(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
改質触媒を収容し、原燃料を前記改質触媒で改質することにより水素を含有する改質ガスを生成する改質器と、
前記改質触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記改質ガスを用いて電力及び熱を発生させる燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックの発電量を検出する発電量検出手段と、
前記燃料電池スタックに供給された前記改質ガスのオフガスを用いて前記改質触媒を加熱する第１バーナ燃焼器と、
前記オフガスを前記第１バーナ燃焼器に循環させるオフガス循環ラインと、
前記燃料電池スタックで発生した熱により温められた湯を貯える貯湯ユニットと、
前記貯湯ユニットに貯えられる前記湯を加熱する第２バーナ燃焼器と、
前記オフガスを前記第２バーナ燃焼器に導入するオフガス導入ラインと、
前記オフガスを前記第１バーナ燃焼器と前記第２バーナ燃焼器とに分配するオフガス分配弁と、
前記温度検出手段により検出される前記改質触媒の温度が予め定めた所定の温度範囲内になるように、前記オフガス分配弁の開度を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記発電量検出手段によって検出される前記発電量の単位時間当たりの変動量が所定値以上である場合に、前記改質触媒の温度が予め定めた所定の温度範囲内になるように、前記オフガス分配弁の開度を制御することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記第２バーナ燃焼器には前記貯湯ユニットの出湯ラインが通っており、
前記第２バーナ燃焼器は、前記原燃料及び前記オフガスの少なくとも一方を燃料として前記出湯ラインを通る湯を加熱することを特徴とする請求項１記載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、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に示されるように、原燃料を改質触媒で改質することにより水素を含有する改質ガスを生成する改質器と、この改質ガスを用いて電力及び熱を発生させる燃料電池と、燃料電池で発生した熱により昇温された湯を貯える貯湯タンクとを有する燃料電池システムが知られている。
【０００３】
下記特許文献１に記載される燃料電池システムでは、貯湯タンクの水を加熱するためのプロセスガスバーナと、改質触媒の温度を保つための改質器バーナとが燃料電池に対してそれぞれ配管で接続され、各配管に開閉弁が設けられている。そして、燃料電池の運転開始後は、燃料電池の温度が安定するまで、燃料電池で未反応に終わったアノードオフガス（以下、「オフガス」という）をプロセスガスバーナへ導入し、燃料電池の温度が安定した後は、開閉弁の開閉操作によりオフガスの流れを切り替え、オフガスを改質器バーナへ導入している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２９１５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の燃料電池システムでは、オフガスの流れを切り替えることにより燃料電池システムの運転開始を行うことが開示されているものの、燃料電池システムの運転中において、需要電力に応じて燃料電池の発電量を変化させる場合の温度バランス対策については開示されていなかった。そのため、例えば需要電力の減少に応じて燃料電池の発電量を急激に下げる場合、改質器バーナへ導入されるオフガス量が多くなり、改質器における温度バランスが崩れてしまうおそれがあった。このように、需要電力に応じて発電量を変化させる場合において、改質器の温度バランスを保つことが難しく、安定した運転を実現することは難しかった。
【０００６】
