(57)【要約】  燃料電池（１）は、コンプレッサ（４３）により送られる空気と、燃料収容部（３）から燃料ポンプ９により送られる燃料とが供給されて発電する。燃料は、改質器（１７）で改質されて燃料電池（１）に供給される。空気は、酸化剤加熱器（４９）によって昇温される。酸化剤加熱器（４９）には、燃料収容部（３）の液体燃料（５）が液体燃料配管（３５）を通して供給され、燃料収容部（３）の液体燃料（５）が蒸発した燃料蒸気が、燃料蒸気配管（５３）を通して供給される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料及び酸化剤が供給されて発電する燃料電池と、
前記燃料電池に供給される燃料を液体状態で収容する燃料収容部と、
前記燃料電池に供給される酸化剤を加熱する酸化剤加熱器と、
前記燃料収容部と前記酸化剤加熱器とを接続し、前記燃料収容部の液体燃料が蒸発して発生した燃料蒸気を前記酸化剤加熱器へ流す燃料蒸気配管と、を有することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記酸化剤加熱器は、燃料電池システムの起動時に作動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】
燃料及び酸化剤が供給されて発電する燃料電池と、
前記燃料電池に供給される燃料を液体状態で収容する燃料収容部と、
前記燃料収容部から前記燃料電池に供給される燃料を加熱する燃料加熱器と、
前記燃料加熱器によって加熱された燃料を改質して前記燃料電池に供給する水素を生成する改質器と、
前記燃料収容部と前記燃料加熱器とを接続し、前記燃料収容部の液体燃料が蒸発して発生した燃料蒸気を前記燃料加熱器へ流す燃料蒸気配管と、を有することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
前記燃料蒸気配管に、当該燃料蒸気配管内の燃料蒸気の流量を調整する流量調整部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記燃料蒸気配管に、当該燃料蒸気配管内の燃料蒸気を移送する燃料蒸気移送部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記燃料蒸気配管に、当該燃料蒸気配管内の燃料蒸気の吸着及び、吸着した燃料蒸気の離脱を行う燃料保持部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記燃料蒸気配管内の燃料蒸気の濃度を検出する濃度検出器と、
前記濃度検出器によって検出された燃料蒸気の濃度に応じて、前記濃度検出器の下流側の燃料蒸気配管に流れる燃料蒸気の量を制御する燃料蒸気量制御部と、を備えていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記燃料蒸気移送部は、前記燃料蒸気配管内の圧力を下げる機能を有することを特徴とする請求項５に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、燃料電池に燃料及び酸化剤を供給して発電させる燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンク内で発生した燃料蒸気を、キャニスタで吸着、離脱させて燃料蒸気改質器に流入さることで、燃料蒸気を燃料電池の燃料として使用する技術が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１９２８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、燃料タンク内で気化した燃料（燃料蒸気）は、そのままでは燃料タンクに燃料を補給するときなどに燃料補給口から外部に放出されてしまい、エネルギを含んだ燃料蒸気が無駄になる。【０００５】
