(57)【要約】【課題】  燃料処理装置へ燃料ガスを燃料ポンプによって供給する場合に、燃料ガスの圧力変動及び流量変動を抑制することができるようにし、又、燃料ガスとして硫黄分が含まれている原料を用いる場合に、脱硫すると共に燃料ガスの圧力変動及び流量変動を抑制し、装置全体の小型化を実現できるようにする。【解決手段】  燃料ポンプ２１から吐出された都市ガスＴＧを燃料処理装置５内の改質器６に導くようにしてある構成において、燃料ポンプ２１の上流側に、都市ガスＴＧの流量を制御するための流量制御器３０と都市ガスＴＧの圧力変動及び流量変動を抑えるための調圧器としてバッファタンク２８とを上流側から順に設ける。これにより、燃料ポンプ２１により生ずる都市ガスＴＧの脈動の振幅を抑え、圧力変動および流量変動を抑えるようにする。【選択図】図１
2006260874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスを燃料ポンプで加圧して燃料処理装置へ供給して改質処理させるようにし、改
質ガスを固体高分子型燃料電池へ供給するようにしてある構成を有する固体高分子型燃料
電池発電装置における上記燃料ポンプの上流側の燃料ガス供給ラインに、燃料ガスの流量
を計測して制御するための流量制御器と上記燃料ガスの圧力変動及び流量変動を抑えるた
めの調圧器とを上流側から順に設けた構成を有することを特徴とする固体高分子型燃料電
池発電装置用燃料ガス供給装置。
【請求項２】
燃料ガスの圧力変動及び流量変動を抑えるための調圧器を、脱硫器とした請求項１記載
の固体高分子型燃料電池発電装置用燃料ガス供給装置。
【請求項３】
燃料ガスの流量を制御するための流量制御器は、マスフローコントローラ、又は、流量
制御弁と流量計とからなる構成のいずれかである請求項１又２記載の固体高分子型燃料電
池発電装置用燃料ガス供給装置。
【請求項４】
燃料ガスを燃料ポンプで加圧して燃料処理装置へ供給して改質処理させるようにし、改
質ガスを固体高分子型燃料電池へ供給するようにしてある構成を有する固体高分子型燃料
電池発電装置における上記燃料ポンプの下流側の燃料ガス供給ラインに、脱硫器と流量計
とを上流側から順に設けた構成を有することを特徴とする固体高分子型燃料電池発電装置
用燃料ガス供給装置。
【請求項５】
燃料ポンプを、複数台として並列接続するようにした請求項１、２、３又は４記載の固
体高分子型燃料電池発電装置用燃料ガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定置式の固体高分子型燃料電池発電装置における燃料処理装置へ燃料ガスを
供給するために用いる固体高分子型燃料電池発電装置用燃料ガス供給装置に関するもので
ある。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、燃料を用いた他の発電に比して熱効率が高く、又、環境汚染が少ないため
、有効な発電装置として期待されている。特に、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）は、
１００℃以下という低温で発電が行なわれ、出力密度が高いので、他の形式の燃料電池に
比して小型化でき、しかも、電池構成材料の劣化が少ないこと、起動が容易であること、
等の長所があることから、近年、小規模な業務用あるいは家庭用等の発電装置として使用
されるようになってきている。
【０００３】
上記固体高分子型燃料電池を用いた発電装置（ＰＥＦＣ発電装置）は、一般的に図１０
に概要を示す如き構成としてある。すなわち、電解質としてフッ素系のイオン交換膜が用
いられている固体高分子電解質膜の両面をカソード（空気極）２とアノード（燃料極）３
の両ガス拡散電極で挟持させてなるセルを、セパレータを介し積層してスタックとし、且
つ数セルに１つずつの冷却部４を備えてなる構成の固体高分子型燃料電池１を備えている
。更に、上記固体高分子型燃料電池１におけるアノード３の入口側には、改質器６、シフ
トコンバータ７、ＣＯ除去器８を上流側から順に備えている燃料処理装置５と、加湿器９
