JP5153359B2 - Fuel cell device - Google Patents

Fuel cell device

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JP5153359B2 JP2008017242A JP2008017242A JP5153359B2 JP 5153359 B2 JP5153359 B2 JP 5153359B2 JP 2008017242 A JP2008017242 A JP 2008017242A JP 2008017242 A JP2008017242 A JP 2008017242A JP 5153359 B2 JP5153359 B2 JP 5153359B2
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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。   The present invention relates to a fuel cell device comprising a fuel cell, a reformer for supplying fuel gas to the fuel cell, and a raw fuel gas supply device for supplying raw fuel gas to the reformer. .

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。   In recent years, as a next-generation energy, a fuel cell module containing a plurality of fuel cells that can obtain electric power using hydrogen-containing gas and oxygen-containing gas (usually air), and supply to the fuel cells A reformer for generating a hydrogen-containing gas to be produced and auxiliary equipment such as a raw fuel gas supply device for supplying raw fuel gas (hydrocarbon gas) to the reformer are housed in an outer case. Various fuel cell devices have been proposed.

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。   Here, for example, when the fuel cell is a solid oxide fuel cell, it is known to use a hydrocarbon gas such as city gas as the raw fuel gas, and the hydrogen-containing gas generated from the hydrocarbon gas is used as the fuel cell. The fuel cell system can obtain a high energy efficiency as a whole by using the thermal energy generated at the same time for hot water supply while generating electricity by chemically reacting with oxygen.

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。)。   By the way, in supplying raw fuel gas (city gas or the like) to the reformer, many configuration examples of the fuel supply device are shown (for example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2).

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
FIG. 5 shows an example of such a conventional fuel cell device. As the raw fuel gas supply device 61 for supplying the raw fuel gas to the reformer 53, a raw fuel gas supply is shown. A supply pressure regulator 55 such as a solenoid valve 57, a desulfurizer 56, a gas pump 54, and a relief valve, which is a kind of means, is connected by a raw fuel gas supply pipe 62 in order. Further, a blower 63 for supplying an oxygen-containing gas (air) is connected to the raw fuel gas supply pipe 62 between the supply pressure regulator 55 and the reformer 53. When reforming or autothermal reforming is performed, the reforming reaction is performed using the air supplied from the blower 63.
JP 2006-278119 A JP 2007-77019 A

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。   By the way, when a fuel cell device equipped with such a raw fuel gas supply device is installed outdoors and start-up is started (main operation), or when a restart is performed, the members constituting the raw fuel gas supply device One raw fuel gas supply means (solenoid valve or the like) may not be opened, and raw fuel gas may not be supplied.

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。   This is particularly when the outside temperature is low (for example, 10 ° C. or less) when the fuel cell device is stopped after the trial operation before the actual operation of the fuel cell device is stopped, or when the operation of the fuel cell device is stopped. In addition, when the raw fuel gas remaining in the raw fuel gas supply pipe constituting the raw fuel gas supply device is adsorbed to the desulfurizer (desulfurization catalyst), a negative pressure is generated between the desulfurizer and the supply pressure regulator such as a relief valve. Therefore, it is considered that even if the raw fuel gas supply means is controlled to be opened, the solenoid valve is not opened.

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。   SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention provides a fuel cell device that can open (or prevent) the supply of raw fuel gas by opening the raw fuel gas supply means when starting or restarting the fuel cell. For the purpose.

