燃料電池システム
【課題】 改質用水の供給不足を防止ことができる燃料電池システムを提供すること。
【解決手段】 燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段（１６，１８）と、燃料ガスを水蒸気改質する改質器８と、改質用水を供給する水供給手段（５０，５２）と、改質用水を気化して水蒸気を生成する気化器（４４）と、改質燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元によって発電を行う燃料電池（４）と、燃料ガス供給手段及び水供給手段を制御するための制御手段（６０）と、を備えた燃料電池システム。気化器（４４）内の温度を検出する温度検出手段（６２）が設けられ、温度検出手段（６２）の検知温度が所定温度以上になると、制御手段（６０）は、水供給手段の出力を上げて改質用水の供給量を増加させる。また、水供給手段の出力上昇後に温度検出手段（６２）の検知温度の上昇状態が継続すると、水供給異常判定手段（７０）は水供給異常と判定する。
【解決手段】 燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段（１６，１８）と、燃料ガスを水蒸気改質する改質器８と、改質用水を供給する水供給手段（５０，５２）と、改質用水を気化して水蒸気を生成する気化器（４４）と、改質燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元によって発電を行う燃料電池（４）と、燃料ガス供給手段及び水供給手段を制御するための制御手段（６０）と、を備えた燃料電池システム。気化器（４４）内の温度を検出する温度検出手段（６２）が設けられ、温度検出手段（６２）の検知温度が所定温度以上になると、制御手段（６０）は、水供給手段の出力を上げて改質用水の供給量を増加させる。また、水供給手段の出力上昇後に温度検出手段（６２）の検知温度の上昇状態が継続すると、水供給異常判定手段（７０）は水供給異常と判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素系燃料ガスを水蒸気改質した改質燃料ガスを用いて発電を行う燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムの一例として、炭化水素系燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段と、燃料ガス供給手段からの燃料ガスを水蒸気改質するための改質器と、改質用水を供給するための水供給手段と、水供給手段からの改質用水を気化して水蒸気を生成するための気化器と、改質器にて改質された改質燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元によって発電を行う燃料電池とを備えたシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような燃料電池システムでは、気化器にて生成される水蒸気が不足すると、改質器に供給される水蒸気が不足し、この改質器にて燃料ガスの水蒸気改質を所要の通りに行うことができない。
【０００４】
このようなことから、従来では、気化器における水蒸気生成不足を検知するために、気化器内に温度検出手段を設け、この温度検知手段の検知温度に基づいて気化器での水蒸気生成不足（換言すると、改質用水の供給異常）を検知している。即ち、気化器内の温度（検知温度）が設定温度以上に上昇すると、改質用水の不足により温度が上昇したとして水供給異常と判定し、この水供給異常の判定に基づいて、例えば異常警報手段を作動させて水供給不足状態であることを知らせている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２２０６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のように、気化器に設けた温度検出手段による温度検出のみによって改質用の水不足を検知する場合、水不足と検知する設定温度値の最適化が難しく、改質用水の供給に問題がないときにも水不足として検知することがあった。
【０００７】
本発明の目的は、改質用水の供給不足を防止ことができる燃料電池システムを提供することである。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、改質用水の水不足を正確に検知することができる燃料電池システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の燃料電池システムは、炭化水素系燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段と、前記燃料ガス供給手段からの燃料ガスを水蒸気改質するための改質器と、改質用水を供給するための水供給手段と、前記水供給手段からの改質用水を気化して水蒸気を生成するための気化器と、前記改質器にて改質された改質燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元によって発電を行う燃料電池と、前記燃料ガス供給手段及び前記水供給手段を制御するための制御手段と、を備えた燃料電池システムであって、
前記気化器内の温度を検出するための温度検出手段が設けられ、前記温度検出手段の検知温度が所定温度以上になると、前記制御手段は、前記水供給手段の出力を上げて前記水供給手段から供給される改質用水の供給量を増加させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載の燃料電池システムでは、前記制御手段は、改質用水の供給異常を判定するための水供給異常判定手段を含み、前記水供給手段の出力上昇後に前記温度検出手段の検知温度の上昇状態が継続すると、前記水供給異常判定手段は水供給異常と判定し、また前記水供給手段の出力上昇後に前記温度検出手段の検知温度が低下すると、前記制御手段は前記水供給手段の出力を上昇設定することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載の燃料電池システムは、炭化水素系燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段と、前記燃料ガス供給手段からの燃料ガスを水蒸気改質するための改質器と、改質用水を供給するための水供給手段と、前記水供給手段からの改質用水を気化して水蒸気を生成するための気化器と、前記改質器にて改質された改質燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元によって発電を行う燃料電池と、前記燃料ガス供給手段及び前記水供給手段を制御するための制御手段と、を備えた燃料電池システムであって、
