JP2007149544A

JP2007149544A - Ｃｏ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極の空気供給方法

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Publication number: JP2007149544A
Application number: JP2005344093A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Shinohara; 隆之篠原
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Priority date: 2005-11-29
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】ＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極への不安定現象となる反応用空気量の不足を回避することにある。
【解決手段】ＣＯ選択酸化器５ａ及び燃料電池本体６のアノード極６ａの空気供給方法において、ＣＯ選択酸化器空気供給系及びアノード極用空気供給系にＣＯ選択酸化器用遮断弁３ａ及びアノード極用遮断弁３ｂをそれぞれ設ける構成とし、発電前の状態にあるとき、まず、ＣＯ選択酸化器用空気供給系の流路の詰まりを除去するためにＣＯ選択酸化器用遮断弁を開放し、アノード極用空気遮断弁を閉じた状態で空気ブロア１よりＣＯ選択酸化器用空気供給系に空気を供給する第１の手順と、アノード極用空気供給系の流路の詰まりを除去するためにＣＯ選択酸化器用遮断弁を閉じ、前記アノード極用空気遮断弁を開放した状態で空気ブロアよりアノード極用空気供給系に空気を供給する第２の手順とによりＣＯ選択酸化器及び前記燃料電池本体のアノード極に反応用の空気をそれぞれ供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池発電システムの燃料改質装置に有するＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極に反応用の空気をそれぞれ供給する空気供給方法に関する。

燃料電池発電システムにおいて、外部から供給される都市ガスやＬＰＧに代表される炭化水素系燃料を水素リッチなガスに改質する燃料改質装置には、燃料改質系の最下流側に一酸化炭素選択触媒が充填された一酸化炭素選択酸化反応器（以下ＣＯ選択酸化器と呼ぶ）が設置され、このＣＯ選択酸化器に反応用の空気又は酸素が供給され、さらに燃料電池本体のアノード極には水素リッチガスと共にアノード極での触媒反応のために微量の空気又は酸素が供給される。

従来、このようなＣＯ選択酸化器から燃料電池本体のアノード極につながる同一系に対して空気を供給する場合、一つの空気供給源から分岐配管を通して空気の供給を行うようにしている（例えば、特許文献１参照）。

図８は、かかる典型的な燃料電池発電システムのＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極へ空気供給を行うシステムの構成を示すブロック図である。

図８において、５は都市ガスやＬＰＧに代表される炭化水素系燃料を水素リッチなガスに改質する燃料改質装置で、この燃料改質装置５は改質器５ａ、一酸化炭素変成器５ｂ、ＣＯ選択酸化器５ｃを備えている。また、６は燃料電池本体で、この燃料電池本体６は、ＣＯ選択酸化器５ｃより水素リッチなガスと微量の空気又は酸素が供給されるアノード極６ａと空気又は酸素が供給されるカソード極６ｂを備えている。

ところで、従来の同一系であるＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極へ空気を供給するには、図９に示すようなシステム構成が採用されている。

図９に示すように図示しない一酸化炭素変成器より水素リッチなガスが供給されるＣＯ選択酸化器５ａの入口側に一つの空気ブロア１から空気を供給する分岐配管により構成されたＣＯ選択酸化器用空気供給系に空気流量計１１ａと空気流量調節弁１２ａが設けられ、またＣＯ選択酸化器用空気供給系を通してＣＯ選択酸化器５ａの出口側につながる燃料電池本体のアノード極６ａに空気を供給するアノード極用空気供給系に空気流量計１１ｂと空気流量調節弁１２ｂが設けられる。

このようなＣＯ選択酸化器用空気供給系及びアノード電極用空気供給系において、ＣＯ選択酸化器５ａ及び燃料電池本体のアノード極６ａに空気を供給するには、各々燃料電池の発電量に応じて決められた空気量が各々に供給されるように空気ブロア１の出力を増減させるとともに、空気流量計１１ａ，１１ｂの測定値をもとに空気流量調節弁１２ａ，１２ｂを調節することにより行われていた。
特開２００３-２９２３０３号公報

