(57)【要約】【課題】燃料電池システムのパッケージ小型化を可能とすると共に、安定した発電を可能とした液体燃料の燃料電池システムを提供する。【解決手段】燃料処理システム２０において、脱硫器２１の出口に接続された脱硫燃料供給ライン６１に減圧弁６２を設置すると共に、この脱硫燃料供給ライン６１を改質器バーナ２９に接続される第１の燃料供給ライン６３と、気化器２４に接続される第２の燃料供給ライン６４に分岐する。第１の燃料供給ライン６３には、液体検出手段である液体検知センサー１００及び第１の遮断弁６５を設置し、第２の燃料供給ライン６４には第２の遮断弁６６を設置する。そして、図示しない制御装置によって、液体検知センサー１００の検出値に基づいて、第１の遮断弁６５及び第２の遮断弁６６が制御されるように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原燃料タンクと、
少なくとも脱硫器、改質器バーナを有する改質器及び気化器を備えた燃料処理システムと、
燃料電池スタックとを備えた液体燃料の燃料電池システムにおいて、
前記燃料処理システムの脱硫器の出口に接続された燃料供給ラインが、前記改質器バーナに接続される第１の燃料供給ラインと、前記気化器に接続される第２の燃料供給ラインに分岐され、
前記第１の燃料供給ラインには、第１の遮断弁と液体検出手段が設置されると共に、前記第２の燃料供給ラインには、第２の遮断弁が設置され、
前記液体検出手段が液体を連続して検知するまでは、前記第１の遮断弁を“開”、前記第２の遮断弁を“閉”として、前記改質器バーナに脱硫燃料を供給し、
前記液体検出手段が液体を連続して検知した時点で、前記第１の遮断弁を“閉”、前記第２の遮断弁を“開”として、前記気化器に脱硫燃料を供給するように構成したことを特徴とする液体燃料の燃料電池システム。
【請求項２】
前記液体検出手段が、液体検知センサーであることを特徴とする請求項１に記載の液体燃料の燃料電池システム。
【請求項３】
前記液体検出手段が、液体流量計であることを特徴とする請求項１に記載の液体燃料の燃料電池システム。
【請求項４】
前記液体検出手段が、所定の間隔をあけて設置された２つの温度センサーであることを特徴とする請求項１に記載の液体燃料の燃料電池システム。
【請求項５】
原燃料タンクと、
少なくとも脱硫器、改質器バーナを有する改質器及び気化器を備えた燃料処理システムと、
燃料電池スタックとを備えた液体燃料の燃料電池システムにおいて、
前記燃料処理システムの脱硫器の出口に接続された燃料供給ラインが、前記改質器バーナに接続される第１の燃料供給ラインと、前記気化器に接続される第２の燃料供給ラインに分岐され、
前記第１の燃料供給ラインには、流量調節弁と液体検出手段が設置されると共に、前記第２の燃料供給ラインには遮断弁が設置され、
前記液体検出手段が液体を連続して検知するまでは、前記遮断弁を“閉”として、前記改質器バーナに脱硫燃料を供給し、
前記液体検出手段が液体を連続して検知した時点で、前記遮断弁を“開”として前記気化器に脱硫燃料を供給すると共に、前記流量調節弁により前記改質器バーナに供給する脱硫燃料の流量を調節するように構成したことを特徴とする液体燃料の燃料電池システム。
【請求項６】
前記燃料供給ラインに減圧弁が設置されていること特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液体燃料の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体燃料の燃料電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギー、ＣＯ2排出量削減等への関心の高まりから、燃料電池発電装置が開発され、車載用、定置分散電源への適用が進んできている。これらの燃料電池発電システムにおいては、燃料として、純水素を直接用いたり、都市ガス、プロパンガス等の気体燃料、あるいはメタノール、ガソリン、灯油等の液体燃料を改質し、水素を取り出して発電を行う。これら燃料の中で、車載用の原燃料としては、ボンベに充填した純水素や、メタノール、ガソリン等の液体燃料を用いる場合が多い。一方、定置用の場合は、都市ガス等の気体燃料の他、常温で液体であり、取り扱いが容易な灯油等が用いられている。