本発明の燃料電池は、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、外気温を測定するための外気温センサと、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調整するための供給圧調整器とを、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、該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り、前記外気温センサにより測定された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。
The fuel cell of the present invention includes a fuel cell module in which a fuel cell is accommodated, a reformer for supplying fuel gas to the fuel cell, and a reformer for the fuel cell. A fuel cell device comprising a raw fuel gas supply device for supplying raw fuel gas and an outside air temperature sensor for measuring an outside air temperature , wherein the raw fuel gas supply device is a raw fuel gas supply source A raw fuel gas supply means for supplying raw fuel gas supplied from the fuel, a desulfurizer for removing sulfur in the raw fuel gas, a gas pump for pumping the desulfurized raw fuel gas, and a pump A supply pressure regulator for adjusting the supply pressure of the raw fuel gas is connected in this order through the raw fuel gas supply pipe, and a negative pressure is provided between the desulfurizer and the supply pressure regulator. comprising a negative pressure suppression means for suppressing the The negative pressure suppression means is a heat source for increasing the temperature of the desulfurizer, and controls to operate the heat source when the outside air temperature measured by the outside air temperature sensor becomes a predetermined temperature or lower. A control device is provided .

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。   In such a fuel cell device, since the negative pressure suppression means for suppressing the negative pressure between the desulfurizer and the supply pressure regulator is provided, the fuel cell device is started or restarted. , It is possible to suppress (prevent) the raw fuel gas supply means from being opened, and to suppress (prevent) the raw fuel gas from not being supplied.

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。   In such a fuel cell device, a heat source for increasing the temperature of the desulfurizer is provided as a negative pressure suppression means, so that the temperature of the desulfurizer is increased by operating the heat source when the outside air temperature is low. Can be made.

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。   Thereby, it is possible to suppress the raw fuel gas remaining in the raw fuel gas supply pipe from being adsorbed to the desulfurizer (desulfurization catalyst), and it is possible to remove the raw fuel gas adsorbed to the desulfurization catalyst from the desulfurization catalyst. . Thereby, it can suppress that between a desulfurizer and a supply pressure regulator becomes a negative pressure.

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。   Accordingly, it is possible to suppress (prevent) the raw fuel gas supply means from being opened when starting or restarting the fuel cell device, and to suppress (prevent) the raw fuel gas from not being supplied.

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。   In such a fuel cell device, the desulfurizer is efficiently warmed because the fuel cell device includes a control device that controls the heat source provided in the desulfurizer to operate based on the outside air temperature measured by the outside air temperature sensor. be able to. As a result, the raw fuel gas remaining in the raw fuel gas supply pipe can be prevented from adsorbing to the desulfurizer (desulfurization catalyst), and the raw fuel gas adsorbed to the desulfurization catalyst can be removed from the desulfurization catalyst. Since the negative pressure between the desulfurizer and the supply pressure regulator can be suppressed, it is possible to suppress (prevent) the electromagnetic valve from being opened at the time of starting or restarting the fuel cell device.

また、本発明の燃料電池装置は、前記脱硫器に温度センサをさらに設け、前記制御装置は、該温度センサにより測定された前記脱硫器の温度が所定の温度以上となった場合に、前記熱源を停止させるように制御することが好ましい。
The fuel cell device of the present invention further includes a temperature sensor in the desulfurizer, and the control device is configured to provide the heat source when the temperature of the desulfurizer measured by the temperature sensor is equal to or higher than a predetermined temperature. It is preferable to control so as to stop .

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。   In the fuel cell device of the present invention, the supply pressure regulator also serves as the negative pressure suppression means, and the raw fuel gas between the desulfurizer and the supply pressure regulator when the fuel cell device is stopped. It is preferable that a degassing unit for degassing the raw fuel gas remaining in the supply pipe is provided.

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。   In such a fuel cell device, when the fuel cell device is stopped, the raw fuel gas between the desulfurizer and the supply pressure regulator is removed from the deaeration unit provided in the supply pressure regulator that also serves as a negative pressure suppression means. The raw fuel gas remaining in the supply pipe can be degassed.

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。   As a result, it is possible to suppress negative pressure between the desulfurizer and the supply pressure regulator, thereby suppressing (preventing) that the raw fuel gas supply means is not opened when the fuel cell device is started or restarted. And the raw fuel gas is not supplied (suppressed).

