(57)【要約】【課題】燃料電池から排出される排気の温度が定格運転時の温度を超える事象があっても、排気を送る排気ラインでの排気温度を保護すること。【解決手段】ＳＯＦＣ１３と、ＳＯＦＣ１３から排出される排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３を送る排空気ライン３４または排燃料ライン４３と、ＳＯＦＣ１３から排出される排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３の温度、あるいは排空気ライン３４または排燃料ライン４３の温度を検出する温度検出器６７と、排空気ライン３４または排燃料ライン４３の排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３を冷却する排気冷却装置６１と、温度検出器６７により検出された温度が所定温度を超えた場合、排気冷却装置６１を起動する制御装置６２と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、
前記燃料電池から排出される排気を送る排気ラインと、
前記燃料電池から排出される排気の温度または前記排気ラインの温度を検出する温度検出器と、
前記排気ラインの排気を冷却する排気冷却部と、
前記温度検出器により検出された温度が所定温度を超えた場合、前記排気冷却部を起動する制御部と、
を有することを特徴とする発電システム。
【請求項２】
前記排気冷却部が、
冷却材を貯蔵する冷却材貯蔵部と、
前記排気ラインと前記冷却材貯蔵部とを接続する冷却材供給ラインと、
前記冷却材供給ラインに設けられた冷却材開閉弁と、
前記冷却材供給ラインに設けられて前記冷却材貯蔵部から前記排気ラインに冷却材を送り出す冷却材圧送機と、
を備え、
前記制御部は、前記温度検出器により検出された温度が所定温度を超えた場合、前記冷却材開閉弁を開放制御すると共に前記冷却材圧送機を駆動することを特徴とする請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記冷却材貯蔵部に冷却材として水が貯蔵されることを特徴とする請求項２に記載の発電システム。
【請求項４】
システム内に析出する水を抜き出して回収する水回収部を備え、当該水回収部で回収される水が前記冷却材貯蔵部に冷却材として水が貯蔵されることを特徴とする請求項２に記載の発電システム。
【請求項５】
前記排気ラインの圧力を検出する圧力検出器を備え、
前記制御部は、前記圧力検出器で検出した圧力に基づき、前記冷却材圧送機の冷却材を送り出す圧力が前記排気ラインの圧力よりも高くなるように前記冷却材圧送機を制御することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の発電システム。
【請求項６】
前記排気ラインが、前記燃料電池から排出される排空気を送る排空気ラインであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の発電システム。
【請求項７】
前記排気ラインが、前記燃料電池から排出される排燃料ガスを送る排燃料ラインであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の発電システム。
【請求項８】
燃料電池から排出される排気を排気ラインで送る工程と、
前記燃料電池から排出される排気の温度が所定温度を超えた場合、前記排気ラインの排気を冷却する工程と、
を有することを特徴とする発電システムにおける燃料電池排気の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池とガスタービンと蒸気タービンを組み合わせた発電システム及び発電システムにおける燃料電池排気の冷却方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池としての固体酸化物形燃料電池（Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ：以下ＳＯＦＣ）は、用途の広い高効率な燃料電池として知られている。このＳＯＦＣは、イオン導電率を高めるために作動温度が高くされているので、ガスタービンの圧縮機から吐出された空気を空気極側に供給する空気（酸化剤）として使用することができる。また、ＳＯＦＣは、利用できなかった高温の燃料をガスタービンの燃焼器に燃料として使用することができる。
【０００３】
このため、例えば、下記特許文献１に記載されるように、高効率発電を達成することができる発電システムとして、ＳＯＦＣとガスタービンと蒸気タービンを組み合わせたものが各種提案されている。この特許文献１に記載されたコンバインドシステムは、ＳＯＦＣと、このＳＯＦＣから排出された排燃料ガスと排出空気とを燃焼するガスタービン燃焼器と、空気を圧縮してＳＯＦＣに供給する圧縮機を有するガスタービンとを設けたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２０５９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の発電システムにおいて、ＳＯＦＣから排出される排気（排空気または排燃料ガス）は高温であり、定格運転時では、例えば排空気は６００℃、排燃料ガスは４５０℃に達する。また、ＳＯＦＣの運転状態に変化がある場合、排気温度が定格運転時の温度を超える事象も想定される。このため、排空気をガスタービン燃焼器に送るための排空気ライン（配管）や、排燃料ガスをガスタービン燃焼器に送るための排燃料ライン（配管）は、定格運転時の温度を超える想定温度に耐え得る配管材料や配管厚さに設計することが必要となる。しかし、この想定温度は、どの程になるかを見極めることは難しく、設計が定められない問題がある。しかも、想定温度を見極めることができたとしても、想定温度に耐え得る配管材料が非常に高価であったり、この配管材料で非常に厚い配管厚さにしたりすることになり、製造コストが嵩む問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、燃料電池から排出される排気の温度が定格運転時の温度を超える事象があっても、排気を送る排気ライン（配管）を保護することのできる発電システム及び発電システムにおける燃料電池排気の冷却方法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】
