JP2009295589A

JP2009295589A - 燃料電池システム

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Publication number: JP2009295589A
Application number: JP2009178604A
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: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2009-12-17
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP5003732B2

Abstract

【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。
【選択図】図１

Description

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

実施の形態１における燃料電池システムを示す構成図実施の形態２における燃料電池システムを示す構成図実施の形態３における燃料電池システムを示す構成図実施の形態４における燃料電池システムを示す構成図実施の形態５における燃料電池システムを示す構成図従来の燃料電池システムを示す構成図

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。

（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１１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１３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。

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。

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。

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１５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。

（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１２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。

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。

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。

（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。

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。

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。

（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。

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。

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。

（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。

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２３、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。

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２３、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。

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２５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。

本発明の燃料電池システムは、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ので燃料電池システムとして有用である。

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

Claims

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。
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。
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。
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。
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。