JP7310278B2 - 燃料電池システム - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池システムに関する。

従来、この種の燃料電池システムとしては、燃料ガス中の硫黄成分を除去する脱硫器と、脱硫された燃料ガスを水素を含む改質ガスに改質する改質器と、改質ガスと酸化剤ガスとにより発電する燃料電池とを備えるものが提案されている。例えば、特許文献１の燃料電池システムは、改質器で改質された改質ガスの一部を脱硫器へ戻すリサイクル流路（還流流路）と、リサイクル流路で凝縮された凝縮水を排出する排水路とを備え、排水路からの排水を、排水路を水封するＵ字管およびＵ字管に接続されたタンクの両方から行う。

また、特許文献２の燃料電池システムは、改質器を加熱する燃焼器と、燃焼器から排出される排出ガスが流れる排気流路と、排気流路で凝縮された凝縮水を貯めると共に排気ガスが排水流路に流れないようにする水封構造を有する貯水器と、貯水器の水位を検出する水位検出器と、排水経路を開閉する開閉器とを備えている。この燃料電池システムは、水位検出器により貯水器の水位が所定高さ以下になったことを検出すると、開閉器を閉止することで水封を保っている。

特開２０１８－３５０６１号公報 特開２０１３－２０６７７４号公報

ところで、上述した特許文献１の燃料電池システムでは、システム設置時などの初期状態において、Ｕ字管などにどのように水を供給するかについては言及されていない。Ｕ字管などに水を供給するための専用の供給路を設けたり、他の流路からＵ字管などに水を供給可能に構成することが考えられるが、システム構成が複雑となってしまう。それだけでなく、運転中は凝縮水が供給されることから、初期状態でのみ必要で以降は殆ど使用されずに不要な構成となってしまう。また、特許文献２の燃料電池システムのように、水封を保つために開閉器を備える構成は、システム構成が複雑となってコストの増加を招いてしまう。

本発明は、還流流路を流れる改質ガスが外部へ漏れるのを簡易な構成で適切に防止することを主目的とする。

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の燃料電池システムは、
水素を含む改質ガスと酸素を含む酸化剤ガスとに基づいて発電する燃料電池を備える燃料電池システムであって、
原燃料ガスを供給する原燃料ガス供給装置と、
前記原燃料ガスに含まれる硫黄分を脱硫する脱硫器と、
前記脱硫器で脱硫された原燃料ガスを改質水を用いて改質して前記改質ガスを生成する改質器と、
前記改質水を蓄える改質水タンクと、
前記燃料電池を通過した改質ガスを燃焼させる燃焼部と、
前記改質ガスの燃焼により生成された燃焼排気ガスを凝縮させる凝縮部と、
前記凝縮部に接続され、前記燃焼排気ガスから凝縮された凝縮水を前記改質水タンクへ供給する第１凝縮水流路と、
前記凝縮部に接続され、前記凝縮水が生成された残りの前記燃焼排気ガスを排気口から外部に排出させる排気流路と、
前記改質器で生成された前記改質ガスの一部を前記脱硫器に還流させる還流流路と、
前記還流流路内の前記改質ガスから凝縮された凝縮水が供給可能に該還流流路に接続されると共に前記凝縮部に接続され、滞留する水で水封部を形成する第２凝縮水流路と、
を備え、
前記排気流路は、前記排気口から注入された水を前記凝縮部を介して前記第１凝縮水流路と前記第２凝縮水流路とに供給可能な給水路としても機能することを要旨とする。