しかし、上記のような空気供給方法では、１ｋＷ級の燃料電池発電システムで、ＣＯ選択酸化器用として必要となる空気量は、定格発電で約０．５ＮＬ／ｍｉｎ、低負荷で約０．２ＮＬ／ｍｉｎ、アノード極用に必要となる空気量は定格発電で約０．１ＮＬ／ｍｉｎ、低負荷で約０．０５ＮＬ／ｍｉｎと非常に流量が少ない。

そのため、市販の流量計では測定精度の影響を受けてしまう領域に入ってしまい、また、流量調節弁についても制御精度に問題が出てくる領域である。

一方、ＣＯ選択酸化器用空気供給系及びアノード極用空気供給系は、上述のように空気流量が少ないため、流路の流速からその管径はφ４ｍｍ程度以下となっている。

しかし、上記のように管径の小さな空気供給系では、都市ガスやＬＰＧから改質された水素リッチなガスに多量の水蒸気が含まれているため、特に燃料電池発電システムの停止時には管路内が水蒸気雰囲気となり、次回の起動・発電運転時に凝縮した水滴の影響により流量が不安定となったり、空気量不足を起こしたりする。

さらに、ＣＯ選択酸化器で除去しきれない一酸化炭素がアノード極に流入すると、燃料電池本体の電圧低下、燃料電池システムの停止を引き起こすため、システムとしての信頼性が低下してしまい、またアノード極の一酸化炭素による劣化も引き起こしてしまうという問題がある。

本発明は上記のような課題を解決し、ＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極への不安定現象となる反応用空気量の不足を回避でき、ＣＯ選択酸化器で除去しきれない一酸化炭素がアノード極に流入することによる燃料電池本体の電圧低下や、燃料電池システムの停止をなくしてシステムとしての信頼性を向上させることができるＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極の空気供給方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、次のような方法により燃料電池発電システムのＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体に反応用の空気をそれぞれ供給するものである。

請求項１に対応する発明は、炭化水素系燃料を水素リッチなガスに改質する燃料改質装置と、この燃料改質装置により改質された水素リッチなガスと酸素とを反応させて直流電力を発電する燃料電池本体とを備えた燃料電池発電システムの前記燃料改質装置に有するＣＯ選択酸化器及び前記燃料電池本体のアノード極に、一つの空気供給源から分岐配管により構成されるＣＯ選択酸化器空気供給系及びアノード極用空気供給系を通して反応用の空気をそれぞれ供給するＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極の空気供給方法において、前記ＣＯ選択酸化器空気供給系及びアノード極用空気供給系にＣＯ選択酸化器用開閉弁及びアノード極用開閉弁をそれぞれ設ける構成とし、前記燃料電池発電システムが発電前のとき、まず、前記ＣＯ選択酸化器用空気供給系の流路の詰まりを除去するために前記ＣＯ選択酸化器用開閉弁を開放し、前記アノード極用空気開閉弁を閉じた状態で前記空気供給源より前記ＣＯ選択酸化器用空気供給系に空気を供給する第１の手順と、前記アノード極用空気供給系の流路の詰まりを除去するために前記ＣＯ選択酸化器用開閉弁を閉じ、前記アノード極用空気開閉弁を開放した状態で前記空気供給源よりアノード極用空気供給系に空気を供給する第２の手順とにより前記ＣＯ選択酸化器及び前記燃料電池本体のアノード極に反応用の空気をそれぞれ供給する。