【０００３】
これらの燃料の中で、液体燃料は硫黄の含有量が多く、燃料処理系の改質触媒等が硫黄により被毒することを防ぐため、脱硫器により硫黄を除去してから、脱硫燃料を燃料処理系に供給することが一般的である（例えば、特許文献１）。しかしながら、灯油の脱硫においては、灯油脱硫触媒の特性として、脱硫開始直後はメタン等の低留点成分（低い温度で気化する成分：分子量が小さい）が出て、安定した組成の灯油が出るまでは発電できないという問題点があった。
【０００４】
そのため、従来から、改質器入口燃料の燃料組成を安定させることを目的として、種々の提案がなされている。例えば、特許文献２には、脱硫器出口にタンクを設け、脱硫灯油とメタン等のガス成分を分離するという提案がなされている。また、特許文献３には、メタノールを燃料とする燃料電池システムにおいて、原燃料と水の混合タンクを設け、燃料の濃度を安定させるという提案がなされている。
【０００５】
ここで、図５は、特許文献２に示された液体燃料を用いた燃料電池システムの構成を示したものである。すなわち、この燃料電池システムは、大別して、原燃料タンク１０と、燃料処理システム２０と、燃料電池スタック３０と、冷却水・水処理系４０と、空気供給系５０から構成されている。
【０００６】
また、前記燃料処理システム２０は、原燃料タンク１０とポンプ１１を介して接続された脱硫器２１と、この脱硫器２１の出口側に配置された脱硫燃料タンク（気液分離タンク）２２０と、改質器バーナ２９を備えた改質器２５と、蒸気発生器２８と、気化器２４と、ＣＯ変成器２６と、ＣＯ除去器２７を備えている。
【０００７】
上記のような構成を有する燃料電池システムにおいては、原燃料は、原燃料タンク１０からポンプ１１により加圧されて脱硫器２１へ供給される。また、脱硫器２１によって処理された脱硫燃料は、脱硫燃料タンク２２０において気層と液層に分離される。この脱硫燃料タンク２２０の気層部分には、前記改質器バーナ２９へ脱硫燃料を導入するための脱硫燃料気相導入ライン２３ａが接続されている。
【０００８】
一方、脱硫燃料タンク２２０の液層部分には、前記気化器２４へ液体燃料を導入するための脱硫燃料液相導入ライン２３ｂが接続され、気化器２４に導入された液体燃料は、蒸気発生器２８から供給される水蒸気と混合されて改質器２５へ導入されるように構成されている。また、改質器出口ラインは、ＣＯ変成器２６とＣＯ除去器２７を通り、燃料電池スタック３０へ接続されている。
【０００９】
また、燃料電池スタック３０は、燃料極３１、空気極３２及び冷却部３３から構成され、前記燃料極３１の出口ラインは、改質器バーナ２９へ接続されている。また、前記空気極３２へは、空気供給系５０から、空気ブロワ５１により、空気が供給されるように構成されている。同時に、空気供給系５０から改質器バーナ２９及びＣＯ除去器２７へも空気が供給されるように構成されている。冷却部３３は、冷却水・水処理系４０との間を循環しており、空気極出口ガスが接続され、水の回収を行うように構成されている。さらに、蒸気発生器２８への水供給ラインが備えられている。
【特許文献１】特開２００５−３４６９８５号公報
【特許文献２】特開２００８−２１８２２７号公報
【特許文献３】特開２００７−３０５３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述したような従来の液体燃料の燃料電池システムには以下のような問題点があった。すなわち、特許文献２に示された脱硫燃料タンクや、特許文献３に示された混合タンク等の燃料タンクの設置は、燃料電池システムのパッケージ小型化の妨げとなるばかりでなく、タンクから燃料を燃料処理系へ送出するためのポンプが必要であるなど、システムの煩雑化、高コスト化の要因となっていた。