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。また、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。また、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。
A fuel cell device according to the present invention includes a fuel cell module containing fuel cells, a reformer for supplying fuel gas to the fuel cells, and a fuel for supplying raw fuel gas to the reformer. The fuel gas supply device includes a raw fuel gas supply means for supplying a raw fuel gas supplied from a raw fuel gas supply source, and a sulfur for removing sulfur in the raw fuel gas. A desulfurizer, a gas pump for pumping the desulfurized raw fuel gas, and a supply pressure regulator capable of lowering the supply pressure of the pumped raw fuel gas below the original pressure of the raw fuel gas supply source, Since the raw fuel gas supply pipe is connected in this order, and is provided with negative pressure suppression means for suppressing negative pressure between the desulfurizer and the supply pressure regulator, the fuel cell device Solenoid valve opens at start-up or restart It can be suppressed (prevented) the not so, the raw fuel gas can be suppressed to not supplied (prevention). Moreover, since the heat source for raising the temperature of the desulfurizer is provided as the negative pressure suppressing means, the temperature of the desulfurizer can be raised by operating the heat source when the outside air temperature is low. Moreover, since the control apparatus which controls to operate the heat source provided in the desulfurizer based on the outside air temperature measured by the outside air temperature sensor is provided, the desulfurizer can be warmed efficiently.

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。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of the configuration of the fuel cell device of the present invention. The fuel cell device is arranged in a storage container with columnar fuel cells having gas flow paths through which gas flows, and is electrically connected between adjacent fuel cells via a current collecting member. And a reformer for supplying a hydrogen-containing gas to the fuel cell, and a cell stack 1 in which the lower end of the fuel cell is fixed to the manifold with an insulating bonding material such as a glass sealant 3 and a fuel cell module 2 (hereinafter sometimes referred to as module 2), and a raw fuel gas supply device 11 for supplying raw fuel gas to the reformer 3. Yes. In the following drawings, the same number is assigned to the same configuration.

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。   The raw fuel gas supply device 11 includes two raw fuel gas supply means 7, a desulfurizer 6, a gas flow meter 8, a buffer from a raw fuel gas (hydrocarbon gas) supply source side via a raw fuel gas supply pipe 12. 9, a gas pump 4 and a supply pressure regulator 5 are connected in this order by a raw fuel gas supply pipe 12, and the raw fuel gas supply device 11 is connected to the reformer 3. Hereinafter, each member which comprises the raw fuel gas supply apparatus 11 is demonstrated first.

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。   The raw fuel gas supply means 7 may be any means that can supply the raw fuel gas supplied from the raw fuel gas supply source, and examples thereof include an electromagnetic valve and an air valve. In the following description, a case where an electromagnetic valve is used as the raw fuel gas supply means is shown. Hereinafter, the raw fuel gas supply means 7 will be described as the electromagnetic valve 7 unless otherwise specified.

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。   The desulfurizer 6 is for removing sulfur contained in the raw fuel gas supplied from the raw fuel gas supply source, and a container having a desulfurization catalyst inside can be used. Thereby, sulfur which is an impurity of raw fuel gas can be removed.

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。   The gas flow meter 8 is for measuring the flow rate of the raw fuel gas (desulfurized raw fuel gas) flowing through the raw fuel gas supply pipe 12. The gas pump 4 pumps the desulfurized raw fuel gas, the pulsation is suppressed by the buffer 9, and the raw fuel gas having a constant flow rate can be supplied to the reformer 3.

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。   The raw fuel gas supplied to the reformer 3 by the gas pump 4 is supplied to the reformer 3 after the supply pressure is adjusted by a relief valve which is a kind of the supply pressure adjuster 5. In the following description, a case where a relief valve is used as the supply pressure regulator 5 is shown. Hereinafter, the supply pressure regulator 5 will be described as the relief valve 5 unless otherwise specified. As the supply pressure regulator 5, a check valve can be used, and both a relief valve and a check valve can be used.

