JPH0888015A - 燃料切換え型燃料電池発電システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、常時用気体燃料がしゃ断された場合
でも、スムーズに非常用液体燃料への切り替えを行って
燃料電池本体での動作を継続する。 【構成】都市ガスの供給がしゃ断され、メタノール２６
に切り替えて燃料電池本体１３での動作を継続する際、
エジェクタ５の入口側における燃料の炭素原子の総量を
第１のガス検出装置４０により検出し、かつ蒸気化され
たメタノールの炭素原子の総量を第２のガス検出装置４
１により検出し、このうち第２のガス分析装置４１によ
り検出された炭素原子の総量を目標値とし、第１のガス
分析装置４０により検出された炭素原子の総量を基準と
してエジェクタ５の制御モード及び制御変数の移行を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、常時使用している気体
燃料がしゃ断された場合でも自動的に予備燃料である蒸
気化された液体燃料による運転に切り替え燃料電池本体
を継続動作させて安定した発電を行う燃料切換え型燃料
電池発電システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】リン酸型燃料電池を使用した燃料電池発
電システムの燃料としては、天然ガス、都市ガス等のメ
タンを主成分とした気体燃料、及び貯蔵に便利なメタノ
ール、液化プロパンガス等の液体燃料が使用されてい
る。

【０００３】これら燃料は、いずれも改質器のより水蒸
気改質されて水素リッチガスに変換され、この水素リッ
チガスがリン酸型燃料電池に供給されて発電に使用され
る。この水素リッチガスに一酸化炭素が多く含まれてい
る場合には、リン酸型燃料電池に供給する前に、一酸化
炭素変成器により一酸化炭素が低減される。

【０００４】このような燃料電池発電システムの燃料と
しての気体燃料、例えば都市ガスが使用されている場合
に、地震等の何らかの支障が生じて都市ガスの供給がし
ゃ断されると、燃料電池発電システムは停止するという
問題がある。

【０００５】このような事態に対処するために、予備燃
料としての貯蔵に便利な液体燃料、例えばメタノールを
貯蔵し、都市ガスがしゃ断された場合に、この液体燃料
を用いて燃料電池発電システムを継続運転することが行
われている。

【０００６】図４はかかる燃料電池発電システムの構成
図である。通常運転時には、都市ガス供給弁１を開放し
て都市ガスを、都市ガス供給ライン２から連結された都
市ガス供給ライン３に導入し、水添脱硫器（ＨＤＳ）４
を経てエジェクタ５に供給する。

【０００７】この場合、水添脱硫器４には、低温変成器
（ＬＴＳ）６の出口側の改質ガスライン７からその分岐
した再循環ライン８から供給される改質ガスの一部とと
もに都市ガスが供給される。

【０００８】又、エジェクタ５には、都市ガスの他に、
水蒸気分離器９からの水蒸気が水蒸気ライン１０を通し
て供給される。このエジェクタ５は、その内部で都市ガ
スと水蒸気とを適当な比率で混合し、この混合ガスを改
質器１１に供給する。

【０００９】この改質器１１は、都市ガスと水蒸気との
混合ガスを、加熱された触媒上で改質反応を行い、その
水素リッチガスを低温変成器６から電池燃料供給ライン
１２を通して燃料電池本体１３の水素極１４に供給す
る。

【００１０】この改質器１１内では、その内部の触媒層
で化学式 ＣＨ₄ ＋Ｈ₂ Ｏ→３Ｈ₂ ＋ＣＯ …(1) により表される改質反応が進行し、かつ低温変成器６内
では、その内部の触媒層で化学式 ＣＯ＋Ｈ₂ Ｏ→Ｈ₂ ＋ＣＯ₂ …(2) により表される一酸化炭素シフト反応が進行する。

【００１１】燃料電池本体１３は、通常電解質を挟んで
一対の多孔質電極、すなわち水素極１４と酸素極１５と
を配置し、このうち水素極１４に水素等の気体燃料を接
触させ、他方の酸素極１５に酸素等の酸化剤を接触させ
ることにより、そのときに起こる電気化学的反応により
一対の電極１４、１５から電気エネルギーを取り出して
いる。

