JP5572967B2 - 燃料電池システムと、この燃料電池システムの運転方法 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載されている燃料電池システムは、複数の固体電解質型燃料電池セルを所定間隔を置いて一列に配設してなるセルスタックを複数行配設してなるセルスタック集合体と、該セルスタック集合体が設けられるガスマニホールドと、前記セルスタック上方にそれぞれ設けられた燃料改質器と、それら複数の燃料改質器と前記ガスマニホールドとを連結する改質ガス供給管とをハウジング内に配設したものである。
そこで本発明は、大きな出力変動があるときにも、燃料改質器における改質反応を良好に行うことができる燃料電池システムと、この燃料電池システムの運転方法の提供を目的としている。
本発明の第一の実施形態に係る燃料電池システムA1は、空気ブロワ1、燃料ポンプ2、燃料電池10、燃焼器20、熱交換器30及び燃料改質器40を有して構成されている。
なお、本実施形態において「固体電解質型燃料電池」とは、酸素イオン伝導体(酸化物イオン伝導体)を電解質に用いたものであり、代表的には固体酸化物型燃料電池(SOFC)である。
なお、図1に示すセルスタック15は、多数積層した固体電解質型セル14…のうちの、一つのもののみを示すことにより簡略化して示している。
「燃料ガス」は、エタン、ブタン、天然ガス等を用いることができるが、特に、自動車等の移動体用の燃料電池システムに適応する場合においては、エタノール、ブタノール等のアルコールや、ガソリン、軽油若しくは軽質油等の液体燃料を用いることが好適である。ただし、燃料はこれに限るものではない。
なお、流路断面を互いに異ならせることに限るものではなく、例えば空気排出パイプ13bと空気分流パイプ13cとの互いの流路長を適宜に設定するようにしてもよい。
また、燃料極12の排出側には、燃焼器20との間に水素含有ガス送給路(以下、「燃料ガス送給パイプ」という。)12aが接続されており、その燃料極12から排出された排燃料ガスを燃焼器に送給するようにしている。
この燃焼器20の排出側と下記の熱交換器30の受入側との間には、燃焼器20で生成した加熱用ガスを熱交換器30に送給するための送給パイプ20aが配設されている。
また、この熱交換器30の排出側には、熱交換に用いられた後の加熱用ガスを系外に排出するための排出パイプ30aが配設されている。
この燃料改質器40には、燃料ガス以外に水や空気を導入し、かつ、改質反応は、部分改質反応による発熱量に比べて、水蒸気改質反応による吸熱量が多くなるように、全体の熱収支を吸熱側で運転させるようにしている。
まず、燃料電池システムの運転方法は、上記した固体電解質型セル14の燃料極12と空気極12とに、二種類のガスをそれぞれ流接させることによる発電を行う燃料電池10と、その燃料極12に送給する原燃料を改質するための燃料改質器40と、加熱用ガスを生成する燃焼器20と、この燃焼器20から送出される加熱用ガスを送給され、かつ、燃料改質器40との熱交換可能に配設された熱交換器30とを有する構成において、上記燃料電池10の空気極13から排出された一方の排ガスの一部を、燃料改質器40が改質動作温度となるように上記燃焼器20に向けて分流送給することを内容としたものである。
まず、電力使用状況等の要因から、燃料電池10の出力が増加すると、これに対応して空気極13から排出される空気量も増大する。
すなわち、燃料電池10の空気極13から排出された排空気の一部を上記燃焼器20に向けて分流送給し、燃焼器20において排燃料ガスと混流燃焼させて加熱用ガスを生成する。
そして、生成された加熱用ガスは、熱交換器30に送給されて燃料改質器40との間での熱交換に用いられ、その後、排出パイプ30aを通じて系外に排出される。
これにより、熱交換器30に送給する加熱用ガスを、燃料改質器40の改質動作温度に必要な温度に昇温させることができるようになり、大きな出力変動があるときにも、燃料改質器における改質反応を良好に行うことができる。
簡易な構造としながら、大きな出力変動があるときであっても、燃料改質器40における改質反応を良好に行うことができる。
また、燃料改質器40を昇温させるための新規な燃料を必要としないので、効率的な運転を行うことができる。
このため、発電兼温度調節用空気の流量を増減させる範囲も大きく、燃料電池の排燃料ガスと排空気を燃焼させて得た加熱ガスを用い、燃料改質器に熱を供給する燃料電池システムにおいて、燃焼ガスが所望の温度に昇温せずに、改質反応に十分に熱を供給することが出来なくなることを防ぐことが可能となる。
