JPH04284365A - 燃料電池発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は天然ガス，メタノールな
どの炭化水素系燃料を燃料改質器により水蒸気改質して
得た水素リッチな改質ガスおよび空気供給手段により供
給される空気とを反応ガスとして用いて電気化学的に発
電する燃料電池発電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池発電装置は、天然ガス，メタノ
ール等の炭化水素系燃料を燃料として水蒸気改質により
水素リッチな改質ガスを生成する燃料改質器と、この改
質ガスと空気供給手段により供給される空気とを反応ガ
スとして用いて電気化学的に直流電気を発電する燃料電
池本体と、必要に応じ、燃料電池が発電した直流電気を
交流電気に変換する直交変換装置等で構成される。燃料
改質器で生成された改質ガスは、燃料電池の負荷および
水素利用率に応じて燃料電池本体内部で消費され、燃料
電池本体から排出される。排出されたガス（以降オフガ
スと略称）は、まだ未利用の水素を含んでいるので、燃
料改質器のバーナに導かれて燃焼され、水蒸気添加燃料
および改質触媒の加熱に使用される。図４は従来技術に
よるこのような燃料電池発電装置のプロセスフロー図で
ある。図４において、１は天然ガス，ナフサなどの常温
・常圧下で気体状態にある炭化水素系燃料１５を水素リ
ッチな改質ガスに改質する燃料改質器である。燃料１５
は改質用水蒸気３２と混合されて、水蒸気添加燃料１７
となって燃料改質器１に導かれる。燃料改質器１は改質
触媒２が充填された改質触媒管５と、この改質触媒管５
を炭化水素系燃料１５の改質に適合した温度、例えば燃
料１５が天然ガスの場合　６００〜　８００℃に加熱す
るバーナ３とを有し、バーナ３は燃料電池本体７からの
オフガス１９を燃焼して所要の温度を生成する。水蒸気
添加燃料１７はバーナ３で生成した燃焼ガスによって加
熱器４を通流する間に加熱されたうえで、改質触媒管５
に導かれ、改質触媒２によって水蒸気改質されて水素リ
ッチな改質ガス１８に改質される。改質ガス１８は燃料
電池本体７の燃料極８に供給され、空気極９に供給され
る反応用空気２４とともに化学反応して発電作用を行い
、水素を消費してオフガス１９となって燃料電池本体１
から排出される。しかしオフガス１９はまだ未利用の水
素を持っているのでバーナ３に与えられ、燃焼用空気２
０とともに燃焼され、加熱器４をを加熱するとともに、
改質触媒管５を所要の温度に加熱する。改質触媒管５の
所要の温度への加熱を済ませた燃料改質器排ガス３０は
予熱器２２で燃焼用空気２０を予熱したうえで系外に放
出される。燃焼用空気２０はその空気供給能力を可変可
能な燃焼用空気供給用の空気ブロア３８によって系内に
取り込まれ途中予熱器２２で、バーナ３でのオフガス１
９の燃焼に適合した温度、例えば燃料１５が天然ガスの
場合　５００〜　６００℃に加熱されて、バーナ３に供
給される。