請求項２に対応する発明は、炭化水素系燃料を水素リッチなガスに改質する燃料改質装置と、この燃料改質装置により改質された水素リッチなガスと酸素とを反応させて直流電力を発電する燃料電池本体とを備えた燃料電池発電システムの前記燃料改質装置に有するＣＯ選択酸化器及び前記燃料電池本体のアノード極に、一つの空気供給源から分岐配管により構成されるＣＯ選択酸化器空気供給系及びアノード極用空気供給系を通して反応用の空気をそれぞれ供給するＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極の空気供給方法において、前記空気供給源の出口側管路に空気流量計を設けると共に、前記ＣＯ選択酸化器用空気供給系及びアノード極用空気供給系にＣＯ選択酸化器用開閉弁及びアノード極用開閉弁をそれぞれ設ける構成とし、前記燃料電池発電システムが発電前のとき、まず、ＣＯ選択酸化器用空気流路確認のために前記ＣＯ選択酸化器用開閉弁を開放し、前記アノード極用空気開閉弁を閉じた状態で前記空気供給源の出力を増加させ、前記空気流量計の指示値が予め確認された空気供給源の出力と空気流量の特性曲線に合致しているか否かを確認する第１の手順と、この第１の手順により空気流量に不足が見られる場合には、前記空気供給源の出力を予め設定された値に保持した状態で、予め設定された時間継続して前記ＣＯ選択酸化器用空気供給系に空気を供給した後、再度前記第１の手順による確認に移行させる第２の手順と、この第２の手順が予め決められた回数を超えて繰り返されると異常と判断して、前記燃料電池システムを停止させる第３の手順と、前記第１の手順により前記空気流量計の指示値が予め確認された空気供給源の出力と空気流量の特性曲線に合致していることが確認されると、アノード極用空気流路確認のために前記ＣＯ選択酸化器用開閉弁を閉じ、前記アノード極用開閉弁を開放した状態で前記空気供給源の出力を増加させ、前記空気流量計の指示値が予め確認された前記空気供給源の出力と空気流量の特性曲線に合致しているか否かを確認する第４の手順と、この第４の手順により空気流量に不足が見られる場合には、前記空気供給源の出力を予め設定された値に保持した状態で、予め設定された時間継続して前記アノード極用空気供給系に空気を供給した後、再度前記第４の手順による確認に移行させる第５の手順と、この第５の手順が予め決められた回数を超えて繰り返されると異常と判断して、前記燃料電池システムを停止する第６の手順とにより前記ＣＯ選択酸化器及び前記燃料電池本体のアノード極に反応用の空気をそれぞれ供給する。

請求項３に対応する発明は、炭化水素系燃料を水素リッチなガスに改質する燃料改質装置と、この燃料改質装置により改質された水素リッチなガスと酸素とを反応させて直流電力を発電する燃料電池本体とを備えた燃料電池発電システムの前記燃料改質装置に有するＣＯ選択酸化器及び前記燃料電池本体のアノード極に、一つの空気供給源から分岐配管により構成されるＣＯ選択酸化器空気供給系及びアノード極用空気供給系を通して反応用の空気をそれぞれ供給するＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極の空気供給方法において、前記空気供給源の出口側管路に空気流量計を設けると共に、前記ＣＯ選択酸化器空気供給系及びアノード極用空気供給系にＣＯ選択酸化器用開閉弁及びアノード極用開閉弁をそれぞれ設ける構成とし、前記燃料電池発電システムが発電中のとき、まず、発電出力を空気流量の変動に対して影響の少ない出力に固定すると同時に、前記ＣＯ選択酸化器用開閉弁を開放し、前記アノード極用空気開閉弁を閉じた状態で発電出力に対応した前記空気供給源の出力と空気流量計の指示値が予め確認された前記空気供給源の出力と空気流量の特性曲線に合致しているか否かを確認する第１の手順と、この第１の手順により空気流量に不足が見られる場合には、前記空気供給源の出力を予め設定された値に保持した状態で、予め設定された時間継続もしくはＣＯ選択酸化器温度が予め決められた設定値を超えるまでの間前記ＣＯ選択用空気供給系に空気を供給して再度前記第１の手順による確認に移行させる第２の手順と、この第２の手順が予め決められた回数を超えて繰り返されると異常と判断してメンテナンスコールを発する第３の手順と、前記第１の手順により空気流量に不足がない場合又は前記第３の手順により異常と判断された場合、アノード極用空気量確認のためにＣＯ選択酸化器用開閉弁を閉じ、アノード極用開閉弁を開放した状態で発電出力に対応した前記空気供給源の出力と前記空気流量計の指示値が、予め確認された空気供給源の出力と空気流量の特性曲線に合致しているか否かを確認する第４の手順と、
この第４の手順により空気流量に不足が見られる場合には前記空気供給源の出力を予め設定された値に保持した状態で、予め設定された継続時間もしくは電池電圧が予め決められた電圧低下量を超えるまでの間前記アノード極用空気供給系に空気を供給して再度前記第４の手順による確認に移行させる第５の手順と、この第５の手順が予め決められた回数を超えて繰り返されると異常と判断してメンテナンスコールを発する第６の手順と、前記第４の手順により空気流量に不足がない場合又は前記第５の手順により異常と判断された場合、前記発電出力の固定を解除して通常の発電運転に復帰させる第７の手順とにより前記ＣＯ選択酸化器及び前記燃料電池本体のアノード極に反応用の空気をそれぞれ供給する。

