JP7369595B2 - 燃料電池装置 - Google Patents

Description

本開示は、燃料電池装置に関する。

燃料電池は、水素を含有する原燃料ガスと酸素含有ガス（空気）とを用いて発電を行ない、電気を外部に供給する。また、燃料電池は、原燃料ガスを、水素を含む燃料ガスに改質する改質反応や、発電や、余剰ガスの燃焼などにより生じた排ガス中の熱を回収して温水として貯留し、この温水を直接にまたは間接に外部に供給する、コジェネレーションシステムの一部を構成する。

ところで、燃料電池は、改質反応において水が生成する。また、セルスタックにおける発電反応により、燃料電池セルにおいて水が生成する。したがって、燃料電池の排ガスには、多くの水分（水蒸気）が含まれている。

そこで、燃料電池装置においては、燃料電池から排出された排ガスを熱交換器等に通して冷却するとともに、この熱交換時に、前記排ガスに含まれる水蒸気が凝縮して生成される凝縮水を回収して水タンク等に貯留する。そして、貯留された水を、天然ガス等の原燃料を水蒸気改質する改質器に改質水として供給する、いわゆる水自立運転が行われている。

前述の凝縮水の回収に関し、特許文献１には、顕熱／潜熱比が小さい場合であっても、熱回収効率を最適にする燃料電池システムが開示されている。この燃料電池システムの制御装置は、熱交換器入口の貯湯水温度に応じて、熱交換器出口の目標貯湯水温度を設定する目標温度設定部と、熱交換器出口の貯湯水温度が設定された目標温度となるように、貯湯水循環ポンプの送出量を制御する送出量制御部と、を備えている。

特開２０１９－２１４６４号公報

本開示の目的は、燃料電池の排ガス中に含まれる水分を効率よく回収することのできる燃料電池装置を提供することである。

本開示の燃料電池装置は、燃料ガスと酸素含有ガスとを用いて発電を行なう燃料電池と、前記燃料電池より排出される排ガスと熱媒とを熱交換させる熱交換器と、前記熱交換器より排出される排ガスの温度を測定する第１排ガス温度測定部と、前記熱交換器に熱媒を循環させる循環流路に配設された循環ポンプと、原燃料を水蒸気改質して前記燃料ガスを前記燃料電池に供給する改質器と、前記改質器に供給される水蒸気改質用の改質水を貯留する改質水タンクと、前記改質水タンクに貯留された改質水の水位を検知する水位検知部と、制御装置と、を備える。
前記制御装置は、前記第１排ガス温度測定部が測定する第１排ガス温度が予め定められた目標温度となるように、前記循環ポンプの駆動を制御する、排ガス温度制御を実行可能であるとともに、前記水位検知部が検知した前記改質水タンク内の改質水の水位に基づいて、前記目標温度を設定する。
また、本開示の燃料電池装置は、燃料ガスと酸素含有ガスとを用いて発電を行なう燃料電池と、前記燃料電池より排出される排ガスと熱媒とを熱交換させる熱交換器と、前記熱交換器より排出される排ガスの温度を測定する第１排ガス温度測定部と、前記熱交換器に熱媒を循環させる循環流路に配設された循環ポンプと、原燃料を水蒸気改質して前記燃料ガスを前記燃料電池に供給する改質器と、前記改質器に供給される改質水の量を測定する改質水量測定部と、前記燃料電池から前記熱交換器に流入する排ガスの温度を測定する第２排ガス温度測定部と、前記燃料電池と前記熱交換器との間の排ガス流路と、前記熱交換器から排出された排ガスを装置外に排気する排気流路と、前記排ガス流路と前記排気流路との間を、前記熱交換器を経由せずに接続するバイパス流路と、該バイパス流路に配設されたガスポンプと、制御装置と、を備える。
前記制御装置は、前記第１排ガス温度測定部が測定する第１排ガス温度が予め定められた目標温度となるように、前記循環ポンプの駆動を制御し、前記排ガスに含まれる水分量に関連する排ガス流体値であって、排ガスの流量と、前記改質水量測定部が測定する改質水の流量と、を用いて算出される排ガス流体値と、に基づいて、前記目標温度を設定し、前記第２排ガス温度測定部が測定する第２排ガス温度を確認する温度確認制御を実行して、該第２排ガス温度が予め定められた第２温度以上である場合に、前記ガスポンプを駆動して、前記熱交換器から排出された排ガスを、前記バイパス流路を経由して前記排ガス流路に還流させる排ガス還流制御を実行する。
さらに、本開示の燃料電池装置は、燃料ガスと酸素含有ガスとを用いて発電を行なう燃料電池と、前記燃料電池より排出される排ガスと熱媒とを熱交換させる熱交換器と、前記熱交換器より排出される排ガスの温度を測定する第１排ガス温度測定部と、前記熱交換器に熱媒を循環させる循環流路に配設された循環ポンプと、前記燃料電池から前記熱交換器に流入する排ガスの温度を測定する第２排ガス温度測定部と、前記燃料電池と前記熱交換器との間の排ガス流路と、前記熱交換器から排出された排ガスを装置外に排気する排気流路と、前記排ガス流路と前記排気流路との間を、前記熱交換器を経由せずに接続するバイパス流路と、該バイパス流路に配設されたガスポンプと、制御装置と、を備える。
前記制御装置は、前記第１排ガス温度測定部が測定する第１排ガス温度が予め定められ、予め上限温度となる第１温度が定められた目標温度となるように、前記循環ポンプの駆動を制御する、排ガス温度制御を実行可能であり、前記目標温度を該第１温度未満の温度に設定し、前記第２排ガス温度測定部が測定する第２排ガス温度を確認する温度確認制御を実行して、該第２排ガス温度が予め定められた第２温度以上である場合に、前記ガスポンプを駆動して、前記熱交換器から排出された排ガスを、前記バイパス流路を経由して前記排ガス流路に還流させる排ガス還流制御を実行する。