上記の目的を達成するための本発明の発電システムは、燃料電池と、前記燃料電池から排出される排気を送る排気ラインと、前記燃料電池から排出される排気の温度または前記排気ラインの温度を検出する温度検出器と、前記排気ラインの排気を冷却する排気冷却部と、前記温度検出器により検出された温度が所定温度を超えた場合、前記排気冷却部を起動する制御部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
従って、燃料電池の運転状態に変化があり、そのときに燃料電池から排出される排気の排気温度が定格運転時の温度を超える場合、排気冷却装置を起動することで、排気を冷却し、排気の排気温度を下げることができる。その結果、排気を送るための排気ラインが高温により破損する事態を防ぐことができる。また、排気ラインを設計する想定温度が見極められ、かつこの想定温度を燃料電池の定格運転時に近い温度に設定することができるため、安全で製造コストが嵩むことのない設計を行うことができる。
【０００９】
本発明の発電システムでは、前記排気冷却部が、冷却材を貯蔵する冷却材貯蔵部と、前記排気ラインと前記冷却材貯蔵部とを接続する冷却材供給ラインと、前記冷却材供給ラインに設けられた冷却材開閉弁と、前記冷却材供給ラインに設けられて前記冷却材貯蔵部から前記排気ラインに冷却材を送り出す冷却材圧送機と、を備え、前記制御部は、前記温度検出器により検出された温度が所定温度を超えた場合、前記冷却材開閉弁を開放制御すると共に前記冷却材圧送機を駆動することを特徴とする。
【００１０】
従って、燃料電池の運転状態に変化があり、そのときに燃料電池から排出される排気の排気温度が定格運転時の温度を超える場合、冷却材開閉弁を開放すると共に、冷却材圧送機を駆動することで、排気を冷却し、排気の排気温度を下げることができる。
【００１１】
本発明の発電システムでは、前記冷却材貯蔵部に冷却材として水が貯蔵されることを特徴とする。
【００１２】
従って、燃料電池の運転状態に変化があり、そのときに燃料電池から排出される排気の排気温度が定格運転時の温度を超える場合、冷却材として水を排気ラインに供給する。このため、水は高温の排気により気化するため、排気温度を下げることができる。
【００１３】
本発明の発電システムでは、システム内に析出する水を抜き出して回収する水回収部を備え、当該水回収部で回収される水が前記冷却材貯蔵部に冷却材として貯蔵されることを特徴とする。
【００１４】
従って、システム内に析出する水を抜き出し、この水を冷却材貯蔵部に貯蔵することで、システム内で析出する水を冷却材として有効利用することができる。
【００１５】
本発明の発電システムでは、前記排気ラインの圧力を検出する圧力検出器を備え、前記制御部は、前記圧力検出器で検出した圧力に基づき、前記冷却材圧送機の冷却材を送り出す圧力が前記排気ラインの圧力よりも高くなるように前記冷却材圧送機を制御することを特徴とする。
【００１６】
従って、燃料電池から排出される排気の温度上昇に伴って圧力が上昇した場合、この圧力を圧力検出器で検出し、冷却材圧送機が冷却材を圧送する圧力を上昇させる。このため、冷却材を圧力排気ラインに確実に送ることができ、排気温度を確実に下げることができる。
【００１７】
本発明の発電システムでは、前記排気ラインが、前記燃料電池から排出される排空気を送る排空気ラインであることを特徴とする。
【００１８】
従って、燃料電池から排出される排空気の排気温度が定格運転時の温度を超える場合、排空気を冷却し、排空気の排気温度を下げることができる。その結果、排空気を送るための排空気ラインが高温により破損する事態を防ぐことができる。また、排空気ラインを設計する想定温度が見極められ、かつこの定温度を燃料電池の定格運転時に近い温度に設定することができるため、安全で製造コストが嵩むことのない設計を行うことができる。
【００１９】
本発明の発電システムでは、前記排気ラインが、前記燃料電池から排出される排燃料ガスを送る排燃料ラインであることを特徴とする。
【００２０】
従って、燃料電池から排出される排燃料ガスの排気温度が定格運転時の温度を超える場合、排燃料ガスを冷却し、排燃料ガスの排気温度を下げることができる。その結果、排燃料ガスを送るための排燃料ラインが高温により破損する事態を防ぐことができる。また、排燃料ラインを設計する想定温度が見極められ、かつこの想定温度を燃料電池の定格運転時に近い温度に設定することができるため、安全で製造コストが嵩むことのない設計を行うことができる。
【００２１】
また、本発明の発電システムにおける燃料電池排気の冷却方法は、燃料電池から排出される排気を排気ラインで送る工程と、前記燃料電池から排出される排気の温度が所定温度を超えた場合、前記排気ラインの排気を冷却する工程と、を有することを特徴とする。
【００２２】
従って、燃料電池の運転状態に変化があり、そのときに燃料電池から排出される排気の排気温度が定格運転時の温度を超える場合、排気を冷却し、排気の排気温度を下げる。その結果、排気を送るための排気ラインが高温により破損する事態を防ぐことができる。また、排気ラインを設計する想定温度が見極められ、かつこの想定温度を燃料電池の定格運転時に近い温度に設定することができるため、安全で製造コストが嵩むことのない設計を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の発電システム及び発電システムにおける燃料電池排気の冷却方法によれば、燃料電池から排出される排気の温度が定格運転時の温度を超える事象があっても、排気を冷却することにより、排気を送る排気ラインを保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る発電システムにおける冷却装置を表す概略図である。
【図２】図２は、本実施例の係る発電システムにおける冷却装置の冷却材供給部の一部を表す構成図である。
【図３】図３は、本実施例の係る発電システムにおける冷却装置の冷却材供給部の一部を表す構成図である。
【図４】図４は、本実施例の係る発電システムにおける冷却装置の冷却材供給部の一部を表す構成図である。