本発明によれば、ＣＯ選択酸化器用空気供給量及びアノード極用空気供給量の不安定現象となる空気量の不足を回避でき、ＣＯ選択酸化器で除去しきれない一酸化炭素がアノード極に流入することによる燃料電池本体の電圧低下や、燃料電池システムの停止をなくしてシステムとしての信頼性を向上させることができる。

以下本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の第１の実施形態を示すシステム構成図であり、図９と同一部品には同一符号を付して説明する。

図１において、図示しない一酸化炭素変成器より水素リッチなガスが供給されるＣＯ選択酸化器５ａの入口側に一つの空気ブロア１から空気を供給する分岐配管により構成されるＣＯ選択酸化器用空気供給系に遮断弁３ａを設け、またＣＯ選択酸化器５ａの出口側につながる燃料電池本体のアノード極６ａに空気を供給するアノード極用空気供給系に遮断弁３ｂを設ける。

次に、このような構成のＣＯ選択酸化器５ａ及び燃料電池本体のアノード極６ａの空気供給系より空気を供給する手順について図２により説明する。

図２は起動時のＣＯ選択酸化器用空気供給系及びアノード極用空気供給系の空気供給手順を示すダイアグラムである。

まず、ＣＯ選択酸化器用空気供給系の水滴などによる流路の詰まりを除去するためにＣＯ選択酸化器用遮断弁３ａを開放し、アノード極用空気遮断弁３ｂを閉じる。この状態で空気ブロワ１を動作させてＣＯ選択酸化器用空気供給系の流路の詰まりを除去する。

続いて、アノード極用空気供給系の水滴などによる管路の詰まりを除去するためにＣＯ選択酸化器用遮断弁３ａを閉じ、アノード極用遮断弁３ｂを開放する。この状態で空気ブロワ１を動作させてアノード極用空気供給系の流路の詰まりを除去する。

このようにＣＯ選択酸化器用空気供給系及びアノード極用空気供給系の水滴などによる流路の詰まりを除去した上で、ＣＯ選択酸化器用遮断弁３ａ及びアノード極用遮断弁３ｂを開放して発電工程に入ることにより、ＣＯ選択酸化器用及びアノード極用空気量の不安定現象や空気量の不足が回避され、ＣＯ選択酸化器５ｃで一酸化炭素が除去されてアノード極に流入するので、電池本体の電圧低下、燃料電池システムの停止がなくなり、システムとしての信頼性が大きく向上する。また、アノード極の一酸化炭素による劣化も回避することができる。