そこで、本発明は、燃料を液体状態で収容する燃料収容部内で発生した燃料蒸気を有効利用することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、燃料収容部の液体燃料が蒸発して発生した燃料蒸気を酸化剤加熱器へ流す燃料蒸気配管を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、燃料収容部内で発生した燃料蒸気は、燃料蒸気配管を通して酸化剤加熱器に供給され、酸化剤加熱器で燃焼することによって、酸化剤の加熱に有効利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係わる燃料電池システムの全体構成図である。
【図２】図２は、図１で使用する気化器、熱交換器及び触媒燃焼器の簡素化した断面図である。
【図３】図３は、図１で使用する起動燃焼器の簡素化した断面図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態に係わる燃料電池システムの全体構成図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施形態に係わる燃料電池システムの全体構成図である。
【図６】図６は、本発明の第４の実施形態に係わる燃料電池システムの全体構成図である。
【図７】図７は、本発明の第５の実施形態に係わる燃料電池システムの全体構成図である。
【図８】図８は、本発明の第７の実施形態に係わる燃料電池システムの全体構成図である。
【図９】図９は、図８で使用する熱交換器及び触媒燃焼器の簡素化した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
［第1の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる燃料電池システムの全体構成図である。固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ、以下、単に燃料電池という。）１は、燃料である水素及び、酸化剤である空気が供給されて発電する。
【００１１】
燃料は、燃料収容部としての燃料タンク３内に液体燃料５として液体状態で収容される。液体燃料５としては、メタノールやエタノールなどのアルコール類、ガソリン、軽油などが使用される。
【００１２】
燃料電池１と燃料タンク３とを接続する燃料配管７には、上流に位置する燃料タンク３側から順に、燃料ポンプ９、第１燃料熱交換器１１、気化器１３、第２燃料熱交換器１５、改質器１７がそれぞれ配置される。
【００１３】
燃料ポンプ９は、燃料タンク３内の液体燃料５を第１燃料熱交換器１１に送り込む。第１燃料熱交換器１１は、燃料ポンプ９により送り込まれた液体燃料を、燃料電池１から排出される排気の熱によって加熱し昇温させる。排気は燃料電池１から排気管１９を通して第１燃料熱交換器１１に流入する。
【００１４】
気化器１３は、第１燃料熱交換器１１から流入する液体燃料を気化させる。気化器１３は、図２に示すように、液体燃料をノズル２１により気化器１３内に吐出し、その際空気導入管２３から空気を流すことで、ノズル２１が吐出した燃料を噴霧化する。さらに、気化器１３は、図１では省略しているが、排気管１９を流れる排気によって噴霧化された燃料を加熱する。
【００１５】
第２燃料熱交換器１５は、気化器１３から流入する気化した燃料を、電気ヒータ２５を備える燃料加熱器としての触媒燃焼器２７により加熱して昇温させる。触媒燃焼器２７には、前述した排気管１９が接続され、排気管１９を流れる排気が導入されて触媒燃焼して昇温される。昇温した排気は、気化器１３及び第１燃料熱交換器１１にて燃料に熱を与える。
【００１６】
触媒燃焼器２７の構造を、第２燃料熱交換器１５と共に図２に簡素化して示す。触媒燃焼器２７は、第２燃料熱交換器１５と共に触媒燃焼室２９内に収容される。なお、図２は、図１に対し、第２燃料熱交換器１５と触媒燃焼器２７との位置関係が上下逆となっている。触媒燃焼器２７は、前述した電気ヒータ２５と、触媒３１と、スパークプラグ３３とを備えている。
【００１７】