【図５】図５は、本実施例の発電システムにおける固体酸化物形燃料電池排気の冷却のフローチャートである。
【図６】図６は、本実施例の発電システムにおける冷却材の補充のフローチャートである。
【図７】図７は、本実施例の発電システムにおける冷却材の供給時のフローチャートである。
【図８】図８は、本実施例の発電システムを表す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る発電システム及び発電システムにおける燃料電池排気の冷却方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例】
【００２６】
本実施例の発電システムは、固体酸化物形燃料電池（以下、ＳＯＦＣと称する。）とガスタービンと蒸気タービンを組み合わせたトリプルコンバインドサイクルシステム（登録商標）である。このトリプルコンバインドサイクルシステムは、ガスタービンコンバインドサイクル発電（ＧＴＣＣ）の上流側にＳＯＦＣを設置することにより、ＳＯＦＣ、ガスタービン、蒸気タービンの３段階で発電することができるため、極めて高い発電効率を実現することができる。なお、以下の説明では、本発明の燃料電池として固体酸化物形燃料電池を適用して説明するが、この形式の燃料電池に限定されるものではない。
【００２７】
図１は、本発明の一実施例に係る発電システムにおける冷却装置を表す概略図、図２〜図４は、本実施例の係る発電システムにおける冷却装置の冷却材供給部の一部を表す構成図、図５は、本実施例の発電システムにおけるＳＯＦＣ排気の冷却のフローチャート、図６は、本実施例の発電システムにおける冷却材の補充のフローチャート、図７は、本実施例の発電システムにおける冷却材の供給時のフローチャート、図８は、本実施例の発電システムを表す概略構成図である。
【００２８】
本実施例において、図８に示すように、発電システム１０は、ガスタービン１１及び発電機１２と、ＳＯＦＣ１３と、蒸気タービン１４及び発電機１５とを有している。この発電システム１０は、ガスタービン１１による発電と、ＳＯＦＣ１３による発電と、蒸気タービン１４による発電とを組み合わせることで、高い発電効率を得るように構成したものである。
【００２９】
ガスタービン１１は、圧縮機２１、燃焼器２２、タービン２３を有しており、圧縮機２１とタービン２３は、回転軸２４により一体回転可能に連結されている。圧縮機２１は、空気取り込みライン２５から取り込んだ空気Ａを圧縮する。燃焼器２２は、圧縮機２１から第１圧縮空気供給ライン２６を通して供給された圧縮空気Ａ１と、第１燃料ガス供給ライン２７から供給された燃料ガスＬ１とを混合して燃焼する。タービン２３は、燃焼器２２から排ガス供給ライン２８を通して供給された排ガス（燃焼ガス）Ｇにより回転する。なお、図示しないが、タービン２３は、圧縮機２１で圧縮され圧縮空気Ａ１が車室を通して供給され、この圧縮空気Ａ１を冷却空気として翼などを冷却する。発電機１２は、タービン２３と同軸上に設けられており、タービン２３が回転することで発電することができる。なお、ここでは、燃焼器２２に供給する燃料ガスＬ１として、例えば、液化天然ガス（ＬＮＧ）を用いている。
【００３０】
ＳＯＦＣ１３は、還元剤としての高温の燃料ガスと酸化剤としての高温の空気（酸化性ガス）が供給されることで、所定の作動温度にて反応して発電を行うものである。このＳＯＦＣ１３は、圧力容器内に空気極と固体電解質と燃料極が収容されて構成される。空気極に圧縮空気が供給され、燃料極に燃料ガスが供給されることで発電を行う。なお、ここでは、ＳＯＦＣ１３に供給する燃料ガスＬ２として、例えば、液化天然ガス（ＬＮＧ）、水素（Ｈ２）及び一酸化炭素（ＣＯ）、メタン（ＣＨ４）などの炭化水素ガス、石炭など炭素質原料のガス化設備により製造したガスを用いている。また、ＳＯＦＣ１３に供給される圧縮空気の空気は、酸素を略１５％〜３０％含む酸化性ガスであり、代表的には空気が好適であるが、空気以外にも燃焼排ガスと空気の混合ガスや、酸素と空気の混合ガスなどが使用可能である（以下、ＳＯＦＣ１３に供給される酸化性ガスを空気という）。
【００３１】
このＳＯＦＣ１３は、第１圧縮空気供給ライン２６から分岐した第２圧縮空気供給ライン（圧縮空気供給ライン）３１が連結され、圧縮機２１が圧縮した一部の圧縮空気Ａ２を空気極の導入部に供給することができる。この第２圧縮空気供給ライン３１は、供給する空気量を調整可能な制御弁３２と、圧縮空気Ａ２を昇圧可能なブロワ３３とが空気の流れ方向に沿って設けられている。制御弁３２は、第２圧縮空気供給ライン３１における空気の流れ方向の上流側に設けられ、ブロワ３３は、制御弁３２の下流側に設けられている。ＳＯＦＣ１３は、空気極で用いられた排空気Ａ３を排出する排空気ライン３４が連結されている。この排空気ライン３４は、空気極で用いられた排空気Ａ３を外部に排出する排出ライン３５と、燃焼器２２に連結される圧縮空気循環ライン３６とに分岐される。これら排出ライン３５と圧縮空気循環ライン３６とを含め排空気ライン３４ともいう。排出ライン３５は、排出する空気量を調整可能な制御弁３７が設けられ、圧縮空気循環ライン３６は、循環する空気量を調整可能な制御弁３８が設けられている。
【００３２】
また、ＳＯＦＣ１３は、燃料ガスＬ２を燃料極の導入部に供給する第２燃料ガス供給ライン４１が設けられている。第２燃料ガス供給ライン４１は、供給する燃料ガス量を調整可能な制御弁４２が設けられている。ＳＯＦＣ１３は、燃料極で用いられた排燃料ガスＬ３を排出する排燃料ライン４３が連結されている。この排燃料ライン４３は、外部に排出する排出ライン４４と、燃焼器２２に連結される排燃料ガス供給ライン４５とに分岐される。これら排出ライン４４と排燃料ガス供給ライン４５とを含め排燃料ライン４３ともいう。排出ライン４４は、排出する燃料ガス量を調整可能な制御弁４６が設けられ、排燃料ガス供給ライン４５は、供給する燃料ガス量を調整可能な制御弁４７と、燃料を昇圧可能なブロワ４８が燃料の流れ方向に沿って設けられている。制御弁４７は、排燃料ガス供給ライン４５における排燃料ガスＬ３の流れ方向の上流側に設けられ、ブロワ４８は、制御弁４７の排燃料ガスＬ３の流れ方向の下流側に設けられている。
【００３３】