本開示の燃料電池装置によれば、燃料電池の排ガス中に含まれる水分を、効率よく回収することができる。

第１実施形態の燃料電池装置の概略構成図である。 外装ケース内の燃料電池装置の構成を示す斜視図である。 第２実施形態の燃料電池装置の概略構成図である。

以下、図面を参考にしながら、実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、燃料電池として固体酸化物形の燃料電池を例示するが、例えば固体高分子形の燃料電池等に適用することもでき、その場合、構成は適宜変更すればよい。

図１は、第１実施形態の燃料電池装置の構成の概略を示すブロック図であり、図２は、外装ケース内の燃料電池装置の構成を示す斜視図である。なお、燃料電池装置において汎用的な装置や機器等については、詳しい説明を行なわず、図中への符号の付与のみに留めているものもある。

図１に示す燃料電池装置１００は、燃料電池モジュール１と、燃料電池モジュール１に接続された熱交換器３と、燃料電池モジュール１から排出される高温度の排ガスの熱および熱エネルギーを、熱媒循環流路Ｑを介した熱交換により回収し、温水として貯留する蓄熱タンク４と、排ガス中に含まれる水分が熱交換により凝縮して生成した凝縮水を、凝縮水流路Ｃを介して改質水として貯留する改質水タンク６と、を備える。

また、燃料電池装置１００は、原燃料ポンプおよび原燃料流路等を含む原燃料供給装置１３と、空気ブロアおよび酸素含有ガス流路等を含む酸素含有ガス供給装置１４を備える。さらに、水自立運転を継続するための、前述の改質水タンク６と、これに接続された改質水供給ポンプＰ２および改質水流路Ｒを含む改質水供給装置を含む。

そして、燃料電池装置１００は、先に述べた熱交換器３、蓄熱タンク４、ラジエータ５、熱媒循環ポンプＰ１と、これらを環状に接続する熱媒循環流路Ｑとからなる熱媒循環系（ヒートサイクル）を備えている。なお、図１では、熱交換器３入口側の、比較的低温の熱媒が流れる上流側の流路をＱ１と表示し、熱交換器３出口側の、比較的高温の熱媒が流れる下流側の流路をＱ２と表示している。なお、ラジエータ５は設けない構成としてもよい。