そこで本発明は、例えば発電量が変化する場合においても、改質器の温度バランスが崩れるのを抑制することができる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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る燃料電池システムは、改質触媒を収容し、原燃料を改質触媒で改質することにより水素を含有する改質ガスを生成する改質器と、改質触媒の温度を検出する温度検出手段と、改質ガスを用いて電力及び熱を発生させる燃料電池スタックと、燃料電池スタックの発電量を検出する発電量検出手段と、燃料電池スタックに供給された改質ガスのオフガスを用いて改質触媒を加熱する第１バーナ燃焼器と、オフガスを第１バーナ燃焼器に循環させるオフガス循環ラインと、燃料電池スタックで発生した熱により温められた湯を貯える貯湯ユニットと、貯湯ユニットに貯えられる湯を加熱する第２バーナ燃焼器と、オフガスを第２バーナ燃焼器に導入するオフガス導入ラインと、オフガスを第１バーナ燃焼器と第２バーナ燃焼器とに分配するオフガス分配弁と、温度検出手段により検出される改質触媒の温度が予め定めた所定の温度範囲内になるように、オフガス分配弁の開度を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、発電量検出手段によって検出される発電量の単位時間当たりの変動量が所定値以上である場合に、改質触媒の温度が予め定めた所定の温度範囲内になるように、オフガス分配弁の開度を制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る燃料電池システムによれば、改質触媒の温度が所定の温度範囲内になるように、制御手段によってオフガス分配弁の開度が制御され、第１バーナ燃焼器に導入されるオフガス量が制御される。そして、余剰のオフガスはオフガス導入ラインによって第２バーナ燃焼器へ導入され、貯湯ユニットに貯えられる湯の加熱に消費される。このように、例えば発電量が変化する場合においても、第１バーナ燃焼器に導入されるオフガス量が調整されるので、改質器の温度バランスが崩れるのを抑制することができる。また、発電量が変動しているとき、すなわち改質器への原燃料投入量が変化し、改質触媒の温度が変動しやすいときに、改質触媒の温度が所定の温度範囲内になるように、オフガス分配弁の開度が制御される。よって、改質触媒の温度を常時監視している必要がなく、改質器の温度バランスを容易かつ確実に制御することができる。しかも、発電量の単位時間あたりの変動量が所定値以上である場合に、改質触媒の温度が所定の温度範囲内になるように、オフガス分配弁の開度が制御される。よって、発電量の微少変化、或いは発電量の瞬時的な増減に応じてオフガス分配弁の開度を制御する必要がなく、オフガス分配弁の制御を簡便化できると共に、オフガス分配弁の長寿命化を図ることができる。
【００１３】
また、第２バーナ燃焼器には貯湯ユニットの出湯ラインが通っており、第２バーナ燃焼器は、原燃料及びオフガスの少なくとも一方を燃料として出湯ラインを通る湯を加熱することが好ましい。
【００１４】
この発明によれば、オフガス導入ラインによって第２バーナ燃焼器へ導入されるオフガスは、出湯ラインを通る湯の加熱にも用いられる。よって、改質器の過剰な温度変化を抑制し温度バランスを好適に保つことにより、所望量の改質ガスを安定的に供給することができ、運転の安定化を図りつつ、余剰のオフガスを有効に利用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、例えば発電量が変化する場合においても、改質器の温度バランスが崩れるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る燃料電池システムの参考形態を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１に示される燃料電池システムにおける制御手順を示すフローチャートである。
【図３】燃料電池システムの一実施形態における制御手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
（参考形態）
図１に示されるように、燃料電池システム１は、例えば家庭用として設置されて家庭に電力及び湯を供給するものであり、燃料電池ユニット２と、貯湯ユニット３と、運転制御装置（制御手段）２０とを備えている。
【００１９】
燃料電池ユニット２は、原燃料を用いて電力を発生させると共に熱を発生させるものである。燃料電池ユニット２は、改質器６と、固体高分子形のセルスタック（燃料電池スタック）７と、パワーコンディショナー（以下、「ＰＣＳ」という）４０とを有している。
【００２０】
