JPH11339829A - りん酸型燃料電池発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料極の出力側の圧力を低く保ち、定格運転
の継続を可能にする。 【解決手段】 燃料電池本体２９からの余剰水素および
空気ブロア２３から供給される燃料空気を燃料として燃
焼する加熱バーナ２７ｂと、加熱バーナ２７ｂの加熱に
より脱硫器２１からの原燃料ガスを内部に充填された触
媒を介して改質ガスに改質しＣＯ変成器２８へ送出する
改質触媒管２７ａとでなる改質器２７、改質器２７の燃
焼排ガスにより空気ブロア２３から供給される燃焼空気
を予熱する燃焼空気予熱器３１、流量制御弁３４を介し
て燃料空気予熱器３１と並列に接続され燃焼空気予熱器
３１を流れる燃焼排ガスの一部を分流するバイパス管路
３３、改質器２７の改質触媒管部２７ａの温度が所定の
値を越えると流量制御弁３４の開度を大に制御する弁開
度制御器３５を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、りん酸型燃料電
池発電装置に係り、特に改質器の性能低下に伴って発生
する燃料極出口圧力の上昇を抑制し、定格運転の継続を
可能とする構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は例えば特開平４−２８４３６５号
公報に開示された従来のりん酸型燃料電池発電装置の構
成を示すブロック図である。図において、１は都市ガス
や天然ガスなどの原燃料ガス中の硫黄分を水素を用いて
除去する脱硫器、２は原燃料ガスを脱硫器１の動作温度
まで昇温する原燃料ガス予熱器、３は空気源としての空
気ブロア、４は水蒸気分離器で起動時に作動する起動用
電気ヒータ４ａを備えている。

【０００３】５は水蒸気分離器４より供給されるスチー
ムの駆動力により動作し、原燃料ガスにスチームを混合
させるスチームエゼクタ、６はこのスチームエゼクタ５
でスチームが混合された原燃料ガスを改質反応に適した
温度まで昇温する原燃料ガス予熱器、７は原燃料ガスと
スチームの混合体を反応させて水素を含む改質ガスを生
成する改質器で、触媒が充填された改質触媒管７ａ、加
熱バーナ７ｂおよび改質触媒管温度センサ７ｃ等で構成
されている。８は改質器７を出た改質ガス中の一酸化炭
素を水素に変換するＣＯ変成器である。

【０００４】９はＣＯ変成器８を出た改質ガス中の水素
と、空気中の酸素を反応させて発電する燃料電池本体
で、改質ガスが供給される燃料極９ａ、空気が供給され
る空気極９ｂおよび発電時の発熱を冷やす冷却器９ｃに
より構成されている。１０はＣＯ変成器８を出た改質ガ
スの一部を脱硫器１の上流側にリサイクルするためのリ
サイクルガス管路、１１は改質器７へ空気ブロア３から
供給される燃焼空気を、改質器７の燃焼排ガスにより予
め昇温する燃焼空気予熱器、１２は燃焼空気予熱器１１
を流れる燃焼空気の量を抑制する燃焼空気流量制御弁、
１３は燃焼空気予熱器１１を流れる燃焼空気の一部を分
流する燃焼空気バイパス管路、１４は燃焼空気バイパス
管路１３を流れる燃焼空気の量を制御する燃焼空気バイ
パス流量制御弁、１５は改質触媒管温度センサ７ｃで検
出される改質触媒管温度の値が設定値より高い場合は、
燃焼空気バイパス流量制御弁１４の開度を大に制御し
て、燃焼空気バイパス管路１３を流れる燃焼空気量を増
加させる弁開度制御器である。

【０００５】次に、上記のように構成された従来のりん
酸型燃料電池発電装置の動作について説明する。まず、
原燃料ガスは原燃料ガス予熱器２によって脱硫反応に適
した温度まで昇温されて脱硫器１に供給され、脱硫器１
で脱硫された後スチームエゼクタ５により吸引されて水
蒸気分離器４から供給されるスチームと混合される。次
いで、原燃料ガス予熱器６で改質反応に適した温度まで
昇温されて改質器７に供給され、この改質器７において
改質反応により改質ガスが生成される。