水蒸気が流れる水蒸気系ラインに圧力を検出するための圧力検出手段が設けられ、前記圧力検出手段の検知圧力が所定圧力以下になると、前記制御手段は、前記水供給手段の出力を上げて前記水供給手段から供給される改質用水の供給量を増加させることを特徴とする。
【００１２】
更に、本発明の請求項４に記載の燃料電池システムでは、前記制御手段は、改質用水の供給異常を判定するための水供給異常判定手段を含み、前記水供給手段の出力上昇後に前記圧力検出手段の検知圧力の低下状態が継続すると、前記水供給異常判定手段は水供給異常と判定し、また前記水供給手段の出力上昇後に前記圧力検出手段の検知圧力が上昇すると、前記制御手段は前記水供給手段の出力を上昇設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１に記載の燃料電池システムによれば、気化器内に設けられた温度検出手段の検知温度が所定温度以上になると、制御手段は、水供給手段の出力を上げるように制御するので、この水供給手段から気化器に供給される改質用水の供給量が増加し、気化器における改質用水の水不足を解消することができる。一般的に、気化器内の温度が上昇するということは、気化器内の水が不足しているということであり、従って、このようなときに、まず改質用水の供給量を増大させることによって、気化器における水供給不足を解消することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項２に記載の燃料電池システムによれば、制御手段は、改質用水の供給異常を判定するための水供給異常判定手段を含んでおり、水供給手段の出力上昇後に温度検出手段の検知温度の上昇状態が継続すると、改質用水の増量制御をしたにもかかわらずその増量が行われていないとして、水供給異常判定手段は水供給異常と判定し、このように判定することによって、水供給不足を正確に判定することができる。また、水供給手段の出力上昇後に温度検出手段の検知温度が低下すると、改質用水の供給は正常に行われているが、その供給流量不足によって温度上昇が生じたとして、制御手段は水供給手段の出力を上昇設定し、このように制御することによって、改質用水の水不足を解消することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項３に記載の燃料電池システムによれば、水蒸気系ラインに設けられた圧力検出手段の検知圧力が所定圧力以下になると、制御手段は、水供給手段の出力を上げるように制御するので、この水供給手段から気化器に供給される改質用水の供給量が増加し、気化器における改質用水の水不足を解消することができる。一般的に、水蒸気系ラインの圧力が低下するということは、水蒸気ライン内の水蒸気（換言すると、気化器での水蒸気の発生量）が不足しているということであり、従って、このようなときに、まず改質用水の供給量を増大させることによって、気化器における水供給不足を解消することができる。
【００１６】
また、本発明の請求項４に記載の燃料電池システムによれば、制御手段は、改質用水の供給異常を判定するための水供給異常判定手段を含んでおり、水供給手段の出力上昇後に圧力検出手段の検知圧力の低下状態が継続すると、改質用水の増量制御をしたにもかかわらずその増量が行われていないとして、水供給異常判定手段は水供給異常と判定し、このように判定することによっても、水供給不足を正確に判定することができる。また、水供給手段の出力上昇後に温度検出手段の検知圧力が上昇すると、改質用水の供給は正常に行われているが、その供給流量不足によって圧力低下が生じたとして、制御手段は水供給手段の出力を上昇設定し、このように制御することによっても、改質用水の水不足を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に従う燃料電池システムの第１の実施形態を示す簡略図。
【図２】図１の燃料電池システムの制御系による制御の流れを示すフローチャート。
【図３】本発明に従う燃料電池システムの第２の実施形態を示す簡略図。
【図４】図３の燃料電池システムの制御系による制御の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、燃料電池システムの一実施形態について説明する。まず、図１及び図２を参照して、第１の実施形態の燃料電池システムについて説明する。図１は、第１の実施形態の燃料電池システムを示す簡略図であり、図２は、図１の燃料電池システムの制御の流れの一部を示すフローチャートである。
【００１９】
図１において、図示の燃料電池システムは、炭化水素系燃料ガスを改質する改質ユニット２と、発電を行う燃料電池４とを備えている。図示の改質ユニット２は、炭化水素系燃料ガス（例えば、都市ガス、ＬＰガスなど）中に含まれる硫黄成分を除去する脱硫器６と、この燃料ガスを後述するように水蒸気改質する改質器８と、改質された燃料ガス中の一酸化炭素を触媒により水素と二酸化炭素とに変成する一酸化炭素変成器１０と、改質燃料ガス中の一酸化炭素と浄化用空気とを触媒により反応させて二酸化炭素を生成する一酸化炭素除去器１２とを備えている。脱硫器６は、燃料ガス供給流路１４を介して燃料ガス供給源１６（例えば、ガスタンク、埋設管など）に接続され、この燃料ガス供給流路１４には燃料昇圧ポンプ１８が配設されている。燃料昇圧ポンプ１８は、駆動電圧に比例して回転数が上昇する形態のものから構成され、この燃料昇圧ポンプ１８の回転数を上昇させることによって、燃料ガス供給流路１４を通して供給される燃料ガスの供給流量が増大される。この燃料昇圧ポンプ１８は、燃料ガス供給流量を制御する燃料ガス供給流量制御手段としても機能し、また燃料ガス供給源１６、燃料昇圧ポンプ１８及び燃料ガス供給流路１４は、燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段を構成し、燃料ガス供給源１６からの燃料ガスは、燃料ガス供給流路１４を通して改質ユニット２に送給される。
【００２０】
この改質ユニット２においては、脱硫器６、改質器８、一酸化炭素変成器１０及び一酸化炭素除去器１２がこの順に配設され、これらが改質流路２０を介して接続され、燃料供給流路１４を通して供給された燃料ガスが改質ユニット２の改質流路２０を通して流れ、燃料ガスは、この改質流路２０を流れる間に、脱硫器６において燃料ガス中に含まれた硫黄成分が除去され、改質器８において水蒸気改質され、一酸化炭素変成器１０において改質された燃料ガスが変成され、更に一酸化炭素除去器１２において変成された燃料ガス中の一酸化炭素が除去され、このように改質された改質燃料ガスが燃料電池４に送給される。
【００２１】