【０００３】燃料電池本体７は、電解質を担持したマト
リックスからなる電解質層１０と、マトリックスを挟持
し改質ガス１８および反応用空気２４がそれぞれ通流す
る燃料ガス流通路および酸化剤ガス流通路を有する一対
の多孔性のガス拡散電極である燃料極８および空気極９
からなる単位セルを複数積層する毎に冷却体１１を介装
し、これら複数の単位セルと冷却体１１との積層体を複
数積層して構成されている。燃料電池本体７が発電した
電力は、直接あるいは必要に応じて設置する直交変換装
置などの変換装置１３を介して、負荷１２に供給される
。反応用空気２４は反応空気用の空気ブロア２３によっ
て系内に取り込まれ空気極９に供給される。燃料電池本
体７が直流発電を行うと、出力する電流値にほぼ比例し
た損失熱を発生する。この損失熱は冷却体１１に通流す
る例えば純水２７の加圧沸騰冷却により除去される。 純水２７は循環ポンプ２６によって循環経路を循環する
に要する圧力を与えられ、燃料電池本体７に供給される
。燃料電池本体７の冷却体１１において熱を奪った純水
２７は、熱交換器２７ａで放熱した後、水蒸気分離器２
５を経て循環ポンプ２６に戻る。水蒸気分離器２５は圧
力容器で構成されており、冷却体１１から加圧沸騰によ
り熱を奪った純水２７から水蒸気を分離する。燃料改質
器１における炭化水素系燃料１５の水蒸気改質には、例
えば燃料１５が天然ガスの場合には、燃料１５の供給量
の２〜４倍（モル数比）の水蒸気を必要とする。この改
質用水蒸気３２には水蒸気分離器２５で分離された水蒸
気が用いられ、流量制御弁３１を介して燃料１５と混合
される。

【０００４】燃料電池での電気化学的反応で得られる直
流電流は、ファラデーの法則により、消費される水素お
よび酸素の量に正比例する。このため燃料電池の負荷電
流に応じて燃料１５および改質用水蒸気３２の量を調整
することが必要となる。３５は燃料電池本体７の負荷電
流値を検出する電流検出器であり、電流検出器３５の出
力は燃料制御器３６に入力され、燃料制御器３６では燃
料ポンプ１６の例えば回転数などの燃料供給能力および
流量制御弁３１の開度を制御する信号が出力され、それ
ぞれ燃料ポンプ１６の燃料供給量および流量制御弁３１
の開度を制御する。これにより燃料電池本体７の負荷電
流値に応じた量の水蒸気添加燃料１７が燃料改質器１に
供給される。

【０００５】しかして、上記した燃料電池発電装置の構
成と制御方法では、負荷変動時の燃料ポンプ１６が所要
の回転数および流量制御弁３１が所要の開度に到達する
までに、かなりの時間遅れが生じることと、燃料改質器
１にいたる配管路の長さに係わる時間遅れが生じる。ま
た、燃料電池発電装置を変動が多い負荷の電源として用
いる場合、特に負荷が急減して燃料電池本体７の負荷電
流が急激に減少した時に、水素が余剰となり、オフガス
１９中の水素含有量が増大するので、バーナ３での発熱
量が増大して改質触媒２が過渡的に高温となる。ところ
で改質触媒２には、例えば燃料１５が天然ガスの場合は
改質触媒２としてニッケル系触媒が使用されるが、ニッ
ケル系触媒は　９００℃以上の高温にさらされると活性
が低下し、かつ寿命が短くなるという性質があるうえ、
水蒸気添加燃料１７を水素リッチな改質ガス１８に改質
する活性は　７００℃以上でないと充分には発揮されな
いため、改質触媒２は　７００〜　８００℃に保持する
ようにする必要があるということがある。このため、過
渡的にでも高温となると改質触媒２の寿命が大幅に低下
する可能性が生じることとなる。これに対応するため、
改質触媒管５に改質触媒２の温度を検出する触媒温度セ
ンサ６を設置し、触媒温度センサ６の出力を温度制御器
３９に入力し、温度制御器３９では空気ブロア３８の例
えば回転数などの空気供給能力を制御する信号が出力さ
れ、空気ブロア３８の燃焼用空気供給量を制御しており
、燃料電池本体７の負荷電流が急激に減少した場合、改
質触媒２の温度が所定の温度を越えると、空気ブロア３
８の空気供給量を増加して余剰の空気を供給し、バーナ
３での燃焼で得られる燃焼ガスの温度を低下することで
、負荷電流が急減しても、改質触媒２を所要の温度に保
持するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来例の、炭
化水素系燃料を水蒸気改質して水素リッチな改質ガスと
して用いる燃料電池発電装置においては、負荷変動時に
も改質触媒を所要温度に保持するために、改質触媒温度
を基に空気ブロアの空気供給能力を調整している。しか
し、空気ブロアによって供給される燃焼用空気は、予熱
器で燃料改質器排ガスと熱交換するので、例えば負荷急
減時にバーナで得られる燃焼ガスの温度を低下するには
、大量の燃焼用空気を供給する必要があり、空気ブロア
に持たせる空気供給能力が過大となり、空気ブロアおよ
び予熱器が大型化し、かつ空気ブロアの駆動電力も増大
するという問題があった。また、空気ブロアの空気供給
が所要の能力になるまでに時間遅れがあることと、燃焼
用空気の温度が燃料改質器排ガスと予熱器で熱交換した
うえで定まるのでここにも時間遅れがあることから、速
い応答による改質触媒温度の制御がいまだ困難であると
の問題があった。しかしながら、予熱器は定常運転時の
燃料電池発電装置にとっては、システム効率を高く維持
するために不可欠なものである。

