JP5044135B2 - 燃料電池発電装置 - Google Patents

Description

本発明は、原燃料供給ポンプにて供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気との混合ガスを改質バーナによる加熱状態で改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質部と、供給される改質用水を前記改質部を加熱した後の前記改質バーナの燃焼排ガスにより加熱して前記改質部に供給する水蒸気を生成する水蒸気生成部とを備えて、水素ガスを主成分とする燃料ガスを生成する燃料ガス生成部と、
その燃料ガス生成部にて生成された燃料ガスが供給されて発電する燃料電池と、
運転を制御する制御手段とが設けられ、
前記燃料電池から発電に使用された後に排出される排燃料ガスが前記改質バーナに燃焼用燃料として供給されるように構成され、
前記制御手段が、前記燃料電池の発電出力を目標出力に調節するように前記改質部への原燃料の供給量を調節し、前記燃料電池の目標出力に応じて前記水蒸気生成部への改質用水の供給量を調節し、前記改質部の温度が設定適正温度になるように前記改質バーナへ追加する燃焼用燃料の供給量を調節するように構成された燃料電池発電装置に関する。

かかる燃焼電池発電装置は、燃料ガス生成部において水素ガスを主成分とする燃料ガスを生成し、その生成燃料ガスを燃料電池に供給して、その燃料電池にて発電させるように構成したものであり、燃料ガス生成部には、原燃料供給ポンプにて供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気との混合ガスを改質バーナによる加熱状態で改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質部と、供給される改質用水を改質部を加熱した後の改質バーナの燃焼排ガスにより加熱して改質部に供給する水蒸気を生成する水蒸気生成部とを備え、改質バーナには、燃料電池から発電に使用された後に排出される排燃料ガスを燃焼用燃料として供給するように構成してある。
そして、制御手段により、改質部の温度が設定適正温度になるように改質バーナへ追加する燃焼用燃料の供給量を調節するように構成してある（例えば、特許文献１参照。）。

又、このような燃料電池発電装置では、前記特許文献１には明確に記載されていないが、制御手段により、燃料電池の発電出力を目標出力に調節するように改質部への原燃料の供給量を調節し、燃料電池の目標出力に応じて水蒸気生成部への改質用水の供給量を調節することにより、改質部への原燃料供給量に対する水蒸気供給量の比である水蒸気／炭素比を所定の比に維持するように構成してある。
そして、前記特許文献１では、改質用水ポンプにて、改質用水を水蒸気生成部に供給していた。

特開２００５−２１９９９１号公報

ところで、改質用水ポンプにて改質用水を水蒸気生成部に供給する場合、水蒸気生成部への改質用水の供給量の調節は、例えば、改質用水ポンプの回転速度を調節することにより行うが、運転時間の経過に伴って、改質用水ポンプの特性、即ち、その回転速度と吐出水量との関係が変動する虞があり、このように改質用水ポンプの特性が変動すると、水蒸気／炭素比が変動する虞がある。
又、改質部へ供給される原燃料の供給量を検出する原燃料供給量検出用の流量計を設けて、この原燃料供給量検出用の流量計の検出情報に基づいて、改質部への原燃料の供給量の調節を行う場合、運転時間の経過に伴って、流量計の特性、即ち、原燃料の流量と流量計の出力信号との関係が変動する虞があり、このように原燃料供給量検出用の流量計の特性が変動すると、水蒸気／炭素比が変動する虞がある。

そして、水蒸気／炭素比が大きい異常になると、改質部において原燃料の改質処理を適切に行わせ難くなるので、燃料電池に供給される燃料ガス中の水素ガスの含有率が低下する、あるいは、改質部にて生成された改質処理ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変成処理する変成部を設けた場合には、燃料ガス中の一酸化炭素ガスの含有率が上昇する等の問題が生じて、燃料電池の発電電圧が低下して燃料電池が停止する虞があり、このような水蒸気／炭素比が大きい異常を適切に判別したいという要望がある。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、水蒸気／炭素比が大きい異常を簡素な構成にて判別し得る燃料電池発電装置を提供することにある。

本発明の燃料電池発電装置は、原燃料供給ポンプにて供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気との混合ガスを改質バーナによる加熱状態で改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質部と、供給される改質用水を前記改質部を加熱した後の前記改質バーナの燃焼排ガスにより加熱して前記改質部に供給する水蒸気を生成する水蒸気生成部とを備えて、水素ガスを主成分とする燃料ガスを生成する燃料ガス生成部と、
その燃料ガス生成部にて生成された燃料ガスが供給されて発電する燃料電池と、
運転を制御する制御手段とが設けられ、
前記燃料電池から発電に使用された後に排出される排燃料ガスが前記改質バーナに燃焼用燃料として供給されるように構成され、
前記制御手段が、前記燃料電池の発電出力を目標出力に調節するように前記改質部への原燃料の供給量を調節し、前記燃料電池の目標出力に応じて前記水蒸気生成部への改質用水の供給量を調節し、前記改質部の温度が設定適正温度になるように前記改質バーナへ追加する燃焼用燃料の供給量を調節するように構成された燃料電池発電装置であって、
第１特徴構成は、前記改質部にて生成された改質処理ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変成処理する変成部が設けられ、
前記制御手段が、
原燃料を前記改質部に導く流路、前記水蒸気生成部から前記改質部へ水蒸気を導く流路、前記改質部にて生成された改質処理ガスを前記燃料ガス生成部を通して導いた後に燃料ガスとして前記燃料電池へ導く流路及び前記燃料電池から前記改質バーナへ排燃料ガスを導く流路を含むガス処理系流路の圧力、前記水蒸気生成部から排出された水蒸気の温度、又は、前記水蒸気生成部にて生成された水蒸気が混合された後の前記改質部に供給される原燃料の温度に基づいて、前記改質部への原燃料供給量に対する水蒸気供給量の比である水蒸気／炭素比が大きい異常を判別するように構成され、
前記水蒸気／炭素比が大きい異常を判別すると、前記改質バーナの燃焼量を増大するための燃焼量増大処理を実行し、続いて、前記燃料電池の目標出力が同じであるときの改質用水の供給量を少なくするように修正する改質用水供給量修正処理を実行するように構成され、
前記燃焼量増大処理を実行した後に、前記変成部の温度が上昇したか否かを判別して、前記変成部の温度が上昇した場合に、前記改質用水供給量修正処理を実行するように構成されている点を特徴とする。

即ち、制御手段により、原燃料を改質部に導く流路、水蒸気生成部から改質部へ水蒸気を導く流路、改質部にて生成された改質処理ガスを燃料ガス生成部を通して導いた後に燃料ガスとして燃料電池へ導く流路及び燃料電池から改質バーナへ排燃料ガスを導く流路を含むガス処理系流路の圧力、水蒸気生成部から排出された水蒸気の温度、又は、水蒸気生成部にて生成された水蒸気が混合された後の改質部に供給される原燃料の温度に基づいて、改質部への原燃料供給量に対する水蒸気供給量の比である水蒸気／炭素比が大きい異常が判別される。

つまり、水蒸気／炭素比が大きくなるに伴って、燃焼排ガスの熱量が水蒸気生成部に供給される改質用水を安定して蒸発させることができる熱量よりも不足する状態となり、そのような状態においては、基本的には、燃焼排ガスの熱量が適正な場合に比べて、水蒸気生成量が少なくなり、又、生成される水蒸気の温度及び圧力が低くなる傾向となる。
そして、そのように水蒸気生成量が少ない状態では、水蒸気生成部内の圧力が低下することにより、水蒸気生成部内に溜まっている改質用水が一挙に蒸発して水蒸気生成量が増加し、そのように水蒸気生成量が増加すると水蒸気生成部内の圧力が上昇して、再び水蒸気生成量が少ない状態となり、そのように水蒸気生成量の少ない状態が継続すると、水蒸気生成部内に溜まっている改質用水が一挙に蒸発して水蒸気生成量が増加する如く、水蒸気生成量が増減変化することが繰り返されることになるので、水蒸気生成部から改質部へ水蒸気を導く流路の水蒸気の圧力が増減変化することが繰り返されることになる。
又、水蒸気生成部にて生成される水蒸気の温度及び圧力が低くなると、水蒸気が水蒸気生成部から排出されるに伴って冷却されて、ミストが含まれる程度等にまで、水蒸気生成部から排出された水蒸気の温度が低下する。

従って、水蒸気生成部から改質部へ水蒸気を導く流路の水蒸気の圧力の増減変化が、その水蒸気生成部から改質部へ水蒸気を導く流路に連通している流路、即ち、原燃料を改質部に導く流路、改質部にて生成された改質処理ガスを燃料ガス生成部を通して導いた後に燃料ガスとして燃料電池へ導く流路、燃料電池から改質バーナへ排燃料ガスを導く流路にも及ぶので、それらの流路の圧力も増減変化することが繰り返されることになり、原燃料を改質部に導く流路、水蒸気生成部から改質部へ水蒸気を導く流路、改質部にて生成された改質処理ガスを燃料ガス生成部を通して導いた後に燃料ガスとして燃料電池へ導く流路及び燃料電池から改質バーナへ排燃料ガスを導く流路を含むガス処理系流路の圧力に基づいて、水蒸気／炭素比が大きい異常を判別することができる。

又、水蒸気生成部から排出された水蒸気の温度が低下すると、その水蒸気生成部から排出された水蒸気が混合された後に、改質部に供給される原燃料の温度も低下する傾向となるので、水蒸気生成部から排出された水蒸気の温度、又は、水蒸気生成部にて生成された水蒸気が混合された後の改質部に供給される原燃料の温度に基づいて、水蒸気／炭素比が大きい異常を判別することができる。