図３は本発明の第２の実施形態を示すシステム構成図であり、図１と同一部品には同一符号を付して説明する。

図３において、図示しない一酸化炭素変成器より水素リッチなガスが供給されるＣＯ選択酸化器５ａの入口側に一つの空気ブロア１から空気を供給するＣＯ選択酸化器用空気供給系に遮断弁３ａを設け、またＣＯ選択酸化器用空気供給系の遮断弁３ａの上流側を分岐してＣＯ選択酸化器５ａの出口側につながる燃料電池本体のアノード極６ａに空気を供給するアノード極用空気供給系に遮断弁３ｂを設け、さらにこれらＣＯ選択酸化器用空気供給系及びアノード極用空気供給系の分岐点より下流側の空気ブロア１の空気吐出し供給路に空気流量計２を設ける。

次に、このような構成のＣＯ選択酸化器５ａ及び燃料電池本体のアノード極６ａの空気供給系より空気を供給する手順について図４及び図５により説明する。

図４は起動時のＣＯ選択酸化器用空気量確認及びＣＯ選択酸化器用空気供給系の水滴などによる流路の詰まりを除去するための手順を示すダイアグラムである。

まず、ＣＯ選択酸化器用空気流路確認のためにＣＯ選択酸化器用遮断弁３ａを開放し、アノード極用遮断弁３ｂを閉じる。この状態で空気ブロワ１の出力を増加させ、空気流量計２の指示値が予め確認された空気ブロワ出力と空気流量の特性曲線に合致しているか否かを確認をする。

ここで、上記空気ブロワ出力が空気流量の特性曲線に合致していることが確認された場合には、空気流量に不足がないと判断して後述するアノード極用空気量確認及びアノード極用空気供給系の水滴などによる流路の詰まりを除去するための手順に移行する。

また、空気流量に不足が見られる場合には、空気ブロワ１の出力を予め設定された値に保持し、予め設定された継続時間保持してＣＯ選択酸化器用空気供給系の水滴などによる流路の詰まりを除去し、再度確認手順に移行する。

このような手順が予め決められた回数を超えて繰り返される場合には、異常と判断してメンテナンスコールを発し、燃料電池システムを停止する。

図５は起動時のアノード極用空気量確認及びアノード極用空気供給系の水滴などによる流路の詰まりを除去するための手順を示すダイアグラムである。

まず、アノード極用空気流路確認のためにＣＯ選択酸化器用遮断弁３ａを閉じ、アノード極用遮断弁３ｂを開放する。この状態で空気ブロワ１の出力を増加させ、空気流量計２の指示値が予め確認された空気ブロワ１の出力と空気流量の特性曲線に合致しているか否かを確認する。

ここで、上記空気ブロワ１の出力が空気流量の特性曲線に合致していることが確認された場合には、空気流量に不足がないと判断して燃料電池発電システムの起動のための次工程に移行する。

また、空気流量に不足が見られる場合には、空気ブロワ１の出力を予め設定された値で一定時間継続保持してアノード極用空気供給系の水滴などによる流路の詰まりを除去し、再度確認手順に移行する。

次に本発明の第３の実施形態を図３、図６及び図７を用いて説明する。

図６は、発電中のＣＯ選択酸化器用空気量確認及びＣＯ選択酸化器用空気供給系の水滴などによる流路の詰まりを除去するための手順を示すダイアグラムを示す図である。

まず、ＣＯ選択酸化器用空気流量確認のために発電出力を空気流量の変動に対して影響の少ない出力に固定する。そして、ＣＯ選択酸化器用遮断弁３ａを開放し、アノード極用遮断弁３ｂを閉じる。この状態で発電出力に対応した空気ブロワ１の出力と空気流量計２の指示値が予め確認された空気ブロワ１の出力と空気流量の特性曲線に合致しているか否かを確認をする。