燃料電池４は、例えば固体分子形燃料電池から構成され、改質燃料ガスが送給される燃料極２２と、酸化材としての空気が送給される空気極２４と、燃料極２２及び空気極２４の間に介在された電解質膜（図示せず）とを備えている。この燃料電池４の燃料極２２側は、改質燃料ガス送給流路２６を介して改質ユニット２（具体的には、一酸化炭素除去器１２）に接続され、その空気極２４側は、空気供給流路２８に接続され、この空気供給流路２８には空気ブロア３０が配設されている。空気ブロア３０は、燃料昇圧ポンプ１８と同様に、駆動電圧に比例して回転数が上昇する形態のものから構成され、この空気ブロア３０の回転数を上昇させることによって、空気供給流路２８を通して供給される空気の供給流量が増大される。この空気ブロア３０は、酸化材としての空気の供給流量を制御するための空気流量制御手段としても機能し、また空気ブロア３０及び空気供給流路２８は、燃料電池４の空気極２４側に空気を供給するための空気供給手段として機能する。
【００２２】
このように構成されているので、改質ユニット２からの改質燃料ガスが改質燃料ガス送給流路２６を通して燃料電池４の燃料極２２側に送給され、また大気中の空気が空気供給流路２８を通して燃料電池４の空気極２４側に供給され、燃料電池４の電解質膜を通しての電子の移動によって、燃料極２２側における酸化及び空気極２４側の還元によって発電が行われる。
【００２３】
燃料電池４の燃料極２２側からの反応燃料ガス（燃料極２２で使用されなかった水素ガスを含む）は、反応ガス送給流路３２を通して改質ユニット２に送給され、その空気極２４側からの排気ガスは、排気ガス排出流路３４を通して大気に排出される。改質ユニット２には、改質器８に関連して燃焼バーナ３６が配設されている。また、反応ガス送給流路３２には、燃焼用空気を供給するための燃焼空気供給流路３８が接続され、この燃焼空気供給流路３８にはバーナ用空気ブロア４０が配設されている。このバーナ用空気ブロア４０は、燃料昇圧ポンプ１８などと同様に、駆動電圧に比例して回転数が上昇する形態のものから構成され、このブロア４０の回転数を上昇させることによって、燃焼空気供給流路３８を通して供給される燃焼用空気の供給流量が増大される。
【００２４】
また、この改質器８に関連して、改質用水を気化させるための気化器４４が配設され、この気化器４４が水蒸気送給流路４６を介して改質流路２０（脱硫器６と改質器８との間の部位）に接続されている。気化器４４は水供給流路４８を介して水供給源５０（例えば、水タンク、水道管など）に接続され、この水供給流路４８に水ポンプ５２が配設されている。水ポンプ５２は、燃料昇圧ポンプ１８及び空気ブロア３０と同様に、駆動電圧に比例して回転数が上昇する形態のものから構成され、この水ポンプ５２の回転数を上昇させることによって、水供給流路４８を通して供給される改質用水の供給流量が増大される。この水ポンプ５２は、改質用水の供給流量を制御するための水流量制御手段としても機能し、また水供給源５０、水ポンプ５２及び水供給流路４８は、改質用水を供給するための水供給手段として機能する。
【００２５】
このように構成されているので、水ポンプ５２の作用によって、改質用水（例えば、水道水）が水供給流路４８を通して気化器４４に供給され、この気化器４４にて気化されて水蒸気が生成され、この水蒸気が水蒸気送給流路４６及び改質流路２０を通して改質器８に送給される。また、燃料電池４からの反応燃料ガスは反応ガス送給流路３２を通して燃焼バーナ３６に送給され、この送給の際に大気中の空気が燃焼空気供給流路３８を通して反応燃料ガスに混合され、混合された反応燃料ガスが燃焼バーナ３６に送給され、混合された燃焼用空気を用いて反応燃料ガスが燃焼バーナ３６で燃焼される。そして、この燃焼バーナ３６の燃焼熱を利用して気化器４４及び改質器８が加熱され、気化器４４にて改質用水の気化が行われ、改質器８にて水蒸気を利用した燃料ガスの水蒸気改質が行われる。
【００２６】
この実施形態では、燃料電池システムを運転制御するために、更に、次の通りに構成されている。燃料電池システムを運転制御するための制御手段６０が設けられ、この制御手段６０は、例えばマイクロプロセッサから構成される。気化器４４には第１温度検出手段６２が配設され、この第１温度検出手段６２は、気化器４４内の温度を検出する。また、改質器８、一酸化炭素変成器１０及び一酸化炭素除去器１２には、それぞれ、第２温度検出手段６４、第３温度検出手段６６及び第４温度検出手段６８が設けられている。第２温度検出手段６４は改質器８内の温度を検出し、第３温度検出手段６６は一酸化炭素変成器１０内の温度を検出し、また第４温度検出手段６８は一酸化炭素除去器１２内の温度を検出する。第１〜第４温度検出手段６２〜６８は、例えば温度センサから構成され、これら温度検出手段６２〜６８からの検出信号は、制御手段６０に送給される。
【００２７】
この形態では、制御手段６０は水供給異常判定手段７０を含み、この水供給異常判定手段７０は、後述するようにして水供給異常と判定する。また、制御手段６０に関連して、異常表示手段７２が配設されている。異常表示手段７２は、液晶表示装置、表示ランプなどから構成され、後述するようにして水供給異常の表示を行う。
【００２８】
この燃料電池システムにおける改質用水の水不足の検知は、例えば、気化器４４内の第１温度検出手段６２の検知温度を利用して次のようにして行われる。図１とともに図２を参照して、まず、第１温度検出手段６２が気化器４４内の温度を検出する（ステップＳ１）。そして、この第１温度検出手段６２の検出温度が所定温度Ｔ１（例えば、３００℃）以上に上昇すると、気化器４４内にて改質器用の水不足が発生したとしてステップＳ２からステップＳ３に進む。
【００２９】
ステップＳ３では、制御手段６０は、水ポンプ５２の駆動電圧をアップしてその出力を上昇させる。この実施形態では、水ポンプ５２の出力が例えば２％上昇され、気化器４４に供給される改質用水の供給流量が、例えば１０％上昇される。
【００３０】
その後、第１温度検出手段６２の検知温度が所定温度Ｔ１以上の状態が継続する（例えば、１分継続する）かが判断され、温度上昇の状態が継続すると、水ポンプ５２の出力を上昇させたにもかかわらず改質用水が増量供給されず、気化器４４への水供給に異常が発生しているとしてステップＳ５に進む。
【００３１】
ステップＳ５においては、改質用水の増量供給がないために水供給手段（水ポンプ５２など）に異常が発生したとして、水供給異常判定手段７０は水供給異常と判定し、水供給異常信号を生成する。かくすると、この水供給異常信号に基づいて、制御手段７０は異常表示手段７２を作動させ、異常表示手段７２は、水供給異常が発生したことを表示し（ステップＳ６）、燃料電池システムの稼働停止が行われる（ステップＳ７）。
【００３２】
一方、改質用水の増量供給によって、第１温度検出手段６２の検知温度が所定温度Ｔ１から低下すると、水ポンプ５２の出力上昇に伴い、正常に改質用水の増状供給が行われたとしてステップＳ８に進む。ステップＳ８においては、改質用水の供給は正常であるが、水の供給が不足気味であるとして水ポンプ５２の出力設定の上昇（例えば、２％の出力上昇）が行われ、この出力上昇によって、改質用水の不足が解消され、気化器４４に改質用水を所要の通りに供給ことができる。