ちなみに、このような水蒸気／炭素比が大きい異常を判別する構成として、水蒸気生成部内に貯留される改質用水の水位の変動を検出することにより、水蒸気／炭素比が大きい異常を判別する構成が想定されるが、水蒸気生成部内に貯留される改質用水の水位の変動を検出するには、多くの温度検出手段を上下方向に並べて配置する必要があり、構成が複雑なものとなる。

これに対して、上述のようにガス処理系流路の圧力、水蒸気生成部から排出された水蒸気の温度、又は、水蒸気生成部にて生成された水蒸気が混合された後の改質部に供給される原燃料の温度に基づいて、水蒸気／炭素比が大きい異常を判別するようにすることにより、少ない個数の圧力検出手段又は温度検出手段により、水蒸気／炭素比が大きい異常を判別することが可能となる。

要するに、水蒸気／炭素比が大きい異常を簡素な構成にて判別し得る燃料電池発電装置を提供することができるようになった。
また、本特徴構成によれば、制御手段により、水蒸気／炭素比が大きい異常が判別されると、改質バーナの燃焼量を増大するための燃焼量増大処理が実行され、続いて、燃料電池の目標出力が同じであるときの改質用水の供給量を少なくするように修正する改質用水供給量修正処理が実行される。
つまり、燃焼量増大処理が実行されると、改質バーナの燃焼排ガスの保有熱量が増加することから、水蒸気生成部に供給される改質用水を蒸発させる能力が増大し、その後に、改質用水供給量修正処理が実行されると、改質バーナの燃焼排ガスの保有熱量が増大した状態で、水蒸気生成部に供給される改質用水の供給量が少なくなることから、水蒸気生成部に供給される量に相当する量の改質用水を十分に蒸発させることができるものとなり、水蒸気生成部における水蒸気生成をより一層安定化させて、その水蒸気生成部での水蒸気生成量をより一層安定化させることができ、改質部における原燃料の改質処理をより一層安定化させることができる。
ちなみに、燃焼量増大処理よりも先に、改質用水供給量修正処理を実行することが想定される。
しかしながら、水蒸気／炭素比が正常であるにも拘らず、何らかの要因により、ガス処理系流路の圧力の変動が大きくなる、水蒸気生成部から排出された水蒸気の温度が低下する、又は、水蒸気生成部から排出された水蒸気が混合された後の改質部に供給される原燃料の温度が低下して、水蒸気／炭素比が大きい異常であると判別される場合がある。
そのような場合に、改質用水供給量修正処理が実行されて、水蒸気生成部に供給される改質用水の供給量が少なくなると、改質部に供給される水蒸気の供給量が少なくなるので、改質部における原燃料の改質処理の処理状態が多少変動する虞がある。
従って、改質部における原燃料の改質処理をより一層安定化することができるようになった。
さらに、本特徴構成によれば、変成部において、改質部にて生成された改質処理ガス中の一酸化炭素が二酸化炭素に変成処理される。
そして、制御手段により、燃焼量増大処理を実行した後に、変成部の温度が上昇したか否かが判別されて、変成部の温度が上昇した場合に、改質用水供給量修正処理が実行される。
つまり、水蒸気／炭素比が大きい異常としては、改質部への原燃料の供給量が燃料電池の目標出力に応じた量よりも少なくなることに起因するものと、水蒸気生成部への改質用水の供給量が燃料電池の目標出力に応じた量よりも多くなることに起因するものとがある。
そして、水蒸気生成部への改質用水の供給量が燃料電池の目標出力に応じた量よりも多くなると、改質部において、原燃料と水蒸気との混合ガスにより多くの熱量が与えられることになるので、変成部に供給される改質処理ガスの保有熱量が多くなり、変成部の温度が上昇する傾向となる。
そこで、燃焼量増大処理が実行された後に、変成部の温度が上昇した場合に、改質用水供給量修正処理が実行されるようにすると、水蒸気生成部への改質用水の供給量が燃料電池の目標出力に応じた量よりも多くなり過ぎているのを抑制することができるので、改質部における原燃料の改質処理をより一層安定化させて、改質処理ガスの組成を安定化することができる。
従って、変成部を設けて一酸化炭素ガス含有率の小さい燃料ガスを生成するように構成した燃料電池発電装置において、改質部における原燃料の改質処理をより一層安定化させて、一酸化炭素ガスの含有率が小さくしかも組成がより一層安定した燃料ガスを生成することができるようになった。

第２特徴構成は、上記第１特徴構成のいずれかに加えて、
前記制御手段が、
前記燃料電池の目標出力の大きさに応じた前記水蒸気生成部への改質用水供給量を調節する改質用水調節手段の目標制御値を予め定めた出力対制御値情報と、前記燃料電池の目標出力とに基づいて目標制御値を求めて、前記改質用水調節手段を求めた前記目標制御値にて制御するように構成され、且つ、
前記改質用水供給量修正処理においては、前記出力対制御値情報を、前記燃料電池の目標出力が同じであるときの改質用水の供給量を少なくすべく修正するように構成されている点を特徴とする。

即ち、制御手段により、燃料電池の目標出力の大きさに応じた水蒸気生成部への改質用水供給量を調節する改質用水調節手段の目標制御値を予め定めた出力対制御値情報と、燃料電池の目標出力とに基づいて目標制御値が求められて、改質用水調節手段が求められた目標制御値にて制御され、且つ、改質用水供給量修正処理においては、出力対制御値情報が、燃料電池の目標出力が同じであるときの改質用水の供給量を少なくすべく修正される。

つまり、予め、燃料電池の目標出力の大きさに応じて、所定の水蒸気／炭素比となる量の改質用水を供給するための改質用水調節手段の目標制御値を定めることにより、出力対制御値情報を設定する。
そして、その出力対制御値情報と燃料電池の目標出力とに基づいて目標制御値を求めて、改質用水調節手段を求めた目標制御値にて制御することにより、燃料電池の発電出力の変動に拘わらず、所定の水蒸気／炭素比となるように原燃料と改質用水を供給して運転することができるようになり、燃料電池の発電出力の変動に拘わらず、改質部において原燃料の改質処理を安定して行わせることができる。

そして、水蒸気／炭素比が大きい異常が判別されることにより実行される改質用水供給量修正処理においては、出力対制御値情報が、燃料電池の目標出力が同じであるときの改質用水の供給量を少なくすべく修正されるので、以降は、その修正された出力対制御値情報に基づいて目標制御値を求めて、その目標制御値にて改質用水調節手段を制御することにより、燃料電池の発電出力の変動に拘わらず、適正な水蒸気／炭素比となるように原燃料と改質用水を供給して運転することが可能となる
従って、燃料電池の発電出力の変動に拘わらず、適正な水蒸気／炭素比となるように原燃料と改質用水を供給して、改質部における原燃料の改質処理をより一層安定化することができるようになった。

〔第１実施形態〕
以下、図面に基づいて、第１実施形態を説明する。
図１及び図２に示すように、燃料電池発電装置は、炭化水素系の原燃料ガスを原料として水素ガスを主成分とする燃料ガスを生成する燃料ガス生成部Ｐと、その燃料ガス生成部Ｐにて生成された燃料ガスが供給されて発電する燃料電池Ｇと、運転を制御する制御手段としての制御部Ｃとを備えて構成してある。

前記燃料電池Ｇは、周知であるので詳細な説明及び図示は省略して簡単に説明すると、燃料電池Ｇは、例えば、固体高分子膜を電解質層とするセルの複数を積層状態に設けた固体高分子型に構成し、各セルの燃料極に前記燃料ガス生成部Ｐから燃料ガスを供給し、各セルの酸素極に反応用送風機３６から空気を供給して、水素と酸素との電気化学的な反応により発電を行うように構成してある。

燃料ガス生成部Ｐは、天然ガス等の炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫室１と、供給される水を加熱して蒸発させて水蒸気を生成する水蒸気生成部としての水蒸気生成室２と、脱硫室１で脱硫処理された原燃料ガスと水蒸気生成室２で生成された水蒸気とが混合状態で供給され、その混合ガスを改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質部としての改質室３と、改質バーナ１７にて燃焼用燃料を燃焼させて、改質室３を改質処理可能なように加熱する燃焼室６と、改質室３から供給される改質処理ガス中の一酸化炭素ガスを水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理する変成部としての変成室４と、その変成室４から供給される改質処理ガス中に残っている一酸化炭素ガスを選択的に酸化処理する選択酸化室５等を備えて構成して、一酸化炭素ガス含有量の少ない水素含有ガスを生成するように構成してある。
前記改質室３と前記燃焼室６とは、伝熱可能に並べて設けてある。

更に、燃料ガス生成部Ｐには、前記改質室３から排出される改質処理ガスを通流させて改質室３を加熱する改質室加熱用通流室７、前記燃焼室６から排出される燃焼排ガスを通流させてその燃焼排ガスにより前記水蒸気生成室２を加熱する加熱用排ガス通流室８、その加熱用排ガス通流室８から排出される燃焼排ガスを通流させてその燃焼排ガスにより前記変成室４を温調する温調用排ガス通流室９、前記改質室加熱用通流室７から排出される高温の改質処理ガスにより前記脱硫室１にて脱硫された脱硫後の原燃料ガスを加熱する脱硫後原燃料用熱交換器Ｅａ、その脱硫後原燃料用熱交換器Ｅａにて熱交換後の改質処理ガスにより脱硫室１にて脱硫処理する原燃料ガスを加熱する脱硫前原燃料用熱交換器Ｅｂ、及び、前記温調用排ガス通流室９から排出される燃焼排ガスの排熱を前記改質バーナ１７に供給される燃焼用燃料及び燃焼用空気に回収するエコノマイザＥｃを設けてある。