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。   The relief valve 5 is set to open at a pressure larger than the gas pressure on the raw fuel gas supply side (upstream side). That is, by operating the gas pump 4 and discharging the raw fuel gas supplied from the raw fuel gas supply source, a pressure larger than the gas source pressure is applied to the relief valve 5, thereby opening the relief valve 5. Raw fuel gas will flow. As a result, the raw fuel gas can be supplied at a low flow rate.

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。   In addition, when raw fuel gas is city gas, since the original pressure of city gas is 1.5-3.0 kPa, as the pressure which the relief valve 5 opens, it can be set, for example as 3.5-6 kPa. . The relief valve 5 can also be controlled by the power generation amount of the fuel battery cell. For example, when the power generation amount of the fuel battery cell is large, the necessary amount of raw fuel is adjusted by adjusting the pressure setting of the relief valve 5. Gas can be supplied to the reformer 3 side.

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。   The gas pump 4 pressurizes and feeds the raw fuel gas supplied from the raw fuel gas supply source to the reformer 3 side, and a diaphragm type gas pump 4 is generally used. However, since this diaphragm pump pumps the raw fuel gas by the reciprocating motion of the diaphragm in the cylinder, the pulsation is likely to occur.

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。   Therefore, the pulsation of the raw fuel gas supplied by the gas pump 4 can be attenuated by providing the buffer 9 that is a space having a constant volume on the upstream side of the gas pump 4. In addition, the buffer 9 may have a constant volume space by using a member having a constant volume space, or by thickening a part of the raw fuel gas supply pipe 12.

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。   Then, the pulsation of the gas pump 4 is attenuated by the buffer 9 so that the gas flow meter 8 can appropriately measure the flow rate of the raw fuel gas. Therefore, it is preferable to provide the buffer 9 at a position farther than the relief valve 5 in order to suppress the influence of the operation of the relief valve 5. In the fuel cell device shown in FIG. 1, the desulfurizer 6 and the gas pump are provided. 4 is provided in the raw fuel gas supply pipe 12 connected to the

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。   The flow rate information of the raw fuel gas measured by the gas flow meter 8 is transmitted to the control device 10, and the control device 10 uses the gas pump so that the raw fuel gas amount required for the reforming reaction in the reformer 3 is obtained. 4 operation is controlled. That is, when the amount of raw fuel gas required by the reformer 3 is compared with the amount of raw fuel gas flowing through the raw fuel gas supply pipe 12, and the amount of raw fuel gas flowing through the raw fuel gas supply pipe 12 is small When the gas pump 4 is controlled to increase the raw fuel gas supplied by the gas pump 4 and the raw fuel gas amount flowing through the raw fuel gas supply pipe 12 is large, the raw fuel gas amount supplied by the gas pump 4 is The gas pump 4 is controlled so as to decrease.

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。   Various fuel cells are known as the fuel cells constituting the cell stack 1. However, when the fuel cell device is reduced in size, it can be a solid oxide fuel cell. As a result, in addition to the fuel cell, auxiliary equipment necessary for the operation of the fuel cell can be reduced in size, and the fuel cell device can be reduced in size. At the same time, it is possible to perform a load following operation that follows a fluctuating load required for a household fuel cell.

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。   Further, in the present invention, the fuel cell is a solid oxide fuel cell having high power generation efficiency, so that when the power consumption is low at night or the like, the power consumption is sufficiently covered by the low flow rate raw fuel gas. Therefore, it is particularly useful in the fuel cell device of the present invention that can be controlled to supply a raw fuel gas with a low flow rate. In the following description, the fuel cell is described as a solid oxide fuel cell.

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。   In addition, although the fuel cell of various shapes can be used as a shape of a fuel cell, when performing electric power generation of a fuel cell efficiently, it can be set as a hollow plate type fuel cell. As such a hollow plate type fuel cell, a fuel plate support type hollow plate type fuel cell in which a fuel electrode is formed inside and an oxygen electrode formed outside can be used.