電気ヒータ２５は、液体燃料配管３５を経てノズル３７に供給される液体燃料を加熱する。液体燃料配管３５は、図１に示すように燃料タンク３に接続され、触媒燃焼器２７側に第１液体燃料ポンプ３９を備えている。第１液体燃料ポンプ３９によってノズル３７に液体燃料が供給される。スパークプラグ３３は、ノズル３７から吐出される液体燃料に点火する。触媒３１は、点火された液体燃料を、排気管１９から流れ込む排気とともに触媒燃焼させて、第２燃料熱交換器１５で燃料と熱交換させる。
【００１８】
電気ヒータ２５は燃料電池システムの起動時に作動し、高温の排気が存在していない段階から燃料電池１に供給する燃料を触媒燃焼器２７により加熱する。このため、触媒燃焼器２７に液体燃料を供給する第１液体燃料ポンプ３９も燃料電池システムの起動時に作動する。
【００１９】
改質器１７は、第２燃料熱交換器１５から流入する昇温した燃料を改質して水素を生成する。生成された水素は燃料電池１の正極に供給される。
【００２０】
燃料電池１に供給する空気が流れる空気配管４１には、上流側から順に、コンプレッサ４３、空気流量調整バルブ４５、空気熱交換器４７、酸化剤加熱器としての起動燃焼器４９がそれぞれ配置される。
【００２１】
コンプレッサ４３で加圧した空気は、空気流量調整バルブ４５で流量が調整された後、空気熱交換器４７に送られる。空気熱交換器４７は、第１燃料熱交換器１１から延びる前述した排気管１９が接続され、排気管１９を流れる排気によって空気を加熱し昇温させる。空気熱交換器４７から排出される排気は、排気マフラ５０を経て外部に排出される。すなわち、排気管１９には、燃料電池１側から順に、触媒燃焼器２７、気化器１３、第１燃料熱交換器１１、空気熱交換器４７、排気マフラ５０がそれぞれ配置される。
【００２２】
起動燃焼器４９は、電気ヒータ５１を備え、空気熱交換器４７から流入する空気を加熱して昇温させる。起動燃焼器４９と燃料タンク３とは、燃料蒸気配管５３により互いに接続している。燃料タンク３内の液体燃料５が蒸発して発生した燃料蒸気が、燃料蒸気配管５３を通して起動燃焼器４９に供給される。すなわち、燃料蒸気配管５３は、燃料タンク３の液体燃料５が蒸発して発生した燃料蒸気を起動燃焼器４９へ流す。
【００２３】
起動燃焼器４９の構造を図３に簡素化して示す。起動燃焼器４９は、空気導入室５５と燃焼室５７とを有し、空気導入室５５には、前述した電気ヒータ５１を収容している。燃料タンク３の液体燃料は、前述した液体燃料配管３５を経て液体燃料ノズル５９に供給される。
【００２４】
液体燃料ノズル５９には、図1に示す第２液体燃料ポンプ６１によって液体燃料が供給される。第２液体燃料ポンプ６１は、前述した第１液体燃料ポンプ３９の下流側の端部の液体燃料配管３５に設けてある。電気ヒータ５１によって加熱された液体燃料は、燃焼室５７に吐出される。
【００２５】
電気ヒータ５１は燃料電池システムの起動時に作動し、高温の排気が存在していない段階から燃料電池１に供給する空気を起動燃焼器４９により加熱する。このため、起動燃焼器４９に液体燃料を供給する第２液体燃料ポンプ６１も燃料電池システムの起動時に作動する。
【００２６】
さらに、燃焼室５７の液体燃料が吐出される部位付近には、燃料蒸気ノズル６３から燃料蒸気が吐出される。燃料蒸気ノズル６３は、前述した燃料蒸気配管５３に接続されている。
【００２７】
燃焼室５７の液体燃料及び燃料蒸気が吐出される部位付近には、スパークプラグ６５を設置している。スパークプラグ６５は、液体燃料ノズル５９から吐出される液体燃料及び、燃料蒸気ノズル６３から吐出される燃料蒸気に点火して燃焼させる。
【００２８】
空気熱交換器４７から起動燃焼器４９の空気導入室５５に導入される空気は、燃焼室５７内の図示しない配管を通過することで加熱されて昇温する。昇温した空気は、燃料電池１の負極に供給され、別途燃料配管７を経て正極に供給される燃料と共に、燃料電池１の発電に供される。
【００２９】
本実施形態は、燃料側の触媒燃焼器２７及び空気側の起動燃焼器４９は、いずれも燃料電池システムの起動時に作動する。これにより、燃料電池システムの起動時から、燃料及び空気を加熱して昇温する。定常運転温度が６５０℃〜８００℃である固体酸化物形の燃料電池１は、供給される空気及び燃料の昇温が必要であり、燃料電池システムの起動時に触媒燃焼器２７及び起動燃焼器４９が作動することで、安定した運転ができる。