とが設けてあり、図示しない燃料供給源から供給される燃料ガス１１として天然ガスやメ
タノール等の原料を、燃料ガス供給ライン１０により水蒸気と共に上記燃料処理装置５の
改質器６へ供給して水蒸気改質を行わせ、得られる改質ガス（燃料ガス）１１ａを、シフ
トコンバータ７に導いてシフト反応させ、更に、ＣＯ除去器８にてＣＯ除去処理した後、
加湿器９を経て上記固体高分子型燃料電池１のアノード３へ供給するようにしてある。一
方、上記カソード２の入口側の加湿器９には、圧縮機（空気ブロワ）１２が酸化ガス供給
ライン１３を介して接続してあり、酸化ガスとして空気１４が、圧縮機１２で圧縮された
後、加湿器９を経て上記固体高分子型燃料電池１のカソード２へ供給されるようにしてあ
る。
【０００４】
かかる構成により、上記固体高分子型燃料電池１にて、アノード３側に供給される改質
ガス１１ａ中の水素と、カソード２側に供給される空気１４中の酸素とを電気化学反応（
電池反応）させて、この際発生する起電力を取り出すようにしてある。
【０００５】
なお、１５はアノード３の出口側より排出されるアノードオフガス１６を改質器６の燃
焼室に導くためのアノードオフガスライン、１７は燃料ガス１１の一部を上記改質器６の
燃焼室に導くための燃料ガスライン、１８は空気１４の一部を上記改質器６の燃焼室に導
くための空気ライン、１９は上記改質器６の燃焼室から排出される燃焼排ガス２０の排ガ
スライン、２１は燃料ポンプである。
【０００６】
上記固体高分子型燃料電池１を用いた発電装置における燃料処理装置５の改質器６に供
給される燃料ガス１１として、都市ガスのような低圧燃料ガスを用いる場合には、燃料処
理装置５の改質器６における改質室中には触媒が密に充填されているため、都市ガス自体
が有する２．０±０．５ｋＰａ程度の供給圧力だけでは充分な量の都市ガスを燃料処理装
置５へ供給することが困難である。そのため、図１０に示す如く、燃料ガス１１を燃料ポ
ンプ２１にて所要の圧力に加圧してから上記燃料処理装置５へ送るようにしてある。
【０００７】
上記燃料ポンプ２１としてターボ式のポンプを用いる場合には、所望圧力までの加圧が
不十分になる虞があり、又、レシプロポンプでは脈動が過大になる虞があると共に、装置
が大型化してしまうという問題があるため、一般に、ダイアフラムポンプやベローズ式ポ
ンプ等の圧縮性流体用の容積型ポンプが用いられている。
【０００８】
又、上記燃料ポンプ２１により加圧された都市ガスを燃料処理装置５へ供給する場合、
供給される都市ガスの流量を制御して、燃料処理装置５へ所定流量の都市ガスが供給され
るようにするために流量計が一般に用いられており、該流量計の計測値に基づき流量制御
を行うようにしてある。
【０００９】
図１１は、流量計を用いて該流量計の計測値に基づき燃料ガスの流量制御を行う場合の
概要を示すもので、図１０に示した固体高分子型燃料電池発電装置と同様に燃料ガス１１
を燃料処理装置５に供給するようにしてある構成において、燃料ガス１１として低圧燃料
ガスの都市ガスＴＧとし、燃料ポンプ２１の下流側に、該燃料ポンプ２１から吐出された
都市ガスＴＧの流量を制御するための流量計２２を設けた構成としたものである。これに
より、都市ガスＴＧが燃料ポンプ２１で所要の圧力に加圧されて吐出されると、吐出され
た都市ガスＴＧの流量を流量計２２で計測し、該計測された流量の計測値に基づいて燃料
ポンプ２１の運転制御を行い、上記燃料処理装置５へ供給される都市ガスＴＧの流量を制
御するようにしてある。
【００１０】
しかしながら、上記燃料ポンプ２１として用いられているダイアフラムポンプ等の圧縮
性流体用の容積型ポンプは、レシプロポンプ程ではないが、脈動が発生し、秒単位で変化
されるような圧力変動を伴って都市ガスＴＧが送られるようになる。又、上記ダイアフラ
ムポンプの如き容積型ポンプは、一行程で吐出する吐出量が変化せず、行程数を変化させ
ることで吐出量の調整を行うようにしてある機構上、特に低出力域で脈動が大きくなって
流量変動が大きくなるという特性がある。
【００１１】
このように燃料ポンプ２１より燃料処理装置５へ供給される都市ガスＴＧの流量の変動
