JP2009181699A - 燃料電池装置 - Google Patents

Abstract

【課題】起動時において、原燃料ガスが供給されないことを抑制することができる燃料電池装置を提供する。
【解決手段】燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュール２と、燃料電池セルに燃料ガスを供給するための改質器３と、改質器３に原燃料ガスを供給するための原燃料ガス供給装置１１とを具備し、原燃料ガス供給装置１１は、原燃料ガス供給元より供給される原燃料ガスを供給するための原燃料ガス供給手段７と、原燃料ガス中の硫黄を除去するための脱硫器６と、脱硫された原燃料ガスを圧送するためのガスポンプ４と、圧送された原燃料ガスの供給圧を原燃料ガス供給元の元圧よりも下げることが可能な供給圧調整器５とを、原燃料ガス供給管１２にてこの順に接続してなるとともに、脱硫器６から供給圧調整器５の間が負圧となることを抑制するための負圧抑制手段を備えていることから、起動時に原燃料ガスが供給されないことを抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池セルと、燃料電池セルに燃料ガスを供給するための改質器と、改質器に原燃料ガスを供給するための原燃料ガス供給装置とを具備する燃料電池装置に関する。

近年、次世代エネルギーとして、水素含有ガスと酸素含有ガス（通常、空気である）とを用いて電力を得ることができる燃料電池セルを複数収納してなる燃料電池モジュールと、燃料電池セルに供給する水素含有ガスを生成するための改質器と、改質器に原燃料ガス（炭化水素ガス）を供給するための原燃料ガス供給装置等の補機類とを外装ケースに収納してなる燃料電池装置が種々提案されている。

ここで、例えば燃料電池が固体酸化物形燃料電池である場合、原燃料ガスとして都市ガス等の炭化水素ガスを用いることが知られており、炭化水素ガスから生成した水素含有ガスを燃料電池セルに供給して、酸素と化学反応させることによって発電しながら、同時に発生する熱エネルギーを給湯に利用して、全体として高いエネルギー効率を得ることができる燃料電池システムとすることができる。

ところで、原燃料ガス（都市ガス等）を改質器に供給するにあたり、燃料供給装置の構成例が多々示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。

図５は、そのような従来の燃料電池装置の一例を抜粋して示したものであり、改質器５３に原燃料ガスを供給するための原燃料ガス供給装置６１としては、原燃料ガス供給手段の一種である電磁弁５７、脱硫器５６、ガスポンプ５４、リリーフ弁等の供給圧調整器５５を原燃料ガス供給管６２により順に接続することにより構成されている。さらには、供給圧調整器５５と改質器５３との間の原燃料ガス供給管６２に、酸素含有ガス（空気）を供給するブロアー６３が接続されており、改質器５３にて部分酸化改質やオートサーマル改質を行う場合には、このブロアー６３より供給される空気を用いて改質反応が行なわれる。
特開２００６−２７８１１９号公報 特開２００７−７７０１９号公報

ところで、このような原燃料ガス供給装置を具備する燃料電池装置を屋外に設置して起動を開始（本稼動）した場合や再起動を行った場合に、原燃料ガス供給装置を構成する部材の１つである原燃料ガス供給手段（電磁弁等）が開放されず、原燃料ガスを供給することができない場合がある。

これは、特に外気温が低温（例えば、１０℃以下。）の場合に、燃料電池装置の本稼動前の試運転を終えて燃料電池装置を停止した際や、燃料電池装置の稼動を停止した際に、原燃料ガス供給装置を構成する原燃料ガス供給管に残存する原燃料ガスが脱硫器（脱硫触媒）に吸着することにより、脱硫器からリリーフ弁等の供給圧調整器の間が負圧となることで、原燃料ガス供給手段を開放するように制御しても、電磁弁が開放されないためと考えられる。

それゆえ、本発明は、燃料電池の起動時や再起動時に原燃料ガス供給手段を開放することができ、原燃料ガスが供給されないことを抑制（防止）することができる燃料電池装置を提供することを目的とする。