【００３０】
本実施形態は、燃料タンク３内で液体燃料５が蒸発して発生した燃料蒸気は、燃料蒸気配管５３を起動燃焼器４９に向けて流れて起動燃焼器４９に供給される。このため、起動燃焼器４９を燃焼させる際には、燃料タンク３内の液体燃料５だけではなく、燃料タンク３内で液体燃料５が蒸発して発生した燃料蒸気も燃焼用に使用している。
【００３１】
このため、燃料タンク３内で発生した燃料蒸気の外部への放出を抑制して燃料蒸気を有効利用できる。燃料蒸気を有効利用することで、液体燃料５の節約につながる。また、起動燃焼器４９の燃焼用に燃料蒸気を利用することで、燃焼用に液体燃料を全量使用する場合に比較して、液体燃料の気化に必要な電力が少なくて済む。起動燃焼器４９の温度上昇もより短時間でなされ、燃料電池システムの起動時間を短縮できる。
【００３２】
［第２の実施形態］
図４は、本発明の第２の実施形態に係わる燃料電池システムの全体構成図である。第２の実施形態は、第１の実施形態に対し、燃料蒸気配管５３に流量調整部としての流量調整バルブ６７を設置している。流量調整バルブ６７によって、燃料蒸気配管５３を流れる燃料蒸気の流量を調整する。その他の構成は、第1の実施形態と同様であり、第1の実施形態と同一の構成要素には同一符号を付してある。
【００３３】
流量調整バルブ６７は、燃料電池システムの起動時に開放し、その後、図示しない制御装置によって開度を変化させることで、起動燃焼器４９への燃料蒸気の供給量を調整する。起動後、燃料電池１が安定して運転できるような一定時間経過した後に、流量調整バルブ６７を閉じる。
【００３４】
第２の実施形態によれば、流量調整バルブ６７によって起動燃焼器４９への燃料蒸気の供給量を調整することで、燃料蒸気と燃焼に使用する液体燃料との割合を変更できる。これにより、起動燃焼器４９の昇温に適する燃料蒸気の供給ができ、汎用性の高い燃料電池システムとすることができる。
【００３５】
［第３の実施形態］
図５は、本発明の第３の実施形態に係わる燃料電池システムの全体構成図である。第３の実施形態は、第１の実施形態に対し、燃料蒸気配管５３に燃料蒸気移送部としての燃料蒸気ポンプ６９を設置している。燃料蒸気ポンプ６９によって、燃料蒸気配管５３を流れる燃料蒸気を起動燃焼器４９に移送して送り込む。その他の構成は、第1の実施形態と同様であり、第1の実施形態と同一の構成要素には同一符号を付してある。
【００３６】
第３の実施形態によれば、燃料タンク３及び起動燃焼器４９の双方の内部圧力の状況に関わらず、燃料タンク３内の燃料蒸気を、燃料蒸気ポンプ６９を用いることでより安定して起動燃焼器４９に供給できる。起動燃焼器４９に安定して燃料蒸気を供給することで、燃料蒸気の有効利用、燃料電池システムの起動時間の短縮及び、液体燃料５の節約をより安定的に実現できる。
【００３７】
［第４の実施形態］
図６は、本発明の第４の実施形態に係わる燃料電池システムの全体構成図である。第４の実施形態は、図５に示した第３の実施形態に対し、燃料蒸気ポンプ６９の上流側の燃料蒸気配管５３、つまり燃料タンク３と燃料蒸気ポンプ６９との間の燃料蒸気配管５３に、キャニスタ７１を設置している。
【００３８】
キャニスタ７１は、活性炭を容器に入れたもので、燃料蒸気配管５３内の燃料蒸気の吸着及び、吸着した燃料蒸気の離脱を行う燃料保持部を構成している。その他の構成は、第３の実施形態と同様であり、第３の実施形態と同一の構成要素には同一符号を付してある。
【００３９】
キャニスタ７１は、燃料タンク３内で発生した燃料蒸気を燃料蒸気配管５３内で吸着する。燃料電池システムの起動時に、燃料蒸気ポンプ６９を作動させることで、図示しない大気取り入れ口からキャニスタ７１内に空気を導入する。導入した空気が活性炭周囲を流れることで、吸着した燃料蒸気の離脱を行う（エアパージ）。
【００４０】
第４の実施形態は、キャニスタ７１に吸着させた燃料蒸気を離脱させて起動燃焼器４９に供給することで、起動燃焼器４９で使用する燃料蒸気の濃度を高めることができる。燃料蒸気の濃度が高まることで、その分液体燃料の使用量を減少させることができ、液体燃料の節約効果がより一層高まり、起動時間の短縮も図れる。