【００３３】
次に、図３及び図４を参照して、第２の実施形態の燃料電池システムについて説明する。図３は、第２の実施形態の燃料電池システムを示す簡略図であり、図４は、図３の燃料電池システムの制御の流れの一部を示すフローチャートである。この第２の実施形態において、上述の第１の実施形態と実質上同一の部材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００３４】
この第２の実施形態では、気化器４４内の温度を検出することに代えて、気化器４４を含む水蒸気系ラインの水蒸気圧力を検出して改質用水の不足を検知している。図３及び図４を参照して更に説明すると、改質用水から気化して生成された水蒸気が流れる水蒸気系ラインに、その圧力（即ち、水蒸気圧力）を検出するための圧力検出手段８２が設けられる。この形態では、水圧力検出手段８２は、例えば圧力計から構成され、蒸気が流れる改質流路２０（具体的には、水蒸気送給流路４６との接続部位と改質器８との間の部位）に設けられ、改質流路２０の圧力を検出する。水蒸気ラインとは水蒸気が流れるラインであって、気化器４４の内部から水蒸気送給流路４６及び改質流路２０の一部を通して改質器８の内部までの領域であり、この水蒸気系ラインの適宜の部位に圧力検出手段８２を配設することができ、このように設けるにことよって、改質器８にて改質に用いる水蒸気の圧力を検出することができる。この第２の実施形態のその他の構成は、上述した第１の実施形態と実質上同一である。
【００３５】
第２の実施形態の燃料電池システムにおける改質用水の水不足の検知は、圧力検出手段８２の検知圧力を利用して、例えば次のようにして行われる。まず、圧力検出手段８２が水蒸気系ライン（この形態では、改質流路２０の所定部位）の圧力を検出する（ステップＳ１１）。そして、この圧力検出手段６２の検出圧力が所定圧力Ｐ１（例えば、０．５ｋＰａ）以下に低下すると、気化器４４を含む水蒸気系ラインにて改質器用の水不足が発生したとしてステップＳ１２からステップＳ１３に進む。
【００３６】
ステップＳ１３では、制御手段６０Ａは、水ポンプ５２の駆動電圧をアップしてその出力を上昇させる。この実施形態でも、上述したと同様に、水ポンプ５２の出力が例えば２％上昇され、気化器４４に供給される改質用水の供給流量が、例えば１０％上昇される。
【００３７】
その後、圧力検出手段８２の検知圧力が所定圧力Ｐ１以下の状態が継続する（例えば、 １分継続する）かが判断され、圧力低下の状態が継続すると、水ポンプ５２の出力を上昇させたにもかかわらず改質用水が増量供給されず、気化器４４への水供給に異常が発生しているとしてステップＳ１５に進む。
【００３８】
ステップＳ１５においては、改質用水の増量供給がないために水供給手段（水ポンプ５２など）に異常が発生したとして、水供給異常判定手段７０Ａは水供給異常と判定し、水供給異常信号を生成する。かくすると、上述したと同様に、水供給異常信号に基づいて、異常表示手段７２は、水供給異常が発生したことを表示し（ステップＳ１６）、燃料電池システムの稼働停止が行われる（ステップＳ１７）。
【００３９】
一方、改質用水の増量供給によって、圧力検出手段８２の検知圧力が所定圧力Ｐ１から上昇すると、水ポンプ５２の出力上昇に伴い、正常に改質用水の増状供給が行われたとしてステップＳ１８に進む。ステップＳ１８においては、改質用水の供給は正常であるが、水の供給が不足気味であるとして水ポンプ５２の出力設定の上昇（例えば、２％の出力上昇）が行われ、この出力上昇によって、改質用水の不足が解消される。
【００４０】
以上、本発明に従う燃料電池システムの実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更乃至修正が可能である。
【００４１】
例えば、上述した実施形態では、燃料電池４として固体分子形燃料電池を用いて説明したが、このような形態のものに限定されず、例えばリン酸形燃料電池などの他の形態の燃料電池にも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
２ 改質ユニット
４ 燃料電池
６ 脱硫器
８ 改質器
１０ 一酸化炭素変成器
１２ 一酸化炭素除去器
１８ 燃料昇圧ポンプ
２２ 燃料極
２４ 空気極
３０ 空気ブロア
４４ 気化器
５２ 水ポンプ
６０，６０Ａ 制御手段
６２ 温度検出手段
７０，７０Ａ 水供給異常判定手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素系燃料ガスを水蒸気改質した改質燃料ガスを用いて発電を行う燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムの一例として、炭化水素系燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段と、燃料ガス供給手段からの燃料ガスを水蒸気改質するための改質器と、改質用水を供給するための水供給手段と、水供給手段からの改質用水を気化して水蒸気を生成するための気化器と、改質器にて改質された改質燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元によって発電を行う燃料電池とを備えたシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような燃料電池システムでは、気化器にて生成される水蒸気が不足すると、改質器に供給される水蒸気が不足し、この改質器にて燃料ガスの水蒸気改質を所要の通りに行うことができない。
【０００４】
このようなことから、従来では、気化器における水蒸気生成不足を検知するために、気化器内に温度検出手段を設け、この温度検知手段の検知温度に基づいて気化器での水蒸気生成不足（換言すると、改質用水の供給異常）を検知している。即ち、気化器内の温度（検知温度）が設定温度以上に上昇すると、改質用水の不足により温度が上昇したとして水供給異常と判定し、この水供給異常の判定に基づいて、例えば異常警報手段を作動させて水供給不足状態であることを知らせている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２２０６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のように、気化器に設けた温度検出手段による温度検出のみによって改質用の水不足を検知する場合、水不足と検知する設定温度値の最適化が難しく、改質用水の供給に問題がないときにも水不足として検知することがあった。
【０００７】