また、燃焼器に新規に燃料ガスを投入することなく、所望の温度の加熱ガスを生成することができ、高効率な運転を実現できる。
なお、上述した第一の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
オリフィス50は、このオリフィス50を挟む空気分流パイプ13cの上流側と下流側の圧力差ΔP)が、(B)に示すように一定の値を超えることにより、燃焼器20に向けて流通する排空気量を一定にする機能を有するものである。
これにより、簡易な構造としながら、大きな出力変動があるときであっても、燃料改質器40における改質反応を良好に行うことができる。
すなわち、空気排出パイプ13bに代えて、空気極13から排出された排酸素含有ガスを燃焼器20に送給する酸素含有ガス送給路13b´を設けているとともに、燃料ガス送給パイプ12aの途中に排燃料ガスを経路外に分流排出するための燃料ガス分流排出路12bを分岐形成している。
なお、以下、「酸素含有ガス送給路」を「空気送給パイプ」、また、「燃料ガス分流排出路」を「燃料ガス分流排出パイプ」という。
まず、電力使用状況等の要因から、燃料電池システムA3の出力が低下すると、燃料極12から排出される排燃料ガスも低下する。
このとき、燃料改質器40が改質動作温度となるように、燃料電池10の燃料極12から排出された排燃料ガスの一部を外部に排出しているので、燃料電池システムA3の出力が低下したときにも、燃料ガスと空気との比が小さくなることを防いで、燃料改質器40における改質反応を良好に行うことができる。
なお、本実施形態においても、上述した各実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
オリフィス55は、図4(B)に示すように、そのオリフィス40を挟む燃料ガス分流排出パイプ12bの上流側と下流側の圧力差ΔPが一定の値を超えることにより、燃焼器20に向けて流通する排燃料ガスの流量を一定にする機能を有するものである。
なお、本実施形態においては、燃料ガス送給パイプ12aと燃料ガス分流排出パイプ12bとの流路断面を互いに異なる必要はない。
電流計61は出力電流を測定するためのものであり、セルスタック15の2つの出力端子(図示しない)のうちの一方に配設されている。
電圧計60は出力電圧を測定するためのものであり、それらの出力端子間に配設している。
本実施形態においては、上記の電流計61と電圧計60とが、燃料電池10の出力を測定するための出力測定器である。
なお、図7において示す「F」は燃料過剰率、「A」は空気過剰率、「B」は空気分配率である。
・燃料改質器40における改質反応に伴う熱量の増減に基づいて、その燃料改質器40を動作温度にするために必要な熱量を予測する機能。この機能を「熱量予測手段71a」という。
例えば燃料ガスがガソリン相当のC8H18の場合には、次のようにしている。
1000[K]で改質反応させた場合を想定すると、水蒸気改質反応はC8H18+8H2O⇒17H2+8COとなり、この時、エンタルピーの変化1.3E3[kJ/mol]分だけ吸熱する。
一方、部分改質反応はC8H18+19/2O2⇒9H2O+8COとなり、この時、エンタルピーの変化−2.9E3[kJ/mol]分だけ発熱する。
これらの熱量変化を想定して、発電出力に対する、燃料過剰率とS/C.O2/Cより、改質に要求される熱量を計算する。
換言すると、算出した排空気の流量と温度となるように、流量調整器65によって、空気分流パイプ13cを流通する排空気の流量を増減調整している。
動作条件としては、発電出力と、燃料電池10の温度と燃料改質器40の温度から、発電するのに必要な燃料過剰率Fと空気過剰率Aと、燃料改質器40に送給する燃料ガスのCO2を除くガス中に含まれる総カーボン量に対する水蒸気量比S/Cと、同総カーボン量に対する酸素量比O2/Cを決めて、燃料改質器10に空気量と水蒸気量を決定する。この条件で、改質要求熱量を予測し、燃焼ガスに必要な熱流と温度を計算する。
具体的には、燃料改質器40の温度に基づいて、当該熱量が供給されているか否かを判定している。
具体的には、発電出力、動作温度、燃料過剰率F、空気過剰率A、改質器導入ガスS/C、O2/C等である。
「動作温度」は、セルスタック15と燃料改質器40の温度であり、温度計63,64により測定している。
また、燃料改質器40も、これの内部の温度、表面の温度若しくは改質オフガスの温度でもよい。
温度計としては、上記した白金抵抗の測定の他、固体の熱膨張による変位から測定する方法や表面からの輻射を検知して温度計測する方法も採用することができる。