【００１１】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解消するために提案されたものであり、燃料電池システムのパッケージ小型化を可能とすると共に、改質器入口の成分が安定したことを検知することにより、安定した発電を可能とした液体燃料の燃料電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明は、原燃料タンクと、少なくとも脱硫器、改質器バーナを有する改質器及び気化器を備えた燃料処理システムと、燃料電池スタックとを備えた液体燃料の燃料電池システムにおいて、前記燃料処理システムの脱硫器の出口に接続された燃料供給ラインが、前記改質器バーナに接続される第１の燃料供給ラインと、前記気化器に接続される第２の燃料供給ラインに分岐され、前記第１の燃料供給ラインには、第１の遮断弁と液体検出手段が設置されると共に、前記第２の燃料供給ラインには、第２の遮断弁が設置され、前記液体検出手段が液体を連続して検知するまでは、前記第１の遮断弁を“開”、前記第２の遮断弁を“閉”として、前記改質器バーナに脱硫燃料を供給し、前記液体検出手段が液体を連続して検知した時点で、前記第１の遮断弁を“閉”、前記第２の遮断弁を“開”として、前記気化器に脱硫燃料を供給するように構成したことを特徴とするものである。なお、前記液体検出手段としては、液体検知センサー、液体流量計、所定の間隔をあけて設置された２つの温度センサーが用いられる。
【００１３】
上記のような構成を有する本発明においては、脱硫開始直後は、第１の遮断弁を“開”、第２の遮断弁を“閉”の状態として、第１の燃料供給ラインを介して、気体成分を改質器バーナへ導入し、改質触媒の昇温、改質反応の熱源として使用する。その後、第１の燃料供給ラインに設置された液体検知センサーが液体を連続して検知した時点で、安定した燃料が得られていると判断して、第１の遮断弁を閉じると同時に第２の遮断弁を開いて、燃料を気化器に導入する。そして、この気化器において燃料と水蒸気とを混合して改質器へ導入する。
【００１４】
その結果、改質器へ導入される脱硫燃料は、液体だけとなってから供給されるため、成分が安定しており、改質ガス、すなわち燃料電池スタックへ供給されるガスの成分が安定するため、安定した発電が可能となる。また、従来必要であった気液分離タンクも不要となるため、燃料電池システムのパッケージ小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のような本発明によれば、燃料電池システムのパッケージ小型化を可能とすると共に、改質器入口の成分が安定したことを検知することにより、安定した発電を可能とした液体燃料の燃料電池システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る液体燃料の燃料電池システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
（１）第１実施形態
（１−１）構成
本実施形態の燃料電池システムは、以下の点を特徴とする。すなわち、本実施形態の燃料処理システム２０においては、脱硫器２１の出口に接続された脱硫燃料供給ライン６１に減圧弁６２が設置されると共に、この脱硫燃料供給ライン６１が前記減圧弁６２の下流側で、前記改質器バーナ２９に接続された第１の燃料供給ライン６３と、前記気化器２４に接続された第２の燃料供給ライン６４に分岐されている。
【００１８】
また、前記第１の燃料供給ライン６３には、上流側から順に、液体検出手段である液体検知センサー１００及び第１の遮断弁６５が設置され、前記第２の燃料供給ライン６４には、第２の遮断弁６６が設置されている。なお、前記液体検知センサー１００としては、例えば、気体と液体の屈折率の違いを利用した、小型で安価な光センサーを利用することができる。このような液体検知センサー１００は配管外部から検出するため、前記第１の燃料供給ライン６３としては、テフロンチューブ（テフロンは登録商標）やガラス管等の光透過性の材質を使用する必要がある。
【００１９】