【０００６】そして、上記のようにして生成された改質
ガスは、両原燃料ガス予熱器６および２で冷却されてＣ
Ｏ変成器８に供給され、このＣＯ変成器８で含まれる一
酸化炭素が水素に変化されて燃料電池本体９の燃料極９
ａに供給される。また、空気極９ｂには空気ブロア３か
ら空気が供給され、燃料極９ａに供給された水素と空気
極９ｂに供給された空気中の酸素とが反応して発電が起
こる。一方、ＣＯ変成器８を出た改質ガスの一部は、ス
チームエゼクタ５により吸引されてリサイクルガス管路
１０を介して脱硫器１の上流側にリサイクルされる。

【０００７】発電中、燃料極９ａでは発電電流に比例し
た水素が消費され、余った水素やＣＯ₂等は燃料極出口
ガスとして改質器７内の加熱バーナ７ｂに供給され、含
まれる加熱成分が燃焼空気予熱器１１で予熱されて供給
される燃焼空気により燃焼する。この燃焼ガスは改質触
媒管７ａを加熱して原燃料ガスを改質ガスに変換させる
ための熱源となり、この加熱により温度が５００〜６０
０℃程度まで下がり、改質器７から排出されて燃焼空気
予熱器１１に供給され燃焼空気を予熱する。

【０００８】なお、改質触媒管７ａの温度は、以下に説
明するような理由で上、下限値が設定されている。すな
わち、上限温度は改質触媒管７ａ自身や改質触媒の耐熱
温度によって決められ９００〜９５０℃に設定されてい
る。一方、下限温度は改質反応が高温ほど反応が進みや
すいことより、温度が下がりすぎると改質ガスの水素濃
度が低くなるため、ある程度以上の温度を確保しておか
なければならない必要上７５０〜８００℃に設定されて
いる。

【０００９】このため、改質触媒管７ａの温度は改質触
媒管温度センサ７ｃにより常時計測され、弁開度制御器
１５の制御により上記上、下限値の範囲内に収まるよう
制御されている。すなわち、改質触媒管温度センサ７ｃ
で計測される温度値が上限値より高い場合は、弁開度制
御器１５の制御により燃焼空気バイパス流量制御弁１４
の開度が大きくなり、燃焼空気バイパス管路１３を流れ
る燃焼空気の量を増大させ、燃焼空気予熱器１１で予熱
されることなく改質器７へ流入する燃焼空気の量を増や
すことにより、改質７への投入熱量を減少させて改質触
媒管７ａの温度を下げる。一方、下限値より低い場合、
上記とは全く逆の動作を行って改質触媒管７ａの温度を
上げる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のりん酸型燃料電
池発電装置は以上のように構成され改質触媒管７ａの温
度制御がなされているので、燃焼空気予熱温度の増減だ
けで制御可能である間は問題ないが、長時間の運転によ
る改質触媒の劣化（シンタリングや硫黄被毒など）によ
り、改質器７の改質能力が低下してきた場合、改質反応
の進行度が低下して改質ガス中の水素濃度が下がりメタ
ン濃度が増大する。

【００１１】燃料電池本体９は燃料利用率（燃料電池本
体９に供給される改質ガス中の水素量に対する発電に使
用される水素の比率）に対して上限の許容値があり通常
８０％程度で運転されている。そのため改質性能が低下
しても燃料利用率は上げられないので、改質ガス中のメ
タン濃度の増加により燃料極出口ガス中の濃度も増し発
熱量が増大するため、加熱バーナ７ｂでの燃焼量が増え
る。この燃焼量の増加分が大きいと、燃焼空気予熱器１
１をバイパスさせて燃焼空気の予熱温度を下げるだけで
は追いつかなくなり、燃焼空気流量制御弁１２の開度を
上げて燃焼空気の流量を増大させることにより改質器７
を冷却する必要が生じる。

【００１２】しかしながら、燃焼空気の流量を増大させ
ると、燃焼排ガスの流量も増加するため、改質器７や燃
焼空気予熱器１１の燃焼排ガスによる圧損が増加する。
このように燃焼空気の流量を増大させている際には、燃
焼空気バイパス流量制御弁１４が全開で空気予熱がほと
んど行われていないにも関わらず、大量の燃焼排ガスが
燃焼空気予熱器１１に流れ込み、大きな圧損を生じてし
まうので無駄に燃料極９ａの出口側圧力を高めることに
なる。