前記脱硫後原燃料用熱交換器Ｅａは、前記改質室加熱用通流室７から排出された改質処理ガスを通流させる上流側熱交換用通流室１０と、前記脱硫室１にて脱硫処理されて改質室３に供給する脱硫後の原燃料ガスを通流させる脱硫後原燃料通流室１１とを熱交換自在に設けて構成し、前記脱硫前原燃料用熱交換部Ｅｂは、前記上流側熱交換用通流室１０から排出された改質処理ガスを通流させる下流側熱交換用通流室１２と、前記脱硫室１にて脱硫処理する原燃料ガスを通流させる脱硫前原燃料通流室１３とを熱交換自在に設けて構成してある。

又、前記エコノマイザＥｃは、前記温調用排ガス通流室９から排出される燃焼排ガスを通流させる排熱源排ガス通流室１４の一方側に、前記改質バーナ１７に供給される燃焼用燃料を通流させる燃焼用燃料通流室１５を、他方側に、前記改質バーナ１７に供給される燃焼用空気を通流させる燃焼用空気通流室１６を夫々、前記排熱源排ガス通流室１４と熱交換自在に設けて構成してある。

図２に示すように、燃料ガス生成部Ｐは、流体を処理する処理室Ｓを形成する複数の扁平状の容器Ｂを横方向に積層状に並べ、それら複数の容器Ｂを容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で前記容器並び方向両側から押し付け手段（図示省略）にて押し付けて構成してある。
前記容器Ｂは、図３ないし図５にも示すように、前記容器並び方向に位置する一対の容器形成部材５１を、その周辺部を溶接接続して構成し、前記一対の容器形成部材５１の少なくとも一方を、周辺部を接続代として中央部が膨出する皿状に形成してある。

そして、前記複数の容器Ｂにて形成される複数の処理室Ｓにより、前記脱硫、水蒸気生成、改質、変成、選択酸化、燃焼の各室１，２，３，４，５，６、及び、前記改質室加熱用、加熱用排ガス、冷却用排ガス、上流側熱交換用、脱硫後原燃料、下流側熱交換用、脱硫前原燃料用、排熱源排ガス、燃焼用燃料、燃焼用空気の各通流室７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６を構成してある。

この実施形態では、前記複数の容器Ｂを、前記一対の容器形成部材５１の夫々を前記皿状の容器形成部材５１とする状態に形成し、且つ、前記一対の容器形成部材５１の間に仕切り部材５２を位置させた状態で周辺部を溶接接続して、前記仕切り部材５２の両側に前記処理室Ｓを備えるように構成してある。
そして、前記複数の容器Ｂのうちの一部を、前記皿状の容器形成部材５１の背部に積層状態で位置させる一つの皿状の補助容器形成部材５３を、その周辺部を隣接するものの背部に溶接することにより、前記容器並び方向に複数の処理室Ｓを形成する多処理室型の容器Ｂｍに構成してある。この多処理室型の容器Ｂｍを、図４及び図５に示す
又、前記複数の容器Ｂのうちの残部を、前記補助容器形成部材５３を設けない基本型の容器Ｂｓとしてある。この基本型の容器Ｂｓを、図３に示す。

前記皿状の容器形成部材５１、仕切り部材５２及び皿状の補助容器形成部材５３は、夫々、ステンレス等の耐熱金属製であり、前記皿状の容器形成部材５１及び皿状の補助容器形成部材５３は、その耐熱金属からなる板材をプレス成形して皿状に形成する。

この実施形態では、７個の容器Ｂを並べて、水素含有ガス生成装置Ｐを構成してある。 尚、７個の容器Ｂの区別が明確になるように、便宜上、容器を示す符合Ｂの後に、図２において左からの並び順を示す符合１，２，３……………７を付す。

そして、この実施形態では、左から２個目の容器Ｂ２、４個目の容器Ｂ４、右端の容器Ｂ７を基本型の容器Ｂｓとしてある。

又、左端の容器Ｂ１は、一対の皿状の容器形成部材５１のうち、左側の皿状の容器形成部材５１の背部に前記補助容器形成部材５３を設けて、３個の処理室Ｓを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理室型の容器Ｂｍとし、左から３個目の容器Ｂ３は、図４にも示すように、一対の皿状の容器形成部材５１のうち、右側の皿状の容器形成部材５１の背部に前記補助容器形成部材５３を設けて、３個の処理室Ｓを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理室型の容器Ｂｍとし、左から５個目の容器Ｂ５は、図５にも示すように、一対の皿状の容器形成部材５１の両方の背部夫々に前記補助容器形成部材５３を設けて、４個の処理室Ｓを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理室型の容器Ｂｍとし、左から６個目の容器Ｂ６も、左から５個目の容器Ｂ５と同様に、４個の処理室Ｓを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理室型の容器Ｂｍとしてある。

図２に示すように、左端の容器Ｂ１（処理室Ｓを３個備えた多処理室型の容器Ｂｍ）において、左端の処理室Ｓにて前記燃焼用燃料通流室１５を構成し、中央の処理室Ｓにて前記排熱源排ガス通流室１４を構成し、右端の処理室Ｓにて前記燃焼用空気通流室１６を構成して、この左端の容器Ｂ１にて前記エコノマイザＥｃを構成してある。

左から２個目の容器Ｂ２（処理室Ｓを前記容器並び方向に２個備えた基本型の容器Ｂｓ）における左側の処理室Ｓにて前記加熱用排ガス通流室８を構成し、右側の処理室Ｓにて前記水蒸気生成室２を構成してある。

図４にも示すように、左から３個目の容器Ｂ３（処理室Ｓを前記容器並び方向に３個備えた多処理室型の容器Ｂｍ）において、左端の処理室Ｓにて前記燃焼室６を構成し、中央の処理室Ｓにて前記改質室３を構成し、右端の処理室Ｓにて前記改質室加熱用通流室７を構成してある。

つまり、左から３個目の容器Ｂ３の中央の処理室Ｓ内に、炭化水素系の原燃料ガスを水蒸気を用いて水素ガスを主成分とするガスに改質処理するルテニウム、ニッケル、白金等の改質反応用触媒１９を充填して、その処理室Ｓを改質室３に構成してある。

前記改質室３は、原燃料ガスと水蒸気とが混合状態で上端部から供給されて、下方側に向けて流動するように構成され、その改質室３として構成する処理室Ｓと前記改質室加熱用通流室７として構成する処理室Ｓとを仕切る皿状の容器形成部材５１の下端部には、容器並び方向に隣接するそれら処理室Ｓを連通する流体通過部５４を設けて、その流体通過部５４を通して、前記改質室３にて改質処理された改質処理ガスを前記改質室加熱用通流室７に流入させるように構成してある。
そして、前記改質室３の下端部分における改質反応用触媒１９の温度を検出するように、改質温度センサＴｒを設けてある。

ちなみに、前記改質室３では、原燃料ガスがメタンガスを主成分とする天然ガスベースの都市ガス（１３Ａ）である場合は、改質反応用触媒１９の触媒作用により、例えば６００〜７５０°Ｃの範囲の改質処理温度の下で、メタンガスと水蒸気とを下記の反応式（１）にて改質反応させて、水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成させる。

又、左から３個目の容器Ｂ３の左端の処理室Ｓにて構成する燃焼室６内における下端部に、その燃焼室６内にて燃焼用燃料を燃焼させるように、前記改質用バーナ１７を設けてある。
この改質用バーナ１７は、図４にも示すように、複数の第１噴出孔１７ａを長手方向に列状に備えた第１噴出管１７Ａと複数の第２噴出孔１７ｂを長手方向に列状に備えた第２噴出管１７Ｂとを第１噴出孔１７ａの噴出方向と第２噴出孔１７ｂの噴出方向とが交差するように並べて設けて構成してある。
更に、燃焼室６内における改質バーナ１７よりも上方側に、白金、パラジウム等から成る燃焼触媒を保持させた燃焼触媒保持体１８を配設してある。
そして、燃焼室６内の温度を検出するように、燃焼温度センサＴｆを設けてある。

前記改質バーナ１７に着火して改質室３を改質処理可能な温度に加熱する起動時は、前記改質室３に供給するのと同様の原燃料ガスを燃焼用燃料として燃焼用空気と混合させた状態で第１噴出管１７Ａに供給して燃焼させるように構成し、前記燃料電池Ｇの燃料極から排出された排燃料ガスとしてのオフガスを燃焼用燃料として燃焼させる通常時は、そのオフガスを第２噴出管１７Ｂに供給し且つ燃焼用空気を第１噴出管１７Ａに供給するように構成してある。
又、前記改質室３を改質処理可能なように加熱するには、オフガスだけでは不足する場合、その不足分を補うように、原燃料ガスを燃焼用燃料として、燃焼用空気に混合させた状態で、第１噴出管１７Ａに追加供給するように構成してある。

左から４個目の容器Ｂ４（基本型の容器Ｂｓ）における左側の処理室Ｓにて前記上流側熱交換用通流室１０を構成し、右側の処理室Ｓにて前記脱硫後原燃料通流室１１を構成して、この左から４個目の容器Ｂ４にて、前記脱硫後原燃料用熱交換器Ｅａを構成してある。

図５にも示すように、左から５個目の容器Ｂ５（処理室Ｓを前記容器並び方向に４個備えた多処理室型の容器Ｂｍ）において、左端及び左から２個目の処理室Ｓの夫々は、炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫反応用触媒２０を充填して脱硫室１に構成し、左から３個目の処理室Ｓは、脱硫前原燃料通流室１３に構成し、右端の処理室Ｓは、一酸化炭素ガスを水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理する酸化鉄系又は銅亜鉛系の変成反応用触媒２１を充填して変成室４に構成してある。
ちなみに、詳細は後述するが、この左から５個目の容器Ｂ５にて構成する変成室４を１段目として、変成室４を４段に設けるので、以下、この左から５個目の容器Ｂ５にて構成する変成室４を１段目の変成室４と記載する場合がある。