本発明の燃料電池装置は、燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールと、前記燃料電池セルに燃料ガスを供給するための改質器と、該改質器に原燃料ガスを供給するための原燃料ガス供給装置とを具備する燃料電池装置であって、前記原燃料ガス供給装置は、原燃料ガス供給元より供給される原燃料ガスを供給するための原燃料ガス供給手段と、原燃料ガス中の硫黄を除去するための脱硫器と、脱硫された原燃料ガスを圧送するためのガスポンプと、圧送された原燃料ガスの供給圧を前記原燃料ガス供給元の元圧よりも下げることが可能な供給圧調整器とを、原燃料ガス供給管にてこの順に接続してなるとともに、前記脱硫器から前記供給圧調整器の間が負圧となることを抑制するための負圧抑制手段を備えていることを特徴とする。

このような燃料電池装置においては、脱硫器から供給圧調整器の間が負圧となることを抑制するための負圧抑制手段を備えていることから、燃料電池装置の起動時もしくは再起動時において、原燃料ガス供給手段が開放されないことを抑制（防止）することができ、原燃料ガスが供給されないことを抑制（防止）することができる。

また、本発明の燃料電池装置は、前記負圧抑制手段が、前記脱硫器の前記脱硫器の温度を上昇させるための熱源であることが好ましい。

このような燃料電池装置においては、負圧抑制手段として、脱硫器の温度を上昇させるための熱源を備えていることから、外気温が低い場合に熱源を作動させることにより脱硫器の温度を上昇させることができる。

それにより、原燃料ガス供給管に残存する原燃料ガスが脱硫器（脱硫触媒）に吸着することを抑制することができ、また脱硫触媒に吸着した原燃料ガスを脱硫触媒より除去することができる。それにより、脱硫器から供給圧調整器の間が負圧となることを抑制できる。

したがって、燃料電池装置の起動時や再起動時に、原燃料ガス供給手段が開放されないことを抑制（防止）することができ、原燃料ガスが供給されないことを抑制（防止）することができる。

また、本発明の燃料電池装置は、外気温を測定するための外気温センサを具備するとともに、該外気温センサにより測定される外気温が所定の温度以下となった場合に、前記熱源を作動させるように制御する制御装置を具備することが好ましい。

このような燃料電池装置においては、外気温センサにより測定される外気温に基いて、脱硫器に設けられた熱源を作動させるように制御する制御装置を具備することから、効率よく脱硫器を温めることができる。それにより、原燃料ガス供給管に残存する原燃料ガスが脱硫器（脱硫触媒）に吸着することを抑制することができ、また脱硫触媒に吸着した原燃料ガスを脱硫触媒より除去することができ、脱硫器から供給圧調整器の間が負圧となることを抑制できることから、燃料電池装置の起動時や再起動時に、電磁弁が開放されないことを抑制（防止）することができる。

また、本発明の燃料電池装置は、前記負圧抑制手段が負圧作動弁であるとともに、該負圧作動弁が前記脱硫器と前記供給圧調整器とを接続する前記原燃料ガス供給管に接続されていることが好ましい。

このような燃料電池装置においては、脱硫器と供給圧調整器とを接続する原燃料ガス供給管に、負圧制御手段である負圧作動弁が接続されていることから、脱硫器から供給圧調整器の間が負圧となることを抑制することができる。

それにより、燃料電池装置の起動時や再起動時に、原燃料ガス供給管が開放されないことを抑制（防止）することができ、原燃料ガスが供給されないことを抑制（防止）することができる。

また、本発明の燃料電池装置は、前記供給圧調整器が、前記負圧抑制手段をかねるとともに、燃料電池装置の停止時に、前記脱硫器と前記供給圧調整器との間の前記原燃料ガス供給管に残存する原燃料ガスを脱気するための脱気部を備えてなることが好ましい。

このような燃料電池装置においては、燃料電池装置の停止時において、負圧抑制手段をかねる供給圧調整器に備えられた脱気部より、脱硫器と供給圧調整器との間の原燃料ガス供給管に残存する原燃料ガスを脱気することができる。

それにより、脱硫器から供給圧調整器の間が負圧となることを抑制することができることから、燃料電池装置の起動時や再起動時に、原燃料ガス供給手段が開放されないことを抑制（防止）することができ、原燃料ガスが供給されないことを抑制（防止）することができる。