本発明の燃料電池システムでは、改質ガスの燃焼により生成された燃焼排気ガスを凝縮させる凝縮部に、燃焼排気ガスから凝縮された凝縮水を改質水タンクへ供給する第１凝縮水流路と、凝縮水が生成された残りの燃焼排気ガスを排気口から外部に排出させる排気流路と、還流流路内の改質ガスから凝縮された凝縮水が供給可能に還流流路に接続されると共に凝縮部に接続され滞留する水で水封部を形成する第２凝縮水流路とが接続されている。また、排気流路は、排気口から注入された水を凝縮部を介して第１凝縮水流路と第２凝縮水流路とに供給可能な給水路としても機能する。これにより、還流流路を流れる改質ガスが外部へ漏れるのを、第２凝縮水流路の水封部で防止することができる。また、水封部を形成するための水と改質水タンクへの水の供給を排気流路を用いて行うことができるから、そのための給水路などを設ける必要がない。したがって、還流流路を流れる改質ガスが外部へ漏れるのを簡易な構成で適切に防止することができる。

本発明の燃料電池システムにおいて、前記凝縮部は、前記排気流路に接続される接続部が、前記第１凝縮水流路に接続される接続部および前記第２凝縮水流路に接続される接続部よりも高さ位置が高くなるように設けられているものとしてもよい。こうすれば、排気流路を給水路としても機能するように構成した場合でも、システム運転中に凝縮水によって排気流路が閉塞されるのを防止することができる。

本発明の燃料電池システムにおいて、前記凝縮部は、前記第２凝縮水流路に接続される接続部が、前記第１凝縮水流路に接続される接続部よりも高さ位置が低くなるように設けられているものとしてもよい。こうすれば、第１凝縮水流路よりも先に第２凝縮水流路に水を供給して水封部を形成することができる。また、還流流路の凝縮水だけでなく、凝縮部で凝縮された凝縮水を第２凝縮水流路に優先的に供給することができるから、第２凝縮水流路が水不足となるのを防止して、より確実に水封することができる。

本発明の燃料電池システムにおいて、前記改質水タンクの水位を検出する水位センサを備え、前記第２凝縮水流路内の水の滞留の判定を、前記水位センサにより前記改質水タンクの所定水位が検出されることに基づいて行うものとしてもよい。こうすれば、第２凝縮水流路に水位センサを設けなくても、第２凝縮水流路への給水が完了したことを把握することができる。このため、第２凝縮水流路と改質水タンクのそれぞれに水位センサを設けるものに比して、コストを抑えた簡易な構成とすることができる。

燃料電池システム１０の構成の概略を示す構成図である。 図１のＡ部の拡大図である。 排水管３８と改質水タンク５３への給水作業の様子を示す説明図である。 燃料電池システム１０の運転中の様子を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は燃料電池システム１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は図１のＡ部の拡大図である。燃料電池システム１０は、図１に示すように、発電を行う発電ユニット２０や、発電ユニット２０からの熱により加熱された湯水を貯留する貯湯タンク８０、システム全体を制御する制御装置９０などを備える。これらは、筐体１２内に収容されている。なお、燃料電池システム１０は、発電ユニット２０により発電された電力を図示しない住宅の家電製品などに供給可能であり、貯湯タンク８０に貯留された湯水を浴室シャワーや洗面所などに供給可能である。

発電ユニット２０は、図１に示すように、発電モジュール３０と、原燃料ガス供給装置４０と、エア供給装置４５と、改質水供給装置５０と、排熱回収装置７０とを備える。

発電モジュール３０は、改質水を気化して水蒸気を生成する気化器３２と、天然ガスやＬＰガスなどの原燃料ガスを水蒸気改質により改質する改質器３３と、改質ガスと酸化剤ガスとの供給を受けて発電する燃料電池スタック３５などを有する。気化器３２と改質器３３と燃料電池スタック３５は、断熱性材料により形成された箱型のモジュールケース３１内に収容されている。モジュールケース３１内には、燃料電池スタック３５の起動や、気化器３２における水蒸気の生成、改質器３３における水蒸気改質反応に必要な熱を供給するために、燃料電池スタック３５を通過した燃料オフガス（アノードオフガス）と酸化剤オフガス（カソードオフガス）とを燃焼させる燃焼部３６が設けられている。