又、左端の処理室Ｓと左から２個目の処理室Ｓとを仕切る皿状の容器形成部材５１、左から２個目の処理室Ｓと左から３個目の処理室Ｓとを仕切る仕切り部材５２の夫々に、夫々の両側の処理室Ｓを連通する流体通過部５４を設けてある。そして、左から２個目の処理室Ｓにて構成する脱硫室１を１段目とし、左端の処理室Ｓにて構成する脱硫室１を２段目として、脱硫対象の原燃料ガスを、脱硫前原燃料通流室１３を通過させて予熱した後、１段目、２段目の順に各脱硫室１を通流させて、脱硫処理するように構成してある。

又、脱硫前原燃料通流室１３を構成する左から３個目の処理室Ｓと１段目の変成室４を構成する右端の処理室Ｓとを仕切る皿状の容器形成部材５１を、伝熱壁として、その伝熱壁を通して、脱硫前原燃料通流室１３を通流する脱硫対象の原燃料ガスと１段目の変成室４を通流する変成処理対象の改質処理ガスとを熱交換させるように構成してある。
つまり、１段目の変成室４を前記下流側熱交換用通流室１２として兼用するように構成して、前記脱硫前原燃料通流室１３と下流側熱交換用通流室１２とにより、前記脱硫前原燃料用熱交換器Ｅｂを構成してある。

左から６個目の容器Ｂ６（処理室Ｓを前記容器並び方向に４個備えた多処理室型の容器Ｂｍ）において、左端の処理室Ｓを前記温調用排ガス通流室９に構成し、左から２個目、左から３個目及び右端の処理室Ｓの夫々は、前記変成反応用触媒２１を充填して変成室４に構成してある。

又、左から２個目の処理室Ｓと左から３個目の処理室Ｓを仕切る仕切り部材５２、左から３個目の処理室Ｓと右端の処理室Ｓとを仕切る皿状の容器形成部材５１夫々に、夫々の両側の処理室Ｓを連通する流体通過部５４を設けてある。そして、左から２個目の処理室Ｓにて構成する変成室４を２段目とし、左から３個目の処理室Ｓにて構成する変成室４を３段目とし、右端の処理室Ｓにて構成する変成室４を４段目として、前記左から５個目の容器Ｂ５にて構成する１段目の変成室４からこの２段目の変成室４に外部のガス処理流路３２にて改質処理ガスを供給して、改質処理ガスを２段目、３段目、４段目の順に各変成室４を通流させて、変成処理するように構成してある。
そして、４段目の変成室４の出口部付近における変成反応用触媒２１の温度を検出するように、変成温度センサＴｔを設けてある。

ちなみに、前記変成室４では、変成反応用触媒２１の触媒作用により、改質室３から供給される改質処理ガス中の一酸化炭素と水蒸気とを、例えば、１５０〜４００°Ｃの範囲の変成処理温度の下で、下記の反応式（２）にて変成反応させる。

左から７個目、即ち右端の容器Ｂ７（基本型の容器Ｂｓ）において、左側の処理室Ｓは何にも用いずに伝熱調整用とし、右側の処理室Ｓは、一酸化炭素ガスを選択的に酸化処理する白金、ルテニウム、ロジウム等の貴金属系の選択酸化用触媒２２を充填して前記選択酸化室５に構成してある。

この選択酸化室５は、前記変成室４にて変成処理された改質処理ガスと選択酸化用空気が混合状態で下端部から供給されて、上方側に向けて流動して上端部から排出するように構成され、選択酸化室５における上下方向略中央部の選択酸化触媒２２の温度を検出するように、選択酸化温度センサＴｍを設けてある。

ちなみに、前記選択酸化室５では、選択酸化反応用触媒２２の触媒作用により、例えば８０〜１５０°Ｃの選択酸化処理温度の下で、変成処理後の改質処理ガス中に残存している一酸化炭素ガスが選択酸化される。

尚、容器Ｂの処理室Ｓに、前記改質反応用触媒１９等の触媒を充填する場合は、扁平状の容器Ｂを上下方向に沿わせた姿勢で、処理室Ｓにおける底部よりもやや上方部にて触媒を受けるべく、多孔状の触媒受け板５５を、その処理室Ｓを形成する皿状の容器形成部材５１、仕切り部材５２又は皿状の補助容器形成部材５３に溶接にて取り付けてある。

そして、上述の７個の扁平状の容器Ｂを、夫々を上下方向に沿わせた姿勢で、左端の容器Ｂ１の外側、左端の容器Ｂ１と左から２個目の容器Ｂ２との間、左から２個目の容器Ｂ２と左から３個目の容器Ｂ３との間、左から３個目の容器Ｂ３と左から４個目の容器Ｂ４との間、左から４個目の容器Ｂ４と左から５個目の容器Ｂ５との間、及び、左から５個目の容器Ｂ５と左から６個目の容器Ｂ６との間の夫々に伝熱量調節用の断熱材２３を配置した状態で密接状態に並べて設けて、前記押し付け手段により、それら密接状態の７個の容器Ｂを容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で容器並び方向両側から押し付けるように構成し、更に、前記選択酸化室５を構成する右端の容器Ｂ７の側方に、その容器Ｂ７に向けて通風するように冷却用送風機２６を設けて、その冷却用送風機２６により、前記選択酸化室５を冷却するように構成してある。

つまり、脱硫室１、改質室３、変成室４及び選択酸化室５のうち、改質室３が最も高温に維持する必要があり、選択酸化室５が最も低温に維持する必要がある。
そこで、改質室３とそれを加熱する燃焼室６とを伝熱可能に密接させて設け、その密接状態の改質室３及び燃焼室６における改質室３側に、脱硫室１、変成室４、選択酸化室５を記載順に改質室３の側から並んで位置し且つ改質室３及び燃焼室６から伝熱可能な状態で設け、密接状態の改質室３及び燃焼室６における燃焼室６側に、水蒸気生成室２を改質室３及び燃焼室６から伝熱可能な状態で設けてある。

そして、隣接するもの同士の間、即ち、改質室３と脱硫室１との間、脱硫室１と変成室４との間、変成室４と選択酸化室５との間、及び、燃焼室６と水蒸気生成室２との間のそれぞれの伝熱状態（伝熱量）を所定に設定して、改質室３を改質処理温度に維持するように改質バーナ１７の燃焼量を調節し、且つ、選択酸化室５を選択酸化処理温度に維持するように冷却用送風機２６の通風量を調節することにより、改質室３と選択酸化室５との間に位置する脱硫室１及び変成室４を、温度を制御しなくても成り行きにてそれぞれ脱硫処理温度、変成処理温度に維持することができ、並びに、水蒸気生成室２を成り行きにて水蒸気生成に適正な温度に維持することができるように構成してある。

以下、図１及び図２に基づいて、各容器Ｂにて形成される各処理室Ｓに流体を供給したり、各処理室Ｓから流体を排出するための、各処理室Ｓに対する流路の接続形態について説明する。尚、各処理室Ｓにおいては、流体を上部から供給して下方側に向けて通流させて下部から排出する、あるいは、流体を下部から供給して上方側に向けて通流させて上部から排出するように、流体を上下方向に通流させるように構成するので、各流路は、各処理室Ｓの上端部又は下端部に接続する。

発電用原燃料供給路３１を前記脱硫前原燃料通流室１３に接続し、前記２段目の脱硫室１と前記脱硫後原燃料通流室１１とを、その脱硫後原燃料通流室１１と前記改質室３とを、前記改質室加熱用通流室７と前記上流側熱交換用通流室１０とを、その上流側熱交換用通流室１０と前記下流側熱交換用通流室１２を兼用する前記１段目の変成室４とを、その１段目の変成室４と前記２段目の変成室４とを、前記４段目の変成室４と前記選択酸化室５とを、夫々ガス処理流路３２にて接続し、更に、その選択酸化室５と燃料電池Ｇの燃料ガス供給部とを燃料ガス流路３３にて接続して、脱硫前原燃料通流室１３、１段目、２段目の脱硫室１、脱硫後原燃料通流室１１、改質室３、改質室加熱用通流室７、上流側熱交換用通流室１０、１段目、２段目、３段目、４段目の変成室４、選択酸化室５を順に流れて、燃料電池Ｇに至るガス処理経路を形成してある。

前記発電用原燃料供給路３１には、この発電用原燃料供給路３１を通して改質処理用の原燃料ガスを圧送する原燃料供給ポンプ２７、及び、この原燃料供給ポンプ２７にて供給される原燃料ガスの流量を検出する改質用原燃料流量センサＱを設けてある。
そして、原燃料供給ポンプ２７の回転速度を調節することにより、改質処理用の原燃料ガスの供給量を調節するように構成してある。

又、前記４段目の変成室４と前記選択酸化室５とを接続するガス処理流路３２には、選択酸化用送風機２４から選択酸化用空気が供給される選択酸化用空気供給路２５を接続して、変成室４にて変成処理された改質処理ガスに選択酸化用空気を混合させて前記選択酸化室５に供給するように構成してある。