【０００７】本発明は前述の従来技術の問題点に鑑みな
されたものであり、その目的は予熱器に通流する燃焼用
空気をバイパスするバイパス路を配設し、燃焼用空気用
の流量制御弁により、改質触媒温度等に応じてバイパス
路を通流する空気量を調整することで、システム効率を
低下させることなく、空気ブロアおよび予熱器を小形化
し、しかも改質触媒温度の負荷応答性の良好な燃料電池
発電装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では前述の目的は
、

【０００９】１）炭化水素系燃料を水蒸気改質する改質
触媒管とこの改質触媒管を加熱するバーナと前記改質触
媒管の動作温度を検出する改質触媒温度センサを有する
燃料改質器と、前記バーナに燃焼用空気を供給する空気
ブロワと、前記燃料改質器の排出ガスにより前記燃焼用
空気を加熱する予熱器と、前記燃料改質器により水蒸気
改質して得た水素リッチな改質ガスおよび空気供給手段
により供給される空気とを反応ガスとして用いて電気化
学的に発電する燃料電池本体と、この燃料電池本体の負
荷電流を検出する電流検出器を有する燃料電池発電装置
において、前記予熱器をバイパスするバイパス路と、こ
のバイパス路に配設された燃焼用空気量を調整する流量
制御弁と、前記電流検出器および前記改質触媒温度セン
サの出力に応じた制御信号を前記流量制御弁に出力する
温度制御器とを備えたこと、また

【００１０】２）前記１項記載の手段において、温度制
御器が電流検出器および改質触媒温度センサの出力に応
じた制御信号を燃焼用空気を供給する空気ブロワおよび
流量制御弁に出力するものであること、また

【００１１
】３）前記１項記載の手段において、バーナ入口部の燃
焼用空気の温度を検出する燃焼用空気温度センサを備え
、しかも温度制御器が電流検出器，改質触媒温度センサ
および前記燃焼用空気温度センサの出力に応じた制御信
号を流量制御弁に出力するものであること、さらにまた

【００１２】４）前記３項記載の手段において、温度制
御器が電流検出器，改質触媒温度センサおよび燃焼用空
気温度センサの出力に応じた制御信号を燃焼用空気を供
給する空気ブロワおよび流量制御弁に出力するものであ
ること、により達成される。