【００１３】燃料電池本体９は、一般に図示はしないが
燃料極９ａと空気極９ｂが薄いシートを介して配置され
ているため、両極９ａ、９ｂ間の差圧が大きくなるとク
ロスオーバと称する極間のリークが生じ、大きなダメー
ジを受ける場合があるので、極間差圧は２００ｍｍＡｑ
以下に保つ必要があるが、上記したような理由により燃
料極９ａの出口側圧力が高くなって極間差圧が制限を越
えると定格運転の継続が困難になるという問題点があっ
た。

【００１４】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、改質器の改質性能が低下した場
合でも燃料極の出口側の圧力を低く保ち、定格運転の継
続が可能なりん酸型燃料電池発電装置を提供することを
目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るりん酸型燃料電池発電装置は、燃料電池本体からの余
剰水素および空気源から供給される燃焼空気を燃料とし
て燃焼する加熱バーナと、加熱バーナの加熱により脱硫
器からの原燃料ガスを内部に充填された触媒を介して改
質ガスに改質しＣＯ変成器へ送出する改質触媒管とでな
る改質器、改質器の燃焼排ガスにより空気源から供給さ
れる燃焼空気を予熱する燃焼空気予熱器、流量制御弁を
介して燃料空気予熱器と並列に接続され燃焼空気予熱器
を流れる燃焼排ガスの一部を分流するバイパス管路、改
質器の改質触媒管部の温度が所定の値を越えると流量制
御弁の開度を大に制御する弁開度制御器を備えたもので
ある。

【００１６】また、この発明の請求項２に係るりん酸型
燃料電池発電装置は、燃料電池本体からの余剰水素およ
び空気源から供給される燃焼空気を燃料として燃焼する
加熱バーナと、加熱バーナの加熱により脱硫器からの原
燃料ガスを内部に充填された触媒を介して改質ガスに改
質しＣＯ変成器へ送出する改質触媒管とでなる改質器、
改質器の燃焼排ガスにより空気源から供給される燃焼空
気を予熱する燃焼空気予熱器、流量制御弁を介して燃料
空気予熱器と並列に接続され燃焼空気予熱器を流れる燃
焼排ガスの一部を分流するバイパス管路、燃料電池本体
の燃料極と空気極の差圧が所定の値を越えると流量制御
弁の開度を大に制御する弁開度制御器を備えたものであ
る。

【００１７】また、この発明の請求項３に係るりん酸型
燃料電池発電装置は、燃料電池本体からの余剰水素およ
び空気源から供給される燃焼空気を燃料として燃焼する
加熱バーナと、加熱バーナの加熱により脱硫器からの原
燃料ガスを内部に充填された触媒を介して改質ガスに改
質しＣＯ変成器へ送出する改質触媒管とでなる改質器、
改質器の燃焼排ガスにより空気源から供給される燃焼空
気を予熱する燃焼空気予熱器、流量制限手段を介して燃
料空気予熱器と並列に接続され燃焼空気予熱器を流れる
燃焼排ガスの一部を分流するバイパス管路、流量制御弁
を介して空気源とバイパス管路の流量制限手段より上流
側との間に接続されバイパス管路に所定の量の流量調整
用空気を通流する流量調整用管路、改質器の改質触媒管
部の温度が所定の値を越えると流量制御弁の開度を小に
制御する弁開度制御器を備えたものである。

【００１８】また、この発明の請求項４に係るりん酸型
燃料電池発電装置は請求項３において、流量制限手段と
してオリフイスを用いたものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１におけるりん酸型燃料電池発電装置の構成
を示すブロック図である。図において、２１は都市ガス
や天然ガスなどの原燃料ガス中の硫黄分を水素を用いて
除去する脱硫器、２２は原燃料ガスを脱硫器２１の動作
温度まで昇温する原燃料ガス予熱器、２３は空気源とし
ての空気ブロア、２４は水蒸気分離器で起動時に作動す
る起動用電気ヒータ２４ａを備えている。