つまり、原燃料ガスを１段目、２段目の脱硫室１にて脱硫処理し、その脱硫処理した原燃料ガスに、後述する水蒸気生成室２から水蒸気流路３４にて供給される水蒸気を混合させ、その水蒸気を混合させた原燃料ガスを改質室３にて改質処理し、その改質処理ガスを１段目、２段目、３段目、４段目の変成室４にて変成処理し、その変成処理した改質処理ガスを選択酸化室５にて選択酸化処理して、一酸化炭素含有率の小さい水素含有ガスを生成し、その水素含有ガスを燃料ガスとして燃料ガス流路３３を通じて燃料電池Ｇに供給するように構成してある。

前記燃焼室６と前記加熱用排ガス通流室８とを、その加熱用排ガス通流室８と前記温調用排ガス通流室９とを、その温調用排ガス通流室９と前記エコノマイザＥｃの前記排熱源排ガス通流室１４とを、夫々燃焼排ガス流路３７にて接続して、燃焼室６から排出される燃焼排ガスを、加熱用排ガス通流室８、温調用排ガス通流室９、エコノマイザＥｃの排熱源排ガス通流室１４の順に通流させるように構成してある。

前記燃料電池Ｇの前記燃料極から排出されるオフガスを前記改質バーナ１７にて燃焼させる燃焼用燃料として導くオフガス路３８にて、その燃料電池Ｇのオフガス排出部と前記エコノマイザＥｃの燃焼用ガス通流室１５とを、その燃焼用ガス通流室１５と前記改質バーナ１７の第２噴出管１７Ｂとを、夫々接続してある。

又、前記改質バーナ１７に燃焼用空気を供給する燃焼用送風手段としての燃焼用送風機３９と前記エコノマイザＥｃの前記燃焼用空気通流室１６とを、その燃焼用空気通流室１６と前記改質バーナ１７の第１噴出管１７Ａとを、夫々燃焼用空気流路４０にて接続してある。

そして、前記エコノマイザＥｃにて、燃焼排ガスの排熱をオフガス及び燃焼用空気に回収して、それらオフガス及び燃焼用空気を予熱し、そのように予熱したオフガス及び燃焼用空気を前記改質バーナ１７に供給して燃焼させるように構成してある。

更に、前記改質バーナ１７の第１噴出管１７Ａには、原燃料ガスを燃焼用燃料として供給するバーナ用原燃料供給路４１を接続してある。
このバーナ用原燃料供給路４１には、このバーナ用原燃料供給路４１を通して供給する原燃料ガスの供給量を調節するバーナ用原燃料調節弁Ｖ２を設けてある。

尚、前記バーナ用原燃料供給路４１と前記燃焼用空気流路４０とは、前記第１噴出管１７Ａの手前で合流させた状態でその第１噴出管１７Ａに接続してあり、原燃料ガスを燃焼用空気と予混合した状態で第１噴出管１７Ａに供給するように構成してある。

改質処理用の水蒸気を生成するための改質用水を改質用水ポンプ４２にて供給する改質用水供給流路４３を前記水蒸気生成室２に接続し、前記加熱用排ガス通流室８による加熱により前記水蒸気生成室２から排出された水蒸気を導く前記水蒸気流路３４を、２段目の脱硫室１と前記脱硫後原燃料通流室１１とを接続するガス処理流路３２に接続して、脱硫室１にて脱硫された原燃料ガスに水蒸気を混合させるように構成してある。
そして、改質用水ポンプ４２の回転速度を調節することにより、水蒸気生成室２への改質用水の供給量を調節するように構成して、この改質用水ポンプ４２を改質用水調節手段として機能させるようにしてある。

つまり、前記発電用原燃料供給路３１における前記原燃料供給ポンプ２７の吐出口から前記脱硫前原燃料通流室１３に至る部分、その脱硫前原燃料通流室１３、前記第１段目及び第２段目の脱硫室１、前記２段目の脱硫室１と前記脱硫後原燃料通流室１１とを接続するガス処理流路３２、その脱硫後原燃料通流室１１、その脱硫後原燃料通流室１１と前記改質室３とを接続するガス処理流路３２、前記改質室３、前記改質室加熱用通流室７、その改質室加熱用通流室７と前記上流側熱交換用通流室１０とを接続するガス処理流路３２、その上流側熱交換用通流室１０、その上流側熱交換用通流室１０と前記１段目の変成室４とを接続するガス処理流路３２、その１段目の変成室４、その１段目の変成室４と２段目の変成室４とを接続するガス処理流路３２、その２段目から４段目の変成室４、その４段目の変成室４と前記選択酸化室５とを接続するガス処理流路３２、その選択酸化室５、その選択酸化室５と前記燃料電池Ｇを接続する燃料ガス流路３３、その燃料電池Ｇと前記燃焼用燃料通流室１５とを接続するオフガス路３８、その燃焼用燃料通流室１５、その燃焼用燃料通流室１５と前記改質バーナ１７とを接続するオフガス路３８、及び、前記水蒸気流路３４により、ガス処理系流路が構成される。

そして、前記ガス処理系流路のうちの前記脱硫後原燃料通流室１１と前記改質室３とを接続するガス処理流路３２の圧力を検出するように、圧力センサ２８を設けてある。

次に、前記制御部Ｃの制御動作について、説明する。
先ず、この燃料電池発電装置の起動から停止に至る全体の制御動作について説明する。
図６のフローチャートに示すように、制御部Ｃは、起動タイミングになると（ステップ＃１）、改質バーナ１７に着火して改質室３を改質用設定温度に加熱する起動運転モードを実行し（ステップ＃２）、その起動運転モードが終了すると、燃料ガス生成部Ｐに改質用の原燃料ガスを供給して燃料ガスを生成すると共にその生成燃料ガスを燃料電池Ｇに供給して発電させる通常運転モードを実行し（ステップ＃３）、その通常運転モードの実行中に、前記圧力センサ２８の検出情報に基づいて、水蒸気／炭素比（以下、Ｓ／Ｃと記載する場合がある）が大きい異常（以下、大Ｓ／Ｃ異常と記載する場合がある）であると判別すると（ステップ＃４）、水蒸気生成室２における水蒸気生成及び改質室３における改質処理を安定化させる安定化処理を実行し（ステップ＃５）、停止タイミングになると（ステップ＃６）、所定の停止処理を実行して（ステップ＃７）、燃料ガス生成部Ｐ及び燃料電池Ｇの運転を停止する。

例えば、この燃料電池発電装置を１日のうちの所定の運転時間帯に運転する場合は、その運転時間帯の開始時刻になると起動タイミングとなり、その運転時間帯の終了時刻になると停止タイミングになる。
ちなみに、前記改質用設定温度は、設定適正温度に相当するものであり、例えば、６００〜７５０°Ｃの範囲内の所定の温度に設定する。

前記起動運転モードにおいては、燃焼用空気の供給量が起動用設定空気供給量となるように、燃焼用送風機３９の回転速度を調節し、イグナイタ（図示省略）を作動させ、バーナ用の原燃料ガスの供給量が起動用設定燃料供給量になるように、バーナ用原燃料調節弁Ｖ２の開度を調節し、フレームロッド（図示省略）により改質バーナ１７の着火を検出すると、イグナイタをオフし、その後、改質温度センサＴｒの検出情報に基づいて、改質反応用触媒１９の温度が改質用設定温度（例えば、７００°Ｃ）になると、起動運転モードを終了する。

前記通常運転モードについて、説明を加える。
この通常運転モードにおいては、現在要求されている電力負荷に対して追従する目標出力を設定して、燃料電池Ｇの出力を目標出力（出力電流値）に調節する電主運転を実行する。

図８に示すように、予め、燃料電池Ｇの目標出力とその目標出力を燃料電池Ｇにて出力するのに必要とする改質用の目標原燃料ガス流量との関係を、出力対原燃料ガス流量情報として、目標出力が大きくなるほど目標原燃料ガス流量が多くなる状態で設定してある。

図９に示すように、予め、改質反応用触媒１９を前記改質用設定温度に加熱するための燃焼室６の目標燃焼室温度を、燃料電池Ｇの目標出力に応じて、その目標出力が大きくなるほど目標燃焼室温度が高くなる状態で設定してある。以下、この燃料電池Ｇの目標出力と燃焼室６の目標燃焼室温度との関係を出力対燃焼室温度情報と記載する場合がある。
つまり、燃料電池Ｇの目標出力が大きくなると、改質室４における原燃料ガスの改質処理量が多くなるので、その改質室４の温度を改質用設定温度に維持するには、改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量を多くして燃焼室６の温度を高くすることになり、前述のように出力対燃焼室温度情報を設定してある。

図１０に示すように、改質用の原燃料ガス流量に対して所定のＳ／Ｃとなるように改質用水を供給するための改質用水ポンプ４２の目標回転速度を、燃料電池Ｇの目標出力に応じて、その目標出力が大きくなるほど目標回転速度が高くなる状態で設定してある。以下、この燃料電池Ｇの目標出力と改質用水ポンプ４２の目標回転速度との関係を、出力対改質用水ポンプ回転速度情報と記載する場合がある。ちなみに、Ｓ／Ｃは、例えば２．５〜３．０の範囲に設定する。
つまり、改質用水ポンプ４２の回転速度と吐出水量との関係が予め決まっているので、原燃料ガス流量に対して所定のＳ／Ｃとなるように改質用水の流量を設定すると共に、その設定した流量の改質用水を吐出するための改質用水ポンプ４２の回転速度を求めて、前記出力対改質用水ポンプ回転速度情報を設定してある。

そして、改質用水ポンプ４２の目標回転速度が、燃料電池Ｇの目標出力の大きさに応じた改質用水供給量を調節するための改質用水ポンプ４２の目標制御値に相当するものであり、前記出力対改質用水ポンプ回転速度情報が、出力対制御値情報に相当する。