【００１３】

【作用】本発明では前述の構成とすることにより、負荷
の変動時、特に負荷の急減時に、水素が余剰となり、オ
フガス中の水素含有量が増大し、バーナでの発熱量が増
大して燃焼ガスの温度が所定温度を越えて急上昇する可
能性があるような場合に、改質触媒の温度を改質触媒温
度センサで検出し、改質触媒温度が所定値を越えている
場合には流量制御弁を開き、燃焼用空気をバイパス路に
分流させる。このようにすることで、予熱器を通流する
燃焼用空気の量が減少し燃料改質器排ガスから燃焼用空
気が受け取る熱量が減少するとともに、燃料改質器排ガ
スから熱を受け取らずこのため外気温度のままの低温の
燃焼用空気がバイパス路から直接供給されて、バーナ入
口での燃焼用空気の温度はその流量を増大することなく
応答性よく低下される。このためバーナでの燃焼で得ら
れる燃焼ガスの温度を短時間で降下させることができ、
改質触媒の温度を所定の設定値に短時間で良好な応答性
で制御できる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。図１は本発明の一実施例の燃料電池発電装置
のプロセスフロー図である。図４の従来例と同一部分に
は同じ符号を付しその説明を省略する。図１において、
２８は燃焼用空気２０の供給系において、予熱器２２と
並列に設けられて燃焼用空気２０の一部２０ｂをバイパ
スするバイパス路である。２９はバイパス路２８に配設
されて、バイパス路２８を通流する燃焼用空気の一部２
０ｂの流量を調整する流量制御弁である。流量制御弁２
９が開くことで、バイパス路２８に燃焼用空気の一部２
０ｂが流れ、その分予熱器２２を通流する燃焼用空気２
０の一部２０ａの流量が減少する。燃焼用空気の一部２
０ａと燃焼用空気の一部２０ｂはバーナ３の入口の手前
で合流しバーナ３に流入する。３３は燃焼用空気２０を
供給する一定供給能力の空気ブロアである。また、３７
は触媒温度センサ６および電流検出器３５からの信号を
入力し、燃料電池本体７の負荷電流が減少した場合には
いったん流量制御弁２９の開度を開き、また燃料電池本
体７の負荷電流が増加した場合にはいったん流量制御弁
２９の開度を閉じる信号を流量制御弁２９に出力し、以
降改質触媒２の温度の推移に応じて改質触媒２の温度が
所定値よりも高ければさらに流量制御弁２９の開度を開
き、改質触媒２の温度が所定値よりも低くければ流量制
御弁２９の開度を閉じる信号を流量制御弁２９に出力す
る温度制御器である。

【００１５】本実施例では上記の構成としたので、例え
ば負荷電流が急減した場合には、その信号が電流検出器
３５から温度制御器３７に入力され、温度制御器３７で
はまずただちに流量制御弁２９の開度を開く信号を流量
制御弁２９に出力する。ひきつずいて触媒温度センサ６
の出力を基に改質触媒２の温度が所定値よりも高ければ
さらに流量制御弁２９の開度を開く信号を流量制御弁２
９に出力する。これにより燃焼用空気の一部２０ｂはバ
イパス路２８を通流することとなり、また予熱器２２を
流れる燃焼用空気の一部２０ａの流量は減少する。この
ため、燃焼用空気の一部２０ａが予熱器２２で燃料改質
器排ガス３０から受け取る熱量は減少するとともに、外
気温のままの低温の燃焼用空気の一部２０ｂがバーナ３
に直接流入するので、バーナ３に供給される燃焼用空気
２０の温度は急速に低下する。これにより負荷電流が急
減し、オフガス１９中の水素含有量が増加し、バーナ３
での発熱量が増大しても燃焼用空気２０の供給量を増加
することなしに燃焼ガスの温度が急上昇することがなく
なり、改質触媒２の過度の温度上昇を防止することがで
きる。また、バーナ３での燃焼で得られる燃焼ガスの温
度を短時間で降下させることができ、改質触媒の温度を
所定の設定値に短時間で良好な応答性で制御できる。