本発明の燃料電池装置は、燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールと、燃料電池セルに燃料ガスを供給するための改質器と、改質器に原燃料ガスを供給するための燃料ガス供給装置とを具備するとともに、燃料ガス供給装置は、原燃料ガス供給元より供給される原燃料ガスを供給するための原燃料ガス供給手段と、原燃料ガス中の硫黄を除去するための脱硫器と、脱硫された原燃料ガスを圧送するためのガスポンプと、圧送された原燃料ガスの供給圧を原燃料ガス供給元の元圧よりも下げることが可能な供給圧調整器とを、原燃料ガス供給管にてこの順に接続してなるとともに、脱硫器から供給圧調整器の間が負圧となることを抑制するための負圧抑制手段を備えていることから、燃料電池装置の起動時や再起動時に、電磁弁が開放されないことを抑制（防止）することができ、原燃料ガスが供給されないことを抑制（防止）することができる。

図１は、本発明の燃料電池装置の構成の一例を示した構成図である。燃料電池装置は、収納容器内に、内部をガスが流通するガス流路を有する柱状の燃料電池セルを立設させた状態で配列し、隣接する燃料電池セル間に集電部材を介して電気的に直列に接続するとともに、燃料電池セルの下端をガラスシール材等の絶縁性接合材でマニホールドに固定してなるセルスタック１と、燃料電池セルに水素含有ガスを供給するための改質器３とを収納してなる燃料電池モジュール２（以下、モジュール２という場合がある）と、改質器３に原燃料ガスを供給するための原燃料ガス供給装置１１とを具備して構成されている。なお、以降の図において、同一の構成については同一の番号を付するものとする。

原燃料ガス供給装置１１は、原燃料ガス（炭化水素ガス）供給元側から、原燃料ガス供給管１２を介して、２つの原燃料ガス供給手段７、脱硫器６、ガス流量計８、バッファ９、ガスポンプ４、供給圧調整器５が原燃料ガス供給管１２によりこの順に接続されて構成されており、原燃料ガス供給装置１１は改質器３に接続されている。以下、まず原燃料ガス供給装置１１を構成する各部材について説明する。

原燃料ガス供給手段７としては、原燃料ガスの供給元より供給される原燃料ガスを供給することができるものであればよく、例えば電磁弁やエアーバルブ等が挙げられる。なお、以降の説明においては、原燃料ガス供給手段として電磁弁を用い場合を示しており、以下特に断らない限り原燃料ガス供給手段７を電磁弁７として説明する。

脱硫器６は、原燃料ガス供給元より供給された原燃料ガス中に含まれる硫黄を除去するためのものであり、内部に脱硫触媒を有する容器等を用いることができる。それにより、原燃料ガスの不純物である硫黄を除去することができる。

ガス流量計８は、原燃料ガス供給管１２を流れる原燃料ガス（脱硫された原燃料ガス）の流量を計測するためのものである。ガスポンプ４は脱硫された原燃料ガスを圧送するものであり、バッファ９により脈動が抑制され、一定の流量の原燃料ガスを改質器３に供給することができる。

そして、ガスポンプ４にて改質器３に向けて供給される原燃料ガスは、供給圧調整器５の一種であるリリーフ弁により供給圧が調整されたのち改質器３に供給される。なお、以降の説明においては、供給圧調整器５としてリリーフ弁を用いる場合を示しており、以下特に断らない限り供給圧調整器５をリリーフ弁５として説明する。なお、供給圧調整器５として、逆止弁を用いることもでき、またリリーフ弁と逆止弁の両方を用いることもできる。

リリーフ弁５は、原燃料ガス供給側（上流側）のガス圧よりも大きな圧力で開くように設定されている。すなわち、ガスポンプ４を作動させ、原燃料ガス供給元より供給される原燃料ガスを吐出することで、リリーフ弁５に対してガス元圧よりも大きな圧力がかかることにより、リリーフ弁５が開いて原燃料ガスが流れることとなる。それにより、低流量にて原燃料ガスを供給することが可能となる。