図１１に示すように、改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量に応じた量の燃焼用空気を供給するための燃焼用送風機３９の目標回転速度を、改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量に応じて、その燃焼用燃料の供給量が多くなるほど目標回転速度が高くなる状態で設定してある。以下、この改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量と燃焼用送風機３９の目標回転速度との関係を、出力対燃焼用送風機回転速度情報と記載する場合がある。
つまり、燃料電池Ｇの目標出力が大きくなると、燃焼室６の温度を燃料電池Ｇの目標出力に応じた目標燃焼室温度に維持するための改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量が多くなり、それに応じて、改質バーナ１７への燃焼用空気の供給量を多くする必要がある。
そして、燃焼用送風機３９の回転速度と送風量との関係は予め決まっているので、燃焼用燃料の供給量に対して所定の空気比となるように、燃焼用燃料の供給量に応じて燃焼用空気の供給量を設定すると共に、その設定した量の燃焼用空気を送風するための燃焼用送風機３９の回転速度を求めて、前述のように、出力対燃焼用送風機回転速度情報を設定してある。

図１２に示すように、選択酸化室５に供給される改質処理ガス中の一酸化炭素を選択酸化するのに適切な量の選択酸化用空気を供給するための選択酸化用送風機２４の目標回転速度を、燃料電池Ｇの目標出力に応じて、その目標出力が大きくなるほど目標回転速度が高くなる状態で設定してある。以下、この燃料電池Ｇの目標出力と選択酸化用送風機２４の目標回転速度との関係を、出力対選択酸化用送風機回転速度情報と記載する。
つまり、燃料電池Ｇの目標出力が大きくなると、選択酸化室５にて選択酸化処理する対象の改質処理ガスの量が多くなるので、選択酸化室５に供給する選択酸化用空気の流量を多くする、即ち、選択酸化用送風機２４の回転速度を速くする必要があり、前述のように、出力対選択酸化用送風機回転速度情報を設定してある。

前記制御部Ｃは、通常運転モードにおいては、現在要求されている電力負荷に対して追従する目標出力を設定して、前記出力対原燃料ガス流量情報に基づいて設定目標出力に応じた目標原燃料ガス流量を求めて、改質用原燃料流量センサＱにて検出される流量が求めた目標原燃料ガス流量になるように原燃料供給ポンプ２７の回転速度を調節し、前記出力対改質用水ポンプ回転速度情報に基づいて設定目標出力に応じた目標回転速度を求めて、その求めた目標回転速度になるように改質用水ポンプ４２を制御し、前記出力対燃焼室温度情報に基づいて設定目標出力に応じた目標燃焼室温度を求めて、燃焼温度センサＴｆの検出温度が求めた目標燃焼室温度になるように（即ち、改質室３の温度が設定適正温度になるように）バーナ用原燃料調節弁Ｖ２にて改質バーナ１７への原燃料ガスの供給量を調節し（即ち、改質バーナ１７へ追加する燃焼用燃料の供給量を調節し）、前記出力対燃焼用送風機回転速度情報に基づいて改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量に応じた目標回転速度を求めて、その求めた目標回転速度になるように燃焼用送風機３９を制御し、前記出力対選択酸化用送風機回転速度情報に基づいて設定目標出力に応じた目標回転速度を求めて、その求めた目標回転速度になるように選択酸化用送風機２４を制御し、並びに、選択酸化温度センサＴｍの検出温度が選択酸化用設定温度（例えば、８０〜１５０°Ｃ）になるように、冷却用送風機２６の回転速度を調節する。

前記出力対燃焼用送風機回転速度情報に基づく燃焼用送風機３９の回転速度の制御について、説明を加える。
燃料電池Ｇにおける燃料利用率は予め設定されており、目標出力及びバーナ用原燃料調節弁Ｖ２の制御情報に基づいて、改質バーナ１７に供給されるオフガスと原燃料ガスとを合わせた燃焼用燃料の量を求めることができる。
従って、制御部Ｃは、現時点の目標出力についての改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量（オフガスと原燃料ガスとを合わせた量）を求めて、前記出力対燃焼用送風機回転速度情報に基づいて、その求めた燃焼用燃料の供給量に応じた燃焼用送風機３９の目標回転速度を求め、その求めた目標回転速度になるように燃焼用送風機３９の回転速度を調節する。

次に、前記安定化処理について説明を加える。
前記制御部Ｃは、図６に示すフローチャートのステップ＃４において、前記脱硫後原燃料通流室１１と前記改質室３とを接続するガス処理流路３２の圧力を検出する前記圧力センサ２８の検出情報に基づいて、そのガス処理流路３２における判別用設定時間内の圧力変動幅ΔＰが設定変動幅ΔＰｓよりも大きくなると、大Ｓ／Ｃ異常であると判別して、安定化処理を実行するように構成してある。

ちなみに、Ｓ／Ｃが例えば３．０よりも大きくなると、大Ｓ／Ｃ異常であると判別するように構成する。そして、前記判別用設定時間及び設定変動幅ΔＰｓは、前述のような大Ｓ／Ｃ異常を判別することができるように、実験により設定してある。例えば、燃料電池Ｄの発電出力が２５０〜７００Ｗの範囲で変動したときに、Ｓ／Ｃが正常であると、前記脱硫後原燃料通流室１１と前記改質室３とを接続するガス処理流路３２の圧力が１．２〜５．０ｋＰａの範囲で変動する場合、前記判別用設定時間は、例えば１〜５秒の範囲で、例えば３秒に設定し、前記設定変動幅ΔＰｓは、例えば０．３ｋＰａに設定する。

そして、前記制御部Ｃは、前記安定化処理においては、前記改質バーナ１７の燃焼量を増大するための燃焼量増大処理を実行し、続いて、前記燃料電池Ｇの目標出力が同じであるときの改質用水の供給量を少なくするように修正する改質用水供給量修正処理を実行するように構成してある。

又、前記制御部Ｃは、前記燃焼量増大処理を実行した後に、前記変成温度センサＴｔの検出情報に基づいて、前記変成室４の温度が上昇したか否かを判別して、前記変成室４の温度が上昇したと判別した場合に、前記改質用水供給量修正処理を実行するように構成してある。

ちなみに、前記変成室４における上限温度ｔｍａｘを設定してあり、前記制御部Ｃを、前記変成温度センサＴｔの検出情報に基づいて、前記変成室４の温度ｔが設定上限温度ｔｍａｘよりも高くなると、前記変成室４の温度が上昇したと認識するように構成してある。

前記燃焼量増大処理について、説明を加えると、この第１実施形態では、前記制御部Ｃを、燃焼量増大処理として、前記改質バーナ１７への燃焼用空気の供給量を増加させる処理を実行するように構成してある。
つまり、改質バーナ１７への燃焼用空気の供給量を増加させると、燃焼室６の温度が低下して、燃焼温度センサＴｆの検出温度が低下するので、制御部Ｃにより、燃焼温度センサＴｆの検出温度に基づいて、燃焼室６の温度が設定目標出力に応じた目標燃焼室温度になるように、バーナ用原燃料調節弁Ｖ２にて改質バーナ１７への原燃料ガスの供給量が増加調節されることになり、結果的に、前記改質バーナ１７の燃焼量が増大されることになる。

前記燃焼量増大処理について、更に説明を加えると、制御部Ｃを、燃焼量増大処理においては、圧力センサ２８の検出情報に基づいて、判別用設定時間内の圧力変動幅ΔＰが設定変動幅ΔＰｓ以下となって大Ｓ／Ｃ異常が解消したと判別するまでの間、設定時間が経過する毎に、前記改質バーナ１７への燃焼用空気の供給量を設定空気量ずつ増加させるように構成してある。

具体的には、燃焼用送風機３９における回転速度と送風量との関係に基づいて、燃焼用空気の供給量を設定空気量増大させるために必要な回転速度の増大量が分かるので、この増大量を設定増大量として設定してある。
そして、制御部Ｃを、燃焼用送風機３９の回転速度を現時点の回転速度よりも設定増大量増大させるべく調節するように構成してある。

前記改質用水供給量修正処理について、説明を加えると、前記制御部Ｃを、この改質用水供給量修正処理においては、前記変成温度センサＴｔの検出情報に基づいて、前記変成室４の温度（具体的には、変成反応用触媒２１の温度）ｔが設定上限温度ｔｍａｘ以下になるまでの間、設定時間が経過する毎に、水蒸気生成室２への改質用水の供給量を設定水量ずつ減少させるように構成してある。

具体的には、改質用水ポンプ４２における回転速度と吐出水量との関係に基づいて、改質用水の供給量を設定水量減少させるために必要な回転速度の減少量が分かるので、この減少量を設定減少量として設定してある。
そして、前記制御部Ｃを、改質用水ポンプ４２の回転速度を現時点の回転速度よりも設定減少量減少させるべく調節するように構成してある。

ちなみに、前記設定時間は、前記改質バーナ１７への燃焼用空気の供給量を設定空気量増加させた後に、あるいは、水蒸気生成室２への改質用水の供給量を設定水量減少させた後に、改質室３における改質処理が安定する状態となるまでに要する時間、例えば１分間に設定してある。