また、ＳＯＦＣ１３は、排燃料ライン４３と第２燃料ガス供給ライン４１とを連結する燃料ガス再循環ライン４９が設けられている。燃料ガス再循環ライン４９は、排燃料ライン４３の排燃料ガスＬ３を第２燃料ガス供給ライン４１に再循環する再循環ブロワ５０が設けられている。
【００３４】
蒸気タービン１４は、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）５１で生成された蒸気によりタービン５２を回転するものである。この排熱回収ボイラ５１は、ガスタービン１１（タービン２３）からの排ガスライン５３が連結されており、空気と高温の排ガスＧとの間で熱交換を行うことで、蒸気Ｓを生成する。蒸気タービン１４（タービン５２）は、排熱回収ボイラ５１との間に蒸気供給ライン５４と給水ライン５５が設けられている。そして、給水ライン５５は、復水器５６と給水ポンプ５７が設けられている。発電機１５は、タービン５２と同軸上に設けられており、タービン５２が回転することで発電することができる。なお、排熱回収ボイラ５１で熱が回収された排ガスＧは、有害物質を除去されてから大気へ放出される。
【００３５】
ここで、本実施例の発電システム１０の作動について説明する。発電システム１０を起動する場合、ガスタービン１１、蒸気タービン１４、ＳＯＦＣ１３の順に起動する。
【００３６】
まず、ガスタービン１１にて、圧縮機２１が空気Ａを圧縮し、燃焼器２２が圧縮空気Ａ１と燃料ガスＬ１とを混合して燃焼し、タービン２３が排ガスＧにより回転することで、発電機１２が発電を開始する。次に、蒸気タービン１４にて、排熱回収ボイラ５１により生成された蒸気Ｓによりタービン５２が回転し、これにより発電機１５が発電を開始する。
【００３７】
続いて、ＳＯＦＣ１３では、まず、圧縮空気Ａ２を供給して昇圧を開始すると共に加熱を開始する。排出ライン３５の制御弁３７と圧縮空気循環ライン３６の制御弁３８を閉止し、第２圧縮空気供給ライン３１のブロワ３３を停止した状態で、制御弁３２を所定開度だけ開放する。すると、圧縮機２１で圧縮した一部の圧縮空気Ａ２が第２圧縮空気供給ライン３１からＳＯＦＣ１３側へ供給される。これにより、ＳＯＦＣ１３側は、圧縮空気Ａ２が供給されることで圧力が上昇する。
【００３８】
一方、ＳＯＦＣ１３では、燃料ガスＬ２を供給して昇圧を開始する。排出ライン４４の制御弁４６と排燃料ガス供給ライン４５の制御弁４７を閉止し、ブロワ４８を停止した状態で、第２燃料ガス供給ライン４１の制御弁４２を開放すると共に、燃料ガス再循環ライン４９の再循環ブロワ５０を駆動する。すると、燃料ガスＬ２が第２燃料ガス供給ライン４１からＳＯＦＣ１３側へ供給されると共に、排燃料ガスＬ３が燃料ガス再循環ライン４９により再循環する。これにより、ＳＯＦＣ１３側は、燃料ガスＬ２が供給されることで圧力が上昇する。
【００３９】
そして、ＳＯＦＣ１３の空気極側の圧力が圧縮機２１の出口圧力になると、制御弁３２を全開にすると共に、ブロワ３３を駆動する。それと同時に制御弁３７を開放してＳＯＦＣ１３からの排空気Ａ３を排出ライン３５から排出する。すると、圧縮空気Ａ２がブロワ３３により昇圧されてからＳＯＦＣ１３側へ供給される。それと同時に制御弁４６を開放してＳＯＦＣ１３からの排燃料ガスＬ３を排出ライン４４から排出する。そして、ＳＯＦＣ１３における空気極側の圧力と燃料極側の圧力が目標圧力に到達すると、ＳＯＦＣ１３の昇圧が完了する。
【００４０】
その後、ＳＯＦＣ１３の反応（発電）が安定し、排空気Ａ３と排燃料ガスＬ３の成分が安定したら、制御弁３７を閉止する一方、制御弁３８を開放する。すると、ＳＯＦＣ１３からの排空気Ａ３が圧縮空気循環ライン３６から燃焼器２２に供給される。また、制御弁４６を閉止する一方、制御弁４７を開放してブロワ４８を駆動する。すると、ＳＯＦＣ１３からの排燃料ガスＬ３が排燃料ガス供給ライン４５から燃焼器２２に供給される。このとき、第１燃料ガス供給ライン２７から燃焼器２２に供給される燃料ガスＬ１を減量する。
【００４１】
ここで、ガスタービン１１の駆動による発電機１２での発電、ＳＯＦＣ１３での発電、蒸気タービン１４の駆動により発電機１５での発電が全て行われることとなり、発電システム１０が定常運転となる。
【００４２】
ところで、ＳＯＦＣ１３から排出される排気（排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３）は高温であり、定格運転時では、例えば排空気Ａ３は６００℃、排燃料ガスＬ３は４５０℃に達する。そして、ＳＯＦＣ１３の運転状態に変化がある場合、そのときの排気温度が定格運転時の温度を超える事象も想定される。
【００４３】
そこで、本実施例の発電システム１０では、図１に示すように、排空気Ａ３や排燃料ガスＬ３（排空気Ａ３や排燃料ガスＬ３を総称して排気という）の排気温度を下げるため、ＳＯＦＣ１３から排出される排空気を送る排空気ライン３４や、ＳＯＦＣ１３から排出される排燃料ガスＬ３を送る排燃料ライン４３に（排空気ライン３４や排燃料ライン４３を総称して排気ラインという）、排気冷却装置（排気冷却部）６１を設け、制御装置（制御部）６２は、ＳＯＦＣ１３から排出される排気の温度が所定温度を超えた場合に排気冷却装置６１を駆動するようにしている。
【００４４】
排空気ライン３４に設けられる排気冷却装置６１は、排空気ライン３４のＳＯＦＣ１３直近に設けられており、冷却材貯蔵部６３と、冷却材供給ライン６４と、冷却材開閉弁６５と、冷却材圧送機６６と、温度検出器６７（６７ａ）とを有している。同様に、排燃料ライン４３に設けられる排気冷却装置６１は、排燃料ライン４３のＳＯＦＣ１３直近に設けられており、冷却材貯蔵部６３と、冷却材供給ライン６４と、冷却材開閉弁６５と、冷却材圧送機６６と、温度検出器６７（６７ｂ）とを有している。排空気ライン３４に設けられる排気冷却装置６１と、排燃料ライン４３に設けられる排気冷却装置６１とは、同様の構成であるため、以下では、排空気ライン３４に設けられる排気冷却装置６１を主として説明する。
【００４５】
冷却材貯蔵部６３は、冷却材Ｃを貯蔵する容器である。この冷却材貯蔵部６３は、排空気ライン３４に設けられる排気冷却装置６１と、排燃料ライン４３に設けられる排気冷却装置６１とで共有されてもよい。なお、ここでの冷却材Ｃは、水が適用され、この水が冷却材貯蔵部６３に貯蔵される。
【００４６】