【００４１】
［第５の実施形態］
図７は、本発明の第５の実施形態に係わる燃料電池システムの全体構成図である。第５の実施形態は、図６に示した第４の実施形態に対し、燃料蒸気の濃度を検出する濃度検出器７３と、起動燃焼器４９に供給する燃料蒸気の量を制御する制御装置７５とを設けている。
【００４２】
濃度検出器７３は、燃料蒸気ポンプ６９とキャニスタ７１との間の燃料蒸気配管５３に設けられ、燃料蒸気配管５３内の燃料蒸気の濃度を検出する。制御装置７５は、濃度検出器７３が検出した燃料蒸気の濃度信号を取り込み、燃料蒸気濃度に応じて、燃料蒸気ポンプ６９及び起動燃焼器４９の電気ヒータ５１の作動を制御する。
【００４３】
この場合、制御装置７５と燃料蒸気ポンプ６９とで、起動燃焼器４９に供給する燃料蒸気の量を制御する燃料蒸気量制御部を構成している。燃料蒸気量制御部は、濃度検出器７３によって検出された燃料蒸気の濃度に応じて、濃度検出器７３の下流側の燃料蒸気配管５３に流れる燃料蒸気の量を制御する。その他の構成は、図６の第４の実施形態と同様であり、第４の実施形態と同一の構成要素には同一符号を付してある。
【００４４】
第５の実施形態は、濃度検出器７３が燃料蒸気の濃度を検出することにより、制御装置７５が燃料蒸気濃度に応じた燃料蒸気の供給量を計算する。燃料蒸気濃度が高ければ、制御装置７５は、燃料蒸気ポンプ６９の駆動力を増大させ、高い燃料蒸気濃度に応じた多量の燃料蒸気を起動燃焼器４９に送り込むよう制御する。逆に、燃料蒸気濃度が低ければ、制御装置７５は、燃料蒸気ポンプ６９の駆動力を低下させ、低い燃料蒸気濃度に応じた少量の燃料蒸気を起動燃焼器４９に送り込むよう制御する。
【００４５】
空気に対して同等の昇温を行うとして、燃料蒸気濃度が高い場合には、その分液体燃料の供給量が少なくて済む。制御装置７５は、液体燃料に比較して着火しやすい燃料蒸気の濃度が高い場合には、電気ヒータ５１の使用電力量が少なくなるよう制御する。逆に、燃料蒸気濃度が低い場合には、その分液体燃料の供給量が多く必要となる。制御装置７５は、燃料蒸気濃度が低い場合には、電気ヒータ５１の使用電力量が多くなるよう制御する。
【００４６】
このように、第５の実施形態は、燃料蒸気ポンプ６９や電気ヒータ５１は、燃料蒸気濃度に応じて最適に制御されて、効率よく作動し、起動燃焼器４９で使用する液体燃料の節約と起動時間の低減に寄与することができる。
【００４７】
なお、燃料蒸気量制御部として、第５の実施形態では制御装置７５と燃料蒸気ポンプ６９とを備える構成としている。図４の第２の実施形態における流量調整バルブ６７を、濃度検出器７３の検出濃度に応じて制御装置７５が開度制御する構成とすることで、制御装置７５と流量調整バルブ６７とで燃料蒸気量制御部を構成することになる。
【００４８】
［第６の実施形態］
本発明の第６の実施形態として、前述した図５〜図７及び後述する図８に示した各実施形態で使用している燃料蒸気ポンプ６９が、燃料蒸気配管５３内の圧力を下げる機能を備えるものとする。その他の構成は、図５〜図８に示す各実施形態と同様である。
【００４９】
燃料蒸気ポンプ６９が燃料蒸気配管５３内の圧力を下げることで、燃料タンク３内の液体燃料５が蒸発しやすくなって燃料蒸気の量が増え、燃料蒸気の濃度を高めることができる。液体燃料に比較して着火しやすい燃料蒸気の量が増えることで、その分燃焼に使用する液体燃料の量を減らすことができ、電気ヒータ５１の使用電力量が少なくて済む。
【００５０】
［第７の実施形態］
図８は、本発明の第７の実施形態に係わる燃料電池システムの全体構成図である。第７の実施形態は、図７に示した第５の実施形態に対し、燃料蒸気配管５３内の燃料蒸気を、燃料加熱器となる触媒燃焼器２７にも供給する構成としている。すなわち、燃料蒸気配管５３は、燃料タンク３の液体燃料５が蒸発して発生した燃料蒸気を触媒燃焼器２７へ流す。
【００５１】
燃料蒸気ポンプ６９と濃度検出器７３との間の燃料蒸気配管５３と、触媒燃焼器２７とを、燃料蒸気配管７７で接続し、燃料蒸気配管７７に燃料蒸気ポンプ７９を設置する。制御装置７５は、触媒燃焼器２７の電気ヒータ２５の作動を制御する。
