JPWO2021059351A5 - - Google Patents

Description

連結路５は、燃料供給路２の改質前燃料に空気（酸素）を供給する通路であり、空気供給路３における空気熱交換器３２の上流側と、燃料供給路２における熱交換改質器２４の上流側とを連結する。連結路５は、空気供給路３における空気ブロア３１の下流側且つ制御弁３０の上流側の位置において空気供給路３から分岐し、燃料供給路２の熱交換改質器２４の上流位置に接続する。連結路５には、制御弁（第２制御弁）５０が設けられており、空気供給路３から熱交換改質器２４に流入する空気の量は、制御弁５０の開度により調整される。制御弁５０の開度はコントローラ７により制御することができる。連結路５から改質前燃料に空気（酸素）が供給されると、熱交換改質器２４での部分酸化改質反応（ＰＯｘ）により、改質後のアノードガスの温度が上昇する。これにより、高温のアノードガスが燃料電池スタック１１，１２，１３に供給されるため、スタック温度を上昇させることができる。

図３に示すとおり、連結路５における制御弁５０よりも上流側の位置からは、バイパス通路８が分岐している。

バイパス通路８は、連結路５における制御弁５０よりも上流側の位置から分岐し、空気供給路３における空気熱交換器３２と燃料電池スタック１１との間の位置に接続する。バイパス通路８は、空気ブロア３１により空気供給路３に取り込まれた外気（空気）を、空気熱交換器３２をバイパスして、燃料電池スタック１１に供給する通路である。即ち、バイパス通路８は、複数の燃料電池スタック１１，１２，１３のうち空気供給路３の最上流側に位置する燃料電池スタック１１に加熱していない外気（空気）を供給するための通路である。

なお、本実施形態では、制御弁８０をバイパス通路８から分岐するように構成しているが、これに限られず、空気供給路３の制御弁３０よりも上流側の位置から分岐し、空気供給路３における空気熱交換器３２と燃料電池スタック１１との間の位置に接続するように構成してもよい。

熱交換改質器２４への入熱量Ｑ_Ｈと空気熱交換器３２への入熱量Ｑ_Ａ、及び空気供給量比率は、燃料電池スタック１１の昇温速度が速くなるように決定される。具体的には、入熱量Ｑ_Ｈ，Ｑ_Ａ、及び空気供給量比率は、入熱量Ｑ_Ｈが入熱量Ｑ_Ａ以上（Ｑ_Ｈ ≧Ｑ_Ａ）の場合は以下の式（１）に基づき決定され、入熱量Ｑ_Ｈが入熱量Ｑ_Ａより小さい（Ｑ_Ｈ＜Ｑ_Ａ）場合は以下の式（２）に基づき決定される。なお、式（１）、（２）におけるＭ_ａｉｒは空気供給路３に取り込まれる外気の総量、ｍ_{ａｉｒ,Ａ}は空気熱交換器３２に供給される空気の量、ｎは燃料電池スタックの個数である。本実施形態において、ｎは３となる。