熱媒循環系の熱源である燃料電池モジュール１は、収納容器１０に収容されている。収納容器１０の内部には、複数の燃料電池セルが積層されたセルスタック１１と、水蒸気を用いて原燃料の水蒸気改質を行なう改質器１２と、余剰の燃料ガスに点火するための着火ヒータ（図示省略）、および、触媒容器２に充填された排ガス触媒等を備える。

上述のような構成の燃料電池装置１００において、燃料電池モジュール１内で生じた、水分を含む排ガスは、触媒容器２内の排ガス触媒を介して排ガス流路Ｅに導出された後、燃料電池モジュール１に隣接する熱交換器３に導入される。

熱交換器３は、高温の排ガスが図示上側から下方に向かって流下し、低温の熱媒（水）が図示下側から上方に向かって流過する、向流式となっている。また、熱交換器３の最下部は、熱交換により液化した水（凝縮水）と、水分の取り除かれた排ガスとを分離する、気水分離器になっている。

気水分離器で水を取り除かれた排ガスは、排気流路Ｖを経由して機外に排出される。一方、気水分離器で分離された凝縮水は、凝縮水流路Ｃを経由して改質水タンク６に回収され貯留される。

なお、燃料電池装置１００は、図２に示すような、各フレーム３１と各外装パネル３２とからなるケース３０の中に配設されている。このケース３０の中の、燃料電池モジュール１および各補機の周りや、流路、配管等には、以下のような制御手段２０や、複数の計測機器やセンサ、または他の補機等が設けられている。

燃料電池装置１００は、前述の燃料電池モジュール１および各補機の動作を制御する手段として、電力調整装置（図示省略）と、この電力調整装置と連係して、燃料電池の発電運転を補助する各補機の動作を制御する制御装置２０と、この制御装置２０に付属または内蔵される記憶装置等を備える。

制御装置２０は、記憶装置および表示装置（ともに図示省略）と、燃料電池装置１００を構成する各種構成部品および各種センサと接続され、これらの各機能部をはじめとして、燃料電池装置１００の全体を制御および管理する。制御装置２０は、それに付属する記憶装置（図示省略）に記憶されているプログラムを取得して、このプログラムを実行することにより、燃料電池装置１００の各部にかかる、種々の機能を実現する。

また、燃料電池装置１００は、筐体内外の各部の温度を計測するための、温度センサ、サーミスタ等の温度計測器または温度計を、複数備える。

たとえば、図１に示すように、燃料電池モジュール１（燃焼部）から排出された排ガスの温度を測定する第１の排ガス温度測定部として、熱交換器３経由後の気水分離器部位に、サーミスタＴＭ１が配設されている。

また、熱交換器３に導入される前の触媒容器２内に、容器内の排ガス触媒の温度を測定するサーミスタＴＭ２が配設されている。なおサーミスタＴＭ２は、あわせて熱交換器３に流入する排ガスの温度の測定を行ってもよい。また、サーミスタＴＭ２は、触媒容器２と熱交換器３との間に配置してもよい。

さらに、熱交換器３内を流過する熱媒の温度を測るために、熱交換器３の熱媒入口側（低温側）にあたる熱媒循環流路Ｑの上流側流路Ｑ１に、サーミスタＴＭ３が配設されている。なお、従来設けられていた熱交換器３の熱媒出口側（高温側）にあたる熱媒循環流路Ｑの下流側には、サーミスタは配置しなくてもよい。

さらに、改質水タンク６においては、タンクの底部（低部）に近い、所定の低水位位置には、貯留された改質水の水位の低下または渇水を示すための水検知器ＷＬ１が配設され、タンクの所定の満水位に近い、高水位位置には、改質水の水位である上水面が上昇して貯水量が増えたことを検出する水検知器ＷＬ２が配設されている。