【００１６】図２は本発明の異なる実施例の燃料電池発
電装置のプロセスフロー図である。図１および図４と同
一部分には同じ符号を付しその説明を省略する。図２に
おいて、３４は燃焼用空気２０のバーナ３の流入部に配
設された、燃焼用空気２０の温度を検出する燃焼空気温
度センサである。３７ａは温度制御器であり、触媒温度
センサ６，燃焼空気温度センサ３４および電流検出器３
５からの信号を入力し、燃料電池本体７の負荷電流に変
化がない場合には、例えば燃料１５が天然ガスの場合、
燃焼空気温度設定値を定常値である　５００〜　６００
℃として温度制御器３７ａ内に保存し、負荷電流が減少
した場合には燃焼空気温度設定値を定常値より低い温度
に設定しなおして保存し、負荷電流が増加した場合には
燃焼空気温度設定値を定常値より高い温度に設定しなお
して保存するとともに、燃焼空気温度センサ３４の出力
値と前記温度制御器３７ａ内に保存されている燃焼空気
温度設定値とを比較して、燃焼空気温度が燃焼空気温度
設定値よりも高ければ流量制御弁２９の開度を開く信号
を流量制御弁２９に出力し、燃焼空気温度が燃焼空気温
度設定値よりも低ければ流量制御弁２９の開度を閉じる
信号を流量制御弁２９に出力し、以降改質触媒２の温度
の推移に応じて改質触媒２の温度が所定値よりも高けれ
ばさらに流量制御弁２９の開度を開き、改質触媒２の温
度が所定値よりも低ければ流量制御弁２９の開度を閉じ
る信号を流量制御弁２９に出力する。

【００１７】本実施例では上記の構成としたので、例え
ば負荷電流が急減した場合には、その信号が電流検出器
３５から温度制御器３７ａに入力され、温度制御器３７
ａではまずただちに燃焼空気温度設定値を定常値より低
い温度に設定しなおして保存し、この設定しなおされた
燃焼空気温度設定値と燃焼空気温度値とを比較し、燃焼
空気温度の方が高いので、流量制御弁２９の開度を開く
信号を流量制御弁２９に出力する。ひきつずいて触媒温
度センサ６の出力を基に改質触媒２の温度が所定値より
も高ければさらに流量制御弁２９の開度を開く信号を流
量制御弁２９に出力する。これにより燃焼用空気の一部
２０ｂはバイパス路２８を通流することとなり、また予
熱器２２を流れる燃焼用空気の一部２０ａの流量は減少
する。このため、燃焼用空気の一部２０ａが予熱器２２
で燃料改質器排ガス３０から受け取る熱量は減少すると
ともに、外気温のままの低温の燃焼用空気の一部２０ｂ
がバーナ３に直接流入するので、バーナ３に供給される
燃焼用空気２０の温度は急速に低下する。これにより負
荷電流が急減し、オフガス１９中の水素含有量が増加し
、バーナ３での発熱量が増大しても、燃焼用空気２０の
供給量を増加することなしに燃焼ガスの温度が急上昇す
ることがなくなり、改質触媒２の過度の温度上昇を防止
することができる。また、バーナ３での燃焼で得られる
燃焼ガスの温度を短時間で降下させることができ、改質
触媒の温度を所定の設定値に短時間で良好な応答性で制
御できる。

【００１８】図３は本発明のさらに異なる実施例の燃料
電池発電装置のプロセスフロー図である。図１，図２お
よび図４と同一部分には同じ符号を付しその説明を省略
する。図３において、２１は燃焼用空気２０を供給する
可変供給能力の空気ブロアである。３７ｂは温度制御器
であり、触媒温度センサ６，燃焼空気温度センサ３４お
よび電流検出器３５からの信号を入力し、燃料電池本体
７の負荷電流に変化がない場合には、例えば燃料１５が
天然ガスの場合、燃焼空気温度設定値を定常値である　
５００〜　６００℃として温度制御器３７ｂ内に保存し
、負荷電流が減少した場合には燃焼空気温度設定値を定
常値より低い温度に設定しなおして保存し、負荷電流が
増加した場合には燃焼空気温度設定値を定常値より高い
温度に設定しなおして保存するとともに、燃焼空気温度
センサ３４の出力値と前記温度制御器３７ｂ内に保存さ
れている前記燃焼空気温度設定値とを比較して、燃焼空
気温度が燃焼空気温度設定値よりも高ければ流量制御弁
２９の開度を開く信号を流量制御弁２９に出力し、燃焼
空気温度が燃焼空気温度設定値よりも低ければ流量制御
弁２９の開度を閉じる信号を流量制御弁２９に出力し、
以降改質触媒２の温度の推移に応じて改質触媒２の温度
が所定値よりも高ければさらに流量制御弁２９の開度を
開き、改質触媒２の温度が所定値よりも低ければ流量制
御弁２９の開度を閉じる信号を流量制御弁２９に出力す
るとともに、流量制御弁２９の開度が全開されてもなお
改質触媒２の温度が所定値よりも高ければ供給能力を増
大させる信号を、流量制御弁２９の開度が全閉されても
なお改質触媒２の温度が所定値よりも低ければ供給能力
を低減させる信号を、空気ブロア２１に出力する。