が大きくなると、燃料処理装置５における都市ガスＴＧの改質反応に反応不良が生じる。
反応不良が生じると、燃料処理装置５より固体高分子型燃料電池１に対して供給される改
質ガス中の一酸化炭素濃度が増加して、固体高分子型燃料電池１の電極に用いられる触媒
が被毒され、該固体高分子型燃料電池１の発電電圧の低下を引き起こす虞がある。又、上
記燃料処理装置５に対し、水蒸気改質のために供給される水蒸気の量に対して制御誤差に
より過剰な量の都市ガスＴＧが供給されてしまう場合には、該燃料処理装置５内で水蒸気
／カーボンのバランスが崩れてカーボンの析出が発生するという虞も懸念される。
【００１２】
又、燃料ポンプ２１より供給される都市ガスＴＧが脈動して圧力変動が生じていると、
流量計２２の流量計測値に誤差が生じ、その誤差のある流量計測値が上記燃料ポンプ２１
にフィードバックされて該燃料ポンプ２１の運転制御が行われることになるため、更に制
御誤差は拡大してしまい、流量の変動が大きくなるという問題がある。このような都市ガ
スＴＧの脈動による圧力変動には、燃料ガス供給ライン１０における燃料ポンプ２１から
燃料処理装置５までの配管を長くしたり、配管の径を絞るようにすれば、該配管を流通す
る都市ガスＴＧに圧力損失を生じさせるようにすることができて、上記都市ガスＴＧの圧
力変動を抑えて流量を安定させる幾分かの効果は期待できるが、しかしながら、径を絞っ
ている配管の長さを長くしすぎると、都市ガスＴＧの圧力損失の増加をきたして燃料ポン
プ２１の出力特性の低下を招くために、都市ガスＴＧの圧力変動を抑制する目的でわざわ
ざ配管を長くするようなことはしていないのが実状である。
【００１３】
そのため、上記の燃料ポンプ２１より供給される都市ガスＴＧの圧力変動及び流量変動
を抑えるようにするために、燃料ポンプ２１より吐出される都市ガスＴＧの流量を調整す
るための流量調整器を燃料ポンプ２１の下流側に設けるようにしたものが従来提案されて
いる。
【００１４】
上記燃料電池発電装置において燃料ポンプ２１の下流側に流量調整器を用いるようにし
たものとしては、図１２に示す如き構成としてある。すなわち、改質器６、シフトコンバ
ータ（一酸化炭素変成器）７、ＣＯ除去器（一酸化炭素除去器）８、燃料電池本体１ａを
備えている燃料電池発電装置において、上記改質器６へ燃料ガスとして都市ガスＴＧを供
給するようにしてある供給管２３に、上流側から、たとえば、ベローズ式ポンプ等が用い
られている燃料ポンプ（加圧ポンプ）２１と、流量調整器２４が接続されて設けてある構
成としてある。これにより、都市ガスＴＧは、供給管２３を通り改質器６へ供給される前
に燃料ポンプ２１により加圧され、流量調整器２４で圧力及び流量を制御された後に、水
蒸気発生装置２５より導かれる水蒸気２６とともに上記改質器６へ供給されるようにした
ものである（たとえば、特許文献１参照）。なお、図１２において、２７は空気中の酸素
を供給するためのファンである。
【００１５】
又、上記燃料ポンプ２１の下流側に設ける流量調整器２４としては、一般に、数リット
ル程度の容積を有するバッファタンク（レシーバタンク）が用いられている。
【００１６】
なお、図１２に示したものには、燃料ポンプ２１の下流側に流量計２２は設けられてい
ないが、都市ガスＴＧの圧力変動に伴う流量計２２の生ずる制御誤差を抑えるために、流
量計２２と流量調整器とを併用する場合には、たとえば、図１３に示す如く、図１０に示
した固体高分子型燃料電池発電装置と同様な構成において、都市ガスＴＧを燃料処理装置
５へ供給するようにしてある燃料ガス供給ライン１０における燃料ポンプ２１の下流側に
、バッファタンク２８と流量計２２とを上流側から順に設けるようにすることが考えられ
ている。
【００１７】
ところで、上記燃料ガス１１には、都市ガスＴＧのように硫黄分が含まれている場合が
あり、このような硫黄分を含有する燃料ガス１１をそのまま燃料処理装置５における改質
器６へ供給してしまうと、該改質器６に用いられている触媒が被毒してしまい、改質反応
の反応不良の要因となる。このため、燃料ガス１１として硫黄分が含まれているものを用
いる場合には、図１４に示す如く、燃料ガス供給ライン１０における燃料ポンプ２１の上