【００１２】この燃料電池本体１３は、改質ガス中一部
の水素を利用して水素極１４と酸素極１５との間で電気
化学的反応を起こさせ、残りの水素を含む電池排ガスを
バーナライン１６を通して改質器１１のバーナに供給す
る。

【００１３】これにより改質器１１では、バーナで空気
ブロア１７から供給される空気により電池排ガス中の水
素を燃焼させ、この燃焼熱により加熱を行っている。な
お、空気ブロア１７からの空気は、燃料電池本体１３の
酸素極１５にも送られている。

【００１４】又、上記水蒸気分離器９からの水蒸気は、
循環ポンプ１８により電池冷却水ライン１９を通して燃
料電池本体１３の電池冷却管２０に供給され、燃料電池
本体１３に対する冷却が行われる。そして、この電池冷
却管２０から出た冷却水は、熱交換器２１により熱交換
が行われて後、再び水蒸気分離器９に戻る。

【００１５】一方、地震等の何らかの支障が生じて都市
ガスの供給がしゃ断された場合について説明する。この
ような事態が発生し、都市ガス供給ライン２の都市ガス
圧力が所定値以下に低下すると、この都市ガス供給ライ
ン２に設けられた圧力検出器２２によりそのガス圧力低
下が検出される。

【００１６】このガス圧力低下に応動して非常用燃料蒸
発器２３に設けられた電気ヒータ２４に対する通電を行
い、かつ非常用燃料供給弁２５を開放する。又，これと
同時に、都市ガス供給弁１が閉じる。

【００１７】これにより、非常用燃料蒸発器２３に貯え
られている非常用液体燃料としてのメタノール２６は、
電気ヒータ２４により加熱されて蒸気化し、これが非常
用燃料供給ライン２７を通って都市ガス供給ライン３に
導入される。

【００１８】従って、この蒸気化したメタノール２６
は、エジェクタ５において水蒸気と混合され、さらに改
質器１１を通して燃料電池本体１３の水素極１４に供給
され、燃料電池本体１３における動作が継続される。

【００１９】なお、非常用燃料蒸発器２３には、非常用
燃料貯蔵タンク２８に貯えられているメタノール２６が
供給ポンプ２９により供給されるようになっている。
又、非常用燃料蒸発器２３には、安全弁３０が設けられ
ている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の燃料電池発電システムでは、都市ガス等の常
時用気体燃料から非常用液体燃料に切り替わった際に、
都市ガスとメタノール等の非常用液体燃料との各燃料の
種類の違いによるスチーム／カーボン比の相違が発生
し、改質器１１内の改質ガス反応に影響を及ぼすことが
生じる。

【００２１】又、メタノール２６の蒸気化は、電気ヒー
タ２４を使用しているために、その熱源を燃料電池発電
システムの外部に全てを依存し、不経済となっている。
そのうえ、地震発生時等の非常時には、都市ガス等の常
時用気体燃料がしゃ断された事に対する判断が困難とな
っており、メタノール２６への切り換えをスムーズに行
うことができなかった。

【００２２】そこで本発明は、常時用気体燃料がしゃ断
された場合でも、スムーズに非常用液体燃料への切り替
えを行って燃料電池本体での動作を継続できる燃料切換
え型燃料電池発電システムを提供することを目的とす
る。

【００２３】又、本発明は、常時用気体燃料がしゃ断さ
れた場合でも、スムーズに非常用液体燃料への切り替え
を行って燃料電池本体での動作を継続でき、これと共に
非常用液体燃料の蒸気化を経済的にできる燃料切換え型
燃料電池発電システムを提供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、常時
用気体燃料をエジェクタにおいて水蒸気と混合して改質
器に供給し、この改質器により水素リッチガスに改質し
て燃料電池本体に供給することにより発電を行い、かつ
常時用気体燃料の供給がしゃ断された場合、非常用液体
燃料を蒸気化してエジェクタにおいて水蒸気と混合し、
さらに改質器を通して燃料電池本体に供給して発電を行
う燃料切換え型燃料電池発電システムにおいて、改質器
に供給される燃料の炭素原子の総量を検出するガス分析
手段と、常時用気体燃料から非常用液体燃料に切り替わ
る際に、ガス分析手段により検出された炭素原子の総量
に基づいてエジェクタの少なくとも制御モードの移行を
行う制御手段と、を備えて上記目的を達成しようとする
燃料切換え型燃料電池発電システムである。