【００２０】２５は水蒸気分離器２４より供給されるス
チームの駆動力により動作し、原燃料ガスにスチームを
混合させるスチームエゼクタ、２６はこのスチームエゼ
クタ２５でスチームが混合された原燃料ガスを改質反応
に適した温度まで昇温する原燃料ガス予熱器、２７は原
燃料ガスとスチームの混合体を反応させて水素を含む改
質ガスを生成する改質器で、触媒が充填された改質触媒
管２７ａ、加熱バーナ２７ｂおよび改質触媒管温度セン
サ２７ｃ等で構成されている。２８は改質器２７を出た
改質ガス中の一酸化炭素を水素に変換するＣＯ変成器で
ある。

【００２１】２９はＣＯ変成器２８を出た改質ガス中の
水素と、空気中の酸素を反応させて発電する燃料電池本
体で、改質ガスが供給される燃料極２９ａ、空気が供給
される空気極２９ｂおよび発電持の発熱を冷やす冷却器
２９ｃにより構成されている。３０はＣＯ変成器２８を
出た改質ガスの一部を脱硫器２１の上流側にリサイクル
するためのリサイクルガス管路、３１は改質器２７へ空
気ブロア３から供給される燃焼空気を、改質器２７の燃
焼排ガスにより予め昇温する燃焼空気予熱器、３２は燃
焼空気予熱器３１を流れる燃焼空気の量を抑制する燃焼
空気流量制御弁である。

【００２２】３３は燃焼空気予熱器３１と並列に接続さ
れ、燃焼空気予熱器３１を流れる燃焼排ガスの一部を分
流するバイパス管路、３４はこのバイパス管路３３中に
接続される流量制御弁、３５は改質触媒管温度センサ２
７ｃで計測される改質触媒管温度の値が設定値より高い
場合に、流量制御弁３４の開度を大に制御して、バイパ
ス管路３３を流れる燃焼排ガスの量を増加させる弁開度
制御器である。

【００２３】次に、上記のように構成された実施の形態
１におけるりん酸型燃料電池発電装置の動作について説
明する。まず、原燃料ガスは原燃料ガス予熱器２２によ
って脱硫反応に適した温度まで昇温されて脱硫器２１に
供給され、脱硫器２１で脱硫された後スチームエゼクタ
２５により吸引されて水蒸気分離器２４から供給される
スチームと混合される。次いで、原燃料ガス予熱器２６
で改質反応に適した温度まで昇温されて改質器２７に供
給され、この改質器２７において改質反応により改質ガ
スが生成される。

【００２４】そして、上記のようにして生成された改質
ガスは、両原燃料ガス予熱器２６および２２で冷却され
てＣＯ変成器２８に供給され、このＣＯ変成器２８で含
まれる一酸化炭素が水素に変化されて燃料電池本体２９
の燃料極２９ａに供給される。また、空気極２９ｂには
空気ブロア２３から空気が供給され、燃料極２９ａに供
給された水素と空気極２９ｂに供給された空気中の酸素
とが反応して発電が起こる。一方、ＣＯ変成器２８を出
た改質ガスの一部は、スチームエゼクタ２５により吸引
されてリサイクルガス管路３０を介して脱硫器２１の上
流側にリサイクルされる。

【００２５】発電中、燃料極２９ａでは発電電流に比例
した水素が消費され、余った水素やＣＯ₂等は燃料極出
口ガスとして改質器２７内の加熱バーナ２７ｂに供給さ
れ、含まれる加熱成分が燃焼空気予熱器３１で予熱され
て供給される燃焼空気により燃焼する。この燃焼ガスは
改質触媒管２７ａを加熱して原燃料ガスを改質ガスに変
換させるための熱源となり、この加熱により温度が５０
０〜６００℃程度まで下がり、改質器２７から排出され
て燃焼空気予熱器３１に供給され燃焼空気を予熱する。
なお、上記のような動作が行われている間、改質触媒管
温度センサ２７ｃでは改質触媒管２７ａの温度が常時計
測されている。

【００２６】そして、このようにして計測された改質触
媒管２７ａの温度が設定値、すなわち、上記したように
９５０℃より高い場合は、弁開度制御器３５により流量
制御弁３４の開度が大に制御され、するとバイパス管路
３３の圧力損失が下がるので、バイパス管路３３を流れ
る燃焼排ガスの量が増加し、その結果、燃焼空気予熱器
３１を流れ燃焼空気を予熱する燃焼排ガスの量が減少
し、燃焼空気の予熱温度が下がるため、改質器２７に投
入される熱量が減少して改質触媒管２７ａの温度が下が
り９５０℃以下に戻される。