前述の制御装置２０から、上述のセンサ類、または他の機能部または装置に制御信号または各種の情報などを送信する場合、制御装置２０と他の機能部とは、有線または無線により接続されていればよい。各図では、制御装置２０と、燃料電池を構成する各装置および各センサとを結ぶ接続線の図示を、省略している場合がある。また、制御装置２０が行なう本実施形態に特徴的な制御については、後記で説明する。

なお、後記の実施形態において、熱媒循環流路Ｑ（ヒートサイクル）に配設された熱媒循環ポンプＰ１は、その回転駆動モータがパルス駆動方式のものであり、制御装置２０は、パルス駆動のオン／オフデューティ比を増減させて、ポンプＰ１の回転駆動力およびその吐出量を制御している。

以上の構成の燃料電池装置１００において、燃料電池が運転を行なっている場合、制御装置２０は、第１排ガス温度測定部であるサーミスタＴＭ１が測定する、熱交換器３出口（図示下側）の第１排ガス温度が、予め定められた目標温度となるように、熱媒循環ポンプＰ１の駆動を制御する、排ガス温度制御を実行する。

このように、熱交換器３出口側の排ガス温度に基づいて、熱媒循環ポンプＰ１を駆動させることで、従前のように、熱交換器出口の熱媒温度が目標となるように熱媒循環ポンプの駆動を制御することに比べて、効率よく凝縮水を回収することが可能になる。以下、目標温度の設定について、具体的な例をあげて説明する。

制御の第１の例として、前述の構成の燃料電池装置１００が発電運転を行なっている場合、制御装置２０は、前述のような排ガス温度制御において、たとえば改質水タンク６内の改質水の水位に基づいて前述の目標温度を設定する、第１の目標温度設定制御を行なうとともに、熱交換器３出口の第１排ガス温度が、その目標温度となるように、熱媒循環ポンプＰ１の駆動を制御する、第１の排ガス温度制御を実行することができる。

すなわち、前述の排ガス温度制御の実行中に、改質水の水位を検知する水位検知部である、低水位の水検知器ＷＬ１または高水位の水検知器ＷＬ２による水位検知もしくは水位未検知が発報された場合、制御装置２０は、改質水タンク６内の改質水の水位を制御優先項目として目標温度を切り替え、熱媒循環ポンプＰ１の駆動を目標温度の変更に対応して補正する、第１の排ガス温度制御を実行する。

具体的には、たとえば改質水タンク６内の改質水（水面）の高水位を検知する水検知器ＷＬ２が水を検出した場合、制御装置２０は、改質水タンク６内に貯留された改質水の水量が、オーバーフローの発生する満水に近いと判断して、制御目標温度を、凝縮水の回収率が低下する温度にまで上げる。そして、この目標温度の上昇に対応できるよう、熱媒循環ポンプＰ１の駆動（デューティ比）を、それ以前より減少させる制御を実行する。それにより、凝縮水の回収量を低減し、オーバーフローの発生を抑制することができる。

他方、たとえば改質水タンク６内の改質水（水面）の改質水（水面）の高水位を検知するＷＬ２が水を検出しない場合や、低水位を検知する水検知器ＷＬ１が水を検出しない場合は、制御装置２０は、改質水タンク６内に貯留された改質水の水量が、不足するもしくは渇水の発生する水位に近いと判断して、制御目標温度を、凝縮水の回収率が向上する温度にまで下げる。また、この目標温度の低下に対応できるよう、熱媒循環ポンプＰ１の駆動（デューティ比）を、それ以前より増加させる制御を実行する。それにより、凝集水の回収量を増大させ、改質水の水量が、不足するおそれや、渇水が発生するおそれを低減することができる。

このようにして、燃料電池の排ガス中に含まれる水分を効率よく回収しつつも、改質水タンク６内に貯留される改質水の水量を、自立運転を継続するのに適切な範囲に保つことができる。