ここで、空気流量に不足がなければアノード極用空気量確認及びアノード極用空気供給系の水滴などによる流路の詰まりを除去するための手順に移行する。

また、空気流量に不足が見られる場合には、空気ブロワ１の出力を予め設定された値に保持し、予め設定された継続時間もしくはＣＯ選択酸化器温度が予め決められた設定値を超えるまでの間保持して、ＣＯ選択酸化器用空気供給系の水滴などによる流路の詰まりを除去し、再度確認手順に移行する。

このような手順が予め決められた回数を超えて繰り返される場合には、異常と判断してメンテナンスコールを発した上で、アノード極用空気量確認及びアノード極用空気供給系の水滴などによる流路の詰まりを除去するための手順に移行する。

図７は発電中のアノード極用空気量確認及びアノード極用空気供給系の水滴などによる流路の詰まりを除去するための手順を示すダイアグラムである。

本手順では通常行われる場合にはＣＯ選択酸化器用空気量確認及びアノード極用空気供給系の水滴などによる流路の詰まりの除去に続いて行われるため発電出力固定の項については記載していない。

まず、アノード極用空気量確認のためにＣＯ選択酸化器用遮断弁３ａを閉じ、アノード極用遮断弁３ｂを開放する。この状態で発電出力に対応した空気ブロワ１の出力と空気流量計２の指示値が、予め確認された空気ブロワ１の出力と空気流量の特性曲線に合致しているか否かを確認をする。

ここで、空気流量に不足がなければ発電出力の固定を解除して通常の発電運転に復帰する。

また、空気流量に不足が見られる場合には空気ブロワ１の出力を予め設定された値に保持し、予め設定された継続時間もしくは電池電圧が予め決められた電圧低下量を超えるまでの間保持してアノード極用空気供給系の水滴などによる流路の詰まりを除去し、再度確認手順に移行する。

この確認手順が予め決められた回数を超えて繰り返される場合には、異常と判断してメンテナンスコールを発した上で発電出力の固定を解除し、通常の発電運転に復帰する。

このような手順を行った上で発電工程に入ることにより、水滴を除去できるためＣＯ選択酸化器用及びアノード極用空気量の不安定現象や空気量の不足が回避され、ＣＯ選択酸化器５ｃで除去しきれない一酸化炭素がアノード極に流入することによる燃料電池本体の電圧低下、燃料電池システムの停止がなくなり、システムとしての信頼性が大きく向上する。また、アノード極の一酸化炭素による劣化も回避することができる。

上記第３の実施形態による燃料電池発電システムの発電中におけるＣＯ選択酸化器用空気量確認及びＣＯ選択酸化器用空気供給系とアノード極用空気量確認及びアノード極用空気供給系の水滴などによる流路の詰まりを除去するための手順は、定期的に行われるものである。

なお、上記第１乃至第３の実施形態ではＣＯ選択酸化器用空気供給系及びアノード極用空気供給系にＣＯ選択酸化器用遮断弁３ａ、アノード極用遮断弁３ｂをそれぞれ設けられたが、流路の開閉を行えるものであれば他の開閉弁を設けるようにしても良い。

本発明の第１の実施形態を示すシステム構成図。同実施形態において、起動時のＣＯ選択酸化器用空気供給系及びアノード極用空気供給系の空気供給手順を示すダイアグラム。本発明の第２の実施形態を示すシステム構成図。同実施形態において、起動時のＣＯ選択酸化器用空気量確認及びＣＯ選択酸化器用空気供給系の水滴などによる流路の詰まりを除去するための手順を示すダイアグラム。同じく起動時のアノード極用空気量確認及びアノード極用空気供給系の水滴などによる流路の詰まりを除去するための手順を示すダイアグラム。本発明の第３の実施形態を説明するための発電中のＣＯ選択酸化器用空気量確認及び流路の水滴などによる流路の詰まりを除去するための手順を示すダイアグラム。同じく発電中のアノード極用空気量確認及びアノード極用空気供給系の水滴などによる流路の詰まりを除去するための手順を示すダイアグラム。一般的なＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極へ空気供給を行うシステムの構成を示すブロック図。従来の燃料電池システムのＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極への空気供給方法を説明するための構成図。