以下、図７に示すフローチャートに基づいて、前記制御部Ｃにおける安定化処理の制御動作について説明を加える。
燃焼用空気供給量を設定空気量増加させるように、燃焼用送風機３９の回転速度を設定増大量増大し（ステップ＃１１）、燃焼温度センサＴｆの検出温度に基づいて、燃焼室６の温度が設定目標出力に応じた目標燃焼室温度になるように、バーナ用原燃料調節弁Ｖ２にて改質バーナ１７への原燃料ガスの供給量を増加し（ステップ＃１２）、その後、設定時間が経過すると（ステップ＃１３）、ステップ＃１４にて、前記圧力センサ２８の検出情報に基づいて、大Ｓ／Ｃ異常が解消したか否かを判別し、大Ｓ／Ｃ異常が解消していないと判別すると、ステップ＃１５にて、燃焼用空気供給量を設定空気量増加させることを繰り返す燃焼用空気増加繰り返し回数が燃焼用空気増加用の設定回数Ｎ１以下か否かを判別し、このように大Ｓ／Ｃ異常が解消せず且つ燃焼用空気増加繰り返し回数が燃焼用空気増加用の設定回数Ｎ１未満の間は、設定時間が経過するのを待ちながら、燃焼用空気供給量を設定空気量ずつ増加させることを繰り返す。

そして、燃焼用空気増加繰り返し回数が燃焼用空気増加用の設定回数Ｎ１に達しても、大Ｓ／Ｃ異常が解消していないときは（ステップ＃１４、＃１５）、判別用設定時間内の圧力変動幅ΔＰが設定変動幅ΔＰｓよりも大きくなっている要因が、Ｓ／Ｃが大きい異常以外の要因であるとして、燃焼量増大処理を終了してリターンする。

ステップ＃１４において、圧力センサ２８の検出情報に基づいて、大Ｓ／Ｃ異常が解消したと判別すると、ステップ＃１６において、変成温度センサＴｔの検出情報に基づいて、前記変成室４の温度ｔが設定上限温度ｔｍａｘを超えているか否かを判別して、超えていないときは、現時点の改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量に対応する燃焼用送風機３９の目標回転速度が、現時点の燃焼用送風機３９の回転速度となるように、図１１に示す如く、実線にて示す出力対燃焼用送風機回転速度情報を、破線にて示すように修正して（ステップ＃１７）、リターンする。
つまり、前記出力対燃焼用送風機回転速度情報を空気比が大きくなるように修正することになる。

以降は、修正された出力対燃焼用送風機回転速度情報に基づいて改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量に応じた目標回転速度を求めて、その求めた目標回転速度になるように燃焼用送風機３９を制御することになるので、燃焼量増大処理が実行される前よりも、燃料電池Ｇの目標出力が同じであるときの改質バーナ１７の燃焼量が多くなる状態で、改質バーナ１７が燃焼することになる。
従って、加熱用排ガス通流室８を通流する燃焼排ガスの保有熱量が増加して、水蒸気生成室２における水蒸気生成が安定するので、改質室３における改質処理が安定化し、結果的に、燃料ガスの生成が安定することになる。

ステップ＃１６において、変成温度センサＴｔの検出情報に基づいて、変成室４の温度ｔが設定上限温度ｔｍａｘを超えていると判別すると、改質用水供給量を設定水量減少させるように、改質用水ポンプ４２の回転速度を設定減少量減少し（ステップ＃１８）、その後、設定時間が経過すると（ステップ＃１９）、ステップ＃２０にて、変成温度センサＴｔの検出情報に基づいて、変成室４の温度ｔが設定上限温度ｔｍａｘ以下か否かを判別し、変成室４の温度ｔが設定上限温度ｔｍａｘ以下でないと判別すると、ステップ＃２１にて、改質用水供給量を設定水量減少させることを繰り返す改質用水減少繰り返し回数が改質用水減少用の設定回数Ｎ２以下か否かを判別し、このように変成室４の温度ｔが設定上限温度ｔｍａｘ以下でなく且つ改質用水減少繰り返し回数が改質用水減少用の設定回数Ｎ２未満の間は、設定時間が経過するのを待ちながら、改質用水供給量を設定水量ずつ減少させることを繰り返す。

そして、改質用水減少繰り返し回数が改質用水減少用の設定回数Ｎ２に達しても、変成室４の温度ｔが設定上限温度ｔｍａｘ以下でないときは（ステップ＃２０、＃２１）、変成室４の温度ｔが設定上限温度ｔｍａｘよりも高くなっている要因が、Ｓ／Ｃが大きい異常以外の要因であるとして、改質用水減少処理を終了してリターンする。

ステップ＃２０において、変成温度センサＴｔの検出情報に基づいて、変成室４の温度ｔが設定上限温度ｔｍａｘ以下である判別すると、現時点の燃料電池Ｇの目標出力に対応する改質用水ポンプ４２の目標回転速度が、現時点の改質用水ポンプ４２の回転速度となるように、図１０に示す如く、実線にて示す出力対改質用水ポンプ回転速度情報を、破線にて示すように修正してリターンする（ステップ＃２２）。

以降は、修正された出力対改質用水ポンプ回転速度情報に基づいて燃料電池Ｇの目標出力に応じた目標回転速度を求めて、その求めた目標回転速度になるように改質用水ポンプ４２を制御することになるので、運転時間の経過に拘わらず、適正なＳ／Ｃとなるように原燃料ガスと改質用水を供給して運転することが可能となる。

つまり、制御部Ｃを、改質用水供給量修正処理においては、前記出力対制御値情報に相当する前記出力対改質用水ポンプ回転速度情報を、燃料電池Ｇの目標出力が同じであるときの改質用水の供給量を少なくすべく修正するように構成してある。

以下、本発明の第２及び第３の各実施形態を説明するが、第２及び第３の各実施形態は、水蒸気／炭素比が大きい異常を判別するための構成の別の実施形態を説明するものであって、燃料電池発電装置の全体構成は、第１実施形態と同様であるので、燃料電池発電装置の全体構成の説明は省略して、主として、水蒸気／炭素比が大きい異常を判別するための構成について、説明する。

〔第２実施形態〕
図１３に示すように、この第２実施形態では、上記の第１実施形態における圧力センサ２８に代えて、前記水蒸気生成室２から排出された水蒸気の温度を検出する水蒸気温度センサＴｓを設けてある。
具体的には、この水蒸気温度センサＴｓは、前記水蒸気生成室２から排出された水蒸気を導く前記水蒸気流路３４内を通流する水蒸気の温度を検出するように設けてある。
そして、前記制御部Ｃを、この水蒸気温度センサＴｓの検出情報に基づいて、水蒸気生成室２から排出された水蒸気の温度が設定水蒸気下限温度よりも低くなると、大Ｓ／Ｃ異常であると判別するように構成してある。

ちなみに、水蒸気生成室２における水蒸気生成が安定している状態では、水蒸気生成室２から排出された水蒸気の温度が１２０°Ｃ以上であるとすると、前記設定水蒸気下限温度を例えば１１０°Ｃに設定する。

制御部Ｃにおける燃料電池発電装置の起動から停止に至る全体の制御動作は、図６に示すフローチャートにおいて、ステップ＃４における大Ｓ／Ｃ異常を判別する動作が異なる以外は、上記の第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と異なる点を説明する。
即ち、ステップ＃４において、水蒸気温度センサＴｓの検出情報に基づいて、水蒸気生成室２から排出された水蒸気の温度が設定水蒸気下限温度よりも低くなると大Ｓ／Ｃ異常であると判別して、安定化処理を実行する。

そして、上記の第１実施形態と同様に、前記制御部Ｃは、前記安定化処理においては、前記改質バーナ１７の燃焼量を増大するための燃焼量増大処理を実行し、続いて、前記燃料電池Ｇの目標出力が同じであるときの改質用水の供給量を少なくするように修正する改質用水供給量修正処理を実行するように構成してある。
又、前記制御部Ｃは、前記燃焼量増大処理を実行した後に、前記変成温度センサＴｔの検出情報に基づいて、前記変成室４の温度が上昇したか否かを判別して、前記変成室４の温度が上昇したと判別した場合に、前記改質用水供給量修正処理を実行するように構成してある。

前記制御部Ｃによる前記燃焼量増大処理は、大Ｓ／Ｃ異常が解消したか否かを判別する動作が異なる以外は、上記の第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と異なる点を説明する。
即ち、制御部Ｃは、水蒸気温度センサＴｓの検出情報に基づいて、水蒸気生成室２から排出された水蒸気の温度が設定水蒸気下限温度以上になると、大Ｓ／Ｃ異常が解消したと判別するように構成してある。
又、前記制御部Ｃによる前記改質用水供給量修正処理は、上記の第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。

制御部Ｃにおける安定化処理の制御動作は、図７に示すフローチャートにおいて、ステップ＃１４における大Ｓ／Ｃ異常が解消したか否かを判別する動作が異なる以外は、上記の第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と異なる点を説明する。
即ち、ステップ＃１４において、水蒸気温度センサＴｓの検出情報に基づいて、水蒸気生成室２から排出された水蒸気の温度が設定水蒸気下限温度以上になると、大Ｓ／Ｃ異常が解消したと判別する。

〔第３実施形態〕
図１４に示すように、この第３実施形態では、上記の第１実施形態における圧力センサ２８に代えて、前記水蒸気生成室２にて生成された水蒸気が混合された後の前記改質室３に供給される原燃料ガスの温度（以下、水蒸気混合後原燃料ガス温度と記載する場合がある）を検出する水蒸気混合後原燃料温度センサＴｈを設けてある。
具体的には、この水蒸気混合後原燃料温度センサＴｈは、前記水蒸気流路３４からの水蒸気が混合された後の原燃料ガスを通流させる前記脱硫後原燃料通流室１１内の入口部の温度を検出するように設けてある。
そして、前記制御部Ｃを、この水蒸気混合後原燃料温度センサＴｈの検出情報に基づいて、水蒸気混合後原燃料ガス温度が設定水蒸気混合後下限温度よりも低くなると、大Ｓ／Ｃ異常であると判別するように構成してある。

ちなみに、Ｓ／Ｃが正常に維持されている状態では、水蒸気混合後原燃料ガス温度が例えば１５０°Ｃ以上に保たれているとすると、前記設定水蒸気混合後下限温度を例えば１５０°Ｃに設定する。