改質器６は、内部に改質触媒６ａを収容している。また、改質器６には、改質触媒６ａを改質反応に必要な温度にまで加熱するためのバーナ燃焼器（第１バーナ燃焼器）８が設けられている。改質器６においては、バーナ燃焼器８によって加熱された改質触媒６ａで原燃料及び水が水蒸気改質反応を起こし、水素を含有する改質ガスが生成される。バーナ燃焼器８は、燃料電池システム１の起動時には原燃料を燃焼させ、燃料電池システム１の通常運転時には、セルスタック７のアノード側から導出されたオフガスを燃焼させる。更に、改質器６には、改質触媒６ａの温度を検出する温度計（温度検出手段）１０が設けられている。温度計１０は、改質触媒６ａの温度を検出し、検出した温度を運転制御装置２０へ出力する。温度計１０としては、例えば熱電対が用いられるが、これに限定されない。改質器６で用いられる原燃料としては、天然ガス、ＬＰＧ（液化石油ガス）、都市ガス等の炭化水素系気体燃料や、灯油等の炭化水素系液体燃料を用いることができる。改質器６には、水を気化するための気化器等が設けられる。
【００２１】
セルスタック７は、ＰＥＦＣ（Polymer  Electrolyte  Fuel  Cell）と称されるセルが複数層積層されたものである。各セルは、高分子膜である電解質が燃料極と空気極との間に配置されて構成されている。セルスタック７においては、燃料極側には改質器６によって生成された改質ガスが導入され、空気極側には空気が導入される。このようにセルスタック７は、改質ガスと空気（酸素）を用いて電力及び熱を発生させる。セルスタック７で発生した電力は、ＰＣＳ４０を介して家庭内の電気機器である家庭内負荷ＥＩに供給される。
【００２２】
貯湯ユニット３は、貯湯槽１１と、バックアップボイラ（第２バーナ燃焼器）１２とを有している。貯湯槽１１は、略円筒形状をなす容器であり、セルスタック７で発生した熱により温められた湯を貯留するためのものである。貯湯槽１１は、上部において熱回収ラインＬ２と接続しており、セルスタック７で熱伝達された湯を熱回収ラインＬ２を介して流入可能な構成となっている。貯湯槽１１は、下部において熱回収ラインＬ１と接続しており、貯湯槽１１の下部に貯えられた湯を流出し、熱回収ラインＬ１に設けられたポンプ１４によりセルスタック７の熱交換部へと送水可能な構成となっている。また、貯湯槽１１内には、貯湯槽１１に貯えられた湯の温度を検出する温度計（図示せず）が設けられている。
【００２３】
また、セルスタック７の燃料極側に導入された改質ガスのうち未反応に終わったオフガスは、オフガス循環ラインＬ５及びオフガス循環ラインＬ５に設けられた三方弁１７を通ってバーナ燃焼器８へ導入され、改質触媒６ａの加熱のために再利用される。この三方弁１７は、貯湯ユニット３のバックアップボイラ１２に接続されたオフガス導入ラインＬ６がオフガス循環ラインＬ５から分岐する分岐点に設けられており、運転制御装置２０により制御されて、セルスタック７から排出されたオフガスをオフガス循環ラインＬ５及びオフガス導入ラインＬ６に分配する機能を有している。すなわち、オフガス循環ラインＬ５により、オフガスの一部がバーナ燃焼器８に導入され、オフガス導入ラインＬ６により、オフガスの一部がバックアップボイラ１２に導入される。
【００２４】
更に、セルスタック７には、貯湯ユニット３の貯湯槽１１に接続された前述の熱回収ラインＬ１，Ｌ２が接続されている。熱回収ラインＬ１，Ｌ２は、セルスタック７の各セル間に配置された水の流路に接続されている。このような構成により、熱回収ラインＬ１，Ｌ２内に流れる水にセルスタック７で生じた熱が伝達され、熱伝達によって温められた湯が貯湯槽１１に貯留される。
【００２５】
また、燃料電池ユニット２には、余剰電力ヒータ９が設けられている。余剰電力ヒータ９は、熱回収ラインＬ２に設けられ、セルスタック７で発電された電力のうち家庭で用いられない余剰分が生じた場合に、その余剰分を用いて熱回収ラインＬ２内の湯を加熱するためのものである。
【００２６】
ＰＣＳ４０は、セルスタック７に接続されて、セルスタック７で発生した電力を家庭内負荷ＥＩへ供給し、また、ＰＣＳ４０は、家庭内負荷ＥＩの需要電力を検出する。このＰＣＳ４０内には、セルスタック７における発電量を検出する発電量検出器（発電量検出手段）３０が設けられている。ＰＣＳ４０によって検出される家庭内負荷ＥＩの需要電力と、発電量検出器３０によって検出されるセルスタック７の発電量とは、運転制御装置２０に伝達され、運転制御装置２０は、セルスタック７の発電電力が系統電源ＣＥへ逆流しないように、燃料電池システム１を制御する。一方、家庭内負荷ＥＩには系統電源ＣＥが接続されており、燃料電池ユニット２の発生電力が家庭内負荷ＥＩの需要電力に満たない場合は、系統電源ＣＥから家庭内負荷ＥＩへ補助電力が供給される。
【００２７】
貯湯ユニット３の三方弁１５は、セルスタック７で熱伝達された湯を貯湯槽１１に流入させたり、貯湯槽１１に流入させずに湯を繰り返しセルスタック７の熱交換部へと導入させたりすることができる。
【００２８】