なお、原燃料ガスが都市ガスの場合には、都市ガスの元圧が１．５〜３．０ｋＰａであるため、リリーフ弁５が開く圧力としては、例えば３．５〜６ｋＰａとすることができる。なお、リリーフ弁５は燃料電池セルの発電量により制御することもでき、例えば燃料電池セルの発電量が大きい場合には、リリーフ弁５の圧力の設定を調整することにより、必要量の原燃料ガスを改質器３側に供給することができる。

ガスポンプ４は、原燃料ガス供給元より供給される原燃料ガスを、昇圧して改質器３側に圧送するものであって、一般にダイアフラム式のガスポンプ４が用いられる。ただし、このダイアフラム式のポンプは、シリンダ内のダイアフラムの往復運動によって、原燃料ガスの吸引と送出を行なうため、脈動が発生しやすい。

それゆえ、ガスポンプ４の上流側に、一定容積の空間であるバッファ９を設けることにより、ガスポンプ４により供給される原燃料ガスの脈動を減衰させることができる。なお、バッファ９は、一定容積の空間を有する部材を用いる他、原燃料ガス供給管１２の一部を太くすることにより一定容積の空間を有するようにしてもよい。

そして、バッファ９によりガスポンプ４の脈動が減衰することで、ガス流量計８は原燃料ガスの流量を適切に測定することができる。それゆえ、バッファ９はリリーフ弁５の作動により影響を受けることを抑制するために、リリーフ弁５よりも遠い位置に設けることが好ましく、図１に示す燃料電池装置においては、脱硫器６とガスポンプ４とを接続する原燃料ガス供給管１２に設けている。

なお、ガス流量計８にて測定された原燃料ガスの流量情報は制御装置１０に伝送され、改質器３での改質反応に必要な原燃料ガス量となるよう、制御装置１０によりガスポンプ４の動作が制御される。すなわち、改質器３で要求される原燃料ガス量と、原燃料ガス供給管１２を流れる原燃料ガス量とを比較し、原燃料ガス供給管１２を流れる原燃料ガス量が少ない場合には、ガスポンプ４により供給される原燃料ガスを増やすようガスポンプ４を制御し、逆に原燃料ガス供給管１２を流れる原燃料ガス量が多い場合には、ガスポンプ４により供給される原燃料ガス量が少なくなるようガスポンプ４を制御する。

なお、セルスタック１を構成する燃料電池セルとしては、各種燃料電池セルが知られているが、燃料電池装置を小型化する上で、固体酸化物形燃料電池セルとすることができる。それにより、燃料電池セルのほか、燃料電池セルの動作に必要な補機類を小型化することができ、燃料電池装置を小型化することができる。またあわせて、家庭用燃料電池で求められる変動する負荷に追従する負荷追従運転を行なうことができる。

また、本発明においては、燃料電池セルを発電効率の高い固体酸化物形燃料電池セルとすることで、夜間等の使用電力が少ない場合に、低流量の原燃料ガスで十分に使用電力を賄うことができることから、低流量の原燃料ガスを供給する制御が可能な本発明の燃料電池装置において特に有用となる。なお、以下の説明において燃料電池セルを固体酸化物形燃料電池セルとして説明するものとする。

なお、燃料電池セルの形状としては各種形状の燃料電池を用いることができるが、効率よく燃料電池セルの発電を行なう上で、中空平板型の燃料電池セルとすることができる。このような中空平板型の燃料電池セルとしては、内側に燃料極が、外側に酸素極が形成された燃料極支持タイプの中空平板型燃料電池を用いることができる。

燃料電池セル（セルスタック１）は、改質器３より供給される水素含有ガスと、収納容器の外部より供給される酸素含有ガスとにより発電を行なう。なお、発電において余剰となった水素含有ガスは、燃料電池セルの上方にて収納容器の外部より供給される酸素含有ガスと燃焼させることにより、燃料電池セルの上方に配置された改質器３を加熱することができ、それにより改質反応を効率よく行なうことができる。

なお、改質器３においては、部分酸化改質、オートサーマル改質、水蒸気改質のいずれを行うこともできるが、部分酸化改質やオートサーマル改質を行なう場合においては、改質器３に酸素含有ガスを供給する必要がある。ここで、図１においては、改質器３に酸素含有ガスを供給するためのブロアー１４が改質器３と供給圧調整器５との間の原燃料ガス供給管１２に接続されている。