なお、凝縮水回収制御中に、例えば改質水（水面）の高水位を検知するＷＬ２が水を検出するようになった場合には、熱媒循環ポンプＰ１の駆動（デューティ比）を、それ以前より減少させる駆動の〔マイナス（－）補正〕を実行して、凝縮水の回収量を低減し、オーバーフローの発生を抑制してもよい。

つぎに、制御の第２の例として、前述の構成の燃料電池装置１００が同様に発電運転を行なっている場合、制御装置２０は、排ガスに含まれる水分量に関連する排ガス流体値に基づいて、先に述べた目標温度を設定する、第２の目標温度設定制御を行なうことができる。

ここで、熱媒循環ポンプＰ１を駆動させることで回収される凝縮水量について、詳述する。凝縮水量とは、燃料電池モジュール１より排出される排ガスに含まれる水蒸気量から、熱交換後の排ガスが含むことができる飽和水蒸気量を引くことで算出できる。よって、目標温度を設定することで、飽和水蒸気量を算出でき、回収できる凝縮水量を推定することができる。言い換えれば、回収したい凝縮水量に応じて、目標温度を設定することもできる。

燃料電池モジュール１より排出される排ガスに含まれる水蒸気量は、前述の構成の燃料電池装置１００が発電運転を行なっている場合、燃料電池モジュール１に投入される燃料ガス由来の水分量と、改質器１２に投入される水分量とが主体となる。また、排ガスに含まれる水蒸気量をより正確に算出する場合には、燃料電池モジュール１に投入される空気に含まれる水分量を加えてもよい。

燃料電池モジュール１に投入される燃料ガス由来の水分量とは、燃料ガス流量に含まれる水素の量を算出して換算する。すなわち、例えば燃料ガスに含まれるメタン等の水素を含む成分の成分割合から、水素の割合を算出し、それを水分量に換算する。また改質器１２に投入される水分量とは、改質水供給ポンプＰ２より供給される改質水量とすればよい。言い換えれば、改質水量測定部が測定する計測値（水量）とすればよい。燃料電池モジュール１に投入される空気に含まれる水分量とは、相対湿度、空気温度、空気供給量とから算出することができる。

なお、改質水量測定部が測定する改質水の量に関し、改質水の流量は、改質水流路Ｒに配設した水流量計等により直接測定してもよく、改質水供給ポンプＰ２が、吐出量や回転数等の諸元を出力可能なものであれば、その諸元を利用して、演算により求めてもよい。たとえば、吐出量がフィン回転数で表される水ポンプの場合であれば、予め検量線を用意しておくことにより、回転数〔回転／分〕と回転駆動継続時間〔分〕の積で、ポンプの吐出水量を求めることができる。また、改質水供給ポンプＰ２がパルスモータ駆動のものであれば、その駆動のデューティ比から、ポンプの吐出水量等を推計することもできる。

以上より、燃料電池モジュール１より排出される排ガス量に含まれる水蒸気量を算出することができ、本明細書において、上記排ガス量に含まれる水蒸気量を、排ガス流体値と呼ぶ。すなわち、排ガス流体値とは、燃料電池モジュール１より排出される排ガス量に関連して求められる水蒸気量のことを意味する。

なお、通常、燃料電池モジュール１より排出される排ガスの温度は高く、また燃料電池モジュール１より排出される排ガスに含まれる水分量はさほど多くない。それゆえ、高温の排ガスに含まれる水分が排ガスの飽和水蒸気量となることはなく、上記において、排ガスの熱交換器３への入口温度をあえて考慮していない。しかしながら、排ガスの飽和水蒸気量を考慮する場合には、排ガス流体値の算出において、第２排ガス温度測定部であるサーミスタＴＭ２にて測定された第２排ガス温度を用いて飽和水蒸気量を算出し、上記で算出した排ガス量に関連して求められる水蒸気量と、飽和水蒸気量とを比較すればよい。排ガスに含まれる水蒸気量が多い場合には、その値と排ガス流体値とし、飽和水蒸気量が多い場合には、その値を排ガス流体値とすればよい。