冷却材供給ライン６４は、排気ラインと冷却材貯蔵部６３とを接続する。具体的に、冷却材供給ライン６４は、排空気ライン３４に設けられる排気冷却装置６１では、排空気ライン３４と冷却材貯蔵部６３とを接続する。一方、冷却材供給ライン６４は、排燃料ライン４３に設けられる排気冷却装置６１では、排燃料ライン４３と冷却材貯蔵部６３とを接続する。この冷却材供給ライン６４は、図２に示すように、排空気ライン３４や排燃料ライン４３の内部に冷却材噴射ノズル６４ａが設けられている。図２に示す冷却材噴射ノズル６４ａは、単一で示されているが、これに限らない。例えば、図３に示すように、排空気ライン３４や排燃料ライン４３の外側を囲む環状ライン６４ｂに冷却材供給ライン６４が接続され、環状ライン６４ｂから排空気ライン３４や排燃料ライン４３に接続された複数の枝ライン６４ｃに、排空気ライン３４や排燃料ライン４３の内部に設けられた複数の冷却材噴射ノズル６４ａが接続されていてもよい。
【００４７】
冷却材開閉弁６５は、冷却材供給ライン６４に設けられ、冷却材供給ライン６４を開閉する。
【００４８】
冷却材圧送機６６は、冷却材供給ライン６４上の冷却材貯蔵部６３と冷却材開閉弁６５の間に設けられ、冷却材貯蔵部６３から排空気ライン３４に冷却材Ｃを送り出す。
【００４９】
温度検出器６７は、ＳＯＦＣ１３から排出される排気の温度を検出する。具体的に、温度検出器６７ａは、排空気ライン３４に設けられる排気冷却装置６１では、ＳＯＦＣ１３における空気極の排空気Ａ３の温度を検出する。この温度検出器６７ａは、排空気ライン３４のＳＯＦＣ１３直近に設けられて、排空気ライン３４に送られる排空気Ａ３の温度を検出してもよい。また、温度検出器６７ａは、排空気ライン３４のＳＯＦＣ１３直近に設けられて、排空気ライン３４の温度を検出してもよい。一方、温度検出器６７ｂは、排燃料ライン４３に設けられる排気冷却装置６１では、ＳＯＦＣ１３における燃料極の排燃料ガスＬ３の温度を検出する。この温度検出器６７ｂは、排燃料ライン４３のＳＯＦＣ１３直近に設けられて、排燃料ライン４３に送られる排燃料ガスＬ３の温度を検出してもよい。また、温度検出器６７ｂは、排燃料ライン４３のＳＯＦＣ１３直近に設けられて、排燃料ライン４３の温度を検出してもよい。
【００５０】
制御装置６２は、排空気Ａ３や排燃料ガスＬ３の排気温度の上限温度（例えば、ＳＯＦＣ１３が定格運転時の温度を超える所定温度）が予め記憶されている。そして、制御装置６２は、温度検出器６７で検出した排気温度が上限温度を超えた場合、排気冷却装置６１を起動する。
【００５１】
即ち、図４に示すように、ＳＯＦＣ１３の定格運転時において、排気温度が上昇し、温度検出器６７で検出した排気温度が上限温度を超えた場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、制御装置６２は、冷却材開閉弁６５を開放すると共に、冷却材圧送機６６を駆動する（ステップＳ２）。すると、冷却材Ｃが、冷却材貯蔵部６３から排空気ライン３４に送り出され、冷却材噴射ノズル６４ａから排空気ライン３４や排燃料ライン４３の内部に噴射される。一方、排気温度が上限温度を超えていなければ（ステップＳ１：Ｎｏ）、制御装置６２は、温度検出器６７で検出した排気温度を再び入力して監視を行う。
【００５２】
そして、温度検出器６７で検出した排気温度が上限温度を下回った場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、制御装置６２は、冷却材開閉弁６５を閉止すると共に、冷却材圧送機６６を停止し（ステップＳ４）、本制御を終了し、ステップＳ１に戻って温度検出器６７で検出した排気温度を再び入力して監視を行う。一方、排気温度が低下しなければ（ステップＳ３：Ｎｏ）、制御装置６２は、ステップＳ２に戻って、冷却材開閉弁６５の開放及び冷却材圧送機６６の駆動を続ける。例えば、温度検出器６７ａで検出した排気温度が上限温度を超えると、排気ライン３４に設けられた冷却材噴射ノズル６４ａから冷却材Ｃが噴射される。その後、温度検出器６７ａで検出した排気温度が上限温度を下回ると、冷却材噴射ノズル６４ａから冷却材Ｃの噴射が停止する。
【００５３】
このように本実施例の発電システム１０にあっては、ＳＯＦＣ１３と、ＳＯＦＣ１３から排出される排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３を送る排空気ライン３４または排燃料ライン４３と、ＳＯＦＣ１３から排出される排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３の温度、あるいは排空気ライン３４または排燃料ライン４３の温度を検出する温度検出器６７と、排空気ライン３４または排燃料ライン４３の排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３を冷却する排気冷却装置６１と、温度検出器６７により検出された温度が所定温度を超えた場合、排気冷却装置６１を起動する制御装置６２と、を有する。
【００５４】
従って、ＳＯＦＣ１３の運転状態に変化があり、そのときにＳＯＦＣ１３から排出される排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３の排気温度が定格運転時の温度を超える場合、排気冷却装置６１を起動することで、排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３を冷却し、排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３の排気温度を下げることができる。その結果、排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３を送るための排空気ライン３４または排燃料ライン４３が高温により破損する事態を防ぐことができる。また、排空気ライン３４または排燃料ライン４３を設計する想定温度が見極められ、かつこの想定温度をＳＯＦＣ１３の定格運転時に近い温度に設定することができるため、安全で製造コストが嵩むことのない設計を行うことができる。
【００５５】