それにより、改質器３に酸素含有ガスを供給することができることから、改質器３にて部分酸化改質もしくはオートサーマル改質を行うことができる。なお、ブロアー１４より供給される酸素含有ガスは、供給圧調整器５により原燃料ガス供給装置１１の上流側（脱硫器６側）には流れないように制御されている。

そして、これらの各構成部材を外装ケース内に収納することで、本発明の燃料電池装置とすることができる。

ところで、このような原燃料ガス供給装置１１を具備する燃料電池装置を屋外に設置して起動を開始（本稼動）した場合や再起動を行った場合に、原燃料ガス供給装置１１を構成する部材の１つである電磁弁７（原燃料ガス供給手段）が開放されず、改質器３に原燃料ガスを供給することができない場合がある。

これは、特に外気温が低温の場合に、燃料電池装置の本稼動前の試運転を終えて燃料電池装置を停止した際や、燃料電池装置の稼動を停止した際に、原燃料ガス供給装置１１を構成する原燃料ガス供給管１２（脱硫器６からリリーフ弁５の間）に残存する原燃料ガスが、脱硫器６内に充填された脱硫触媒に吸着することにより、脱硫器６からリリーフ弁５の間の圧力が下がり、電磁弁７を開放する制御を行っても、電磁弁７が開放されないためと考えられる。なお、脱硫器６から供給圧調整器５の間に圧力計を設け、その圧力を検知することで負圧が生じているか否かを判断することができる。

それゆえ、本発明の燃料電池装置においては、脱硫器６から供給圧調整器５の間が負圧となることを抑制するための負圧抑制手段を備えている。それにより、燃料電池装置の起動時もしくは再起動時において電磁弁７（原燃料ガス供給手段）が開放されないことを抑制（防止）することができ、原燃料ガスが供給されないことを抑制（防止）することができる。

ここで、図１においては、負圧抑制手段として脱硫器６の温度を上昇させるための熱源１３を備えている例を示している。なお脱硫器６の温度を上昇させるための熱源１３としては、例えばヒーターやバーナー等を使用することができ、図１においては脱硫器６の表面にヒーターを備えている例を示している。

それにより、外気温が低い場合（例えば、１０℃以下。）に熱源１３を作動させることにより、脱硫器６の温度を上昇させることができ、原燃料ガス供給管１２に残存する原燃料ガスが脱硫器（脱硫触媒）に吸着することを抑制することができる（脱硫触媒に吸着していた原燃料ガスを取り除くことができる）。

それにより、脱硫器６から供給圧調整器５の間が負圧となることを抑制でき、燃料電池装置の起動時や再起動時に、電磁弁７（原燃料ガス供給手段）を開放して原燃料ガスを改質器３に供給することができ、燃料電池装置を効率よく起動することができる。

図２は、本発明の燃料電池装置１５を概略的に示す側面図であり、外装ケース１６を構成する側面部を取り外して、外装ケース１６の内部が見えるようにして示している。なお、図２においては、外装ケース１６に図１に示した原燃料ガス供給装置１１を収納している場合を示している。

図２において、燃料電池装置１５は、外装ケース１６内に仕切部材１７を有し、仕切部材１７の上部にモジュール２が配置された燃料電池モジュール収納室１８（以下、モジュール収納室と略す）が形成されている。また、仕切部材１７の下部にはモジュール２を動作させるにあたり必要な補機類（図１においては、原燃料ガス供給装置１１、モジュール２内に酸素含有ガス（空気）を供給するためのブロアー２０、モジュール２の排ガスと水とで熱交換を行う熱交換器２１を示している。）を収納するための補機収納室１９が形成されている。なお、仕切部材１７はモジュール収納室１８と補機収納室１９とを区画していればよく、モジュール収納室１８と補機収納室１９とが隙間を有して区画されていてもよい。

また、例えば外装ケース１６を仕切部材１７により左右に区画するとともに、一方がモジュール２を収納する燃料電池モジュール収納室１８、他方が補機類を収納する補機収納室１９とした燃料電池装置１５とすることもできる。