燃料電池スタック３５は、酸素イオン伝導体からなる固体電解質と、固体電解質の一方の面に設けられたアノードと、固体電解質の他方の面に設けられたカソードとを備える固体酸化物燃料電池セルが積層されたものである。燃料電池スタック３５は、アノードに供給される燃料ガス中の水素とカソードに供給されるエア中の酸素とによる電気化学反応によって発電する。

原燃料ガス供給装置４０は、ガス供給源１と気化器３２とを接続する原燃料ガス供給管４１を有する。原燃料ガス供給管４１には、ガス供給源１側から順に、ガス供給弁４２やガスポンプ４３、脱硫器４４、図示しない流量センサなどが設けられている。また、原燃料ガス供給管４１のガス供給弁４２とガスポンプ４３との間には、オリフィス４１ａが設けられている。原燃料ガス供給装置４０は、ガス供給弁４２を開弁した状態でガスポンプ４３を駆動することにより、ガス供給源１からの原燃料ガスを脱硫して気化器３２へ供給する。

改質器３３で生成された改質ガスを燃料電池スタック３５へ供給する改質ガス供給管３４には、改質ガスの一部を脱硫器４４に還流させて脱硫に必要な水素を供給するための還流管３７が連結されている。還流管３７は、一端が改質ガス供給管３４に接続され、他端が原燃料ガス供給管４１におけるガスポンプ４３の上流側（オリフィス４１ａとガスポンプ４３との間）に接続される。なお、還流管３７には、改質ガス供給管３４から脱硫器４４に還流させる改質ガスの流量を調整するためのオリフィス３７ａが設けられている。

また、還流管３７には、その還流管３７を流れる改質ガスが冷却されて凝縮された凝縮水を排出するための排水管３８が連結されている。排水管３８は、一端が還流管３７におけるオリフィス３７ａの上流側に接続され、他端が排熱回収装置７０の後述する熱交換器７３に接続されている。排水管３８は、水が滞留可能に屈曲した形状となっており、還流管３７を流れる改質ガス中のガス成分（水素）が排水管３８を通って外部へ排出されないように、滞留した水によって排水管３８を水封する水封部（水封構造）を形成する。

エア供給装置４５は、外気と連通するフィルタ４７と燃料電池スタック３５とを接続するエア供給管４６を有する。エア供給管４６には、エアブロワ４８が設けられており、エアブロワ４８を駆動することにより、フィルタ４７を介して吸入したエアを燃料電池スタック３５へ供給する。なお、エア供給管４６には、図示しない流量センサなどが設けられている。

改質水供給装置５０は、改質水を貯蔵する改質水タンク５３と気化器３２とを接続する改質水供給管５１を有する。改質水タンク５３には、改質水ポンプ５２が設けられており、改質水ポンプ５２を駆動することにより改質水タンク５３内の改質水を汲み上げて改質水供給管５１を介して気化器３２へ供給する。また、改質水タンク５３には、タンク内の改質水の水位に追従して上下に変位するフロートにより改質水タンク５３の水位を検出するフロートセンサ５４と、タンク内の改質水の水位が満水位近傍のときに水を排出可能な高さ位置に設けられた排水口５５とが設けられている。なお、改質水供給管５１には、図示しない流量センサなどが設けられている。

排熱回収装置７０は、循環ポンプ７２の駆動により貯湯タンク８０の湯水を循環させる循環配管７１と、循環配管７１内の湯水と燃焼部３６からの燃焼排ガスとの間で熱交換を行う熱交換器７３とを有する。燃焼部３６からの燃焼排ガスは、熱交換により水蒸気成分が凝縮され、凝縮された水（凝縮水）が凝縮水供給管７４を介して改質水タンク５３に回収可能となっている。凝縮水供給管７４には水精製器７５が設けられており、水精製器７５により精製（浄化）された水が改質水タンク５３に回収される。また、残りの排気ガス（ガス成分）は、排気ガス排出管７６を通り、筐体１２の上部に形成された排気口７６ａから外部へ排出される。