また、本発明においては、図示しない制御装置によって、前記液体検知センサー１００の検出値に基づいて、前記第１の遮断弁６５及び第２の遮断弁６６が制御されるように構成されている。その他の構成は、図５に示した従来型と同様であるので、説明は省略する。
【００２０】
（１−２）作用
上記のような構成を有する本実施形態の燃料電池システムは、以下のように作用する。すなわち、燃料電池起動時は、前記燃料処理システム２０において、バーナ、電気ヒータ等により昇温を開始し、改質触媒等の各触媒を適正な運転温度まで昇温させ、昇温が完了した時点で原燃料を導入する。また、脱硫開始直後はメタン等の低留点成分が気体として発生するため、前記第１の遮断弁６５を“開”、第２の遮断弁６６を“閉”の状態として、前記第１の燃料供給ライン６３を介して、気体成分を改質器バーナ２９へ導入し、改質触媒の昇温、改質反応の熱源として使用する。
【００２１】
その後、前記第１の燃料供給ライン６３に設置された液体検知センサー１００が液体を連続して検知した時点で、安定した燃料が得られていると判断し、前記制御装置によって、第１の遮断弁６５を閉じると同時に第２の遮断弁６６を開いて、燃料を気化器２４に導入する。そして、この気化器２４において燃料と水蒸気とを混合して改質器２５へ導入する。この改質器２５において脱硫燃料は水蒸気改質され、水素リッチなガスとなる。
【００２２】
また、改質ガス中の一酸化炭素は、ＣＯ変成器２６及びＣＯ除去器２７を通して、一酸化炭素濃度を低下させて、燃料電池スタック３０の燃料極３１へ供給される。燃料電池スタック３０では、改質ガス中の水素と、空気極３２に供給された空気中の酸素が電気化学反応により、直流電力と水が発生する。直流電力は、図示しない電力変換装置により交流電力へ変換され、電力として利用される。
【００２３】
一方、燃料電池スタック３０で消費されなかった水素は、燃料極出口ラインを通して改質器バーナ２９へ供給され、改質反応に必要な熱源として利用される。また、直流電力発生の電気化学反応時に発生する熱は、冷却部３３を循環する冷却水を通して、冷却水・水処理系４０において回収され、図示しない貯湯槽等に蓄えられ利用される。
【００２４】
（１−３）効果
このように本実施形態によれば、脱硫器２１の出口に設置した液体検知センサー１００により、脱硫燃料が初期の気体成分から液体成分へ変化したことを検知することができる。その結果、改質器２５へ導入される脱硫燃料は、液体だけとなってから供給されるため、成分が安定しており、改質ガス、すなわち燃料電池スタック３０へ供給されるガスの成分が安定するため、安定した発電が可能となる。
【００２５】
また、従来必要であった気液分離タンクも不要となるため、燃料電池システムのパッケージ小型化を図ることができる。なお、脱硫燃料は成分が安定した後も気泡が混入する可能性があるが、成分が安定した後に混入する若干の気体成分は燃料流量の制御により調節が可能であるため、安定した運転を継続することができる。
【００２６】
（２）第２実施形態
（２−１）構成
本実施形態は、上記第１実施形態の変形例であって、図２に示すように、第１実施形態で用いた液体検知センサー１００の代わりに、液体流量センサー１０１を設置したものである。そして、図示しない制御装置によって、前記液体流量センサー１０１の検出値に基づいて、前記第１の遮断弁６５及び第２の遮断弁６６が制御されるように構成されている。その他の構成は上記第１実施形態と同様であるので、同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。
【００２７】
なお、本実施形態において液体流量センサー１０１を用いた理由は以下の通りである。すなわち、一般に液体流量センサー１０１においては、流体の流速、流体の密度や熱伝導率が大きく異なる気体の場合は検出することができないため、液体流量センサー１０１において検出値が連続的に検知された場合には、液体中に気体は混ざっておらず、安定した液体燃料へ変化していると正確に判断できるからである。
【００２８】
（２−２）作用