また、本実施例の発電システム１０における燃料電池排気の冷却方法にあっては、ＳＯＦＣ１３から排出される排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３を排空気ライン３４または排燃料ライン４３で送る工程と、ＳＯＦＣ１３から排出される排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３の温度が所定温度を超えた場合、排空気ライン３４または排燃料ライン４３の排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３を冷却する工程と、を有する。
【００５６】
従って、ＳＯＦＣ１３の運転状態に変化があり、そのときにＳＯＦＣ１３から排出される排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３の排気温度が定格運転時の温度を超える場合、排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３を冷却し、排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３の排気温度を下げることができる。その結果、排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３を送るための排空気ライン３４または排燃料ライン４３が高温により破損する事態を防ぐことができる。また、排空気ライン３４または排燃料ライン４３を設計する想定温度が見極められ、かつこの想定温度をＳＯＦＣ１３の定格運転時に近い温度に設定することができるため、安全で製造コストが嵩むことのない設計を行うことができる。
【００５７】
また、本実施例の発電システム１０は、排気冷却装置６１が、冷却材Ｃを貯蔵する冷却材貯蔵部６３と、排空気ライン３４または排燃料ライン４３と冷却材貯蔵部６３とを接続する冷却材供給ライン６４と、冷却材供給ライン６４に設けられた冷却材開閉弁６５と、冷却材供給ライン６４に設けられて冷却材貯蔵部６３から排空気ライン３４または排燃料ライン４３に冷却材Ｃを送り出す冷却材圧送機６６と、を備え、制御装置６２は、温度検出器６７により検出された温度が所定温度を超えた場合、冷却材開閉弁６５を開放制御すると共に冷却材圧送機６６を駆動する。
【００５８】
従って、ＳＯＦＣ１３の運転状態に変化があり、そのときにＳＯＦＣ１３から排出される排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３の排気温度が定格運転時の温度を超える場合、冷却材開閉弁６５を開放すると共に、冷却材圧送機６６を駆動することで、排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３を冷却し、排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３の排気温度を下げることができる。
【００５９】
また、本実施例の発電システム１０は、冷却材貯蔵部６３に冷却材Ｃとして水が貯蔵されることが好ましい。
【００６０】
従って、ＳＯＦＣ１３の運転状態に変化があり、そのときにＳＯＦＣ１３から排出される排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３の排気温度が定格運転時の温度を超える場合、冷却材Ｃとして水を排空気ライン３４または排燃料ライン４３に供給する。このため、水は高温の排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３に触れて気化し、これにより排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３の温度を下げることができる。
【００６１】
なお、排燃料ライン４３に設けられる排気冷却装置６１では、冷却材Ｃとして水の他、エチルアルコールまたはメチルアルコールが冷却材貯蔵部６３に貯蔵されてもよい。この場合、エチルアルコールまたはメチルアルコールが高温の排燃料ガスＬ３により気化されるため、排燃料ガスＬ３の温度を下げることができる。気化されたエチルアルコールまたはメチルアルコールは、燃焼器２２で燃焼される。
【００６２】
ところで、本実施例の発電システム１０は、図５に示すように、水回収装置（水回収部）７１が設けられている。水回収装置７１は、システム内に析出する水を抜き出して回収する。
【００６３】
この水回収装置７１は、例えば、発電システム１０における各ライン３４，３５，３６，４３，４４，４５，４９に設けることができる。図５では、これらのラインを代表して、水回収装置７１を排空気ライン３４または排燃料ライン４３に設けた形態を示す。排空気ライン３４または排燃料ライン４３は、上述したように、ＳＯＦＣ１３から排出される高温の排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３が送られる。このため、排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３に含まれる水分が水滴となって排空気ライン３４または排燃料ライン４３の内部に析出する。そして、この水滴が燃焼器２２に流入すると、燃焼器２２の燃焼に不具合が発生するおそれがある。そこで、水回収装置７１によりこの水を抜き出して回収する。
【００６４】
水回収装置７１は、図５に示すように、水回収機構７２と、水回収容器７３と、水回収ライン７４と、貯留量検出器７５と、水回収開閉弁７６とを有している。
【００６５】
水回収機構７２は、例えば、排空気ライン３４または排燃料ライン４３の内部の低い位置に設けられ、水回収機７２ａと貯留部７２ｂとを有する。水回収機７２ａは、排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３に含まれる水分を分離して回収するものである。水回収機７２ａは、例えば、排空気ライン３４または排燃料ライン４３の内部にメッシュを配置してこのメッシュに水分を付着させて分離するものや、排空気ライン３４または排燃料ライン４３の内部に複数の波板を隙間を空けて配置してこの波板に水分を付着させて分離するものや、排空気ライン３４または排燃料ライン４３の内部において旋回流を形成することで遠心力により水分を分離するものや、排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３を上方に流通させて下方に水分を溜めるものなど様々な形態がある。貯留部７２ｂは、排空気ライン３４または排燃料ライン４３の内部の低い位置で下方に凹んで形成された凹部である。貯留部７２ｂは、水回収機７２ａで分離された水分が滴下して溜まる。