熱交換器７３には、凝縮水供給管７４と排気ガス排出管７６が接続される他、還流管３７の凝縮水を排出するための排水管３８も接続される。熱交換器７３の下部には、図２に示すように、排気ガス排出管７６が接続される接続部７３ａと、凝縮水供給管７４が接続される接続部（第１凝縮水接続部）７３ｂと、排水管３８が接続される接続部（第２凝縮水接続部）７３ｃとが設けられている。各接続部７３ａ～７３ｃは、熱交換器７３内で互いに連通するように設けられているため、排水管３８と凝縮水供給管７４と排気ガス排出管７６は熱交換器７３内で互いに連通することになる。また、各接続部７３ａ～７３ｃは、所定の基準位置からの高さ位置が互いに異なっている。排気ガス排出管７６の接続部７３ａの高さ位置Ｈａは、凝縮水供給管７４の接続部７３ｂの高さ位置Ｈｂおよび排水管３８の接続部７３ｃの高さ位置Ｈｃよりも高い位置に設けられている。また、排水管３８の接続部７３ｃの高さ位置Ｈｃは、凝縮水供給管７４の接続部７３ｂの高さ位置Ｈｂよりも低い位置に設けられている。即ち、本実施形態では、高さ位置の高い方から順に、排気ガス排出管７６の接続部７３ａ、凝縮水供給管７４の接続部７３ｂ、排水管３８の接続部７３ｃとなるように設けられている。

制御装置９０は、図示は省略するが、ＣＰＵを中心としたマイクロコンピュータであり、ＣＰＵの他に、ＲＯＭ，ＲＡＭ，タイマ，入出力ポートおよび通信ポートを含む。制御装置９０には、各流量センサやフロートセンサ５４からの各種検出信号が入力ポートを介して入力される。また、制御装置９０は、各部への駆動信号や制御信号などを出力ポートを介して出力する。

ここで、燃料電池システム１０では、新規に設置された場合など排水管３８や改質水タンク５３が空の状態の場合に、システムを起動するために給水作業（水張り）が必要となる。図３は、排水管３８と改質水タンク５３への給水作業の様子を示す説明図である。給水作業では、作業者は、排気口７６ａに取り付けられているキャップを取り外し、給水ボトルＷＢ内の水を注ぎ口ＷＢａから排気口７６ａへ注ぐことにより（図３（１））、排気口７６ａから排気ガス排出管７６内に水が注入される。給水ボトルＷＢは、注ぎ口ＷＢａが排気口７６ａに嵌め込まれると筐体２２に固定されるようになっており、作業者は、給水ボトルＷＢを排気口７６ａにセットするだけで給水作業を行うことができる。

排気ガス排出管７６内に注入された水は、接続部７３ａを介して熱交換器７３に到達すると、接続部７３ｂを介して凝縮水供給管７４に流入すると共に接続部７３ｃを介して排水管３８に流入する。上述したように、排水管３８の接続部７３ｃの高さ位置Ｈｃは、凝縮水供給管７４の接続部７３ｂの高さ位置Ｈｂよりも低い位置に設けられている。このため、熱交換器７３からは、凝縮水供給管７４よりも排水管３８に水が流入しやすく、排気ガス排出管７６に注入されて熱交換器７３に到達した水は、まず接続部７３ｃから排水管３８に流入し（図３（２））、流入した水が滞留することによって水封部ＷＳを形成する。そして、排水管３８に水封部ＷＳが形成されて接続部７３ｂの高さ位置Ｈｂまで水がさらに滞留すると、接続部７３ｂから凝縮水供給管７４に水が流入する（図３（３））。凝縮水供給管７４には、水精製器７５が設けられているから、流入した水は水精製器７５によって精製されてから、改質水タンク５３に供給されて（図３（４））、改質水タンク５３内に滞留する。制御装置９０は、フロートセンサ５４の検出信号（オン信号）により、改質水タンク５３に水が十分に滞留して所定水位以上となったことを検出することができる。また、改質水タンク５３が所定水位以上であることを検出した場合には、排水管３８に既に水が滞留して水封部ＷＳが形成されていることを判定することができる。このため、給水作業は、改質水タンク５３のフロートセンサ５４が所定水位以上であることを検出するまで行うものとすればよい。このような給水作業により、排水管３８（水封部ＷＳ）、改質水タンク５３の順に、必要な水を供給することができる。