更に、貯湯槽１１は、下部側で給水ラインＬ３と接続され、貯湯槽１１の下部側へ上水が給水ラインＬ３を介して供給される。また、貯湯槽１１は、上部側で出湯ラインＬ４と接続され、貯湯槽１１の上部側から出湯ラインＬ４を介して湯を出湯することができる。給水ラインＬ３及び出湯ラインＬ４には、流量計（図示せず）がそれぞれ設けられる。
【００２９】
バックアップボイラ１２は、出湯ラインＬ４に設けられ、灯油等の原燃料又はオフガス導入ラインＬ６を通って導入されるオフガスを燃料として出湯ラインＬ４を通る湯を加熱する。バックアップボイラ１２は、原燃料又はオフガスを燃焼させるバーナ１３を有しており、このバーナ１３によって、出湯ラインＬ４を通って出湯される湯の温度が所望の温度に達しない場合に、その湯を加熱する。バーナ１３で燃焼される燃料としては、オフガス導入ラインＬ６を通ってオフガスが導入される場合はオフガスが用いられ、オフガスが導入されない場合には原燃料が用いられる。また、オフガス中に含まれる水素量が不足する場合に、オフガスと原燃料とが同時に燃焼されてもよい。バーナ１３は、灯油用のバーナとオフガス用のバーナから構成されてもよく、灯油及びオフガスを混焼可能なバーナであってもよい。
【００３０】
更に、このバックアップボイラ１２は、熱回収ラインＬ２内の湯を加熱する機能も有している。すなわち、バックアップボイラ１２には、出湯ラインＬ４と熱回収ラインＬ２とが通っている。このような構成により、出湯ラインＬ４により出湯される湯を加熱する必要がない場合であっても、オフガス導入ラインＬ６を通ってオフガスが導入されると、バーナ１３によって熱回収ラインＬ２内の湯が加熱される。
【００３１】
運転制御装置２０は、燃料電池システム１のシステム全体を制御するものである。運転制御装置２０は、改質器６及びセルスタック７の運転制御を行う。より詳しくは、運転制御装置２０は、セルスタック７における発電量を制御する。また、運転制御装置２０は、改質触媒６ａの適正な温度範囲（所定の温度範囲）を予め記憶している。更に、運転制御装置２０は、改質器６の温度計１０から出力される改質触媒６ａの温度を取得し、取得した改質触媒６ａの温度に基づいて所定の処理を実行することにより、三方弁１７の開度を制御する。運転制御装置２０は、三方弁１７の開度を制御することにより、オフガス循環ラインＬ５及びオフガス導入ラインＬ６内に流れるオフガスの流量を制御（調整）する。
【００３２】
運転制御装置２０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、及び入出力インターフェイスなどを備えて構成されている。なお、燃料電池ユニット２や貯湯ユニット３にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が備わる場合は、そのハードウェア資源を利用して動作するものであっても良い。
【００３３】
続いて、燃料電池システム１における動作について説明する。図２は、燃料電池システム１における制御手順を示すフローチャートである。図２に示される各処理は、燃料電池システム１の通常運転中、運転制御装置２０によって繰り返し実行される。
【００３４】
まず、家庭内負荷ＥＩの需要電力の変化が検知される（Ｓ１）。次に、ＰＣＳ４０によって検出される家庭内負荷ＥＩの需要電力が増加しているか否かが判断される（Ｓ２）。需要電力が増加している場合、改質器６に供給する原燃料量が増加させられる（Ｓ３）。この場合、改質器６における吸熱反応が促進され、改質触媒６ａの温度は低下傾向になりやすくなる。
【００３５】
一方、需要電力が増加していない場合、ＰＣＳ４０によって検出される家庭内負荷ＥＩの需要電力が減少しているか否かが判断される（Ｓ４）。需要電力が減少している場合、改質器６に供給する原燃料量が減少させられる（Ｓ５）。この場合、改質器６における吸熱反応が抑制され、改質触媒６ａの温度は上昇傾向になりやすくなる。
【００３６】
他方、ＰＣＳ４０によって検出される家庭内負荷ＥＩの需要電力が減少していない場合、すなわち変化していない場合、改質器６への原燃料の供給量が維持される（Ｓ６）。
【００３７】
次に、温度計１０から出力される改質触媒６ａの温度Ｔが取得され（Ｓ７）、取得された改質触媒６ａの温度Ｔが運転制御装置２０に予め記憶された適正な温度範囲（Ｔmin≦Ｔ≦Ｔmax）の上限値Ｔmaxよりも高いか否かが判定される（Ｓ８）。
【００３８】
改質触媒６ａの温度Ｔが運転制御装置２０に予め記憶された適正な温度範囲の上限値Ｔmax以下である場合、改質触媒６ａの温度Ｔが運転制御装置２０に予め記憶された適正な温度範囲（Ｔmin≦Ｔ≦Ｔmax）の下限値Ｔminよりも低いか否かが判定される（Ｓ９）。