なお、出力データテーブルと電流、動作温度、過剰率により発電出力を検知するようにしてもよい。
なお、燃料過剰率Fについては、流量計を用いて検知してもよい。
ステップ3:発電後の燃料過剰率(F−1)と、発電後の空気過剰率(A−1)とに基づいて、燃焼器20に送給される排空気を電磁弁65を開閉駆動することにより空気分配率Bで調整し、B(A−1)/(F−1)の値が所定の範囲になるように調整する。
「空気分配率B」は、空気排出パイプ13bと空気分流パイプ13cとの分岐部分における分配率のことである。
ステップ5:燃料改質器40で要求される熱量が供給されているか否かを判定し、当該熱量が供給されていると判定されればステップ1に戻り、そうでなければステップ6に進む。
ステップ8においては、燃料改質器40に送給する新規な空気流量を増加させることにより、O2/Cの値を大きくしてステップ1に戻る。
ステップ9:空気分配率Bを小さくする。すなわち、排空気の温度を上昇させるようにして、ステップ4に戻る。
ステップ10:発電用の燃料過剰率Fを上げる。すなわち、燃料ガスの送給量を増加させるようにして、ステップ2に戻る。
発電後の燃料過剰率F1=(F−1)と発電後の空気過剰率A1=(A−1)から、燃焼器20に導入される発電後空気を電磁弁65により空気分配率Bで調節し、BxA1/F1の値がある所望の範囲(たとえば、1.1<B*A1/F1<4)に収まるように、制御する。
(空気分配率B=1:燃焼器に空気を全て分配)燃焼ガスを生成させて、熱交換器30を通して燃料改質器40に熱を供給する。
燃料改質器10に熱を十分供給できていない場合には、燃焼器20に導入される空気過剰率と燃料過剰率の比から、BxA1/F1が下限値以上(たとえば、下限値1.1)であり、かつ、空気分配率Bが下限値以上(たとえば下限値0.1)であれば、空気分配率Bを小さくして、燃焼器20へ流れる空気量を少なくし、空気分配率Bが下限値より小さい値であれば、発電用燃料を追加する。
なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
なお、本実施形態に示すC/U70は、燃料電池システムA5において説明したものと同等の機能を有しているので、その説明を省略する。
ステップ1(図中、「S1」と略記する。以下同様。):燃料電池10の要求出力、動作条件を検知して、ステップ2に進む。
具体的には、発電出力、動作温度、燃料過剰率F、空気過剰率A、改質器導入ガスS/C、O2/C、燃料循環率R等である。
ステップ3:発電後の燃料過剰率(F−1)と、発電後の空気過剰率(A−1)とに基づいて、燃焼器20に送給する排空気を、電磁弁65を開閉駆動することにより空気分配率Bを調整し、B(A−1)/(F−1)(1−R)の値が所定の範囲になるように調整する。
ステップ5:燃料改質器40で要求される熱量が供給されているか否かを判定し、当該熱量が供給されていると判定されればステップ1に戻り、そうでなければステップ6に進む。
ステップ8においては、O2/Cの値を大きくしてステップ1に戻る。
ステップ9:空気分配率Bを小さくする。すなわち、排空気の温度を上昇させるようにして、ステップ4に戻る。
ステップ10:発電用の燃料過剰率Fを上げる。すなわち、燃料ガスの送給量を増加させるようにして、ステップ2に戻る。
ステップ12:燃料循環率Rを大きくして燃料改質器40に導入する新規の燃料ガスを減少させて、ステップ1に進む。
なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
また、本実施形態に示すC/U70は、燃料電池システムA3において説明したものと同等の機能を有しているので、その説明を省略する。
本実施形態に示す流量調整器80は、分流排出パイプ12bを流通する排燃料ガスの流量を増減調整するための電磁弁であり、C/U70によって開閉駆動されるようになっている。
ステップ1(図中、「S1」と略記する。以下同様。):燃料電池10の要求出力、動作条件を検知して、ステップ2に進む。
具体的には、発電出力、動作温度、燃料過剰率F、空気過剰率A、改質器導入ガスS/C、O2/C等である。
ステップ3:発電後の燃料過剰率(F−1)と、発電後の空気過剰率(A−1)とに基づいて、燃焼器20に送給される排空気を電磁弁65を開閉駆動することにより燃料分配率Cで調整し、(A−1)/C(F−1)の値が所定の範囲になるように調整する。
ステップ5:燃料改質器40で要求される熱量が供給されているか否かを判定し、当該熱量が供給されていると判定されればステップ1に戻り、そうでなければステップ6に進む。