【００６６】
水回収容器７３は、貯留部７２ｂに溜まった水を貯蔵する容器である。この水回収容器７３は、排空気ライン３４または排燃料ライン４３の外部であって貯留部７２ｂよりも低い位置に設けられている。
【００６７】
水回収ライン７４は、貯留部７２ｂに溜まった水を水回収容器７３に送るもので、貯留部７２ｂと水回収容器７３との間を接続する。
【００６８】
貯留量検出器７５は、貯留部７２ｂに設けられており、貯留部７２ｂに溜まる水の貯留量を検出する。貯留量検出器７５で検出された貯留量は、制御装置６２に入力される。
【００６９】
水回収開閉弁７６は、水回収ライン７４に設けられ、水回収ライン７４を開閉する。水回収開閉弁７６の開閉は制御装置６２により制御される。
【００７０】
この水回収装置７１は、貯留部７２ｂに溜まり、貯留量検出器７５で検出された貯留量が所定の上限量を超えた場合、制御装置６２は、水回収開閉弁７６を開放制御する。すると、水回収ライン７４を介して貯留部７２ｂの水が水回収容器７３に送られる。一方、貯留部７２ｂの水が減り、貯留量検出器７５で検出された貯留量が所定の下限量を下回った場合（または無くなった場合）、制御装置６２は、水回収開閉弁７６を閉止制御する。
【００７１】
なお、水回収装置７１は、水回収容器７３における水より上の空間が、ガス排出ライン７７を介して燃焼設備７８に接続されている。そして、水回収容器７３に水と共に排燃料ライン４３の排燃料ガスＬ３が送られた場合、この排燃料ガスＬ３がガス排出ライン７７を介して燃焼設備７８に送られ燃焼される。
【００７２】
この水回収装置７１は、水供給装置（水供給部）８１を介して冷却材貯蔵部６３に接続されている。水供給装置８１は、水回収容器７３と冷却材貯蔵部６３との間を接続する水供給ライン８２を有している。そして、水供給ライン８２に、水供給開閉弁８３および水供給圧送機８４が設けられている。水供給開閉弁８３は、水供給ライン８２を開閉する。水供給開閉弁８３の開閉は制御装置６２により制御される。水供給圧送機８４は、水回収容器７３から水供給ライン８２に水を送り出す。水供給圧送機８４の駆動は制御装置６２により制御される。また、冷却材貯蔵部６３は、貯蔵される水の貯蔵量を検出する貯蔵量検出器８５が設けられている。貯蔵量検出器８５で検出された貯蔵量は、制御装置６２に入力される。
【００７３】
制御装置６２は、冷却材貯蔵部６３に貯蔵される水の貯蔵量における下限量が予め記憶されている。そして、制御装置６２は、貯蔵量検出器８５で検出した貯蔵量が下限量を下回った場合、水供給装置８１を起動する。
【００７４】
即ち、図６に示すように、例えば、冷却材貯蔵部６３から排空気ライン３４や排燃料ライン４３の内部に冷却材Ｃとしての水が供給されて、冷却材貯蔵部６３における水の貯蔵量が減少し、貯蔵量検出器８５で検出した貯蔵量が下限量を下回った場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、制御装置６２は、水供給開閉弁８３を開放すると共に、水供給圧送機８４を駆動する（ステップＳ２２）。すると、水回収装置７１における水回収容器７３の水が、水供給ライン８２を介して冷却材貯蔵部６３に送られる。一方、貯蔵量検出器８５で検出した貯蔵量が下限量を下回っていなければ（ステップＳ２１：Ｎｏ）、制御装置６２は、貯蔵量検出器８５で検出した貯蔵量を再び入力して監視を行う。
【００７５】
そして、水供給開閉弁８３を開放すると共に、水供給圧送機８４を駆動した結果、貯蔵量が増加し、貯蔵量検出器８５で検出した貯蔵量が満水となった場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、制御装置６２は、水供給開閉弁８３を閉止すると共に、水供給圧送機８４を停止（ステップＳ２４）、本制御を終了し、ステップＳ２１に戻って貯蔵量検出器８５で検出した貯蔵量を再び入力して監視を行う。一方、貯蔵量が増加しなければ（ステップＳ２３：Ｎｏ）、制御装置６２は、ステップＳ２に戻って、水供給開閉弁８３の開放及び水供給圧送機８４の駆動を続ける。
【００７６】
このように本実施例の発電システム１０にあっては、システム内に析出する水を抜き出して回収する水回収装置７１を備え、この水回収装置７１で回収される水が冷却材貯蔵部６３に冷却材Ｃとして貯蔵される。
【００７７】
従って、システム内に析出する水を抜き出し、この水を冷却材貯蔵部６３に貯蔵することで、システム内で析出する水を冷却材Ｃとして有効利用することができる。
【００７８】
また、本実施例の発電システム１０にあっては、システム内に析出する水を抜き出して回収する水回収装置７１と、水回収装置７１と冷却材貯蔵部６３とを接続する水供給ライン８２と、水供給ライン８２に設けられた水供給開閉弁８３と、水供給ライン８２に設けられて水回収装置７１から冷却材貯蔵部６３に水を送り出す水供給圧送機８４と、冷却材貯蔵部６３における水の貯蔵量を検出する貯蔵量検出器８５と、を備え、制御装置６２は、貯蔵量検出器８５により検出された水の貯蔵量が下限量を下回った場合、水供給開閉弁８３を開放制御すると共に水供給圧送機８４を駆動する。
【００７９】
従って、冷却材貯蔵部６３に貯蔵される水の貯蔵量が減った場合、システム内に析出する水を抜き出して回収する水回収装置７１から冷却材貯蔵部６３に水を供給する。このため、システム内に析出する水を用いて、排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３を冷却することができる。しかも、冷却材貯蔵部６３における水の貯蔵量が減った場合に、水を補充することができる。この結果、冷却用の水の不足をなくし、排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３の温度を確実に下げることができる。
【００８０】
なお、水回収装置７１に回収され貯留部７２ｂに貯留された水は、冷却材Ｃとして用いる以外に、発電システム１０におけるタービン１１の燃焼器２２の冷却水として用いることができる。