上記のような構成を有する本実施形態の燃料電池システムは、以下のように作用する。すなわち、燃料電池起動時は、燃料処理システム２０において、バーナ、電気ヒータ等により昇温を開始し、改質触媒等の各触媒を適正な運転温度まで昇温させ、昇温が完了した時点で、原燃料を導入する。また、脱硫開始直後はメタン等の低留点成分が気体として発生するため、前記第１の遮断弁６５を“開”、第２の遮断弁６６を“閉”の状態として、前記第１の燃料供給ライン６３を介して、気体成分を改質器バーナ２９へ導入し、改質触媒の昇温、改質反応の熱源として使用する。
【００２９】
その後、前記第１の燃料供給ライン６３に設置された液体流量センサー１０１が液体流量を連続して検知した時点で、安定した液体燃料が得られていると判断し、第１の遮断弁６５を閉じると同時に第２の遮断弁６６を開いて、燃料を気化器２４に導入する。そして、この気化器２４において燃料と水蒸気とを混合して改質器２５へ導入する。この改質器２５において脱硫燃料は水蒸気改質され、水素リッチなガスとなる。
【００３０】
（２−３）効果
このように本実施形態によれば、脱硫器２１の出口に設置した液体流量センサー１０１により、脱硫燃料が初期の気体成分から液体成分へ変化したことを正確に検出することができる。その結果、改質器２５へ導入される脱硫燃料は、液体だけとなってから供給されるため、成分が安定しており、改質ガス、すなわち燃料電池スタック３０へ供給されるガスの成分が安定するため、安定した発電が可能となる。
【００３１】
また、従来必要であった気液分離タンクも不要となるため、燃料電池システムのパッケージ小型化を図ることができる。なお、脱硫燃料は、成分が安定した後も気泡が混入する可能性があるが、成分が安定した後に混入する若干の気体成分は、燃料流量の制御により調節が可能であり、安定した運転が継続可能である。さらに、液体流量センサー１０１を用いた場合は、上記第１実施形態と異なり、燃料配管を光透過性の材質とする必要はなく、施工が容易であるという特性がある。
【００３２】
（３）第３実施形態
（３−１）構成
本実施形態は、上記第１実施形態の変形例であって、図３に示すように、第１実施形態で用いた液体検知センサー１００の代わりに、前記第１の燃料供給ライン６３に第１の温度センサー２００及び第２の温度センサー２０１をある一定の間隔を置いて設置したものである。そして、図示しない制御装置によって、前記第１の温度センサー２００及び第２の温度センサー２０１の検出値に基づいて、前記第１の遮断弁６５及び第２の遮断弁６６が制御されるように構成されている。その他の構成は上記第１実施形態と同様であるので、同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。
【００３３】
（３−２）作用
上記のような構成を有する本実施形態の燃料電池システムは、以下のように作用する。すなわち、燃料電池起動時は、燃料処理システム２０において、バーナ、電気ヒータ等により昇温を開始し、改質触媒等の各触媒を適正な運転温度まで昇温させ、昇温が完了した時点で、原燃料を導入する。脱硫開始直後はメタン等の低留点成分が気体として発生するため、第１の遮断弁６５を“開”、第２の遮断弁６６を“閉”の状態として、気体成分をバーナ２９へ導入して、改質触媒の昇温、改質反応の熱源として使用する。
【００３４】
続いて、燃料の流れ方向に対して上流側に設置された第１の温度センサー２００の計測温度が急上昇後一定となることで、当該温度センサー部に液体燃料が到達したことを検出することができる。これは、熱容量の小さい気体が流れている間は、配管表面からの放熱により、温度上昇は一定の値に抑えられているが、気体と比較して熱容量の大きい液体が流れた場合、放熱に対して十分大きい熱容量を有するため、温度が急上昇することになるからである。
【００３５】
