１５では、供給燃料の一
部の燃焼燃料と残余燃料ガスとを適切に混合したものを
燃焼し、改質器１２内部の改質用触媒を加熱する。

【００３３】上記本実施の形態における燃料電池システ
ムの構成をとると実施の形態４で説明した効果と共に、
以下のことを実現できる。まず、燃料の流れる流路には
おのおの供給燃料弁２３、原料燃料弁２４、燃焼燃料弁
２５があるので、閉止時には安全に燃料を遮断すること
ができる。さらに、原料燃料が、改質器１２に供給され
る流路には供給燃料弁２３と原料燃料弁２４が、燃焼燃
料がバーナー１５に供給される流路には供給燃料弁２３
と燃焼燃料弁２５がおのおの直列に配置している。この
ように弁を配置することで、より確実な燃料電池システ
ムの安全確保を実現できるだけでなく、各流路に２個ず
つ弁を設けた場合よりも少ない部品点数で上述の効果を
得ることができる。そのうえ停止時には、供給燃料弁２
３、原料燃料弁２４、燃焼燃料弁２５のすべての弁が閉
となるため、脱硫器２２は完全な密閉状態となる。これ
により空気・水蒸気の脱硫器２２への流入を防ぐことが
でき、より脱硫器２２の長寿命化を実現することができ
る。

【００３４】なお、本実施の形態では、実施の形態４に
係る燃料電池システムのより効果的な実施の形態を図５
の構成図を用いて説明した。しかしながら当然、実施の
形態３に係る燃料電池システムを示す構成図である図３
においても同様に、燃料分岐部１６より上流の燃焼燃料
供給路１８に、この燃料供給路１８を開閉する供給燃料
弁と、脱硫器２２と燃料ガス生成部１４との間の燃料供
給路１８に燃料供給路１８を開閉する原料燃料弁２４
と、燃料分岐部１６とバーナー１５との間の燃焼燃料供
給路１９に燃焼燃料供給路１９を開閉する燃焼燃料弁２
５とを備えることにより、上記説明で明らかな通り、同
様の効果が得られる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明は、燃料分岐部をシステム内部に有する燃料供給路
を備え、供給燃料を原料燃料と燃焼燃料とに分岐し燃料
生成手段と燃焼器とに供給することにより、１つの供給
路からシステム内部に燃料を供給することが実現できる
燃料電池システムを提供することができる。また必要以
上の原料燃料を燃料生成手段に供給する必要がなくな
り、システムの発電効率をより向上することが実現でき
る燃料電池システムを提供することができる。

【００３６】また本発明は、原料燃料昇圧手段と燃焼燃
料流量調整弁とを備えることにより、原料昇圧手段への
入力電力および供給原料を適切に管理し、システムの発
電効率をより向上することが実現できる燃料電池システ
ムを提供することができる。

【００３７】また本発明は、燃料分岐部と燃料生成手段
との間の燃料供給路に、原料燃料に含まれる腐臭成分を
除去する腐臭成分除去手段を備えることにより、原料燃
料に含まれる腐臭成分だけを効果的に除去し、腐臭成分
除去手段より効果的で長寿命化が可能である燃料電池シ
ステムを提供することができる。

【００３８】また本発明は、燃料分岐部と原料燃料昇圧
手段との間の燃料供給路に、原料燃料に含まれる腐臭成
分を除去する腐臭成分除去手段を備えることにより、運
転・停止における圧力変動をほとんど受けない腐臭成分
除去手段の構成を実現でき、上記の効果的除去ととも
に、腐臭成分除去手段のより長寿命化が可能である燃料
電池システムを提供することができる。

【００３９】また本発明は、燃料分岐部より上流の燃料
供給路に供給燃料流路を開閉する供給燃料弁と、腐臭成
分除去手段より下流の供給燃料流路に供給燃料流路を開
閉する原料燃料弁と、燃料分岐部と燃焼器との間の燃料
供給路に供給燃料流路を開閉する燃焼燃料弁とを備える
ことにより、弁の故障に対する、より効果的な安全確保
が可能である燃料電池システムを提供することができ
る。さらに停止時には上記の弁を閉止し空気・水蒸気な
どの流入による腐臭成分除去手段の劣化を防止できるた
め、腐臭成分除去手段のより長寿命化が可能である燃料
電池システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１における燃料電池システムを示す
構成図

【図２】実施の形態２における燃料電池システムを示す
構成図

【図３】実施の形態３における燃料電池システムを示す
構成図

【図４】実施の形態４における燃料電池システムを示す
構成図

【図５】実施の形態５における燃料電池システムを示す
構成図

【図６】従来の燃料電池システムを示す構成図

【符号の説明】

１，１１燃料電池２，１２改質器３，１３一酸化炭素除去器４，１４燃料ガス生成器５，１５バーナ６，２２脱硫器７原料供給弁８燃焼ガス切換弁９残余燃料ガス切換弁１６燃料分岐部１７残余燃料ガス供給路１８燃料供給路１９燃焼燃料供給路２０原料燃料昇圧器２１燃焼燃料流量調整弁２３供給燃料弁２４原料燃料弁２５燃焼燃料弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本雅夫大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者田中良和大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5H026 AA06 5H027 AA06 BA01 BA09 BA16 MM12 MM13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原料燃料を改質して水素を含有する燃料
ガスを生成する改質器と、燃焼燃料を燃焼し前記改質器
を加熱する燃焼器と、前記燃料ガスと酸化剤ガスとを用
いて発電を行う燃料電池と、前記燃料電池の燃料ガス出
口から前記燃焼器に接続する残余燃料ガス供給路と、前
記原料燃料を改質器に供給するための燃料供給路と、前
記燃料供給路から分岐し前記燃焼器に接続する燃焼燃料
供給路とを備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】前記燃料供給路から前記燃焼燃料供給路
に分岐する燃料分岐部と前記改質器との間の前記燃料供
給路に前記原料燃料を昇圧する原料燃料昇圧手段と、前
記燃焼燃料供給路に前記燃焼燃料の流量を調整する燃焼
燃料流量調整弁とを具備する請求項１記載の燃料電池シ
ステム。
【請求項３】前記燃料分岐部と前記改質器との間の前
記燃料供給路に、前記原料燃料に含まれる腐臭成分を除
去する腐臭成分除去手段を具備する請求項１記載の燃料
電池システム。
【請求項４】前記燃料分岐部と前記原料燃料昇圧手段
との間の前記燃料供給路に、前記原料燃料に含まれる腐
臭成分を除去する腐臭成分除去手段を具備する請求項２
記載の燃料電池システム。
【請求項５】前記燃料分岐部より上流の前記燃料供給
路に前記燃料供給路を開閉する供給燃料弁と、前記腐臭
成分除去手段と前記改質器との間の前記燃料供給路に前
記燃料供給路を開閉する原料燃料弁と、前記燃焼燃料供
給路に前記燃焼燃料供給路を開閉する燃焼燃料弁とを具
備する請求項３または４に記載の燃料電池システム。