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。   The fuel battery cell (cell stack 1) generates power using the hydrogen-containing gas supplied from the reformer 3 and the oxygen-containing gas supplied from the outside of the storage container. The surplus hydrogen-containing gas in power generation is combusted with the oxygen-containing gas supplied from the outside of the storage container above the fuel cell, so that the reformer 3 disposed above the fuel cell. Can be heated, whereby the reforming reaction can be performed efficiently.

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。   The reformer 3 can perform any of partial oxidation reforming, autothermal reforming, and steam reforming. However, when performing partial oxidation reforming or autothermal reforming, the reformer 3 It is necessary to supply an oxygen-containing gas. Here, in FIG. 1, a blower 14 for supplying an oxygen-containing gas to the reformer 3 is connected to a raw fuel gas supply pipe 12 between the reformer 3 and the supply pressure regulator 5.

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。   Thereby, since the oxygen-containing gas can be supplied to the reformer 3, the reformer 3 can perform partial oxidation reforming or autothermal reforming. The oxygen-containing gas supplied from the blower 14 is controlled by the supply pressure regulator 5 so that it does not flow to the upstream side (desulfurizer 6 side) of the raw fuel gas supply device 11.

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。   And by accommodating these each structural member in an exterior case, it can be set as the fuel cell apparatus of this invention.

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。   By the way, the raw fuel gas supply device 11 is configured when the fuel cell device including the raw fuel gas supply device 11 is installed outdoors and starts (actually starts) or restarts. In some cases, the electromagnetic valve 7 (raw fuel gas supply means) which is one of the members is not opened, and the raw fuel gas cannot be supplied to the reformer 3.

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。   This is because, particularly when the outside air temperature is low, when the fuel cell device is stopped after the trial operation before the actual operation of the fuel cell device is stopped, or when the operation of the fuel cell device is stopped, the raw fuel gas supply device 11 When the raw fuel gas remaining in the raw fuel gas supply pipe 12 (between the desulfurizer 6 and the relief valve 5) is adsorbed by the desulfurization catalyst filled in the desulfurizer 6, the relief valve is removed from the desulfurizer 6. This is considered to be because the electromagnetic valve 7 is not opened even when the pressure of 5 is lowered and control is performed to open the electromagnetic valve 7. Note that a pressure gauge is provided between the desulfurizer 6 and the supply pressure regulator 5, and it is possible to determine whether or not a negative pressure is generated by detecting the pressure.

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。   Therefore, the fuel cell device of the present invention is provided with negative pressure suppression means for suppressing negative pressure between the desulfurizer 6 and the supply pressure regulator 5. Thereby, it is possible to suppress (prevent) the solenoid valve 7 (raw fuel gas supply means) from being opened at the time of starting or restarting the fuel cell device, and to suppress (prevent) the supply of the raw fuel gas. can do.

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。   Here, in FIG. 1, the example provided with the heat source 13 for raising the temperature of the desulfurizer 6 as a negative pressure suppression means is shown. As the heat source 13 for raising the temperature of the desulfurizer 6, for example, a heater, a burner or the like can be used. FIG. 1 shows an example in which a heater is provided on the surface of the desulfurizer 6.

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)。   Thereby, when the outside air temperature is low (for example, 10 ° C. or less), the temperature of the desulfurizer 6 can be increased by operating the heat source 13, and the raw fuel gas remaining in the raw fuel gas supply pipe 12 is increased. Adsorption to the desulfurizer (desulfurization catalyst) can be suppressed (raw fuel gas adsorbed to the desulfurization catalyst can be removed).

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。   As a result, the negative pressure between the desulfurizer 6 and the supply pressure regulator 5 can be suppressed, and the electromagnetic valve 7 (raw fuel gas supply means) is opened when the fuel cell device is started or restarted. The fuel gas can be supplied to the reformer 3, and the fuel cell device can be started up efficiently.