【００１９】本実施例では上記の構成としたので、例え
ば負荷電流が急減した場合には、その信号が電流検出器
３５から温度制御器３７ｂに入力され、温度制御器３７
ｂではまずただちに燃焼空気温度設定値を定常値より低
い温度に設定しなおして保存し、この設定しなおされた
燃焼空気温度設定値と燃焼空気温度値とを比較し、燃焼
空気温度の方が高いので、流量制御弁２９の開度を開く
信号を流量制御弁２９に出力する。ひきつずいて触媒温
度センサ６の出力を基に改質触媒２の温度が所定値より
も高ければさらに流量制御弁２９の開度を開く信号を流
量制御弁２９に出力する。これにより燃焼用空気の一部
２０ｂはバイパス路２８を通流することとなり、また予
熱器２２を流れる燃焼用空気の一部２０ａの流量は減少
する。このため、燃焼用空気の一部２０ａが予熱器２２
で燃料改質器排ガス３０から受け取る熱量は減少すると
ともに、外気温のままの低温の燃焼用空気の一部２０ｂ
がバーナ３に直接流入するので、バーナ３に供給される
燃焼用空気２０の温度は急速に低下する。これにより負
荷電流が急減し、オフガス１９中の水素含有量が増加し
、バーナ３での発熱量が増大しても燃焼用空気２０の供
給量を増加することなしに燃焼ガスの温度が急上昇する
ことがなくなり、改質触媒２の過度の温度上昇を防止す
ることができる。また、バーナでの燃焼で得られる燃焼
ガスの温度を短時間で降下させることができ、改質触媒
の温度を所定の設定値に短時間で良好な応答性で制御で
きる。なお、流量制御弁２９の開度が全開されてもなお
改質触媒２の温度が所定値よりも高い時は、空気ブロア
２１の供給能力を増大させて改質触媒２の温度を所定値
に制御する。

【００２０】図３の実施例に対する今まででの説明では
、燃料電池発電装置は燃焼空気温度センサ３４を有する
とともに、温度制御器３７ｂは燃焼空気温度センサ３４
の出力に関連して、燃料電池本体７の負荷電流に変化が
ない場合には、燃焼空気温度設定値として定常値を温度
制御器３７ｂ内に保存し、負荷電流が減少した場合には
燃焼空気温度設定値を定常値より低い温度に設定しなお
して保存し、負荷電流が増加した場合には燃焼空気温度
設定値を定常値より高い温度に設定しなおして保存する
とともに、燃焼空気温度センサ３４の出力値と前記温度
制御器３７ｂ内に保存されている燃焼空気温度設定値と
を比較して、燃焼空気温度が燃焼空気温度設定値よりも
高ければ流量制御弁２９の開度を開く信号を流量制御弁
２９に出力し、燃焼空気温度が燃焼空気温度設定値より
も低ければ流量制御弁２９の開度を閉じる信号を流量制
御弁２９に出力する機能を備えるとしたが、本発明はこ
れに限られるものではなく、温度センサ３４を有しなく
てもよい。この場合には温度制御器３７ｂは、燃料電池
本体７の負荷電流が減少した場合にはいったん流量制御
弁２９の開度を開く信号を、また燃料電池本体７の負荷
電流が増加した場合にはいったん流量制御弁２９の開度
を閉じる信号を流量制御弁２９に出力し、以降改質触媒
２の温度の推移に応じて改質触媒２の温度が所定値より
も高ければさらに流量制御弁２９の開度を開き、改質触
媒２の温度が所定値よりも低ければ流量制御弁２９の開
度を閉じる信号を流量制御弁２９に出力するとともに、
流量制御弁２９の開度が全開されてもなお改質触媒２の
温度が所定値よりも高ければ供給能力を増大させる信号
を、流量制御弁２９の開度が全閉されてもなお改質触媒
２の温度が所定値よりも低ければ供給能力を低減させる
信号を、空気ブロア２１に出力するものとする。