さらに、この第１の温度センサー２００とその下流側に設置された第２の温度センサー２０１との温度差が小さくなった時点で、安定した液体燃料が得られていると判断する。すなわち、両者の温度差が小さくなるということは、第１の温度センサー２００部分と同様に第２の温度センサー２０１部分にも液体燃料が到達した結果、温度が上昇し、第１の温度センサー２００との温度差が小さくなるためであり、液体燃料が安定して流れていると判断できるからである。この時点で、第１の遮断弁６５を閉じると同時に第２の遮断弁６６を開いて、燃料を気化器２４に導入する。そして、この気化器２４において燃料と水蒸気とを混合して改質器２５へ導入する。この改質器２５において脱硫燃料は水蒸気改質され、水素リッチなガスとなる。
【００３６】
ここで、温度センサーを１つとした場合には、液体燃料が到達したことは判断できるが、安定して液体燃料が流れていることを正確に判断することはできない。一方、時間タイマーを設置することで確実性をあげることはできるが、液体の流れがなくなった場合でも、温度低下は放熱による緩慢な変化となり、確実とは言えない。
【００３７】
なお、具体的には、脱硫器２１の運転温度は１８０℃から２００℃程度であり、気体成分が流れている場合は４０℃程度であったものが、液体燃料が流れ出した後は６０℃から１００℃程度の温度となる。ここで、実際の温度については、燃料電池システムが発電に必要とする燃料の量や、機器のレイアウトや、配管の口径により、燃料の熱容量と放熱量の比が異なることから、各燃料電池システムに応じて、数値演算あるいは実験的に決定されるものである。
【００３８】
（３−３）効果
このように本実施形態によれば、脱硫器２１の出口に設置した２つの温度センサーを用いることにより、脱硫燃料が初期の気体成分から液体成分へ変化したことを正確に検出することができる。その結果、改質器２５へ導入される脱硫燃料は、液体だけとなってから供給されるため、成分が安定しており、改質ガス、すなわち燃料電池スタック３０へ供給されるガスの成分が安定するため、安定した発電が可能となる。
【００３９】
また、従来必要であった気液分離タンクも不要となるため、燃料電池システムのパッケージ小型化を図ることができる。なお、脱硫燃料は、成分が安定した後も気泡が混入する可能性があるが、成分が安定した後に混入する若干の気体成分は、燃料流量の制御により調節が可能であり、安定した運転が継続可能である。さらに、２つの温度センサー２００、２０１を用いた場合は、上記第１実施形態と異なり、燃料配管を光透過性の材質とする必要はなく、施工が容易であるという特性がある。また、温度センサーのコストは安いため、燃料電池システムの低コスト化にも貢献することができる。
【００４０】
（４）第４実施形態
（４−１）構成
本実施形態は、上記第１実施形態の変形例であって、図４に示すように、前記第１の燃料供給ライン６３には、流量調節弁６８及び液体流量センサー１０１が設置され、燃料電池起動時に、この第１の燃料供給ライン６３を介して、改質器バーナ２９へバーナ燃料を供給するように構成したものである。また、これに伴って、上記従来型や第１実施形態〜第３実施形態において設置されていた原燃料タンク１０から改質器バーナ２９へ接続されていた原燃料供給ラインが削除されている。
【００４１】
そして、図示しない制御装置によって、前記液体流量センサー１０１の検出値に基づいて、前記流量調節弁６８及び第２の遮断弁６６が制御されるように構成されている。その他の構成は上記第１実施形態と同様であるので、同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。
【００４２】
（４−２）作用
上記のような構成を有する本実施形態の燃料電池システムは、以下のように作用する。すなわち、燃料電池起動時は、燃料処理システム２０において、バーナ、電気ヒータ等により昇温を開始し、改質触媒等の各触媒を適正な運転温度まで昇温させる。この場合、本実施形態においては、バーナ燃料として、脱硫器２１において脱硫した脱硫燃料が、前記第１の燃料供給ライン６３を介して改質器バーナ２９へ供給されるように構成されている。
【００４３】