ステップ9においては、燃料改質器40に送給する新規な空気流量を増加させることにより、O2/Cの値を大きくしてステップ1に戻る。
ステップ8:燃料分配率Cを小さくする。すなわち、排空気の温度を上昇させるようにして、ステップ4に戻る。
ステップ9:発電用の燃料過剰率Fを上げる。すなわち、燃料ガスの送給量を増加させるようにして、ステップ2に戻る。
具体的には、発電出力、動作温度、燃料過剰率F、空気過剰率A、改質器導入ガスS/C、O2/C等である。
ステップ3:発電後の燃料過剰率(F−1)と、発電後の空気過剰率(A−1)とに基づいて、燃焼器20に送給される排空気と排燃料ガスとを、燃料循環率Rにより(A−1)/(1−R)の値が所定の範囲になるように調整する。
ステップ5:燃料改質器40で要求される熱量が供給されているか否かを判定し、当該熱量が供給されていると判定されればステップ1に戻り、そうでなければステップ6に進む。
ステップ9においては、燃料改質器40に送給する新規な空気流量を増加させることにより、O2/Cの値を大きくしてステップ1に戻る。
ステップ8:燃料循環率Rを大きくする。すなわち、新規な燃料ガスとして送給する燃料と水を減少させて、ステップ4に戻る。
動作条件として、発電出力と、燃料電池10の温度と燃料改質器40の温度から、発電するのに必要な燃料過剰率Fと空気過剰率Aと、燃料改質器10に導入されるS/C,O2/Cを決め、発電後に燃料中に含まれる水蒸気量を検知して、燃料循環率Rを決める(R=1で全て循環)。
この条件で、改質要求熱量を予測し、燃焼ガスに必要な熱流と温度を計算する。
発電後の燃料過剰率F1と発電後の空気過剰率A1とし、燃焼器20に導入される発電後の排燃料ガスは燃料循環後の残りの燃料過剰率F1(1−R)である。
燃焼器20に導入する空気量と燃料量の比は、A1/F1(1−R)を指標として、この指標がある所望の範囲に収まるように制御する。
そして、燃焼ガスを生成させて、熱交換器30を通して燃料改質器40へ熱を供給する。
この時、燃料電池10に新規に導入する燃料や空気の量には、揺らぎがあることが予想され、常に一定で流すことは困難である可能性が高いため、目標からのずれが発生することを想定し、改質要求熱流を供給できているか否かを、燃料改質器40の動作状況(温度または、且熱交換器後の燃焼ガス温度)から検知する。
なお、図においては、新規酸素含有ガス送給手段を「新規空気送給手段」と記している。
また、本実施形態においては、燃焼器20に新規の空気を送給するための空気ブロワ3を設けた構成にして、これをコントロールユニット70によって直接駆動制御しているが、これに限るものではなく、燃料電池10に送給する新規の空気と同じ供給系統にして、その系統から燃焼器20に向かう送給パイプの途中に例えば電磁バルブを設け、この電磁バルブを開閉駆動することにより送気流量を増減させるようにしてもよい。
この場合には、電磁バルブが酸素含有ガス送給器である。
ステップ1(図中、「S1」と略記する。以下同様。):燃料電池10の要求出力、動作条件を検知して、ステップ2に進む。
具体的には、発電出力、動作温度、燃料過剰率F、空気過剰率A、改質器導入ガスS/C、O2/C等である。
ステップ3:発電後の燃料過剰率(F−1)と、発電後の空気過剰率(A−1)と、燃焼器20に新規に送給する空気過剰率aとを、(A+a−1)/(F−1)(1−R)の値が所定の範囲になるように調整する。
ステップ5:燃料改質器40で要求される熱量が供給されているか否かを判定し、当該熱量が供給されていると判定されればステップ1に戻り、そうでなければステップ6に進む。
ステップ9においては、燃料改質器40に送給する新規な空気流量を増加させることにより、O2/Cの値を大きくしてステップ1に戻る。
ステップ8:燃料循環率Rを大きくする。すなわち、新規な燃料ガスとして送給する燃料と水を減少させて、ステップ4に戻る。
ステップ10:燃焼器20に新規空気を送給して空気過剰率aを上げて、ステップ4に進む。
本実施形態におけるコントロールユニット70は、燃料電池システムA6,A9において説明した機能を併有するものである。
・以上詳細に説明したが、いずれにしても、上記各実施形態において説明した各構成は、それら各実施形態にのみ適用することに限らず、一の実施形態において説明した構成を、他の実施形態に準用若しくは適用し、さらには、それを任意に組み合わせることができるものである。
10 燃料電池
12 アノード
12b 水素含有ガス分流排出路
12c 水素含有ガス返戻路
13 カソード
13b 酸素含有ガス排出路
13b´ 酸素含有ガス送給路