【００２７】このように上記実施の形態１によれば、改
質触媒管２７ａの温度が設定値より高い場合、弁開度制
御器３５により流量制御弁３４の開度を大に制御し、バ
イパス管路３３を流れる燃焼排ガスの量を増加させるこ
とにより、空気予熱器３１を流れる燃焼排ガスの量を減
少させ、燃焼空気の予熱温度を下げて改質器２７に投入
される熱量を減少させ、改質触媒管２７ａの温度を設定
値に戻すようにしているので、改質器２７の改質能力が
低下し燃焼空気の流量を増大させて改質器２７を冷却す
る必要性が生じた場合にも、燃料極２９ａの出口側圧力
を低く保つことができるため、極間圧力が制限値を越え
ることもなく定格運転の継続が可能になる。

【００２８】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２におけるりん酸型燃料電池発電装置の構成を示すブ
ロック図である。図において、上記実施の形態１におけ
ると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。３
６は燃料極２９ａの出口側圧力と空気極２９ｂの出口側
圧力の差圧を計測する極間差圧センサ、３７はこの極間
差圧センサ３６で計測される差圧の値が設定値より高い
場合に、流量制御弁３４の開度を大に制御してバイパス
管路３３を流れる燃焼排ガスの量を増加させる弁開度制
御器である。

【００２９】このように構成された実施の形態２におい
ても、説明は省略するが上記実施の形態１におけると同
様の動作により発電が行われるが、実施の形態２ではこ
の発電中、極間差圧センサ３６では燃料極２９ａおよび
空気極２９ｂの各出口側の圧力の差が常時計測され、こ
の圧力の差が設定値、すなわち上記したように２００ｍ
ｍＡｑより高い場合は、弁開度制御器３７により流量制
御弁３４の開度が大に制御され、すると、バイパス管路
３３の圧力損失が下がるので、バイパス管路３３を流れ
る燃焼排ガスの量が増加し、その結果、燃焼空気予熱器
３１を流れる燃焼排ガスの量が減少し、燃焼空気予熱器
３１における圧損が減少することにより、燃料極２９ａ
の出口側圧力を下げ両極間の圧力の差は２００ｍｍＡｑ
以下に戻される。

【００３０】このように上記実施の形態２によれば、両
極間の圧力の差が設定値より高い場合、弁開度制御器３
７により流量制御弁３４の開度を大に制御し、バイパス
管路３３を流れる燃焼排ガスの量を増加させることによ
り、空気予熱器３１を流れる燃焼排ガスの量を減少させ
て圧損を低下させるようにしているので、改質器２７の
改質能力が低下し燃焼空気の流量を増大させて改質器２
７を冷却する必要性が生じた場合にも、燃料極２９ａの
出口側圧力を低く保つことができるため、極間圧力が制
限値を越えることもなく定格運転の継続が可能になる。

【００３１】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３におけるりん酸型燃料電池発電装置の構成を示すブ
ロック図である。図において、上記実施の形態１におけ
ると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。３
８はバイパス管路３３に接続され流れる燃焼排ガスの量
を制限する流量制限手段としてのオリフイス、３９はバ
イパス管路３３のオリフイス３８より上流側の位置と空
気ブロア２３の間を連通する流量調整用管路、４０はこ
の流量調整用管路３９に接続される流量制御弁、４１は
改質触媒管温度センサ２７ｃで計測される改質触媒管温
度の値が設定値より高い場合に、流量制御弁４０の開度
を小に制御して、流量調整用管路３９を流れる空気の量
を減少させる弁開度制御器である。

【００３２】このように構成された実施の形態３におい
ても、説明は省略するが上記実施の形態１におけると同
様の動作により発電が行われ、改質触媒管温度センサ２
７ｃでは改質触媒管２７ａの温度が常時計測されてい
る。そして、計測された改質触媒管２７ａの温度が設定
値より高い場合は、弁開度制御器４１により流量制御弁
４０の開度が小に制御される。すると流量調整用管路３
９を流れる空気の減少によりバイパス管路３３を流れる
燃焼排ガスの量が増大するため、燃焼空気予熱器３１を
流れ燃焼空気を予熱する燃焼排ガスの量が減少し、燃焼
空気の予熱温度が下がるので、改質器２７に投入される
熱量が減少して改質触媒管２７ａの温度が下がり設定値
以下に戻される。