【００３９】
改質触媒６ａの温度Ｔが運転制御装置２０に予め記憶された適正な温度範囲の下限値Ｔmin以上である場合、すなわち、改質触媒６ａの温度Ｔが適正な温度範囲内（Ｔmin≦Ｔ≦Ｔmax）にある場合、三方弁１７の開度が維持される（Ｓ１０）。そして、図２に示される処理は終了する。
【００４０】
一方、改質触媒６ａの温度Ｔが適正な温度範囲（Ｔmin≦Ｔ≦Ｔmax）の下限値Ｔminよりも低い場合、三方弁１７の開度が調整され、バーナ燃焼器８へのオフガス分配量が増加させられる（Ｓ１１）。例えば、運転制御装置２０によってセルスタック７における発電指示量が急激に上げられた場合、改質器６に投入される原燃料量が増加するため（Ｓ３）、改質器６における温度が低下傾向になり、このような事象が生じ得る。ここでは、運転制御装置２０によって三方弁１７の開度が制御され、オフガス循環ラインＬ５を通るオフガスの導入量が増加させられる（Ｓ１１）。このような制御により、バックアップボイラ１２における湯の加熱量が減少すると共に、オフガス循環ラインＬ５内に流れるオフガスの流量が増加させられ、改質触媒６ａの温度低下が抑制される。そして、図２に示される処理は終了する。
【００４１】
他方、改質触媒６ａの温度Ｔが適正な温度範囲（Ｔmin≦Ｔ≦Ｔmax）の上限値Ｔmaxよりも高い場合、三方弁１７の開度が調整され、バックアップボイラ１２へのオフガス分配量が増加させられる（Ｓ１２）。例えば、運転制御装置２０によってセルスタック７における発電指示量が急激に下げられた場合、改質器６に投入される原燃料量が減少するため（Ｓ４）、改質器６の温度が上昇傾向になり、このような事象が生じ得る。ここでは、運転制御装置２０によって三方弁１７の開度が制御され、オフガス導入ラインＬ６を通るオフガスの導入量が増加させられる（Ｓ１２）。このような制御により、バックアップボイラ１２における湯の加熱量が増大すると共に、オフガス循環ラインＬ５内に流れるオフガスの流量が減少させられ、改質触媒６ａの温度上昇が抑制される。そして、図２に示される処理は終了する。
【００４２】
以上の一連の処理により、燃料電池システム１におけるオフガスの流量制御が実行され、改質触媒６ａの温度が適正な温度範囲内になる。
【００４３】
本参考形態の燃料電池システム１によれば、セルスタック７の発電量の変化に伴って、セルスタック７から導出されるオフガス量が変化しても、改質触媒６ａの温度が所定の温度範囲内になるように、運転制御装置２０によって三方弁１７の開度が制御され、バーナ燃焼器８に導入されるオフガス量が制御される。そして、余剰分のオフガスがオフガス導入ラインＬ６によってバックアップボイラ１２へ導入され、熱回収ラインＬ２を通る湯の加熱に消費される。このように、例えば需用電力の変化に追従するように発電量が変化する場合においても、バーナ燃焼器８に導入されるオフガス量が調整されるので、改質器８の温度バランスが崩れること（改質器６の過剰な温度変化等）を抑制することができ、安定した運転を実現することが可能となる。
【００４４】
なお、発電量が変化する場合に限られず、発電量が略一定に維持される場合においても、他の要因により改質触媒６ａの温度が変化するおそれもある。しかしながら、燃料電池システム１によれば、改質触媒６ａの温度変化の要因に関わらず、改質器６の温度バランスが崩れるのを抑制することができ、安定した運転を実現することが可能となる。
【００４５】
また、オフガス導入ラインＬ６によってバックアップボイラ１２へ導入されるオフガスは、出湯ラインＬ４を通る湯の加熱にも用いられるため、改質器６の過剰な温度変化を抑制し温度バランスを好適に保つことにより、所望量の改質ガスを安定的に供給することができ、運転の安定化を図りつつ、余剰のオフガスを有効に利用することができる。そして、余剰のオフガスの有効利用により、省エネルギー化が図られる。
【００４６】
（一実施形態）
続いて、本発明の一実施形態について説明する。一実施形態の燃料電池システムも、図１に示した参考形態の燃料電池システム１と同様の構成を有している。一実施形態では、運転制御装置２０によって実行される処理が参考形態とは異なっている。図３は、燃料電池システムにおける制御手順を示すフローチャートである。図３に示される各処理は、燃料電池システムの通常運転中、運転制御装置２０によって繰り返し実行される。以下の説明において、参考形態と同一の処理には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４７】