燃料電池システム１０は、改質水タンク５３の水位が所定水位以上であることを条件の一つとするシステム起動条件が成立している状態で、システムの起動が要求されると、システム起動処理を実行する。システム起動処理は、例えば、対応する補機類を順次制御し、脱硫器４４に燃料成分を吸着させて混合ガスの空燃比ずれを抑制する燃料吸着処理、燃焼部３６のパージ処理、燃焼部３６におけるオフガスの着火処理、水蒸気改質処理などを順次実行することにより行う。システムの起動が完了すると、燃料電池システム１０は運転を開始する。

燃料電池システム１０は、運転中の発電処理において、原燃料ガス供給制御とエア供給制御と改質水供給制御とを実行する。原燃料ガス供給制御では、システム要求出力に基づいて目標ガス流量を設定し、設定した目標ガス流量により原燃料ガスが供給されるようガスポンプ４３を制御する。エア供給制御では、目標ガス流量に対して所定の空燃比となるように目標エア流量を設定し、設定した目標エア流量によりエアが供給されるようエアブロワ４８を制御する。改質水供給制御では、システム要求出力に基づいて目標水量を設定し、設定した目標水量により改質水が供給されるよう改質水ポンプ５２を制御する。図４は、燃料電池システム１０の運転中の様子を示す説明図である。燃料電池システム１０の運転中は、還流管３７の凝縮水が排水管３８に流入する。また、熱交換器７３からは、凝縮水供給管７４よりも排水管３８に水が流入しやすいから、熱交換器７３の凝縮水も排水管３８に流入する。したがって、排水管３８の水封部ＷＳの水量（満水状態）を適切に維持することができるから、還流管３７の改質ガスが外部に漏れるのを防止することができる。なお、排水管３８の高さは、運転中に還流管３７の最大圧力が作用しても、還流管３７の接続側と熱交換器７３との接続側との水頭差により排水管３８内の水が抜けないような高さに設定されている。また、フロートセンサ５４からの検出信号により改質水タンク５３の水位が十分にあることを検出している場合には、排水管３８の水封部ＷＳも満水状態にあり確実に水封していることを把握することができる。即ち、フロートセンサ５４からの検出信号により運転中の水封部ＷＳの水位も監視することができる。

また、燃料電池システム１０は、フロートセンサ５４からの検出信号により、運転中に改質水タンク５３の水位の低下を検出した場合、システム要求出力を低下させる出力制限制御を行う。これにより、熱交換器７３で生成される凝縮水を増やして、改質水タンク５３内の水位を回復させることができる。なお、熱交換器７３からは凝縮水供給管７４よりも排水管３８に水が流入しやすく、排水管３８の水封部ＷＳの水量を適切に維持することができるから、改質水タンク５３の水位の低下を検出した場合でも、水封部ＷＳにはまだ水が滞留しており水封性を損なうことはない。また、熱交換器７３で生成される凝縮水を増やすと、排水管３８から優先的に供給されるから、排水管３８内の水が減っていたとしても水位を速やかに回復させて水封性を確保することができる。