本発明の目的は、改質用水の供給不足を防止ことができる燃料電池システムを提供することである。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、改質用水の水不足を正確に検知することができる燃料電池システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の燃料電池システムは、炭化水素系燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段と、前記燃料ガス供給手段からの燃料ガスを水蒸気改質するための改質器と、改質用水を供給するための水供給手段と、前記水供給手段からの改質用水を気化して水蒸気を生成するための気化器と、前記改質器にて改質された改質燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元によって発電を行う燃料電池と、前記燃料ガス供給手段及び前記水供給手段を制御するための制御手段と、を備えた燃料電池システムであって、
前記気化器内の温度を検出するための温度検出手段が設けられ、前記温度検出手段の検知温度が所定温度以上になると、前記制御手段は、前記水供給手段の出力を上げて前記水供給手段から供給される改質用水の供給量を増加させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載の燃料電池システムでは、前記制御手段は、改質用水の供給異常を判定するための水供給異常判定手段を含み、前記水供給手段の出力上昇後に前記温度検出手段の検知温度の上昇状態が継続すると、前記水供給異常判定手段は水供給異常と判定し、また前記水供給手段の出力上昇後に前記温度検出手段の検知温度が低下すると、前記制御手段は前記水供給手段の出力を上昇設定することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載の燃料電池システムは、炭化水素系燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段と、前記燃料ガス供給手段からの燃料ガスを水蒸気改質するための改質器と、改質用水を供給するための水供給手段と、前記水供給手段からの改質用水を気化して水蒸気を生成するための気化器と、前記改質器にて改質された改質燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元によって発電を行う燃料電池と、前記燃料ガス供給手段及び前記水供給手段を制御するための制御手段と、を備えた燃料電池システムであって、
水蒸気が流れる水蒸気系ラインに圧力を検出するための圧力検出手段が設けられ、前記圧力検出手段の検知圧力が所定圧力以下になると、前記制御手段は、前記水供給手段の出力を上げて前記水供給手段から供給される改質用水の供給量を増加させることを特徴とする。
【００１２】
更に、本発明の請求項４に記載の燃料電池システムでは、前記制御手段は、改質用水の供給異常を判定するための水供給異常判定手段を含み、前記水供給手段の出力上昇後に前記圧力検出手段の検知圧力の低下状態が継続すると、前記水供給異常判定手段は水供給異常と判定し、また前記水供給手段の出力上昇後に前記圧力検出手段の検知圧力が上昇すると、前記制御手段は前記水供給手段の出力を上昇設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１に記載の燃料電池システムによれば、気化器内に設けられた温度検出手段の検知温度が所定温度以上になると、制御手段は、水供給手段の出力を上げるように制御するので、この水供給手段から気化器に供給される改質用水の供給量が増加し、気化器における改質用水の水不足を解消することができる。一般的に、気化器内の温度が上昇するということは、気化器内の水が不足しているということであり、従って、このようなときに、まず改質用水の供給量を増大させることによって、気化器における水供給不足を解消することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項２に記載の燃料電池システムによれば、制御手段は、改質用水の供給異常を判定するための水供給異常判定手段を含んでおり、水供給手段の出力上昇後に温度検出手段の検知温度の上昇状態が継続すると、改質用水の増量制御をしたにもかかわらずその増量が行われていないとして、水供給異常判定手段は水供給異常と判定し、このように判定することによって、水供給不足を正確に判定することができる。また、水供給手段の出力上昇後に温度検出手段の検知温度が低下すると、改質用水の供給は正常に行われているが、その供給流量不足によって温度上昇が生じたとして、制御手段は水供給手段の出力を上昇設定し、このように制御することによって、改質用水の水不足を解消することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項３に記載の燃料電池システムによれば、水蒸気系ラインに設けられた圧力検出手段の検知圧力が所定圧力以下になると、制御手段は、水供給手段の出力を上げるように制御するので、この水供給手段から気化器に供給される改質用水の供給量が増加し、気化器における改質用水の水不足を解消することができる。一般的に、水蒸気系ラインの圧力が低下するということは、水蒸気ライン内の水蒸気（換言すると、気化器での水蒸気の発生量）が不足しているということであり、従って、このようなときに、まず改質用水の供給量を増大させることによって、気化器における水供給不足を解消することができる。
【００１６】
また、本発明の請求項４に記載の燃料電池システムによれば、制御手段は、改質用水の供給異常を判定するための水供給異常判定手段を含んでおり、水供給手段の出力上昇後に圧力検出手段の検知圧力の低下状態が継続すると、改質用水の増量制御をしたにもかかわらずその増量が行われていないとして、水供給異常判定手段は水供給異常と判定し、このように判定することによっても、水供給不足を正確に判定することができる。また、水供給手段の出力上昇後に温度検出手段の検知圧力が上昇すると、改質用水の供給は正常に行われているが、その供給流量不足によって圧力低下が生じたとして、制御手段は水供給手段の出力を上昇設定し、このように制御することによっても、改質用水の水不足を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に従う燃料電池システムの第１の実施形態を示す簡略図。
【図２】図１の燃料電池システムの制御系による制御の流れを示すフローチャート。
【図３】本発明に従う燃料電池システムの第２の実施形態を示す簡略図。
【図４】図３の燃料電池システムの制御系による制御の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、燃料電池システムの一実施形態について説明する。まず、図１及び図２を参照して、第１の実施形態の燃料電池システムについて説明する。図１は、第１の実施形態の燃料電池システムを示す簡略図であり、図２は、図１の燃料電池システムの制御の流れの一部を示すフローチャートである。