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。   FIG. 2 is a side view schematically showing the fuel cell device 15 according to the present invention, in which the side portion constituting the outer case 16 is removed so that the inside of the outer case 16 can be seen. 2 shows a case where the raw fuel gas supply device 11 shown in FIG.

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。   In FIG. 2, the fuel cell device 15 includes a partition member 17 in an outer case 16, and a fuel cell module storage chamber 18 (hereinafter abbreviated as a module storage chamber) in which the module 2 is disposed above the partition member 17. Is formed. Further, auxiliary equipment necessary for operating the module 2 (in FIG. 1, a raw fuel gas supply device 11 and a blower 20 for supplying oxygen-containing gas (air) into the module 2 are provided below the partition member 17. A heat exchanger 21 for exchanging heat between the exhaust gas and water of the module 2 is shown.) An auxiliary machine storage chamber 19 for storing the heat exchanger 21 is formed. The partition member 17 only needs to partition the module storage chamber 18 and the accessory storage chamber 19, and the module storage chamber 18 and the accessory storage chamber 19 may be partitioned with a gap.

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。   Further, for example, the outer casing 16 is divided into left and right by a partition member 17, and one is a fuel cell module housing chamber 18 for housing the module 2, and the other is an auxiliary machinery housing chamber 19 for storing auxiliary machinery. It can also be.

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。   In addition, the fuel cell apparatus 15 can be made into a compact shape by using the partition member 17 as shown in FIG.

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。   Here, the heat source 13 can be operated as follows. For example, when the gas flow meter 8 does not detect the flow rate of the raw fuel gas or only a slight flow rate of the raw fuel gas at the time of starting or restarting the fuel cell device, the control device 10 operates the heat source 13. Control. Thereafter, when the gas flow meter 8 detects a predetermined raw fuel gas flow rate, it is determined that the electromagnetic valve 7 has been opened, and the control device 10 performs control so as to stop the operation of the heat source 13.

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。   By the way, since the phenomenon that the solenoid valve 7 is not opened occurs when the outside air temperature is low, the operation of the heat source 13 can be controlled based on the outside air temperature.

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。   Here, in FIG. 2, an outside air temperature sensor 22 for measuring the outside air temperature is provided on the lower surface (bottom surface) side of the fuel cell device 15 (the outer case 2). The outside air temperature sensor 22 is not particularly limited as long as it is a place where the outside air temperature can be measured.

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。   Here, in controlling the operation of the heat source 13 based on the outside air temperature measured by the outside air temperature sensor 22, the control device 10 operates the heat source 13 when the outside air temperature becomes 10 ° C. or less, for example. Can be controlled. As a result, the temperature of the desulfurizer 6 can be raised, the raw fuel gas can be prevented from adsorbing to the desulfurizer 6 (desulfurization catalyst), and the raw fuel gas adsorbed to the desulfurizer 6 (desulfurization catalyst) can be removed. It is possible to suppress the negative pressure between the desulfurizer 6 and the supply pressure regulator 5. The temperature at which the heat source 13 is operated can be set as appropriate based on the type and performance of the desulfurization catalyst.

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。   In controlling the heat source 13, a temperature sensor may be provided in the desulfurizer 6, and the heat source 13 may be controlled to stop when the temperature of the desulfurizer 6 becomes a predetermined temperature or higher. Furthermore, at a time when the outside air temperature is low, such as in winter, the heat source 13 can be controlled at the same time as the fuel cell device is stopped, and the heat source 13 can be controlled to be always operated.

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。   FIG. 3 shows another embodiment of the raw fuel gas supply device 11 in the fuel cell device of the present invention. The negative pressure operating valve 23 is used as the negative pressure suppressing means, and the desulfurizer 6 and The example which connected the negative pressure operation valve 23 to the raw fuel gas supply pipe | tube 12 between the supply pressure regulators 5 is shown. FIG. 3 shows an example in which a part of the raw fuel gas supply pipe 12 has a T shape, and a negative pressure operation valve 23 is connected to one end branched to the T shape. Further, as the negative pressure operating valve 23, a commercially available negative pressure operating valve can be used.