【００３３】このように上記実施の形態３によれば、改
質触媒管２７ａの温度が設定値より高い場合、弁開度制
御器４１により流量制御弁４０の開度を小に制御して流
れる空気の量を減少させ、バイパス管路３３を流れる燃
焼排ガスの量を増加させることにより、空気予熱器３１
を流れる燃焼排ガスの量を減少させ、燃焼空気の予熱温
度を下げて改質器２７に投入される熱量を減少させ、改
質触媒管２７ａの温度を設定値に戻すようにしているの
で、改質器２７の改質能力が低下し燃焼空気の流量を増
大させて改質器２７を冷却する必要性が生じた場合に
も、燃料極２９ａの出口側圧力を低く保つことができる
ため、極間圧力が制限値を越えることもなく定格運転の
継続が可能になる。

【００３４】なお、上記実施の形態３では、流量制限手
段としてオリフイス３８を適用した場合について説明し
たが、適当な圧損を持ち得るものであれば何でも良く、
例えばニードル弁等に置き換えても良いが、オリフイス
３８を用いることにより、非常に安価に流量制限手段を
構成することができ、また、流量制御弁４０は流れる空
気が常温の位置に配設されているため、安価な弁を用い
ても信頼性を低下させるおそれがない等、実用上優れた
効果を発揮することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、燃料電池本体からの余剰水素および空気源から供
給される燃焼空気を燃料として燃焼する加熱バーナと、
加熱バーナの加熱により脱硫器からの原燃料ガスを内部
に充填された触媒を介して改質ガスに改質しＣＯ変成器
へ送出する改質触媒管とでなる改質器、改質器の燃焼排
ガスにより空気源から供給される燃焼空気を予熱する燃
焼空気予熱器、流量制御弁を介して燃料空気予熱器と並
列に接続され燃焼空気予熱器を流れる燃焼排ガスの一部
を分流するバイパス管路、改質器の改質触媒管部の温度
が所定の値を越えると流量制御弁の開度を大に制御する
弁開度制御器を備えたので、改質器の改質性能が低下し
た場合でも燃料極の出口側の圧力を低く保ち、定格運転
の継続が可能なりん酸型燃料電池発電装置を提供するこ
とができる。

【００３６】また、この発明の請求項２によれば、燃料
電池本体からの余剰水素および空気源から供給される燃
焼空気を燃料として燃焼する加熱バーナと、加熱バーナ
の加熱により脱硫器からの原燃料ガスを内部に充填され
た触媒を介して改質ガスに改質しＣＯ変成器へ送出する
改質触媒管とでなる改質器、改質器の燃焼排ガスにより
空気源から供給される燃焼空気を予熱する燃焼空気予熱
器、流量制御弁を介して燃料空気予熱器と並列に接続さ
れ燃焼空気予熱器を流れる燃焼排ガスの一部を分流する
バイパス管路、燃料電池本体の燃料極と空気極の差圧が
所定の値を越えると流量制御弁の開度を大に制御する弁
開度制御器を備えたので、改質器の改質性能が低下した
場合でも燃料極の出口側の圧力を低く保ち、定格運転の
継続が可能なりん酸型燃料電池発電装置を提供すること
ができる。

【００３７】また、この発明の請求項３によれば、燃料
電池本体からの余剰水素および空気源から供給される燃
焼空気を燃料として燃焼する加熱バーナと、加熱バーナ
の加熱により脱硫器からの原燃料ガスを内部に充填され
た触媒を介して改質ガスに改質しＣＯ変成器へ送出する
改質触媒管とでなる改質器、改質器の燃焼排ガスにより
空気源から供給される燃焼空気を予熱する燃焼空気予熱
器、流量制限手段を介して燃料空気予熱器と並列に接続
され燃焼空気予熱器を流れる燃焼排ガスの一部を分流す
るバイパス管路、流量制御弁を介して空気源とバイパス
管路の流量制限手段より上流側との間に接続されバイパ
ス管路に所定の量の流量調整用空気を通流する流量調整
用管路、改質器の改質触媒管部の温度が所定の値を越え
ると流量制御弁の開度を大に制御する弁開度制御器を備
えたので、改質器の改質性能が低下した場合でも燃料極
の出口側の圧力を低く保ち、定格運転の継続が可能なり
ん酸型燃料電池発電装置を安価に提供することができ
る。