【００１９】
図１において、図示の燃料電池システムは、炭化水素系燃料ガスを改質する改質ユニット２と、発電を行う燃料電池４とを備えている。図示の改質ユニット２は、炭化水素系燃料ガス（例えば、都市ガス、ＬＰガスなど）中に含まれる硫黄成分を除去する脱硫器６と、この燃料ガスを後述するように水蒸気改質する改質器８と、改質された燃料ガス中の一酸化炭素を触媒により水素と二酸化炭素とに変成する一酸化炭素変成器１０と、改質燃料ガス中の一酸化炭素と浄化用空気とを触媒により反応させて二酸化炭素を生成する一酸化炭素除去器１２とを備えている。脱硫器６は、燃料ガス供給流路１４を介して燃料ガス供給源１６（例えば、ガスタンク、埋設管など）に接続され、この燃料ガス供給流路１４には燃料昇圧ポンプ１８が配設されている。燃料昇圧ポンプ１８は、駆動電圧に比例して回転数が上昇する形態のものから構成され、この燃料昇圧ポンプ１８の回転数を上昇させることによって、燃料ガス供給流路１４を通して供給される燃料ガスの供給流量が増大される。この燃料昇圧ポンプ１８は、燃料ガス供給流量を制御する燃料ガス供給流量制御手段としても機能し、また燃料ガス供給源１６、燃料昇圧ポンプ１８及び燃料ガス供給流路１４は、燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段を構成し、燃料ガス供給源１６からの燃料ガスは、燃料ガス供給流路１４を通して改質ユニット２に送給される。
【００２０】
この改質ユニット２においては、脱硫器６、改質器８、一酸化炭素変成器１０及び一酸化炭素除去器１２がこの順に配設され、これらが改質流路２０を介して接続され、燃料供給流路１４を通して供給された燃料ガスが改質ユニット２の改質流路２０を通して流れ、燃料ガスは、この改質流路２０を流れる間に、脱硫器６において燃料ガス中に含まれた硫黄成分が除去され、改質器８において水蒸気改質され、一酸化炭素変成器１０において改質された燃料ガスが変成され、更に一酸化炭素除去器１２において変成された燃料ガス中の一酸化炭素が除去され、このように改質された改質燃料ガスが燃料電池４に送給される。
【００２１】
燃料電池４は、例えば固体分子形燃料電池から構成され、改質燃料ガスが送給される燃料極２２と、酸化材としての空気が送給される空気極２４と、燃料極２２及び空気極２４の間に介在された電解質膜（図示せず）とを備えている。この燃料電池４の燃料極２２側は、改質燃料ガス送給流路２６を介して改質ユニット２（具体的には、一酸化炭素除去器１２）に接続され、その空気極２４側は、空気供給流路２８に接続され、この空気供給流路２８には空気ブロア３０が配設されている。空気ブロア３０は、燃料昇圧ポンプ１８と同様に、駆動電圧に比例して回転数が上昇する形態のものから構成され、この空気ブロア３０の回転数を上昇させることによって、空気供給流路２８を通して供給される空気の供給流量が増大される。この空気ブロア３０は、酸化材としての空気の供給流量を制御するための空気流量制御手段としても機能し、また空気ブロア３０及び空気供給流路２８は、燃料電池４の空気極２４側に空気を供給するための空気供給手段として機能する。
【００２２】
このように構成されているので、改質ユニット２からの改質燃料ガスが改質燃料ガス送給流路２６を通して燃料電池４の燃料極２２側に送給され、また大気中の空気が空気供給流路２８を通して燃料電池４の空気極２４側に供給され、燃料電池４の電解質膜を通しての電子の移動によって、燃料極２２側における酸化及び空気極２４側の還元によって発電が行われる。
【００２３】
燃料電池４の燃料極２２側からの反応燃料ガス（燃料極２２で使用されなかった水素ガスを含む）は、反応ガス送給流路３２を通して改質ユニット２に送給され、その空気極２４側からの排気ガスは、排気ガス排出流路３４を通して大気に排出される。改質ユニット２には、改質器８に関連して燃焼バーナ３６が配設されている。また、反応ガス送給流路３２には、燃焼用空気を供給するための燃焼空気供給流路３８が接続され、この燃焼空気供給流路３８にはバーナ用空気ブロア４０が配設されている。このバーナ用空気ブロア４０は、燃料昇圧ポンプ１８などと同様に、駆動電圧に比例して回転数が上昇する形態のものから構成され、このブロア４０の回転数を上昇させることによって、燃焼空気供給流路３８を通して供給される燃焼用空気の供給流量が増大される。
【００２４】
また、この改質器８に関連して、改質用水を気化させるための気化器４４が配設され、この気化器４４が水蒸気送給流路４６を介して改質流路２０（脱硫器６と改質器８との間の部位）に接続されている。気化器４４は水供給流路４８を介して水供給源５０（例えば、水タンク、水道管など）に接続され、この水供給流路４８に水ポンプ５２が配設されている。水ポンプ５２は、燃料昇圧ポンプ１８及び空気ブロア３０と同様に、駆動電圧に比例して回転数が上昇する形態のものから構成され、この水ポンプ５２の回転数を上昇させることによって、水供給流路４８を通して供給される改質用水の供給流量が増大される。この水ポンプ５２は、改質用水の供給流量を制御するための水流量制御手段としても機能し、また水供給源５０、水ポンプ５２及び水供給流路４８は、改質用水を供給するための水供給手段として機能する。
【００２５】
このように構成されているので、水ポンプ５２の作用によって、改質用水（例えば、水道水）が水供給流路４８を通して気化器４４に供給され、この気化器４４にて気化されて水蒸気が生成され、この水蒸気が水蒸気送給流路４６及び改質流路２０を通して改質器８に送給される。また、燃料電池４からの反応燃料ガスは反応ガス送給流路３２を通して燃焼バーナ３６に送給され、この送給の際に大気中の空気が燃焼空気供給流路３８を通して反応燃料ガスに混合され、混合された反応燃料ガスが燃焼バーナ３６に送給され、混合された燃焼用空気を用いて反応燃料ガスが燃焼バーナ３６で燃焼される。そして、この燃焼バーナ３６の燃焼熱を利用して気化器４４及び改質器８が加熱され、気化器４４にて改質用水の気化が行われ、改質器８にて水蒸気を利用した燃料ガスの水蒸気改質が行われる。
【００２６】
この実施形態では、燃料電池システムを運転制御するために、更に、次の通りに構成されている。燃料電池システムを運転制御するための制御手段６０が設けられ、この制御手段６０は、例えばマイクロプロセッサから構成される。気化器４４には第１温度検出手段６２が配設され、この第１温度検出手段６２は、気化器４４内の温度を検出する。また、改質器８、一酸化炭素変成器１０及び一酸化炭素除去器１２には、それぞれ、第２温度検出手段６４、第３温度検出手段６６及び第４温度検出手段６８が設けられている。第２温度検出手段６４は改質器８内の温度を検出し、第３温度検出手段６６は一酸化炭素変成器１０内の温度を検出し、また第４温度検出手段６８は一酸化炭素除去器１２内の温度を検出する。第１〜第４温度検出手段６２〜６８は、例えば温度センサから構成され、これら温度検出手段６２〜６８からの検出信号は、制御手段６０に送給される。