符号の説明

１…空気ブロワ、２…空気流量計、３ａ…ＣＯ選択酸化器用遮断弁、３ｂ…アノード極用遮断弁、５…燃料改質装置、５ａ…一酸化炭素選択酸化反応器（ＣＯ選択酸化器）、５ｂ…一酸化炭素変成器、５ｃ…改質器、６…燃料電池本体、６ａ…アノード極、６ｂ…カソード極

Claims

炭化水素系燃料を水素リッチなガスに改質する燃料改質装置と、この燃料改質装置により改質された水素リッチなガスと酸素とを反応させて直流電力を発電する燃料電池本体とを備えた燃料電池発電システムの前記燃料改質装置に有するＣＯ選択酸化器及び前記燃料電池本体のアノード極に、一つの空気供給源から分岐配管により構成されるＣＯ選択酸化器空気供給系及びアノード極用空気供給系を通して反応用の空気をそれぞれ供給するＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極の空気供給方法において、
前記ＣＯ選択酸化器空気供給系及びアノード極用空気供給系にＣＯ選択酸化器用開閉弁及びアノード極用開閉弁をそれぞれ設ける構成とし、
前記燃料電池発電システムが発電前の状態にあるとき、まず、前記ＣＯ選択酸化器用空気供給系の流路の詰まりを除去するために前記ＣＯ選択酸化器用開閉弁を開放し、前記アノード極用開閉弁を閉じた状態で前記空気供給源より前記ＣＯ選択酸化器用空気供給系に空気を供給する第１の手順と、
前記アノード極用空気供給系の流路の詰まりを除去するために前記ＣＯ選択酸化器用開閉弁を閉じ、前記アノード極用開閉弁を開放した状態で前記空気供給源よりアノード極用空気供給系に空気を供給する第２の手順と、
により前記ＣＯ選択酸化器及び前記燃料電池本体のアノード極に反応用の空気をそれぞれ供給することを特徴とするＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極の空気供給方法。
炭化水素系燃料を水素リッチなガスに改質する燃料改質装置と、この燃料改質装置により改質された水素リッチなガスと酸素とを反応させて直流電力を発電する燃料電池本体とを備えた燃料電池発電システムの前記燃料改質装置に有するＣＯ選択酸化器及び前記燃料電池本体のアノード極に、一つの空気供給源から分岐配管により構成されるＣＯ選択酸化器空気供給系及びアノード極用空気供給系を通して反応用の空気をそれぞれ供給するＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極の空気供給方法において、
前記空気供給源の出口側管路に空気流量計を設けると共に、前記ＣＯ選択酸化器空気供給系及びアノード極用空気供給系にＣＯ選択酸化器用開閉弁及びアノード極用開閉弁をそれぞれ設ける構成とし、
前記燃料電池発電システムが発電前のとき、まず、ＣＯ選択酸化器用空気流路確認のために前記ＣＯ選択酸化器用開閉弁を開放し、前記アノード極用開閉弁を閉じた状態で前記空気供給源の出力を増加させ、前記空気流量計の指示値が予め確認された空気供給源の出力と空気流量の特性曲線に合致しているか否かを確認する第１の手順と、
この第１の手順により空気流量に不足が見られる場合には、前記空気供給源の出力を予め設定された値に保持した状態で、予め設定された時間継続して前記ＣＯ選択酸化器用空気供給系に空気を供給した後、再度前記第１の手順による確認に移行する第２の手順と、
この第２の手順が予め決められた回数を超えて繰り返されると異常と判断して、前記燃料電池システムを停止させる第３の手順と、
前記第１の手順により前記空気流量計の指示値が予め確認された空気供給源の出力と空気流量の特性曲線に合致していることが確認されると、アノード極用空気流路確認のために前記ＣＯ選択酸化器用開閉弁を閉じ、前記アノード極用開閉弁を開放した状態で前記空気供給源の出力を増加させ、前記空気流量計の指示値が予め確認された前記空気供給源の出力と空気流量の特性曲線に合致しているか否かを確認する第４の手順と、