参考形態と同一のステップＳ１〜Ｓ６の処理の後、発電量検出器３０によってセルスタック７の発電量の単位時間あたりの変動量ΔＷが取得され（Ｓ１３）、その変動量ΔＷが予め定めた変動量Ｗref以上であるか否かが判断される（Ｓ１４）。
【００４８】
セルスタック７の発電量の単位時間あたりの変動量ΔＷが予め定めた変動量Ｗref未満である場合には、改質触媒６ａの温度も僅かであると判断され、三方弁１７の開度が維持される（Ｓ１０）。そして、図３に示される処理は終了する。
【００４９】
一方、セルスタック７の発電量の単位時間あたりの変動量ΔＷが予め定めた変動量Ｗref以上である場合、改質器６への原燃料投入量の増減により改質触媒６ａの温度は変動している可能性が高いと判断され、温度計１０から出力される改質触媒６ａの温度Ｔが取得され（Ｓ７）、参考形態と同一のステップＳ８以降の処理（改質触媒６ａの温度に応じた処理）に移行する。
【００５０】
本実施形態の処理によっても、参考形態と同様、燃料電池システム１におけるオフガスの流量制御が実行され、改質触媒６ａの温度が適正な温度範囲内に維持される。
【００５１】
本実施形態の燃料電池システムによれば、セルスタック７の発電量が変動しているときの改質触媒６aの温度変化に応じて、余剰分のオフガスがオフガス導入ラインＬ６によってバックアップボイラ１２へ導入され、熱回収ラインＬ２を通る湯の加熱に消費される。よって、三方弁１７の開度を制御するために、常時、改質器６の温度を監視する必要がなく、改質器６の温度バランスを容易かつ確実に制御することができる。
【００５２】
また、発電量の変動の有無を、予め定めた単位時間あたりの変動量以上であるか否かにより判断することにより、発電量の微少変化、或いは発電量の瞬時的な増減に応じて三方弁１７の開度を制御する必要がなくなり、三方弁１７の制御を簡便化し、更には三方弁１７の長寿命化を図ることができる。
【００５３】
また、改質触媒６ａの温度が所定の温度範囲内にないと判断される場合に、改質触媒６ａの温度が適正な温度範囲内になるように、バックアップボイラ１２に導入されるオフガスの導入量が制御されるため、セルスタック７における発電量が急激に減少させられる場合であっても、改質器６の温度バランスを容易かつ確実に制御することができる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。上記実施形態では、三方弁１７を制御することによりオフガスの流量を制御する場合について説明したが、オフガス分配弁は、流量調整が可能な弁であればよい。また、オフガス循環ラインＬ５に絞りを設けると共に、オフガス導入ラインＬ６に電磁弁を設け、電磁弁の開閉制御によりオフガス循環ラインＬ５の流量を制御してもよい。さらには、オフガス循環ラインＬ５やオフガス導入ラインＬ６にオフガスの流量計を設け、流量計の指示値を参照してより精密な流量制御を行う構成としてもよい。
【００５５】
また、オフガス導入ラインＬ６が接続されるバックアップボイラ１２は、出湯ラインＬ４及び熱回収ラインＬ２のいずれか一方に設けられてもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、余剰電力ヒータ９が設けられる場合について説明したが、本発明によれば需要電力が急減した場合には、速やかに発電電力を低減させ、その時発生する余剰オフガスをバックアップボイラ１２へ導入することにより、余剰電力ヒータ９を省略することもできる。
【００５７】
また、例えば、改質器６は、水蒸気改質反応を利用するものに限定されず、他の改質反応を利用するものであってもよい。また、セルスタック７は、固体高分子形に限定されず、アルカリ電解質形、リン酸形、溶融炭酸塩形或いは固体酸化物形等であってもよい。また、発電量検出器３０は、ＰＣＳ４０に設けられる場合に限られず、燃料電池スタックの後段に設けられてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１…燃料電池システム、３…貯湯ユニット、６…改質器、６ａ…改質触媒、７…セルスタック（燃料電池スタック）、８…バーナ燃焼器（第１バーナ燃焼器）、１０…温度計（温度検出手段）、１２…バックアップボイラ（第２バーナ燃焼器）、１７…三方弁（オフガス分配弁）、２０…運転制御装置（制御手段）、３０…発電量検出器（発電量検出手段）、Ｌ４…出湯ライン、Ｌ５…オフガス循環ライン、Ｌ６…オフガス導入ライン。
【図１】
0005473823.tif 000002
【図２】
0005473823.tif 000003
【図３】
0005473823.tif 000004