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。   Then, by connecting the negative pressure operation valve 23 to the raw fuel gas supply pipe 12 between the desulfurizer 6 and the supply pressure regulator 5, a negative pressure was generated between the desulfurizer 6 and the supply pressure regulator 5. In this case, the depressurization valve 23 is operated to supply external air (air in the outer case 23) to the raw fuel gas supply pipe 12 connecting the desulfurizer 6 and the supply pressure regulator 5, thereby desulfurization. It is possible to suppress the negative pressure between the vessel 6 and the supply pressure regulator 5 (cancel the negative pressure). Thereby, the electromagnetic valve 7 can be opened when the fuel cell device is started or restarted, and the fuel cell device can be started efficiently. The negative pressure operating valve 23 may be connected so as to supply the air in the outer case 23 to the raw fuel gas supply pipe 12, but one end of the negative pressure operating valve 23 can also be connected to the blower 14. is there.

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。   FIG. 4 shows still another embodiment of the raw fuel gas supply device 11 in the fuel cell device of the present invention. In (a), the supply pressure regulator 5 also serves as a negative pressure suppressing means. In addition, an example is shown in which a deaeration unit is provided for degassing the raw fuel gas remaining in the raw fuel gas supply pipe 12 between the desulfurizer 6 and the supply pressure regulator 5 when the fuel cell device is stopped. (B) shows the X portion shown in (a) in an extracted and enlarged manner.

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。   For example, when the relief valve 5 is used as the supply pressure regulator 5, the relief valve 5 is opened when a pressure higher than the gas source pressure is applied, so that the relief valve 5 is closed when the fuel cell device is stopped. It has become.

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。   Here, when the raw fuel gas remains in the raw fuel gas supply pipe 12 between the desulfurizer 6 and the supply pressure regulator 5 with the relief valve 5 closed, the remaining raw fuel gas is removed from the desulfurization vessel. 6 (desulfurization catalyst) is adsorbed and a negative pressure is generated between the desulfurizer 6 and the supply pressure adjuster 5, and the electromagnetic valve 7 may not be opened when the fuel cell device is started or restarted.

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。   Therefore, in the fuel gas supply device 11 shown in FIG. 4, a deaeration unit 24 is provided in the supply pressure regulator 5. Thereby, even when the supply pressure regulator 5 is in a closed state, the raw fuel gas remaining in the supply pressure regulator 5 from the desulfurizer 6 can be degassed from the deaeration unit 24. Thereby, it can suppress that between the desulfurizer 6 and the supply pressure regulator 5 becomes a negative pressure, it can suppress that the solenoid valve 7 is not opened at the time of starting and restarting of a fuel cell apparatus, and a fuel cell apparatus It is possible to start up efficiently. The deaeration unit 24 may be any as long as it can be deaerated even when the supply pressure regulator 5 is closed. For example, a hole is formed in the supply pressure regulator 5.

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。   Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.

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。   For example, in FIG. 3, an example in which the negative pressure operation valve 23 is connected to the raw fuel gas supply pipe 12 between the gas pump 4 and the supply pressure regulator 5 is shown, but for example, the raw pressure between the desulfurizer 6 and the gas pump 4 is shown. It is also possible to connect to the fuel gas supply pipe 12. Further, the raw fuel gas supply pipe 12 connecting the gas pump 4 and the supply pressure regulator 5 is branched, a negative pressure operation valve 23 is provided in the branched raw fuel gas supply pipe 12, and the branched raw fuel gas supply pipe is provided. It is also possible to connect one end of 12 to a raw fuel gas supply pipe 12 that connects the reformer 3 and the supply pressure regulator 5.