この第４の手順により空気流量に不足が見られる場合には、前記空気供給源の出力を予め設定された値に保持した状態で、予め設定された時間継続して前記アノード極用空気供給系に空気を供給した後、再度前記第４の手順による確認に移行する第５の手順と、
この第５の手順が予め決められた回数を超えて繰り返されると異常と判断して、前記燃料電池システムを停止する第６の手順と、
により前記ＣＯ選択酸化器及び前記燃料電池本体のアノード極に反応用の空気をそれぞれ供給することを特徴するＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極の空気供給方法。
炭化水素系燃料を水素リッチなガスに改質する燃料改質装置と、この燃料改質装置により改質された水素リッチなガスと酸素とを反応させて直流電力を発電する燃料電池本体とを備えた燃料電池発電システムの前記燃料改質装置に有するＣＯ選択酸化器及び前記燃料電池本体のアノード極に、一つの空気供給源から分岐配管により構成されるＣＯ選択酸化器空気供給系及びアノード極用空気供給系を通して反応用の空気をそれぞれ供給するＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極の空気供給方法において、
前記空気供給源の出口側管路に空気流量計を設けると共に、前記ＣＯ選択酸化器空気供給系及びアノード極用空気供給系にＣＯ選択酸化器用開閉弁及びアノード極用開閉弁をそれぞれ設ける構成とし、
前記燃料電池発電システムが発電中のとき、まず、発電出力を空気流量の変動に対して影響の少ない出力に固定すると同時に、前記ＣＯ選択酸化器用開閉弁を開放し、前記アノード極用開閉弁を閉じた状態で発電出力に対応した前記空気供給源の出力と空気流量計の指示値が予め確認された前記空気供給源の出力と空気流量の特性曲線に合致しているか否かを確認する第１の手順と、
この第１の手順により空気流量に不足が見られる場合には、前記空気供給源の出力を予め設定された値に保持した状態で、予め設定された時間継続もしくはＣＯ選択酸化器温度が予め決められた設定値を超えるまでの間前記ＣＯ選択用空気供給系に空気を供給して再度前記第１の手順による確認に移行する第２の手順と、
この第２の手順が予め決められた回数を超えて繰り返されると異常と判断してメンテナンスコールを発する第３の手順と、
前記第１の手順により空気流量に不足がない場合又は前記第３の手順により異常と判断された場合、アノード極用空気量確認のために前記ＣＯ選択酸化器用開閉弁を閉じ、前記アノード極用開閉弁を開放した状態で発電出力に対応した前記空気供給源の出力と前記空気流量計の指示値が、予め確認された空気供給源の出力と空気流量の特性曲線に合致しているか否かを確認する第４の手順と、
この第４の手順により空気流量に不足が見られる場合には前記空気供給源の出力を予め設定された値に保持した状態で、予め設定された継続時間もしくは電池電圧が予め決められた電圧低下量を超えるまでの間前記アノード極用空気供給系に空気を供給して再度前記第４の手順による確認に移行する第５の手順と、
この第５の手順が予め決められた回数を超えて繰り返されると異常と判断してメンテナンスコールを発する第６の手順と、
前記第４の手順により空気流量に不足がない場合又は前記第６の手順により異常と判断された場合、前記発電出力の固定を解除して通常の発電運転に復帰させる第７の手順と、
により前記ＣＯ選択酸化器及び前記燃料電池本体のアノード極に反応用の空気をそれぞれ供給することを特徴するＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極の空気供給方法。
請求項３記載の燃料電池発電システムのＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極の空気供給方法において、
前記第１の手順乃至第７の手順は、一定周期で行われることを特徴とするＣＯ選択酸化器及び燃料電池本体のアノード極の空気供給方法。