【００２５】請求項２によれば、常時用気体燃料をエジ
ェクタにおいて水蒸気と混合して改質器に供給し、この
改質器により水素リッチガスに改質して燃料電池本体に
供給することにより発電を行い、かつ常時用気体燃料の
供給がしゃ断された場合、非常用液体燃料を蒸気化して
エジェクタにおいて水蒸気と混合し、さらに改質器を通
して燃料電池本体に供給して発電を行う燃料切換え型燃
料電池発電システムにおいて、改質器に供給される燃料
の炭素原子の総量を検出する第１のガス分析手段と、蒸
気化された非常時用液体燃料の炭素原子の総量を検出す
る第２のガス分析手段と、常時用気体燃料から非常用液
体燃料に切り替わる際に、第２のガス分析手段により検
出された炭素原子の総量を目標値とし、第１のガス分析
手段により検出された炭素原子の総量を基準としてエジ
ェクタの少なくとも制御モードの移行を行う制御手段
と、を備えて上記目的を達成しようとする燃料切換え型
燃料電池発電システムである。

【００２６】請求項３によれば、制御手段は、エジェク
タの制御モード及び制御変数の移行を、第２のガス分析
手段により検出された炭素原子の総量を目標値とし、第
１のガス分析手段により検出された炭素原子の総量を基
準とし、エジェクタの開度設定値と燃料流量との関係に
基づいてスチーム／カーボン比を所定値に制御する。

【００２７】請求項４によれば、燃料電池本体に通して
排熱と熱交換した電池冷却水の熱により非常用液体燃料
を蒸気化させる。請求項５によれば、震度計を設け、こ
の震度計により振動を検知したときに常時用気体燃料か
ら非常用液体燃料への切り替えを行う。

【００２８】

【作用】請求項１によれば、常時用気体燃料の供給がし
ゃ断され、非常用液体燃料に切り替えて燃料電池本体で
の動作を継続する際、改質器に供給される燃料の炭素原
子の総量をガス分析手段により検出し、この検出された
炭素原子の総量に基づいて、蒸気化された非常用液体燃
料と水蒸気とを混合するエジェクタの少なくとも制御モ
ードの移行を制御する。これにより、常時用気体燃料か
ら非常用液体燃料への切り替えがスムーズにできて燃料
電池本体での動作が継続される。

【００２９】請求項２によれば、常時用気体燃料の供給
がしゃ断され、非常用液体燃料に切り替えて燃料電池本
体での動作を継続する際、改質器に供給される燃料の炭
素原子の総量を第１のガス分析手段により検出し、かつ
蒸気化された非常時用液体燃料の炭素原子の総量を第２
のガス分析手段に検出し、このうち第２のガス分析手段
により検出された炭素原子の総量を目標値とし、第１の
ガス分析手段により検出された炭素原子の総量を基準と
してエジェクタの少なくとも制御モードの移行を制御す
る。

【００３０】請求項３によれば、エジェクタの制御モー
ド及び制御変数の移行は、第２のガス分析手段により検
出された炭素原子の総量を目標値とし、第１のガス分析
手段により検出された炭素原子の総量を基準とし、エジ
ェクタの開度設定値と燃料流量との関係に基づいてスチ
ーム／カーボン比を所定値に制御する。

【００３１】請求項４によれば、燃料電池本体からの排
熱を吸収した電池冷却水の熱により非常用液体燃料を蒸
気化する。これにより、非常用液体燃料の蒸気化は経済
的となる。

【００３２】請求項５によれば、震度計により振動を検
知すると、常時用気体燃料のしゃ断されることを予測
し、常時用気体燃料から非常用液体燃料への切り替えを
見切りスタートさせる。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について図面を
参照して説明する。なお、図４と同一部分には同一符号
を付してその詳しい説明は省略する。図１は燃料切換え
型燃料電池発電システムの構成図である。