13c 酸素含有ガス分流送給路
14 固体電解質型セル
40 燃料改質器
20 燃焼器
30 熱交換器
50 流量調整器
55 流量調整器
65 流量調整器
71a 熱量予測手段
71b ガス流量・温度算出手段
71c 流量調整器開閉手段
71d 熱量供給判定手段
71e 燃料ガス流量調整手段
71f 新規酸素含有ガス送給手段
80 流量調整器
Claims (10)
- 固体電解質型セルのアノードとカソードとに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることによる発電を行う燃料電池と、そのアノードに送給する原燃料を改質するための燃料改質器と、加熱用ガスを生成する燃焼器と、この燃焼器から送出される加熱用ガスを送給され、かつ、燃料改質器との熱交換可能に配設された熱交換器とを有しているとともに、
アノードから排出された排水素含有ガスを燃焼器に送給するための排水素含有ガス送給路と、
カソードから排出された排酸素含有ガスを外部に排出するための酸素含有ガス排出路と、そのカソードから排出された排酸素含有ガスの一部を、上記燃焼器に向けて分流送給するための酸素含有ガス分流送給路とを形成しており、
酸素含有ガス排出路に、流通経路外に排出する排酸素含有ガスの流量を増減調整するための第1流量調整器を配設しているとともに、
燃料改質器が改質動作温度となるように、燃料改質器に送給する燃料電池のカソードから排出された排酸素含有ガスの流量を第1流量調整器を介して増減調整し、
燃料改質器における改質反応に伴う熱量の増減に基づいて、その燃料改質器を動作温度にするために必要な熱量を予測する熱量予測手段と、
予測した熱量に基づいて、排水素含有ガスの流量と温度を算出するガス流量・温度算出手段と、
算出した排水素含有ガスの流量と温度とに基づいて、燃料改質器が改質動作温度となるように第1流量調整器を開閉する流量調整器開閉手段と、
燃料改質器を改質動作温度にするために必要な熱量が供給されているか否かを判定する熱量供給判定手段と、
当該熱量が供給されていないと判定したときには、燃料改質器が改質動作温度となるように、燃焼器に送給する燃料電池のカソードから排出された酸素含有ガスの流量を、第1流量調整器を介して増減調整する空気流量調整手段とを有することを特徴とする燃料電池システム。 - 酸素含有ガス分流送給路に、上記酸素含有ガス分流送給路を流通する排酸素含有ガスの流量を増減調整する第2流量調整器を設けていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。
- 固体電解質型セルのアノードとカソードとに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることによる発電を行う燃料電池と、そのアノードに送給する原燃料を改質するための燃料改質器と、加熱用ガスを生成する燃焼器と、この燃焼器から送出される
加熱用ガスを送給され、かつ、燃料改質器との熱交換可能に配設された熱交換器とを有しているとともに、
排水素含有ガス送給路に、これを流通する排水素含有ガスの一部を、流通経路外に分流排出するための水素含有ガス分流排出路を形成していることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料電池システム。 - 水素含有ガス分流排出路に、これを流通する水素含有ガスの流量を増減調整する第3流量調整器を設けていることを特徴とする請求項3に記載の燃料電池システム。
- 排水素含有ガス送給路に、これを流通する排水素含有ガスの一部を燃料改質器に向けて分流返戻するための水素含有ガス返戻路を設けたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 水素含有ガス分流排出路に、これを流通する排水素含有ガスの流量を増減調整するための流量調整器を設けておき、
燃料改質器を改質動作温度にするために必要な熱量が供給されていないと判定したときには、水素含有ガス流量調整手段は、燃料改質器が改質動作温度となるように、燃焼器に送給する燃料電池のアノードから排出された水素含有ガスの流量を流量調整器を介して増減調整することを特徴とする請求項5に記載の燃料電池システム。 - 燃料改質器を改質動作温度にするために必要な熱量が供給されていないと判定したときには、水素含有ガス流量調整手段は、燃料改質器が改質動作温度となるように水素含有ガス返戻路を流通する水素含有ガスの流量を増減調整することを特徴とする請求項5又は6に記載の燃料電池システム。
- 燃焼器に新規空気を送給するための酸素含有ガス送給器を設けているとともに、