【００３８】また、この発明の請求項４によれば、請求
項３において、流量制限手段としてオリフイスを用いた
ので、改質器の改質性能が低下した場合でも燃料極の出
口側の圧力を低く保ち、定格運転の継続が可能なりん酸
型燃料電池発電装置をより安価に提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１におけるりん酸型燃
料電池発電装置の構成を示すブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態２におけるりん酸型燃
料電池発電装置の構成を示すブロック図である。

【図３】 この発明の実施の形態３におけるりん酸型燃
料電池発電装置の構成を示すブロック図である。

【図４】 従来のりん酸型燃料電池発電装置の構成を示
すブロック図である。

【符号の説明】

２１ 脱硫器、２３ 空気ブロア、２７ 改質器、２７
ａ 改質触媒管、２７ｂ 加熱バーナ、２８ ＣＯ変成
器、２９ 燃料電池本体、２９ａ 燃料極、２９ｂ 空
気極、３１ 燃焼空気予熱器、３２ 燃焼空気流量制御
弁、３３ バイパス管路、３４，４０ 流量制御弁、３
５，３７，４１ 弁開度制御器、３６ 極間差圧セン
サ、３８ オリフイス、３９ 流量調整用管路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料電池本体からの余剰水素および空気
   源から供給される燃焼空気を燃料として燃焼する加熱バ
   ーナと、上記加熱バーナの加熱により脱硫器からの原燃
   料ガスを内部に充填された触媒を介して改質ガスに改質
   しＣＯ変成器へ送出する改質触媒管とでなる改質器、上
   記改質器の燃焼排ガスにより上記空気源から供給される
   燃焼空気を予熱する燃焼空気予熱器、流量制御弁を介し
   て上記燃料空気予熱器と並列に接続され上記燃焼空気予
   熱器を流れる上記燃焼排ガスの一部を分流するバイパス
   管路、上記改質器の改質触媒管部の温度が所定の値を越
   えると上記流量制御弁の開度を大に制御する弁開度制御
   器を備えたことを特徴とするりん酸型燃料電池発電装
   置。
2. 【請求項２】 燃料電池本体からの余剰水素および空気
   源から供給される燃焼空気を燃料として燃焼する加熱バ
   ーナと、上記加熱バーナの加熱により脱硫器からの原燃
   料ガスを内部に充填された触媒を介して改質ガスに改質
   しＣＯ変成器へ送出する改質触媒管とでなる改質器、上
   記改質器の燃焼排ガスにより上記空気源から供給される
   燃焼空気を予熱する燃焼空気予熱器、流量制御弁を介し
   て上記燃料空気予熱器と並列に接続され上記燃焼空気予
   熱器を流れる上記燃焼排ガスの一部を分流するバイパス
   管路、上記燃料電池本体の燃料極と空気極の差圧が所定
   の値を越えると上記流量制御弁の開度を大に制御する弁
   開度制御器を備えたことを特徴とするりん酸型燃料電池
   発電装置。
3. 【請求項３】 燃料電池本体からの余剰水素および空気
   源から供給される燃焼空気を燃料として燃焼する加熱バ
   ーナと、上記加熱バーナの加熱により脱硫器からの原燃
   料ガスを内部に充填された触媒を介して改質ガスに改質
   しＣＯ変成器へ送出する改質触媒管とでなる改質器、上
   記改質器の燃焼排ガスにより上記空気源から供給される
   燃焼空気を予熱する燃焼空気予熱器、流量制限手段を介
   して上記燃料空気予熱器と並列に接続され上記燃焼空気
   予熱器を流れる上記燃焼排ガスの一部を分流するバイパ
   ス管路、流量制御弁を介して上記空気源と上記バイパス
   管路の流量制限手段より上流側との間に接続され上記バ
   イパス管路に所定の量の流量調整用空気を通流する流量
   調整用管路、上記改質器の改質触媒管部の温度が所定の
   値を越えると上記流量制御弁の開度を小に制御する弁開
   度制御器を備えたことを特徴とするりん酸型燃料電池発
   電装置。
4. 【請求項４】 流量制限手段はオリフイスであることを
   特徴とする請求項３記載のりん酸型燃料電池発電装置。