【００２７】
この形態では、制御手段６０は水供給異常判定手段７０を含み、この水供給異常判定手段７０は、後述するようにして水供給異常と判定する。また、制御手段６０に関連して、異常表示手段７２が配設されている。異常表示手段７２は、液晶表示装置、表示ランプなどから構成され、後述するようにして水供給異常の表示を行う。
【００２８】
この燃料電池システムにおける改質用水の水不足の検知は、例えば、気化器４４内の第１温度検出手段６２の検知温度を利用して次のようにして行われる。図１とともに図２を参照して、まず、第１温度検出手段６２が気化器４４内の温度を検出する（ステップＳ１）。そして、この第１温度検出手段６２の検出温度が所定温度Ｔ１（例えば、３００℃）以上に上昇すると、気化器４４内にて改質器用の水不足が発生したとしてステップＳ２からステップＳ３に進む。
【００２９】
ステップＳ３では、制御手段６０は、水ポンプ５２の駆動電圧をアップしてその出力を上昇させる。この実施形態では、水ポンプ５２の出力が例えば２％上昇され、気化器４４に供給される改質用水の供給流量が、例えば１０％上昇される。
【００３０】
その後、第１温度検出手段６２の検知温度が所定温度Ｔ１以上の状態が継続する（例えば、１分継続する）かが判断され、温度上昇の状態が継続すると、水ポンプ５２の出力を上昇させたにもかかわらず改質用水が増量供給されず、気化器４４への水供給に異常が発生しているとしてステップＳ５に進む。
【００３１】
ステップＳ５においては、改質用水の増量供給がないために水供給手段（水ポンプ５２など）に異常が発生したとして、水供給異常判定手段７０は水供給異常と判定し、水供給異常信号を生成する。かくすると、この水供給異常信号に基づいて、制御手段７０は異常表示手段７２を作動させ、異常表示手段７２は、水供給異常が発生したことを表示し（ステップＳ６）、燃料電池システムの稼働停止が行われる（ステップＳ７）。
【００３２】
一方、改質用水の増量供給によって、第１温度検出手段６２の検知温度が所定温度Ｔ１から低下すると、水ポンプ５２の出力上昇に伴い、正常に改質用水の増状供給が行われたとしてステップＳ８に進む。ステップＳ８においては、改質用水の供給は正常であるが、水の供給が不足気味であるとして水ポンプ５２の出力設定の上昇（例えば、２％の出力上昇）が行われ、この出力上昇によって、改質用水の不足が解消され、気化器４４に改質用水を所要の通りに供給ことができる。
【００３３】
次に、図３及び図４を参照して、第２の実施形態の燃料電池システムについて説明する。図３は、第２の実施形態の燃料電池システムを示す簡略図であり、図４は、図３の燃料電池システムの制御の流れの一部を示すフローチャートである。この第２の実施形態において、上述の第１の実施形態と実質上同一の部材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００３４】
この第２の実施形態では、気化器４４内の温度を検出することに代えて、気化器４４を含む水蒸気系ラインの水蒸気圧力を検出して改質用水の不足を検知している。図３及び図４を参照して更に説明すると、改質用水から気化して生成された水蒸気が流れる水蒸気系ラインに、その圧力（即ち、水蒸気圧力）を検出するための圧力検出手段８２が設けられる。この形態では、水圧力検出手段８２は、例えば圧力計から構成され、蒸気が流れる改質流路２０（具体的には、水蒸気送給流路４６との接続部位と改質器８との間の部位）に設けられ、改質流路２０の圧力を検出する。水蒸気ラインとは水蒸気が流れるラインであって、気化器４４の内部から水蒸気送給流路４６及び改質流路２０の一部を通して改質器８の内部までの領域であり、この水蒸気系ラインの適宜の部位に圧力検出手段８２を配設することができ、このように設けるにことよって、改質器８にて改質に用いる水蒸気の圧力を検出することができる。この第２の実施形態のその他の構成は、上述した第１の実施形態と実質上同一である。
【００３５】
第２の実施形態の燃料電池システムにおける改質用水の水不足の検知は、圧力検出手段８２の検知圧力を利用して、例えば次のようにして行われる。まず、圧力検出手段８２が水蒸気系ライン（この形態では、改質流路２０の所定部位）の圧力を検出する（ステップＳ１１）。そして、この圧力検出手段６２の検出圧力が所定圧力Ｐ１（例えば、０．５ｋＰａ）以下に低下すると、気化器４４を含む水蒸気系ラインにて改質器用の水不足が発生したとしてステップＳ１２からステップＳ１３に進む。
【００３６】
ステップＳ１３では、制御手段６０Ａは、水ポンプ５２の駆動電圧をアップしてその出力を上昇させる。この実施形態でも、上述したと同様に、水ポンプ５２の出力が例えば２％上昇され、気化器４４に供給される改質用水の供給流量が、例えば１０％上昇される。
【００３７】
その後、圧力検出手段８２の検知圧力が所定圧力Ｐ１以下の状態が継続する（例えば、 １分継続する）かが判断され、圧力低下の状態が継続すると、水ポンプ５２の出力を上昇させたにもかかわらず改質用水が増量供給されず、気化器４４への水供給に異常が発生しているとしてステップＳ１５に進む。
【００３８】
ステップＳ１５においては、改質用水の増量供給がないために水供給手段（水ポンプ５２など）に異常が発生したとして、水供給異常判定手段７０Ａは水供給異常と判定し、水供給異常信号を生成する。かくすると、上述したと同様に、水供給異常信号に基づいて、異常表示手段７２は、水供給異常が発生したことを表示し（ステップＳ１６）、燃料電池システムの稼働停止が行われる（ステップＳ１７）。
【００３９】
一方、改質用水の増量供給によって、圧力検出手段８２の検知圧力が所定圧力Ｐ１から上昇すると、水ポンプ５２の出力上昇に伴い、正常に改質用水の増状供給が行われたとしてステップＳ１８に進む。ステップＳ１８においては、改質用水の供給は正常であるが、水の供給が不足気味であるとして水ポンプ５２の出力設定の上昇（例えば、２％の出力上昇）が行われ、この出力上昇によって、改質用水の不足が解消される。
【００４０】
以上、本発明に従う燃料電池システムの実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更乃至修正が可能である。
【００４１】
例えば、上述した実施形態では、燃料電池４として固体分子形燃料電池を用いて説明したが、このような形態のものに限定されず、例えばリン酸形燃料電池などの他の形態の燃料電池にも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
２ 改質ユニット
４ 燃料電池