なお、図２に示したような仕切部材１７を用いて、外装ケース１６を上下に区画した形状とすることにより、燃料電池装置１５をコンパクトな形状とすることができる。

ここで、熱源１３は次のようにして稼動させることができる。たとえば燃料電池装置の起動時や再起動時に、ガス流量計８が原燃料ガスの流量を検知しない、もしくはわずかな原燃料ガス流量しか検知しない場合に、制御装置１０が熱源１３を作動させるように制御する。その後、ガス流量計８が所定の原燃料ガス流量を検知した場合には、電磁弁７が開放されたと判断し、制御装置１０が熱源１３の稼動を停止するように制御する。

ところで、外気温が低い場合に電磁弁７が開放されない現象が生じることから、外気温に基づいて熱源１３の作動を制御させることもできる。

ここで、図２においては、燃料電池装置１５（外装ケース２）の下面（底面）側に外気温を測定するための外気温センサ２２が設けられている。なお、外気温センサ２２は、外気温を測定できる場所であれば、設置場所に特に制限はない。

ここで、外気温センサ２２により測定された外気温に基づいて熱源１３の作動を制御するにあたり、制御装置１０は、例えば、外気温が１０℃以下となった場合に、熱源１３を作動させるように制御することができる。それにより、脱硫器６の温度を上昇させることができ、脱硫器６（脱硫触媒）に原燃料ガスが吸着することを抑制でき、また脱硫器６（脱硫触媒）に吸着した原燃料ガスを除去することができ、脱硫器６から供給圧調整器５の間が負圧となることを抑制できる。なお、熱源１３を作動させる温度は、脱硫触媒の種類や性能に基づき、適宜設定することができる。

なお、熱源１３を制御するにあたり、脱硫器６に温度センサを設け、脱硫器６の温度が所定の温度以上となった場合に、熱源１３を停止するように制御することもできる。さらには、冬期のように外気温が低い時期には、燃料電池装置を停止すると同時に熱源１３を作動させるように制御するほか、熱源１３を常に作動させるように制御することもできる。

図３は、本発明の燃料電池装置のうち、原燃料ガス供給装置１１の他の実施の形態を示したものであり、負圧抑制手段として負圧作動弁２３を用いるとともに、脱硫器６と供給圧調整器５との間の原燃料ガス供給管１２に負圧作動弁２３を接続した例を示している。なお、図３においては、原燃料ガス供給管１２の一部をＴ字型とし、そのＴ字型に分岐する一端に負圧作動弁２３が接続された例を示している。また、負圧作動弁２３としては、一般に市販されている負圧作動弁を用いることができる。

そして、脱硫器６と供給圧調整器５との間の原燃料ガス供給管１２に負圧作動弁２３を接続することにより、脱硫器６から供給圧調整器５の間が負圧となった場合に、負圧作動弁２３が作動して外部の空気（外装ケース２３内の空気）を脱硫器６と供給圧調整器５とを接続する原燃料ガス供給管１２に供給することにより、脱硫器６と供給圧調整器５との間が負圧となることを抑制（負圧を解消）できる。それにより、燃料電池装置の起動時や再起動時に、電磁弁７を開放することができ、燃料電池装置を効率よく起動することができる。なお、負圧作動弁２３は、外装ケース２３内の空気を原燃料ガス供給管１２に供給するように接続すればよいが、負圧作動弁２３の一端をブロアー１４に接続することも可能である。

図４は、本発明の燃料電池装置のうち、原燃料ガス供給装置１１のさらに他の実施の形態を示したものであり、（ａ）は、供給圧調整器５が負圧抑制手段をかねるとともに、燃料電池装置の停止時に、脱硫器６と供給圧調整器５との間の原燃料ガス供給管１２に残存する原燃料ガスを脱気するための脱気部を備えている例を示しており、（ｂ）は（ａ）で示すＸ部分を、抜粋し拡大して示したものである。

例えば、供給圧調整器５としてリリーフ弁５を用いる場合において、リリーフ弁５はガス元圧よりも大きな圧力がかかることにより開くことから、燃料電池装置の停止処理時においてリリーフ弁５は閉じた状態となっている。