また、凝縮水が排水管３８から溢れるほど排水管３８内に水が滞留した場合、溢れた水は凝縮水供給管７４から改質水タンク５３に流入し、改質水タンク５３が満水位近傍になると排水口５５から排出される。そして、排気ガス排出管７６の接続部７３ａは、凝縮水供給管７４の接続部７３ｂおよび排水管３８の接続部７３ｃよりも高い位置に設けられている。これらのことから、熱交換器７３内の水位が高さ位置Ｈａを超えて上昇することはないから、接続部７３ａが水（凝縮水）で塞がれるのを防止することができる。即ち、排気ガス排出管７６を給水路としても機能させるように構成した場合に、排気ガス排出管７６からの排気が阻害されるのを防止することができる。

以上説明した燃料電池システム１０は、排気ガス排出管７６は、排気口７６ａから注入された水を熱交換器７３を介して凝縮水供給管７４と排水管３８とに供給可能な給水路としても機能する。このため、水封部ＷＳと改質水タンク５３への水の供給に、排気ガス排出管７６を用いればよく、専用の給水路を設ける必要がないから、より簡易な構成とすることができる。

また、熱交換器７３は、排気ガス排出管７６の接続部７３ａが、凝縮水供給管７４の接続部７３ｂおよび排水管３８の接続部７３ｃよりも高さ位置が高くなるように設けられているから、凝縮水によって排気ガス排出管７６が閉塞されるのを防止することができる。

また、熱交換器７３は、排水管３８の接続部７３ｃが、凝縮水供給管７４の接続部７３ｂよりも高さ位置が低いから、先に排水管３８に水を供給して水封部ＷＳを適切に形成することができる。また、運転中は、熱交換器７３からの凝縮水を排水管３８に優先的に供給することができるから、水封部ＷＳの水量を適切に維持することができる。

また、改質水タンク５３がフロートセンサ５４を備え、排水管３８内の水の滞留の判定を、フロートセンサ５４により改質水タンク５３の所定水位が検出されることに基づいて行う。このため、コストを抑えた簡易な構成で、排水管３８への給水が完了したことや水封部ＷＳが形成されていることを確認することができる。

上述した実施形態では、排気ガス排出管７６の接続部７３ａが、凝縮水供給管７４の接続部７３ｂおよび排水管３８の接続部７３ｃよりも高さ位置が高くなるように設けられるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、接続部７３ａが、接続部７３ｂや接続部７３ｃと同等の高さ位置に設けられるものなどとしてもよい。

実施形態では、排水管３８の接続部７３ｃが、凝縮水供給管７４の接続部７３ｂよりも高さ位置が低くなるように設けられるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、接続部７３ｃが、接続部７３ｂよりも高さ位置が高くなるように設けられるものとしてもよいし、接続部７３ｂ，７３ｃが同等の高さ位置となるように設けられるものとしてもよい。

実施形態では、改質水タンク５３が備えるフロートセンサ５４により、排水管３８に水が滞留していること（満水状態）を検出するものとしたが、これに限られず、排水管３８に水位センサなどを設け、排水管３８の水位を直接検出するものなどとしてもよい。

実施形態では、給水ボトルＷＢを用いて給水作業を行うものとしたが、これに限られず、給水ホースなどを用いて給水作業を行うものとしてもよい。また、排気口７６ａは必ずしも筐体２２の上面に設ける必要はなく、筐体２２の側面に設けられていてもよい。

本実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。本実施形態では、燃料電池スタック３５が「燃料電池」に相当し、原燃料ガス供給装置４０が「原燃料ガス供給装置」に相当し、脱硫器４４が「脱硫器」に相当し、改質器３３が「改質器」に相当し、改質水タンク５３が「改質水タンク」に相当し、燃焼部３６が「燃焼部」に相当し、熱交換器７３が「凝縮部」に相当し、凝縮水供給管７４が「第１凝縮水流路」に相当し、排気ガス排出管７６が「排気流路」に相当し、還流管３７が「還流流路」に相当し、排水管３８が「第２凝縮水流路」に相当する。また、接続部７３ａが「排気流路に接続される接続部」に相当し、接続部７３ｂが「第１凝縮水流路に接続される接続部」に相当し、接続部７３ｃが「第２凝縮水流路に接続される接続部」に相当する。また、フロートセンサ５４が「水位センサ」に相当する。