【００３４】水添脱硫器４とエジェクタ５との間のライ
ンには、第１のガス分析装置４０が設けられている。こ
の第１のガス分析装置４０は、エジェクタ５の入口側に
おいて燃料の炭素原子の総量を検出する機能を有してい
る。

【００３５】又、非常用燃料蒸発器２３に連結されてい
る非常用燃料供給ライン２７には、第２のガス分析装置
４１が設けられている。この第２のガス分析装置４１
は、非常用燃料蒸発器２３の蒸気出口側において蒸気化
された非常時用液体燃料としてのメタノール２６の炭素
原子の総量を検出する機能を有している。

【００３６】制御装置４２は、圧力検出器２２により検
出される都市ガス圧力を受け、この都市ガス圧力が所定
値以下にガス圧力低下したことを判断すると、切替指令
を発して都市ガス供給弁１を閉じ、これと同時に非常用
燃料供給弁２５を開放する機能を有している。

【００３７】この制御装置４２は、都市ガス等の常時用
気体燃料からメタノール２６に切り替わる際に、エジェ
クタ５の制御モード及び制御変数の移行を、第２のガス
分析装置４１により検出された炭素原子の総量を目標値
とし、第１のガス分析装置４０により検出された都市ガ
スとメタノール蒸気との混合ガスの炭素原子の総量を基
準とし、図２に示すようなエジェクタ開度設定値と燃料
流量との関係に基づいて実施し、スチーム／カーボン比
を設計値通りに安定化する機能を有している。

【００３８】又、制御装置４２は、都市ガス等の常時用
気体燃料からメタノール２６に切り替わる際に、水添脱
硫器４の入口側の燃料ガス供給ライン３に設けられた圧
力検出器２２からのガス圧力を受け、このガス圧力に応
じて非常用燃料供給弁２５の弁開度調節を行い、メタノ
ール蒸気の圧力・流量の調整を行う機能を有している。

【００３９】一方、非常用燃料蒸発器２３の周囲には、
保温材が覆ってあり、その内部の上部にメタノール蒸気
出口が設けられ、非常用燃料供給ライン２７に連結して
いる。

【００４０】又、非常用燃料蒸発器２３の内部には、メ
タノール２６を加熱して蒸気化するための熱交換器４４
が設けられている。この熱交換器４４は、燃料電池本体
１３の電池冷却管２０の出口が、三方弁４５及び温水ラ
イン４６を介して連結され、かつその出口側が水蒸気分
離器６に連結されている。

【００４１】次に上記の如く構成された燃料電池発電シ
ステムの作用について説明する。通常運転時、都市ガス
は、都市ガス供給ライン２から都市ガス供給ライン３に
導入され、ここで再循環ライン８から供給される改質ガ
スの一部とともに水添脱硫器４を経てエジェクタ５に供
給される。

【００４２】このエジェクタ５は、その内部で都市ガス
と水蒸気とを適当な比率で混合し、この混合ガスを改質
器１１に供給する。この改質器１１は、都市ガスと水蒸
気との混合ガスを、加熱された触媒上で改質反応を行
い、その水素リッチガスを低温変成器６から電池燃料供
給ライン１２を通して燃料電池本体１３の水素極１４に
供給する。

【００４３】この改質器１１内では、その内部の触媒層
で上記化学式(1) により表される改質反応が進行し、か
つ低温変成器６内では、その内部の触媒層で上記化学式
(2)により表される一酸化炭素シフト反応が進行する。

【００４４】燃料電池本体１３は、水素極１４に水素等
の気体燃料を接触させ、他方の酸素極１５に酸素等の酸
化剤を接触させ、このときに起こる電気化学的反応によ
り一対の電極１４、１５から電気エネルギーを取り出し
ている。

【００４５】この燃料電池本体１３は、改質ガス中一部
の水素を利用して水素極１４と酸素極１５との間で電気
化学的反応を起こさせ、残りの水素を含む電池排ガスを
バーナライン１６を通して改質器１１のバーナに供給す
る。

【００４６】これにより改質器１１では、バーナで空気
ブロア１７から供給される空気により電池排ガス中の水
素を燃焼させ、この燃焼熱により加熱を行っている。な
お、空気ブロア１７からの空気は、燃料電池本体１３の
酸素極１５にも送られている。