６ 脱硫器
８ 改質器
１０ 一酸化炭素変成器
１２ 一酸化炭素除去器
１８ 燃料昇圧ポンプ
２２ 燃料極
２４ 空気極
３０ 空気ブロア
４４ 気化器
５２ 水ポンプ
６０，６０Ａ 制御手段
６２ 温度検出手段
７０，７０Ａ 水供給異常判定手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素系燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段と、前記燃料ガス供給手段からの燃料ガスを水蒸気改質するための改質器と、改質用水を供給するための水供給手段と、前記水供給手段からの改質用水を気化して水蒸気を生成するための気化器と、前記改質器にて改質された改質燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元によって発電を行う燃料電池と、前記燃料ガス供給手段及び前記水供給手段を制御するための制御手段と、を備えた燃料電池システムであって、
前記気化器内の温度を検出するための温度検出手段が設けられ、前記温度検出手段の検知温度が所定温度以上になると、前記制御手段は、前記水供給手段の出力を上げて前記水供給手段から供給される改質用水の供給量を増加させることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御手段は、改質用水の供給異常を判定するための水供給異常判定手段を含み、前記水供給手段の出力上昇後に前記温度検出手段の検知温度の上昇状態が継続すると、前記水供給異常判定手段は水供給異常と判定し、また前記水供給手段の出力上昇後に前記温度検出手段の検知温度が低下すると、前記制御手段は前記水供給手段の出力を上昇設定することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
炭化水素系燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段と、前記燃料ガス供給手段からの燃料ガスを水蒸気改質するための改質器と、改質用水を供給するための水供給手段と、前記水供給手段からの改質用水を気化して水蒸気を生成するための気化器と、前記改質器にて改質された改質燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元によって発電を行う燃料電池と、前記燃料ガス供給手段及び前記水供給手段を制御するための制御手段と、を備えた燃料電池システムであって、
水蒸気が流れる水蒸気系ラインに圧力を検出するための圧力検出手段が設けられ、前記圧力検出手段の検知圧力が所定圧力以下になると、前記制御手段は、前記水供給手段の出力を上げて前記水供給手段から供給される改質用水の供給量を増加させることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
前記制御手段は、改質用水の供給異常を判定するための水供給異常判定手段を含み、前記水供給手段の出力上昇後に前記圧力検出手段の検知圧力の低下状態が継続すると、前記水供給異常判定手段は水供給異常と判定し、また前記水供給手段の出力上昇後に前記圧力検出手段の検知圧力が上昇すると、前記制御手段は前記水供給手段の出力を上昇設定することを特徴とする請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項１】
炭化水素系燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段と、前記燃料ガス供給手段からの燃料ガスを水蒸気改質するための改質器と、改質用水を供給するための水供給手段と、前記水供給手段からの改質用水を気化して水蒸気を生成するための気化器と、前記改質器にて改質された改質燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元によって発電を行う燃料電池と、前記燃料ガス供給手段及び前記水供給手段を制御するための制御手段と、を備えた燃料電池システムであって、
前記気化器内の温度を検出するための温度検出手段が設けられ、前記温度検出手段の検知温度が所定温度以上になると、前記制御手段は、前記水供給手段の出力を上げて前記水供給手段から供給される改質用水の供給量を増加させることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御手段は、改質用水の供給異常を判定するための水供給異常判定手段を含み、前記水供給手段の出力上昇後に前記温度検出手段の検知温度の上昇状態が継続すると、前記水供給異常判定手段は水供給異常と判定し、また前記水供給手段の出力上昇後に前記温度検出手段の検知温度が低下すると、前記制御手段は前記水供給手段の出力を上昇設定することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
炭化水素系燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段と、前記燃料ガス供給手段からの燃料ガスを水蒸気改質するための改質器と、改質用水を供給するための水供給手段と、前記水供給手段からの改質用水を気化して水蒸気を生成するための気化器と、前記改質器にて改質された改質燃料ガス及び酸化材の酸化及び還元によって発電を行う燃料電池と、前記燃料ガス供給手段及び前記水供給手段を制御するための制御手段と、を備えた燃料電池システムであって、
水蒸気が流れる水蒸気系ラインに圧力を検出するための圧力検出手段が設けられ、前記圧力検出手段の検知圧力が所定圧力以下になると、前記制御手段は、前記水供給手段の出力を上げて前記水供給手段から供給される改質用水の供給量を増加させることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
前記制御手段は、改質用水の供給異常を判定するための水供給異常判定手段を含み、前記水供給手段の出力上昇後に前記圧力検出手段の検知圧力の低下状態が継続すると、前記水供給異常判定手段は水供給異常と判定し、また前記水供給手段の出力上昇後に前記圧力検出手段の検知圧力が上昇すると、前記制御手段は前記水供給手段の出力を上昇設定することを特徴とする請求項３に記載の燃料電池システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２１６２０８（Ｐ２０１１−２１６２０８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８０５３５（Ｐ２０１０−８０５３５）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
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