続いて、熱交換後の排ガスが含む飽和水蒸気量は、熱交換器３より排出される排ガス流量（すなわち燃料電池モジュール１より排出される排ガス流量）、排ガス温度、ガス圧力等を掛け合わせて算出する。なお算出にあたっては、１９９９年発刊の日本機械学会蒸気表より算出した蒸気状態量計算関数を用いて算出することができる。

制御装置２０は、上述の排ガスより算出される排ガス流体値に対応して、熱媒循環ポンプＰ１の駆動を制御することで、効率よく凝縮水回収を行うことができる。すなわち、制御装置２０は、温度と飽和水蒸気量との関係のテーブルと、予め調査された、熱媒循環ポンプの駆動と、排ガスの熱交換前の温度と、熱交換後の温度との関係のテーブルを記憶しておく。

すなわち、制御装置２０は、最初に排ガスに含まれる水蒸気量を算出し、そのうち凝縮水量として回収する量を決定することで、結果的に、熱交換後の排ガスに含まれる水蒸気量を求めることができる。すなわち、熱交換後の排ガスの飽和水蒸気量に対応する温度を求めることができる。それにより、熱交換後の排ガスの目標温度が決定され、決定された目標温度と、熱交換器３に流入する排ガス温度と、熱媒循環ポンプＰ１の駆動とのテーブルから、熱媒循環ポンプＰ１の駆動量を制御することができる。

また、制御装置２０は、排ガスより得られる凝縮水量が不足する場合には、目標温度を下げればよい。一方で、排ガスより得られる凝縮水量が過剰な場合には、目標温度を上げればよい。

それにより、従前のように、熱交換器出口の貯湯水温度が目標となるように熱媒循環ポンプの駆動を制御することに比べて、効率よく必要となる凝縮水量を回収することができる。

なお、前述の例において、熱交換器３の出口側の「目標温度」の設定や切り替えを、排ガス流体値に基づいて行なっている場合に、制御装置２０は、熱交換効率の向上や安全性を考慮して、目標温度を、予め設けられた上限値である第１温度未満の温度に設定するようになっている。第１温度は、５０℃未満にて設定することができる。

（第２実施形態）
つぎに、熱交換器３の出口側の排ガス温度（外部へ排出する排気温度）を、より低下させる手段を有する、第２実施形態について説明する。

図３に示す燃料電池装置１０１は、前述の、熱交換器３の出口側の排ガス温度、すなわち装置外部へ排出する排気温度をより低下させる構成として、排ガス流路Ｅと排気流路Ｖとの間を熱交換器３を経由せずに接続するバイパス流路１５と、このバイパス流路１５に配設されたガスポンプＰ３と、を備える。なお、バイパス流路１５上には、開閉弁Ｂ１が配設されているとともに、触媒容器２と熱交換器３との間の排ガス流路Ｅ上には、排ガスの逆流を防止するための逆止弁Ｂ２が配設されている。

他の部分の構成は、第１実施形態の燃料電池装置１００と同じであるので、同じ符号を付して説明を省略する。

そして、前述の構成を有する燃料電池装置１０１において、制御装置２０は、熱交換器３の入口側の排ガス温度を確認する温度確認制御を実行して、この排ガス温度が予め定められた第２温度以上である場合、上述のガスポンプＰ３を駆動して、熱交換器３から導出された排ガスを、バイパス流路１５を経由して排ガス流路Ｅに還流させる排ガス還流制御を、実行する。第２温度は、例えば７０℃に設定することができる。

この構成により、第２実施形態の燃料電池装置１０１は、排気流路Ｖを通じて機外に排出される排ガスの温度を、より安全な低温とすることができる。

１ 燃料電池モジュール
３ 熱交換器
２０ 制御装置
１００，１０１ 燃料電池装置
Ｑ 熱媒循環流路
Ｐ１ 熱媒循環ポンプ
ＴＭ サーミスタ

Claims (3)