【００４７】このような燃料電池本体１３の動作状態
に、水蒸気分離器９からの水蒸気は、循環ポンプ１８に
より電池冷却水ライン１９を通して燃料電池本体１３の
電池冷却管２０に供給され、燃料電池本体１３に対する
冷却が行われる。

【００４８】この電池冷却管２０から出た冷却水は、三
方弁４５により熱交換器２１及び非常用燃料蒸発器２３
の熱交換器４４に送られる。従って、通常の都市ガスに
よる運転時には、非常用燃料蒸発器２３内のメタノール
２６が熱交換器４４の熱により加熱されて蒸気化され、
このメタノール蒸気化で待機状態にある。

【００４９】又、このとき、第１のガス分析装置４０
は、エジェクタ５の入口側において燃料の炭素原子の総
量を検出している。そして、各熱交換器２１、４４によ
り各熱交換された冷却水は、再び水蒸気分離器９に戻
る。

【００５０】一方、地震等の何らかの支障が生じて都市
ガスの供給がしゃ断された場合について説明する。この
ように事態が発生し、都市ガス供給ライン２の都市ガス
圧力が所定値以下に低下すると、この都市ガス供給ライ
ン２に設けられた圧力検出器２２によりそのガス圧力低
下が検出される。

【００５１】このとき制御装置４２は、圧力検出器２２
により検出される都市ガス圧力を受け、この都市ガス圧
力が所定値以下にガス圧力低下したことを判断すると、
切替指令を発して都市ガス供給弁１を閉じ、これと同時
に非常用燃料供給弁２５を開放する。

【００５２】又、制御装置４２は、このように都市ガス
からメタノール２６に切り替わる際に、水添脱硫器４の
入口側の燃料ガス供給ライン３に設けられた圧力検出器
２２からのガス圧力を受け、このガス圧力に応じて非常
用燃料供給弁２５の弁開度調節を行い、メタノール蒸気
の圧力・流量の調整を行う。

【００５３】一方、第１のガス分析装置４０は、エジェ
クタ５の入口側において燃料の炭素原子の総量を検出
し、かつ第２のガス分析装置４１は、非常用燃料蒸発器
２３の蒸気出口側において蒸気化されたメタノール２６
の炭素原子の総量を検出する。

【００５４】制御装置４２は、これらガス分析装置４
０、４１からの各検出信号を受け、このうち第２のガス
分析装置４１により検出された炭素原子の総量を目標値
とし、第１のガス分析装置４０により検出された都市ガ
スとメタノール蒸気との混合ガスの炭素原子の総量を基
準とし、都市ガス等の常時用気体燃料からメタノール２
６に切り替わる際に、エジェクタ５の制御モード及び制
御変数の移行を、図２に示すようなエジェクタ開度設定
値と燃料流量との関係に基づいて実施し、スチーム／カ
ーボン比を設計値通りに安定化する。

【００５５】従って、この蒸気化したメタノール２６
は、エジェクタ５において水蒸気と混合され、さらに改
質器１１を通して燃料電池本体１３の水素極１４に供給
され、燃料電池本体１３における動作が継続される。

【００５６】又、非常用燃料蒸発器２３には、都市ガス
の供給がしゃ断された場合、供給ポンプ２９によりメタ
ノール２６が供給される。この場合、供給ポンプ２９
は、間欠運転を行い、非常用燃料蒸発器２３におけるメ
タノール液面がその容器中間部より低下すると運転を開
始し、所定の液面高さに達すると停止するものとなって
いる。

【００５７】このように第１の実施例においては、都市
ガスの供給がしゃ断され、メタノールに切り替えて燃料
電池本体１３での動作を継続する際、エジェクタ５の入
口側における燃料の炭素原子の総量を第１のガス検出装
置４０により検出し、かつ蒸気化されたメタノール２６
の炭素原子の総量を第２のガス検出装置４１により検出
し、このうち第２のガス分析装置４１により検出された
炭素原子の総量を目標値とし、第１のガス分析装置４０
により検出された炭素原子の総量を基準としてエジェク
タ５の制御モード及び制御変数の移行を行うようにした
ので、都市ガスからメタノール２６に切り替わっても燃
料電池本体１３における動作をスムーズに継続して運転
することができ、他の機器類に悪影響を及ぼすこともな
い。