なお、本実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、本実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、本実施形態は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等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、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、燃料電池システムの製造産業などに利用可能である。

１ ガス供給源、１０ 燃料電池システム、１２ 筐体、２０ 発電ユニット、３０ 発電モジュール、３１ モジュールケース、３２ 気化器、３３ 改質器、３４ 改質ガス供給管、３５ 燃料電池スタック、３６ 燃焼部、３７ 還流管、３７ａ オリフィス、３８ 排水管、４０ 原燃料ガス供給装置、４１ 原燃料ガス供給管、４１ａ オリフィス、４２ ガス供給弁、４３ ガスポンプ、４４ 脱硫器、４５ エア供給装置、４６ エア供給管、４７ フィルタ、４８ エアブロワ、５０ 改質水供給装置、５１ 改質水供給管、５２ 改質水ポンプ、５３ 改質水タンク、５４ フロートセンサ、５５ 排水口、７０ 排熱回収装置、７１ 循環配管、７２ 循環ポンプ、７３ 熱交換器、７３ａ，７３ｂ，７３ｃ 接続部、７４ 凝縮水供給管、７５ 水精製器、７６ 排気ガス排出管、７６ａ 排気口、８０ 貯湯タンク、９０ 制御装置、ＷＢ 給水ボトル、ＷＢａ 給水口、ＷＳ 水封部。

Claims (3)

1. 水素を含む改質ガスと酸素を含む酸化剤ガスとに基づいて発電する燃料電池を備える燃料電池システムであって、
   原燃料ガスを供給する原燃料ガス供給装置と、
   前記原燃料ガスに含まれる硫黄分を脱硫する脱硫器と、
   前記脱硫器で脱硫された原燃料ガスを改質水を用いて改質して前記改質ガスを生成する改質器と、
   前記改質水を蓄える改質水タンクと、
   前記燃料電池を通過した改質ガスを燃焼させる燃焼部と、
   前記改質ガスの燃焼により生成された燃焼排気ガスを凝縮させる凝縮部と、
   前記凝縮部に接続され、前記燃焼排気ガスから凝縮された凝縮水を前記改質水タンクへ供給する第１凝縮水流路と、
   前記凝縮部に接続され、前記凝縮水が生成された残りの前記燃焼排気ガスを排気口から外部に排出させる排気流路と、
   前記改質器で生成された前記改質ガスの一部を前記脱硫器に還流させる還流流路と、
   前記還流流路内の前記改質ガスから凝縮された凝縮水が供給可能に該還流流路に接続されると共に前記凝縮部に接続され、滞留する水で水封部を形成する第２凝縮水流路と、
   を備え、
   前記排気流路は、前記排気口から注入された水を前記凝縮部を介して前記第１凝縮水流路と前記第２凝縮水流路とに供給可能な給水路としても機能し、
   前記凝縮部は、前記第２凝縮水流路に接続される接続部が、前記第１凝縮水流路に接続される接続部よりも高さ位置が低くなるように設けられている
   燃料電池システム。
2. 請求項１に記載の燃料電池システムであって、
   前記凝縮部は、前記排気流路に接続される接続部が、前記第１凝縮水流路に接続される接続部および前記第２凝縮水流路に接続される接続部よりも高さ位置が高くなるように設けられている
   燃料電池システム。
3. 請求項１または２に記載の燃料電池システムであって、
   前記改質水タンクの水位を検出する水位センサを備え、
   前記第２凝縮水流路内の水の滞留の判定を、前記水位センサにより前記改質水タンクの所定水位が検出されることに基づいて行う
   燃料電池システム。
   

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