【００２１】

【発明の効果】本発明では、前述した通り予熱器に通流
する燃焼用空気をバイパスするバイパス路を配設し、燃
焼用空気用の流量制御弁により、改質触媒温度，負荷電
流さらには燃焼空気温度に応じてバイパスする空気量を
調整することで、予熱器を備えて燃料改質器排ガスの持
つ熱量を有効に利用することでシステム効率を低下させ
ることなく、例えば燃焼用空気の温度を低下させる場合
、従って改質触媒温度を低下させる場合、燃焼用空気の
一部を外気の低温のままバイパス路にバイパスさせるこ
とで、予熱器を小形化できるとともに小容量の空気供給
能力の空気ブロアでの運転を可能として補機電力を低減
し、しかも改質触媒温度の負荷応答性を良好に改善でき
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の燃料電池発電装置のプロセ
スフロー図

【図２】本発明の異なる実施例の燃料電池発電装置のプ
ロセスフロー図

【図３】本発明のさらに異なる実施例の燃料電池発電装
置のプロセスフロー図

【図４】従来技術による燃料電池発電装置のプロセスフ
ロー図

【符号の説明】

１　　　　燃料改質器 ２　　　　改質触媒 ３　　　　バーナ ６　　　　触媒温度センサ ７　　　　燃料電池本体 ２０　　　　燃焼用空気 ２１　　　　空気ブロワ ２２　　　　予熱器 ２８　　　　バイパス路 ２９　　　　流量制御弁 ３３　　　　空気ブロワ ３４　　　　燃焼空気温度センサ ３５　　　　電流検出器 ３７　　　　温度制御器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炭化水素系燃料を水蒸気改質する改質触媒
   管とこの改質触媒管を加熱するバーナと前記改質触媒管
   の動作温度を検出する改質触媒温度センサを有する燃料
   改質器と、前記バーナに燃焼用空気を供給する空気ブロ
   ワと、前記燃料改質器の排出ガスにより前記燃焼用空気
   を加熱する予熱器と、前記燃料改質器により水蒸気改質
   して得た水素リッチな改質ガスおよび空気供給手段によ
   り供給される空気とを反応ガスとして用いて電気化学的
   に発電する燃料電池本体と、この燃料電池本体の負荷電
   流を検出する電流検出器を有する燃料電池発電装置にお
   いて、前記予熱器をバイパスするバイパス路と、このバ
   イパス路に配設された燃焼用空気量を調整する流量制御
   弁と、前記電流検出器および前記改質触媒温度センサの
   出力に応じた制御信号を前記流量制御弁に出力する温度
   制御器とを備えたことを特徴とする燃料電池発電装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の燃料電池発電装置において
   、温度制御器が電流検出器および改質触媒温度センサの
   出力に応じた制御信号を燃焼用空気を供給する空気ブロ
   ワおよび流量制御弁に出力するものであることを特徴と
   する燃料電池発電装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の燃料電池発電装置において
   、バーナ入口部の燃焼用空気の温度を検出する燃焼用空
   気温度センサを備え、しかも温度制御器が電流検出器，
   改質触媒温度センサおよび前記燃焼用空気温度センサの
   出力に応じた制御信号を流量制御弁に出力するものであ
   ることを特徴とする燃料電池発電装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の燃料電池発電装置において
   、温度制御器が電流検出器，改質触媒温度センサおよび
   燃焼用空気温度センサの出力に応じた制御信号を燃焼用
   空気を供給する空気ブロワおよび流量制御弁に出力する
   ものであることを特徴とする燃料電池発電装置。