【００５８】又、メタノール２６の蒸気化のための熱源
は、燃料電池本体１３からの排熱を利用するものとな
り、外部から熱を補給する必要がなく、経済的な運転が
できる。

【００５９】そのうえ、非常用燃料蒸発器２３の周囲を
保温材により覆っているので、非常用燃料蒸発器２３か
らの放熱量は僅少であり、メタノール２６を常に一定の
温度に保温できる。

【００６０】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳
しい説明は省略する。図３は燃料切換え型燃料電池発電
システムの構成図である。

【００６１】震度計５０は、都市ガス供給ライン２の入
口付近、つまり都市ガス入口配管付近に設けられてい
る。この震度計５０により検知された震度情報は、予測
装置５１に送られている。

【００６２】この予測装置５１は、震度計５０からの震
度情報を受け、地震発生等の非常時に都市ガス系統のし
ゃ断を予測し、燃料切り替えの見切りスタートの指令を
制御装置４２に発する機能を有している。

【００６３】このような構成であれば、地震等が発生
し、これが震度計５０により検知されると、この震度計
５０により検知された震度情報は、直ちに予測装置５１
に送られる。

【００６４】この予測装置５１は、震度計５０からの震
度情報を受け、地震発生等の非常時に都市ガス系統のし
ゃ断を予測し、燃料切り替えの見切りスタートの指令を
制御装置４２に発する。

【００６５】この制御装置４２は、燃料切り替えの見切
りスタートの指令を受けると、切替指令を発して都市ガ
ス供給弁１を閉じ、これと同時に非常用燃料供給弁２５
を開放する。

【００６６】この制御装置４２は、上記同様に、圧力検
出器２２からのガス圧力に応じて非常用燃料供給弁２５
の弁開度調節を行い、メタノール蒸気の圧力・流量の調
整を行う。

【００６７】又、制御装置４２は、第２のガス分析装置
４１により検出された炭素原子の総量を目標値とし、第
１のガス分析装置４０により検出された都市ガスとメタ
ノール蒸気との混合ガスの炭素原子の総量を基準とし、
都市ガス等の常時用気体燃料からメタノール２６に切り
替わる際に、エジェクタ５の制御モード及び制御変数の
移行を、エジェクタ開度設定値と燃料流量との関係に基
づいて実施する。

【００６８】従って、この蒸気化したメタノール２６
は、エジェクタ５において水蒸気と混合され、さらに改
質器１１を通して燃料電池本体１３の水素極１４に供給
され、燃料電池本体１３における動作が継続される。

【００６９】このように第２の実施例においては、震度
計５０により地震等を検知すると、都市ガスのしゃ断さ
れることを予測し、この都市ガスからメタノール２６へ
の切り替えを見切りスタートさせるようにしたので、上
記第１の実施例と同様の効果を奏することは言うまでも
なく、さらに地震発生時等の燃料切り替え時期の応答性
を向上でき、より安全に燃料電池発電の運転を継続でき
る。

【００７０】なお、本発明は、上記第１及び第２の実施
例に限定されるものでなく次の通り変形してもよい。例
えば、少なくとも第１のガス分析装置４０のみを設け、
都市ガスからメタノール２６に切り替わる際に、第１の
ガス分析手段４０により検出された炭素原子の総量に基
づいてエジェクタ５の制御モード及び制御変数の移行を
行うようにしてもよい。

【００７１】又、震度計５０に代わって圧力計を設置
し、都市ガスの圧力が所定圧力値以下に低下したときに
都市ガスのしゃ断されることを予測し、この都市ガスか
らメタノール２６への切り替えを見切りスタートさせる
ようにしてもよい。

【００７２】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、常
時用気体燃料がしゃ断された場合でも、スムーズに非常
用液体燃料への切り替えを行って燃料電池本体での動作
を継続できる燃料切換え型燃料電池発電システムを提供
できる。