【００５２】
図９は、図２の気化器１３を省略した図に対応するもので、触媒燃焼器２７の構造を、第２燃料熱交換器１５と共に簡素化して示す。図９は、図２に対し、燃料蒸気配管７７に接続される燃料蒸気ノズル８１を備える。燃料蒸気ノズル８１は、ノズル３７が液体燃料を吐出する部位付近の触媒燃焼室２９内に向けて燃料蒸気を吐出する。その他の構成は、第５の実施形態と同様であり、第５の実施形態と同一の構成要素には同一符号を付してある。
【００５３】
第７の実施形態の触媒燃焼器２７は、液体燃料がノズル３７により供給されるとともに、燃料蒸気が燃料蒸気ノズル８１により供給されて燃焼する。すなわち、燃料電池システムの起動時に、空気の昇温だけでなく、改質器１７での燃料の改質に必要な液体燃料の気化熱の確保にも、燃料蒸気を利用している。
【００５４】
このため、空気側に加えて燃料側も含めた燃料電池システム全体での燃料蒸気の有効利用及び、燃料電池システムの起動時間の短縮を達成でき、液体燃料５の節約も燃料電池システム全体で達成できる。
【００５５】
［第８の実施形態］
本発明の第８の実施形態として、燃料タンク３内の燃料蒸気を活用するタイミングを、起動時以外の定常運転時や停止処理時やアイドル待機時などにも拡大する。その際、起動燃焼器４９と触媒燃焼器２７との少なくとも一方に、燃料タンク３内の燃料蒸気を供給する。
【００５６】
起動燃焼器４９及び触媒燃焼器２７は、燃料電池システムの起動時だけでなく通常運転時などでも、燃料電池１へ供給する空気や改質のための燃料は昇温を必要としている。この場合、空気や燃料を昇温する際の熱源として燃料電池１からの排出ガスを利用することもできるが、排出ガスの熱量不足や、燃料電池１の運転状況に応じて排出ガスの温度や流量が変動することがある。
【００５７】
その際、燃料を燃焼させることで安定した熱源となるが、熱源として全量を液体燃料とするよりも、燃料タンク３内の燃料蒸気を利用することで液体燃料を節約できる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は本発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎず、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含む。
【００５９】
上記した第１〜第８の各実施形態は、複数の実施形態同士を組み合わせることができる。例えば、図４に示す第２の実施形態の流量調整バルブ６７と、図５に示す第３の実施形態の燃料蒸気ポンプ６９との双方を備えるものでもよい。また、図４に示す第２の実施形態の流量調整バルブ６７と、図６に示す第４の実施形態のキャニスタ７１との双方を備えるものでもよい。さらに、流量調整バルブ６７と燃料蒸気ポンプ６９とキャニスタ７１との三つを備えるものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、燃料電池に燃料及び酸化剤を供給して発電させる燃料電池システムに適用される。
【符号の説明】
【００６１】
１  固体酸化物形燃料電池（燃料電池）
３  燃料タンク（燃料収容部）
１７  改質器
２７  触媒燃焼器（燃料加熱器）
４９  起動燃焼器（酸化剤加熱器）
５３，７７  燃料蒸気配管
６７  流量調整バルブ（流量調整部）
６９  燃料蒸気ポンプ（燃料蒸気移送部、燃料蒸気量制御部）
７１  キャニスタ（燃料保持部）
７３  濃度検出器
７５  制御装置（燃料蒸気量制御部）
【図１】
2016174738.tif 000003
【図２】
2016174738.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016174738.tif 000006
【図５】
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【図６】
2016174738.tif 000008
【図７】