ここで、リリーフ弁５が閉じた状態で、脱硫器６と供給圧調整器５との間の原燃料ガス供給管１２に原燃料ガスが残存する場合に、その残存した原燃料ガスが脱硫容器６（脱硫触媒）に吸着し、脱硫器６から供給圧調整器５の間が負圧となり、燃料電池装置の起動時もしくは再起動時に、電磁弁７が開放されないおそれがある。

そのため、図４に示した燃料ガス供給装置１１においては、供給圧調整器５に脱気部２４を設けている。それにより、供給圧調整器５が閉じた状態の場合であっても、脱硫器６から供給圧調整器５に残存する原燃料ガスを脱気部２４より脱気することができる。それにより、脱硫器６から供給圧調整器５の間が負圧となることを抑制でき、燃料電池装置の起動時や再起動時に、電磁弁７が開放されないことを抑制でき、燃料電池装置を効率よく起動することができる。なお、脱気部２４としては、供給圧調整器５が閉じた状態の場合においても脱気することができるものであればよく、例えば供給圧調整器５に孔を開ける等があげられる。

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。

例えば、図３において、負圧作動弁２３をガスポンプ４と供給圧調整器５との間の原燃料ガス供給管１２に接続した例を示したが、例えば脱硫器６からガスポンプ４の間の原燃料ガス供給管１２に接続することも可能である。また、ガスポンプ４と供給圧調整器５とを接続する原燃料ガス供給管１２を分岐させ、その分岐した原燃料ガス供給管１２中に負圧作動弁２３を設け、分岐した原燃料ガス供給管１２の一端を、改質器３と供給圧調整器５とを接続する原燃料ガス供給管１２に接続するようにすることも可能である。

本発明の燃料電池装置を構成する原燃料ガス供給装置の構成の一例を示す構成図である。 本発明の燃料電池装置の一例を示す概略図である。 本発明の燃料電池装置を構成する原燃料ガス供給装置の構成の他の一例を示す構成図である。 （ａ）は本発明の燃料電池装置を構成する原燃料ガス供給装置の構成のさらに他の一例を示す構成図であり、（ｂ）は（ａ）においてＸで示した部分を抜粋して示す拡大図である。 従来の燃料電池装置を構成する原燃料ガス供給装置の構成を示す構成図である。

符号の説明

１：セルスタック
２：燃料電池モジュール
３：改質器
４：ガスポンプ
５：供給圧調整器（リリーフ弁）
６：脱硫器
７：電磁弁
８：ガス流量計
１０：制御装置
１１：原燃料ガス供給装置
１２：原燃料ガス供給管
１３：熱源（ヒーター）
２２：温度センサ
２３：負圧作動弁
２４：脱気部

Claims (5)

1. 燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールと、前記燃料電池セルに燃料ガスを供給するための改質器と、該改質器に原燃料ガスを供給するための原燃料ガス供給装置とを具備する燃料電池装置であって、前記原燃料ガス供給装置は、原燃料ガス供給元より供給される原燃料ガスを供給するための原燃料ガス供給手段と、原燃料ガス中の硫黄を除去するための脱硫器と、脱硫された原燃料ガスを圧送するためのガスポンプと、圧送された原燃料ガスの供給圧を前記原燃料ガス供給元の元圧よりも下げることが可能な供給圧調整器とを、原燃料ガス供給管にてこの順に接続してなるとともに、前記脱硫器から前記供給圧調整器の間が負圧となることを抑制するための負圧抑制手段を備えていることを特徴とする燃料電池装置。
2. 前記負圧抑制手段が、前記脱硫器の温度を上昇させるための熱源であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池装置。
3. 外気温を測定するための外気温センサを具備するとともに、該外気温センサにより測定される外気温が所定の温度以下となった場合に、前記熱源を作動させるように制御する制御装置を具備することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池装置。
4. 前記負圧抑制手段が負圧作動弁であるとともに、該負圧作動弁が前記脱硫器と前記供給圧調整器とを接続する前記原燃料ガス供給管に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池装置。
5. 前記供給圧調整器が、前記負圧抑制手段をかねるとともに、燃料電池装置の停止時に、前記脱硫器と前記供給圧調整器との間の前記原燃料ガス供給管に残存する原燃料ガスを脱気するための脱気部を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池装置。

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