【００７３】又、本発明によれば、常時用気体燃料がし
ゃ断された場合でも、スムーズに非常用液体燃料への切
り替えを行って燃料電池本体での動作を継続でき、これ
と共に非常用液体燃料の蒸気化を経済的にできる燃料切
換え型燃料電池発電システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる燃料切換え型燃料電池発電シス
テムの第１の実施例を示す構成図。

【図２】燃料流量に対するエジェクタ開度設定値の関係
を示す図。

【図３】本発明に係わる燃料切換え型燃料電池発電シス
テムの第２の実施例を示す構成図。

【図４】従来の燃料切換え型燃料電池発電システムの構
成図。

【符号の説明】

１…都市ガス供給弁、２，３…都市ガス供給ライン、５
…エジェクタ、９…水蒸気分離器、１１…改質器、１３
…燃料電池本体、２０…電池冷却管、２２…圧力検出
器、２３…非常用燃料蒸発器、２５…非常用燃料供給
弁、２６…非常用液体燃料（メタノール）、４０…第１
のガス分析装置、４１…第２のガス分析装置、４２…制
御装置、４３…圧力検出器、４４…熱交換器、４６…三
方弁。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 常時用気体燃料をエジェクタにおいて水
   蒸気と混合して改質器に供給し、この改質器により水素
   リッチガスに改質して燃料電池本体に供給することによ
   り発電を行い、かつ前記常時用気体燃料の供給がしゃ断
   された場合、非常用液体燃料を蒸気化して前記エジェク
   タにおいて水蒸気と混合し、さらに前記改質器を通して
   前記燃料電池本体に供給して発電を行う燃料切換え型燃
   料電池発電システムにおいて、 前記改質器に供給される燃料の炭素原子の総量を検出す
   るガス分析手段と、 前記常時用気体燃料から前記非常用液体燃料に切り替わ
   る際に、前記ガス分析手段により検出された炭素原子の
   総量に基づいて前記エジェクタの少なくとも制御モード
   の移行を行う制御手段と、を具備したことを特徴とする
   燃料切換え型燃料電池発電システム。
2. 【請求項２】 常時用気体燃料をエジェクタにおいて水
   蒸気と混合して改質器に供給し、この改質器により水素
   リッチガスに改質して燃料電池本体に供給することによ
   り発電を行い、かつ前記常時用気体燃料の供給がしゃ断
   された場合、非常用液体燃料を蒸気化して前記エジェク
   タにおいて水蒸気と混合し、さらに前記改質器を通して
   前記燃料電池本体に供給して発電を行う燃料切換え型燃
   料電池発電システムにおいて、 前記改質器に供給される燃料の炭素原子の総量を検出す
   る第１のガス分析手段と、 蒸気化された前記非常時用液体燃料の炭素原子の総量を
   検出する第２のガス分析手段と、 前記常時用気体燃料から前記非常用液体燃料に切り替わ
   る際に、前記第２のガス分析手段により検出された炭素
   原子の総量を目標値とし、前記第１のガス分析手段によ
   り検出された炭素原子の総量を基準として前記エジェク
   タの少なくとも制御モードの移行を行う制御手段と、を
   具備したことを特徴とする燃料切換え型燃料電池発電シ
   ステム。
3. 【請求項３】 制御手段は、エジェクタの制御モード及
   び制御変数の移行を、第２のガス分析手段により検出さ
   れた炭素原子の総量を目標値とし、第１のガス分析手段
   により検出された炭素原子の総量を基準とし、前記エジ
   ェクタの開度設定値と燃料流量との関係に基づいてスチ
   ーム／カーボン比を所定値に制御することを特徴とする
   請求項１又は２記載の燃料切換え型燃料電池発電システ
   ム。
4. 【請求項４】 燃料電池本体に通して排熱と熱交換した
   電池冷却水の熱により非常用液体燃料を蒸気化させるこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の燃料切換え型燃料
   電池発電システム。
5. 【請求項５】 震度計を設け、この震度計により振動を
   検知したときに常時用気体燃料から非常用液体燃料への
   切り替えを行うことを特徴とする請求項１又は２記載の
   燃料切換え型燃料電池発電システム。