制御部Ｃにおける燃料電池発電装置の起動から停止に至る全体の制御動作は、図６に示すフローチャートにおいて、ステップ＃４における大Ｓ／Ｃ異常を判別する動作が異なる以外は、上記の第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と異なる点を説明する。
即ち、ステップ＃４において、水蒸気混合後原燃料温度センサＴｈの検出情報に基づいて、水蒸気混合後原燃料ガス温度が設定水蒸気混合後下限温度よりも低くなると大Ｓ／Ｃ異常であると判別して、安定化処理を実行する。

そして、上記の第１実施形態と同様に、前記制御部Ｃは、前記安定化処理においては、前記改質バーナ１７の燃焼量を増大するための燃焼量増大処理を実行し、続いて、前記燃料電池Ｇの目標出力が同じであるときの改質用水の供給量を少なくするように修正する改質用水供給量修正処理を実行するように構成してある。
又、前記制御部Ｃは、前記燃焼量増大処理を実行した後に、前記変成温度センサＴｔの検出情報に基づいて、前記変成室４の温度が上昇したか否かを判別して、前記変成室４の温度が上昇したと判別した場合に、前記改質用水供給量修正処理を実行するように構成してある。

前記制御部Ｃによる前記燃焼量増大処理は、大Ｓ／Ｃ異常が解消したか否かを判別する動作が異なる以外は、上記の第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と異なる点を説明する。
即ち、制御部Ｃは、水蒸気混合後原燃料温度センサＴｈの検出情報に基づいて、水蒸気混合後原燃料ガス温度が設定水蒸気混合後下限温度以上になると、大Ｓ／Ｃ異常が解消したと判別するように構成してある。
又、前記制御部Ｃによる前記改質用水供給量修正処理は、上記の第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。

制御部Ｃにおける安定化処理の制御動作は、図７に示すフローチャートにおいて、ステップ＃１４における大Ｓ／Ｃ異常が解消したか否かを判別する動作が異なる以外は、上記の第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と異なる点を説明する。
即ち、ステップ＃１４において、水蒸気混合後原燃料温度センサＴｈの検出情報に基づいて、水蒸気混合後原燃料ガス温度が設定水蒸気混合後下限温度以上になると、大Ｓ／Ｃ異常が解消したと判別する。

〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ） 燃焼量増大処理としては、上記の各実施形態において例示した如き、前記改質バーナ１７への燃焼用空気の供給量を増加させる処理に限定されるものではない。
例えば、燃料電池Ｇの目標出力が同じであるときの目標燃焼室温度を高くするように修正する処理、又は、改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量を増加させる処理でもよい。
つまり、燃料電池Ｇの目標出力が同じであるときの目標燃焼室温度を高くすると、燃焼温度センサＴｆの検出温度に基づいて、燃焼室６の温度が修正した目標燃焼室温度になるように、バーナ用原燃料調節弁Ｖ２にて改質バーナ１７への原燃料ガスの供給量が増加調節されることになり、結果的に、前記改質バーナ１７の燃焼量が増大されることになる。

（ロ） 上記の第１実施形態において、前記圧力センサ２８にて前記ガス処理系流路の圧力を検出する箇所は、上記の実施形態において例示した箇所に限定されるものでなく、上記の第１実施形態において説明したガス処理系流路であればどこでも良い。

（ハ） 上記の各実施形態において、前記変成温度センサＴｔにて変成室４の温度を検出する箇所は、上記の実施形態において例示した箇所に限定されるものでなく、１段目から４段目の各変成室４内における各部を温度検出箇所とすることができる。

（ニ） 上記の第１実施形態における設定変動幅ΔＰｓ及び設定上限温度ｔｍａｘ、上記の第２実施形態における設定水蒸気下限温度及び設定上限温度ｔｍａｘ、上記の第３実施形態における設定水蒸気混合後下限温度及び設定上限温度ｔｍａｘ夫々を、燃料電池Ｇの目標出力に応じて設定しても良い。

（ホ） 上記の各実施形態においては、改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量に応じた量の燃焼用空気を供給するための燃焼用送風機３９の目標回転速度を、改質バーナ１７へ
の燃焼用燃料の供給量に応じて設定したが、燃料電池Ｇの目標出力に応じて設定しても良い。
つまり、燃焼室６の温度を燃料電池Ｇの目標出力に応じた目標燃焼室温度にするために必要とする改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量は、予め予測することができるので、燃焼用送風機３９の目標回転速度を燃料電池Ｇの目標出力の大きさに応じた定めることができる。

（ヘ） 上記の実施形態においては、ガス処理系流路の圧力を検出する圧力センサ２８、水蒸気生成室２から排出された水蒸気の温度を検出する水蒸気温度センサＴｓ、及び、水蒸気生成室２にて生成された水蒸気が混合された後の改質室３に供給される原燃料ガスの温度を検出する水蒸気混合後原燃料温度センサＴｈのうちのいずれか一を用いて、水蒸気／炭素比が大きい異常を判別する場合について例示したが、いずれか二つ、又は、三つ全てを用いて蒸気／炭素比が大きい異常を判別するように構成しても良い。

（ト） 炭化水素系の原燃料としては、上記の実施形態において例示した天然ガスベースの都市ガス（１３Ａ）に限定されるものではなく、プロパンガス、メタノール等のアルコール類等、種々のものを用いることができる。

第１実施形態に係る燃料電池発電装置のブロック図 第１実施形態に係る燃料ガス生成部の縦断面図 容器の斜視図 容器の斜視図 容器の斜視図 制御動作のフローチャートを示す図 制御動作のフローチャートを示す図 目標出力と目標原燃料ガス流量との関係を示す図 目標出力と目標燃焼室温度との関係を示す図 目標出力と改質用水ポンプの目標回転速度との関係を示す図 燃焼用燃料の供給量と燃焼用送風機の回転速度との関係を示す図 目標出力と選択酸化用送風機の目標回転速度との関係を示す図 第２実施形態に係る燃料ガス生成部の縦断面図 第３実施形態に係る燃料ガス生成部の縦断面図

符号の説明

１ ガス処理系流路
２ 水蒸気生成部
３ 改質部、ガス処理系流路
４ 変成部、ガス処理系流路
５ ガス処理系流路
７ ガス処理系流路
１０ ガス処理系流路
１１ ガス処理系流路
１３ ガス処理系流路
１５ ガス処理系流路
１７ 改質バーナ
２７ 原燃料供給ポンプ
３１ ガス処理系流路
３２ ガス処理系流路
３３ ガス処理系流路
３４ ガス処理系流路
３８ ガス処理系流路
４２ 改質用水調節手段
Ｃ 制御手段
Ｇ 燃料電池
Ｐ 燃料ガス生成部

Claims (2)

1. 原燃料供給ポンプにて供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気との混合ガスを改質バーナによる加熱状態で改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質部と、供給される改質用水を前記改質部を加熱した後の前記改質バーナの燃焼排ガスにより加熱して前記改質部に供給する水蒸気を生成する水蒸気生成部とを備えて、水素ガスを主成分とする燃料ガスを生成する燃料ガス生成部と、
   その燃料ガス生成部にて生成された燃料ガスが供給されて発電する燃料電池と、
   運転を制御する制御手段とが設けられ、
   前記燃料電池から発電に使用された後に排出される排燃料ガスが前記改質バーナに燃焼用燃料として供給されるように構成され、
   前記制御手段が、前記燃料電池の発電出力を目標出力に調節するように前記改質部への原燃料の供給量を調節し、前記燃料電池の目標出力に応じて前記水蒸気生成部への改質用水の供給量を調節し、前記改質部の温度が設定適正温度になるように前記改質バーナへ追加する燃焼用燃料の供給量を調節するように構成された燃料電池発電装置であって、
   前記改質部にて生成された改質処理ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変成処理する変成部が設けられ、
   前記制御手段が、
   原燃料を前記改質部に導く流路、前記水蒸気生成部から前記改質部へ水蒸気を導く流路、前記改質部にて生成された改質処理ガスを前記燃料ガス生成部を通して導いた後に燃料ガスとして前記燃料電池へ導く流路及び前記燃料電池から前記改質バーナへ排燃料ガスを導く流路を含むガス処理系流路の圧力、前記水蒸気生成部から排出された水蒸気の温度、又は、前記水蒸気生成部にて生成された水蒸気が混合された後の前記改質部に供給される原燃料の温度に基づいて、前記改質部への原燃料供給量に対する水蒸気供給量の比である水蒸気／炭素比が大きい異常を判別するように構成され、
   前記水蒸気／炭素比が大きい異常を判別すると、前記改質バーナの燃焼量を増大するための燃焼量増大処理を実行し、続いて、前記燃料電池の目標出力が同じであるときの改質用水の供給量を少なくするように修正する改質用水供給量修正処理を実行するように構成され、
   前記燃焼量増大処理を実行した後に、前記変成部の温度が上昇したか否かを判別して、前記変成部の温度が上昇した場合に、前記改質用水供給量修正処理を実行するように構成されている燃料電池発電装置。
2. 前記制御手段が、
   前記燃料電池の目標出力の大きさに応じた前記水蒸気生成部への改質用水供給量を調節する改質用水調節手段の目標制御値を予め定めた出力対制御値情報と、前記燃料電池の目標出力とに基づいて目標制御値を求めて、前記改質用水調節手段を求めた前記目標制御値にて制御するように構成され、且つ、
   前記改質用水供給量修正処理においては、前記出力対制御値情報を、前記燃料電池の目標出力が同じであるときの改質用水の供給量を少なくすべく修正するように構成されている請求項１に記載の燃料電池発電装置。

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