熱量供給判定手段によって、燃料改質器を改質動作温度にするために必要な熱量が供給されていないと判定したときには、酸素含有ガス送給器によって、新規の酸素含有ガスを燃焼器に送給する新規酸素含有ガス送給手段を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の燃料電池システム。 - 固体電解質型セルのアノードとカソードとに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることによる発電を行う燃料電池と、そのアノードに送給する原燃料を改質するための燃料改質器と、加熱用ガスを生成する燃焼器と、この燃焼器から送出される加熱用ガスを送給され、かつ、燃料改質器との熱交換可能に配設された熱交換器とを有し、
アノードから排出された排水素含有ガスを燃焼器に送給するための排水素含有ガス送給路と、
カソードから排出された排酸素含有ガスを外部に排出するための酸素含有ガス排出路と、そのカソードから排出された排酸素含有ガスの一部を、上記燃焼器に向けて分流送給するための酸素含有ガス分流送給路とを形成しており、
酸素含有ガス排出路に、流通経路外に排出する排酸素含有ガスの流量を増減調整するための第1流量調整器を配設しているとともに、
燃料改質器が改質動作温度となるように、燃料改質器に送給する燃料電池のカソードから排出された排酸素含有ガスの流量を第1流量調整器を介して増減調整し、
燃料改質器における改質反応に伴う熱量の増減に基づいて、その燃料改質器を動作温度にするために必要な熱量を予測する熱量予測手段と、
予測した熱量に基づいて、排水素含有ガスの流量と温度を算出するガス流量・温度算出手段と、
算出した排水素含有ガスの流量と温度とに基づいて、燃料改質器が改質動作温度となるように第1流量調整器を開閉する流量調整器開閉手段と、
燃料改質器を改質動作温度にするために必要な熱量が供給されているか否かを判定する熱量供給判定手段と、
当該熱量が供給されていないと判定したときには、燃料改質器が改質動作温度となるように、燃焼器に送給する燃料電池のカソードから排出された酸素含有ガスの流量を、第1流量調整器を介して増減調整する空気流量調整手段とを有する燃料電池システムの運転方法であって、
上記燃料電池のカソードから排出された酸素含有ガスの一部を、燃料改質器が改質動作温度となるように上記燃焼器に向けて分流送給することを特徴とする燃料電池システムの運転方法。 - 固体電解質型セルのアノードとカソードとに、水素含有ガスと酸素含有ガスをそれぞれ流接させることによる発電を行う燃料電池と、そのアノードに送給する原燃料を改質するための燃料改質器と、加熱用ガスを生成する燃焼器と、この燃焼器から送出される加熱用ガスを送給され、かつ、燃料改質器との熱交換可能に配設された熱交換器とを有し、
アノードから排出された排水素含有ガスを燃焼器に送給するための排水素含有ガス送給路と、
カソードから排出された排酸素含有ガスを外部に排出するための酸素含有ガス排出路と、そのカソードから排出された排酸素含有ガスの一部を、上記燃焼器に向けて分流送給するための酸素含有ガス分流送給路とを形成しており、
酸素含有ガス排出路に、流通経路外に排出する排酸素含有ガスの流量を増減調整するための第1流量調整器を配設しているとともに、
燃料改質器が改質動作温度となるように、燃料改質器に送給する燃料電池のカソードから排出された排酸素含有ガスの流量を第1流量調整器を介して増減調整し、
燃料改質器における改質反応に伴う熱量の増減に基づいて、その燃料改質器を動作温度にするために必要な熱量を予測する熱量予測手段と、
予測した熱量に基づいて、排水素含有ガスの流量と温度を算出するガス流量・温度算出手段と、
算出した排水素含有ガスの流量と温度とに基づいて、燃料改質器が改質動作温度となるように第1流量調整器を開閉する流量調整器開閉手段と、
燃料改質器を改質動作温度にするために必要な熱量が供給されているか否かを判定する熱量供給判定手段と、
当該熱量が供給されていないと判定したときには、燃料改質器が改質動作温度となるように、燃焼器に送給する燃料電池のカソードから排出された酸素含有ガスの流量を、第1流量調整器を介して増減調整する空気流量調整手段とを有する燃料電池システムの運転方法であって、
上記燃料電池のアノードから排出された水素含有ガスの一部を、燃料改質器が改質動作温度となるように上記燃焼器に向けて分流送給することを特徴とする燃料電池システムの運転方法。
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