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。It is a block diagram which shows an example of a structure of the raw fuel gas supply apparatus which comprises the fuel cell apparatus of this invention. 本発明の燃料電池装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the fuel cell apparatus of this invention. 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。It is a block diagram which shows another example of the structure of the raw fuel gas supply apparatus which comprises the fuel cell apparatus of this invention. (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。(A) is a block diagram which shows another example of the structure of the raw fuel gas supply apparatus which comprises the fuel cell apparatus of this invention, (b) extracts and shows the part shown by X in (a). It is an enlarged view. 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。It is a block diagram which shows the structure of the raw fuel gas supply apparatus which comprises the conventional fuel cell apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

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
1: Cell stack 2: Fuel cell module 3: Reformer 4: Gas pump 5: Supply pressure regulator (relief valve)
6: Desulfurizer 7: Solenoid valve 8: Gas flow meter 10: Control device 11: Raw fuel gas supply device 12: Raw fuel gas supply pipe 13: Heat source (heater)
22: Temperature sensor 23: Negative pressure operation valve 24: Deaeration part

Claims (3)

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
外気温を測定するための外気温センサと、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調整するための供給圧調整器とを、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
該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り、
前記外気温センサにより測定された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燃料電池装置。
A fuel cell module containing fuel cells, and
A reformer for supplying fuel gas to the fuel cell;
A raw fuel gas supply device for supplying raw fuel gas to the reformer ;
An outside air temperature sensor for measuring outside air temperature, and a fuel cell device comprising:
The raw fuel gas supply device includes a raw fuel gas supply means for supplying raw fuel gas supplied from a raw fuel gas supplier, a desulfurizer for removing sulfur in the raw fuel gas, and desulfurized. A gas pump for pumping the raw fuel gas and a supply pressure regulator for adjusting the supply pressure of the pumped raw fuel gas are connected in this order by the raw fuel gas supply pipe, and the desulfurizer Comprising negative pressure suppressing means for suppressing the supply pressure regulator from becoming negative pressure ,
The negative pressure suppression means is a heat source for increasing the temperature of the desulfurizer;
A fuel cell device comprising: a control device that controls to operate the heat source when the outside air temperature measured by the outside air temperature sensor becomes equal to or lower than a predetermined temperature .
前記脱硫器に温度センサをさらに設け、The desulfurizer is further provided with a temperature sensor,
前記制御装置は、該温度センサにより測定された前記脱硫器の温度が所定の温度以上となった場合に、前記熱源を停止させるように制御することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池装置。2. The fuel cell according to claim 1, wherein the control device controls the heat source to stop when the temperature of the desulfurizer measured by the temperature sensor becomes equal to or higher than a predetermined temperature. apparatus.
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または2に記載の燃料電池装置。 When stopping the fuel cell device, and characterized in that it comprises a degassing unit for degassing the raw fuel gas remaining in the raw fuel gas supply pipe between the supply pressure regulator and the desulfurizer The fuel cell device according to claim 1 or 2 .
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JP5302990B2 (en) * 2011-02-10 2013-10-02 アイシン精機株式会社 Fuel cell system
JP5737581B2 (en) * 2011-07-27 2015-06-17 アイシン精機株式会社 Fuel cell system
JP5861565B2 (en) 2012-06-05 2016-02-16 アイシン精機株式会社 Fuel cell system
JP7278192B2 (en) * 2019-10-24 2023-05-19 大阪瓦斯株式会社 gas consumption system
JP7250657B2 (en) * 2019-10-24 2023-04-03 大阪瓦斯株式会社 gas consumption system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000277134A (en) * 1999-03-24 2000-10-06 Sanyo Electric Co Ltd Fuel cell power generating system
JP4647195B2 (en) * 2003-07-23 2011-03-09 パナソニック株式会社 FUEL CELL SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING FUEL CELL SYSTEM
JP4922565B2 (en) * 2005-03-29 2012-04-25 株式会社Eneosセルテック Preparation method for starting fuel cell power generation system
JP4974562B2 (en) * 2006-03-29 2012-07-11 アイシン精機株式会社 Device desorption method and apparatus in fuel cell system

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