【００８１】
ところで、本実施例の発電システム１０は、図１に示すように、排気ラインとしての排空気ライン３４に圧力検出器６８（６８ａ）、排燃料ライン４３に圧力検出器６８（６８ｂ）が設けられている。これら圧力検出器６８は、排空気ライン３４や排燃料ライン４３の圧力を検出する。圧力検出器６８で検出された圧力は、制御装置６２に入力される。
【００８２】
制御装置６２は、圧力検出器６８で検出した圧力に基づき、冷却材圧送機６６を制御する。
【００８３】
即ち、図８に示すように、図４に示す制御において、ステップＳ２で冷却材圧送機を駆動する場合、圧力検出器６８で検出したライン圧力（排空気ライン３４や排燃料ライン４３の圧力）が冷却材圧送機６６における圧送の圧力を超える場合（ステップＳ３１）、制御装置６２は、例えば、冷却材圧送機６６の回転数を上げるなど、冷却材圧送機６６を制御し、冷却材Ｃを圧送する圧力を上昇させる（ステップＳ３２）。一方、圧力検出器６８で検出した圧力が冷却材圧送機６６における圧送の圧力を超えていなければ（ステップＳ３１：Ｎｏ）、制御装置６２は、圧力検出器６８で検出した圧力を再び入力して監視を行う。
【００８４】
そして、冷却材圧送機６６を制御し、冷却材Ｃを圧送する圧力を上昇させた結果、圧力検出器６８で検出したライン圧力が冷却材圧送機６６における圧送の圧力よりも下回っていれば（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）、制御装置６２は、本制御を終了し、ステップＳ３１に戻って圧力検出器６８で検出した圧力を再び入力して監視を行う。一方、圧力検出器６８で検出したライン圧力が冷却材圧送機６６における圧送の圧力よりも下回っていなければ（ステップＳ３３：Ｎｏ）、制御装置６２は、ステップＳ３２に戻って、冷却材圧送機６６を制御し、冷却材圧送機６６を制御し、冷却材Ｃを圧送する圧力を上昇させる。
【００８５】
このように本実施例の発電システム１０にあっては、排空気ライン３４や排燃料ライン４３の圧力を検出する圧力検出器６８を備え、制御装置６２は、圧力検出器６８で検出した圧力に基づき、冷却材圧送機６６の冷却材Ｃを送り出す圧力が排空気ライン３４や排燃料ライン４３の圧力よりも高くなるように冷却材圧送機６６を制御する。
【００８６】
従って、例えば、ＳＯＦＣ１３から排出される排空気Ａ３の温度上昇に伴って圧力が上昇した場合、またはＳＯＦＣ１３から排出される排燃料ガスＬ３の温度上昇に伴って圧力が上昇した場合、この圧力を圧力検出器６８で検出し、冷却材圧送機６６が冷却材Ｃを圧送する圧力を上昇させる。このため、冷却材Ｃを排空気ライン３４や排燃料ライン４３に確実に送ることができ、排空気Ａ３または排燃料ガスＬ３の温度を確実に下げることができる。
【００８７】
ところで、上述したように、本実施例の発電システム１０にあっては、排気ラインが、ＳＯＦＣ１３から排出される排空気Ａ３を送る排空気ライン３４である。
【００８８】
従って、ＳＯＦＣ１３から排出される排空気Ａ３の排気温度が定格運転時の温度を超える場合、排空気Ａ３を冷却し、排空気Ａ３の排気温度を下げることができる。その結果、排空気Ａ３を送るための排空気ライン３４が高温により破損する事態を防ぐことができる。また、排空気ライン３４を設計する想定温度が見極められ、かつこの想定温度をＳＯＦＣ１３の定格運転時に近い温度に設定することができるため、安全で製造コストが嵩むことのない設計を行うことができる。
【００８９】
ところで、上述したように、本実施例の発電システム１０にあっては、排気ラインが、ＳＯＦＣ１３から排出される排燃料ガスＬ３を送る排燃料ライン４３である。
【００９０】
従って、ＳＯＦＣ１３から排出される排燃料ガスＬ３の排気温度が定格運転時の温度を超える場合、排燃料ガスＬ３を冷却し、排燃料ガスＬ３の排気温度を下げることができる。その結果、排燃料ガスＬ３を送るための排燃料ライン４３が高温により破損する事態を防ぐことができる。また、排燃料ライン４３を設計する想定温度が見極められ、かつこの想定温度をＳＯＦＣ１３の定格運転時に近い温度に設定することができるため、安全で製造コストが嵩むことのない設計を行うことができる。
【符号の説明】
【００９１】
１０  発電システム
１３  ＳＯＦＣ（固体酸化物形燃料電池：燃料電池）
３４  排空気ライン（排気ライン）
４３  排燃料ライン（排気ライン）
６１  排気冷却装置（排気冷却部）
６２  制御装置（制御部）
６３  冷却材貯蔵部
６４  冷却材供給ライン
６５  冷却材開閉弁
６６  冷却材圧送機
６７  温度検出器
６８  圧力検出器
７１  水回収装置（水回収部）
８１  水供給装置（水供給部）
８２  水供給ライン
８３  水供給開閉弁
８４  水供給圧送機
８５  貯蔵量検出器
【図１】
2014096278.tif 000003
【図２】
2014096278.tif 000004
【図３】
2014096278.tif 000005
【図４】
2014096278.tif 000006
【図５】
2014096278.tif 000007
【図６】
2014096278.tif 000008
【図７】
2014096278.tif 000009
【図８】
2014096278.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月25日(2013.3.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本実施例の発電システムは、固体酸化物形燃料電池（以下、ＳＯＦＣと称する。）とガスタービンと蒸気タービンを組み合わせたトリプルコンバインドサイクル（Ｔｒｉｐｌｅ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｃｙｃｌｅ：登録商標）である。このトリプルコンバインドサイクルは、ガスタービンコンバインドサイクル発電（ＧＴＣＣ）の上流側にＳＯＦＣを設置することにより、ＳＯＦＣ、ガスタービン、蒸気タービンの３段階で発電することができるため、極めて高い発電効率を実現することができる。なお、以下の説明では、本発明の燃料電池として固体酸化物形燃料電池を適用して説明するが、この形式の燃料電池に限定されるものではない。