1. 燃料ガスと酸素含有ガスとを用いて発電を行なう燃料電池と、
   前記燃料電池より排出される排ガスと熱媒とを熱交換させる熱交換器と、
   前記熱交換器より排出される排ガスの温度を測定する第１排ガス温度測定部と、
   前記熱交換器に熱媒を循環させる循環流路に配設された循環ポンプと、
   原燃料を水蒸気改質して前記燃料ガスを前記燃料電池に供給する改質器と、
   前記改質器に供給される水蒸気改質用の改質水を貯留する改質水タンクと、
   前記改質水タンクに貯留された改質水の水位を検知する水位検知部と、
   制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記第１排ガス温度測定部が測定する第１排ガス温度が予め定められた目標温度となるように、前記循環ポンプの駆動を制御する、排ガス温度制御を実行可能であるとともに、
   前記水位検知部が検知した前記改質水タンク内の改質水の水位に基づいて、前記目標温度を設定する、燃料電池装置。
2. 燃料ガスと酸素含有ガスとを用いて発電を行なう燃料電池と、
   前記燃料電池より排出される排ガスと熱媒とを熱交換させる熱交換器と、
   前記熱交換器より排出される排ガスの温度を測定する第１排ガス温度測定部と、
   前記熱交換器に熱媒を循環させる循環流路に配設された循環ポンプと、
   原燃料を水蒸気改質して前記燃料ガスを前記燃料電池に供給する改質器と、
   前記改質器に供給される改質水の量を測定する改質水量測定部と、
   前記燃料電池から前記熱交換器に流入する排ガスの温度を測定する第２排ガス温度測定部と、
   前記燃料電池と前記熱交換器との間の排ガス流路と、
   前記熱交換器から排出された排ガスを装置外に排気する排気流路と、
   前記排ガス流路と前記排気流路との間を、前記熱交換器を経由せずに接続するバイパス流路と、
   該バイパス流路に配設されたガスポンプと、
   制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記第１排ガス温度測定部が測定する第１排ガス温度が予め定められた目標温度となるように、前記循環ポンプの駆動を制御し、
   前記排ガスに含まれる水分量に関連する排ガス流体値であって、排ガスの流量と、前記改質水量測定部が測定する改質水の流量と、を用いて算出される排ガス流体値と、に基づいて、前記目標温度を設定し、
   前記第２排ガス温度測定部が測定する第２排ガス温度を確認する温度確認制御を実行して、該第２排ガス温度が予め定められた第２温度以上である場合に、
   前記ガスポンプを駆動して、前記熱交換器から排出された排ガスを、前記バイパス流路を経由して前記排ガス流路に還流させる排ガス還流制御を実行する、燃料電池装置。
3. 燃料ガスと酸素含有ガスとを用いて発電を行なう燃料電池と、
   前記燃料電池より排出される排ガスと熱媒とを熱交換させる熱交換器と、
   前記熱交換器より排出される排ガスの温度を測定する第１排ガス温度測定部と、
   前記熱交換器に熱媒を循環させる循環流路に配設された循環ポンプと、
   前記燃料電池から前記熱交換器に流入する排ガスの温度を測定する第２排ガス温度測定部と、
   前記燃料電池と前記熱交換器との間の排ガス流路と、
   前記熱交換器から排出された排ガスを装置外に排気する排気流路と、
   前記排ガス流路と前記排気流路との間を、前記熱交換器を経由せずに接続するバイパス流路と、
   該バイパス流路に配設されたガスポンプと、
   制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記第１排ガス温度測定部が測定する第１排ガス温度が予め定められ、予め上限温度となる第１温度が定められた目標温度となるように、前記循環ポンプの駆動を制御する、排ガス温度制御を実行可能であり、
   前記目標温度を該第１温度未満の温度に設定し、
   前記第２排ガス温度測定部が測定する第２排ガス温度を確認する温度確認制御を実行して、該第２排ガス温度が予め定められた第２温度以上である場合に、
   前記ガスポンプを駆動して、前記熱交換器から排出された排ガスを、前記バイパス流路を経由して前記排ガス流路に還流させる排ガス還流制御を実行する、燃料電池装置。