2016174738.tif 000009
【図８】
2016174738.tif 000010
【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年12月11日(2015.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料及び酸化剤が供給されて発電する燃料電池と、
前記燃料電池に供給される燃料を液体燃料として収容する燃料収容部と、
前記液体燃料を燃焼させて、前記燃料電池に供給される酸化剤を加熱する酸化剤加熱器と、
前記燃料収容部と前記酸化剤加熱器とを接続し、前記燃料収容部の液体燃料が蒸発して発生した燃料蒸気を前記酸化剤加熱器へ流す燃料蒸気配管と、を有することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記酸化剤加熱器は、燃料電池システムの起動時に作動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】
燃料及び酸化剤が供給されて発電する燃料電池と、
前記燃料電池に供給される燃料を液体燃料として収容する燃料収容部と、
前記液体燃料を燃焼させて、前記燃料収容部から前記燃料電池に供給される燃料を加熱する燃料加熱器と、
前記燃料加熱器によって加熱された燃料を改質して前記燃料電池に供給する水素を生成する改質器と、
前記燃料収容部と前記燃料加熱器とを接続し、前記燃料収容部の液体燃料が蒸発して発生した燃料蒸気を前記燃料加熱器へ流す燃料蒸気配管と、を有することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
前記燃料蒸気配管に、当該燃料蒸気配管内の燃料蒸気の流量を調整する流量調整部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記燃料蒸気配管に、当該燃料蒸気配管内の燃料蒸気を移送する燃料蒸気移送部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記燃料蒸気配管に、当該燃料蒸気配管内の燃料蒸気の吸着及び、吸着した燃料蒸気の離脱を行う燃料保持部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記燃料蒸気配管内の燃料蒸気の濃度を検出する濃度検出器と、
前記濃度検出器によって検出された燃料蒸気の濃度に応じて、前記濃度検出器の下流側の燃料蒸気配管に流れる燃料蒸気の量を制御する燃料蒸気量制御部と、を備えていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記燃料蒸気移送部は、前記燃料蒸気配管内の圧力を下げる機能を有することを特徴とする請求項５に記載の燃料電池システム。
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月27日(2017.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、燃料収容部の液体燃料が蒸発して発生した燃料蒸気を酸化剤加熱器又は燃料加熱器へ流す燃料蒸気配管を有する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明によれば、燃料収容部内で発生した燃料蒸気は、燃料蒸気配管を通して酸化剤加熱器又は燃料加熱器に供給され、酸化剤加熱器又は燃料加熱器で燃焼することによって、酸化剤又は燃料の加熱に有効利用できる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
電気ヒータ５１は燃料電池システムの起動時に作動し、高温の空気が存在していない段階から燃料電池１に供給する空気を起動燃焼器４９により加熱する。このため、起動燃焼器４９に液体燃料を供給する第２液体燃料ポンプ６１も燃料電池システムの起動時に作動する。
【国際調査報告】
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