すなわち、脱硫開始直後はメタン等の低留点成分が気体として発生するため、前記第１の燃料供給ライン６３に設置された流量調節弁６８には液体だけでなく気体も流れている状態となっており、流量調節はできない。その後、昇温過程において徐々に液体成分のみとなって燃料組成が安定し、流量調節弁６８が流量調節を開始する。このようにして流量調節弁６８が流量調節を開始することにより、改質器バーナ２９専用の燃料ポンプ１２を用いる必要がなく、所定の流量の燃料を改質器バーナへ供給することが可能である。その結果、安定した改質器２５の昇温が行われる。
【００４４】
その後、改質触媒等の各触媒が適正な運転温度になるまで昇温させるが、上述したように、前記第１の燃料供給ライン６３に流れる燃料は、昇温過程において液体成分のみとなっているため、改質器への燃料導入条件が成立した時点で、流量調節弁６８の流量をゼロとすると同時に、前記第２の遮断弁６６を開いて、燃料を気化器２４に導入する。そして、この気化器２４において燃料と水蒸気とを混合して改質器２５へ導入する。この改質器２５において脱硫燃料は水蒸気改質され、水素リッチなガスとなる。
【００４５】
（４−３）効果
本実施形態においては、燃料処理システムの昇温のために、脱硫器２１出口の燃料を改質器バーナ２９で使用するため、脱硫器出口の燃料組成は昇温過程において、初期の気体成分から液体成分へ変化する。よって、発電時に改質器２５へ導入される脱硫燃料は、液体だけとなってから供給されるため、成分が安定しており、改質ガスすなわち、燃料電池スタック３０へ供給されるガスの成分が安定するため、安定した発電が可能である。
【００４６】
よって、燃料が液体となったことを判断するための液体検知センサー、温度センサーを設置する必要がなく、また、気液分離タンクの設置も不要である。なお、脱硫燃料は、成分が安定した後も気泡が混入する可能性があるが、成分が安定した後に混入する若干の気体成分は、燃料流量の制御により調節が可能であり、安定した運転が継続可能である。
【００４７】
（５）他の実施形態
本発明の脱硫器は加圧式を想定しているが、常圧式の場合は減圧弁を省略することができる。また、本発明の燃料処理システムは、燃料電池スタックの方式によらず、適用が可能である。また、燃料の種類によらず、燃料タンクを用いて燃料の組成を安定させる方式の燃料電池システムへの適用が可能である。その他、液体流量センサーとしては、液体流量を計測できる流量センサーに限らず、液体の流れを検知できる流量スイッチでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る燃料電池システムの第１実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】本発明に係る燃料電池システムの第２実施形態の構成を示すブロック図。
【図３】本発明に係る燃料電池システムの第３実施形態の構成を示すブロック図。
【図４】本発明に係る燃料電池システムの第４実施形態の構成を示すブロック図。
【図５】従来の燃料電池システムの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００４９】
１０…原燃料タンク
１１…原燃料灯油ポンプ
１２…灯油バーナ用燃料ポンプ
２０…燃料処理システム
２１…脱硫器
２３ａ…脱硫燃料気相導入ライン
２３ｂ…脱硫燃料液相導入ライン
２４…気化器
２５…改質器
２６…ＣＯ変成器
２７…ＣＯ除去器
２８…蒸気発生器
２９…改質器バーナ
３０…燃料電池スタック
３１…燃料極
３２…空気極
３３…冷却部
４０…冷却水・水処理系
５０…空気供給系
５１…空気供給ブロワ
６１…脱硫燃料供給ライン
６２…減圧弁
６３…第１の燃料供給ライン
６４…第２の燃料供給ライン
６５…第１の遮断弁
６６…第２の遮断弁
６８…流量調節弁
１００…液体検知センサー
１０１…液体流量センサー
２００、２０１…温度センサー
２２０…脱硫燃料タンク
【図１】
2010153227.tif 000003
【図２】
2010153227.tif 000004
【図３】
2010153227.tif 000005
【図４】
2010153227.tif 000006
【図５】
2010153227.tif 000007