流側に脱硫器２９を設け、燃料ガス１１を上記脱硫器２９に通して脱硫した後、燃料ポン
プ２１で加圧して、燃料処理装置５へ供給するようにしてある。これにより、燃料ガス１
１は、脱硫器２９により脱硫された後に燃料ガス供給ライン１０により燃料ポンプ２１を
経て所望供給圧まで加圧され、水蒸気と共に燃料処理装置５へ供給するようにしてある（
たとえば、非特許文献１参照）。なお、１１ａは改質ガスである。
【００１８】
上記脱硫器２９は、図示していないが、一端部に入口部と他端部に出口部を有する容器
の中に脱硫剤を充填したもので、入口部より導入された燃料ガス１１を、充填された脱硫
剤の間に通して接触させることにより脱硫させて、出口部より排出できるようにしてある
。又、上記脱硫器２９は、含有する硫黄分の量が燃料ガス１１の種類によって異なること
から、脱硫器２９における容器内に脱硫剤を充填する量も変わってくるため、そのサイズ
は一定ではなく、又、充填する脱硫剤の交換頻度によっても異なるが、一般には数リット
ル程度の容積を有している。
【００１９】
なお、図１４に示したものには、燃料ポンプ２１の下流側に流量計２２とバッファタン
ク２８は設けられていないが、燃料ガス１１の圧力変動に伴う流量計２２の生ずる制御誤
差を抑えるために、流量計２２とバッファタンク２８とを併用する場合には、たとえば、
図１５に示す如く、図１３に示した固体高分子型燃料電池発電装置と同様な構成において
、都市ガスＴＧを燃料処理装置５へ供給するようにしてある燃料ガス供給ライン１０にお
ける燃料ポンプ２１よりも上流側に脱硫器２９を設けるようにすることが考えられている
。
【００２０】
【特許文献１】特開２０００−２９９１２０号公報
【非特許文献１】池田、千田、三上、中野、伊藤、小池，「富士電機アドバンストテクノロジー（株）における固体高分子形燃料電池の開発状況」，平成１６年５月，燃料電池開発情報センター，ｐ．６６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
ところが、図１３に示した如く燃料ガス供給ライン１０における燃料ポンプ２１の下流
側に、バッファタンク２８と流量計２２とを上流側から順に設けるようにしたものでは、
都市ガスＴＧの脈動による圧力変動の抑制効果が充分ではないために、流量計２２による
流量計測値の安定性が充分ではなく、その結果、上述の如く、都市ガスＴＧの流量変動に
より、燃料処理装置５における都市ガスＴＧの改質反応に反応不良を引き起こす虞や、燃
料処理装置５内で水蒸気／カーボンのバランスが崩れてカーボンの析出が発生する虞が懸
念される。したがって、固体高分子型燃料電池発電装置の高効率化及び長寿命化のために
は燃料処理装置５へ供給する燃料ガスの圧力変動及び流量変動の更なる抑制が望まれてい
る。
【００２２】
一方、燃料ガスとして都市ガスＴＧのように硫黄分を含むものを用いる場合に、図１５
に示した如く燃料ガス供給ライン１０における燃料ポンプ２１の上流側に脱硫器２９を設
け、更に上記燃料ポンプ２１の下流側にバッファタンク２８と流量計２２を設けるように
すると、該脱硫器２９は数リットルの容積を有し、且つバッファタンク２８も数リットル
の容積を有しているために、固体高分子型燃料電池発電装置全体が大型化してしまう。又
、上記脱硫器２９を固体高分子型燃料電池発電装置の装置外部に設置するようにしても、
発電装置の装置外付帯設備が大きくなるため、小規模な業務用あるいは家庭用等の発電装
置として小型化することが望まれている固体高分子型燃料電池発電装置において、かかる
小型化の障害となるという問題がある。
【００２３】
そこで、本発明は、固体高分子型燃料電池を用いた発電装置における燃料処理装置へ燃
料ガスをダイアフラムポンプ等の燃料ポンプを用いて供給する場合に、燃料ガスの圧力変
動及び流量変動を抑制して、バッファタンクを単に燃料ポンプの下流側に設けるようにし
たものよりも燃料処理装置へ更に安定した燃料ガスの供給を行うことができるようにし、
又、燃料ガスとして硫黄分が含まれているものを用いる場合に、燃料ガスを脱硫すると共
に圧力変動及び流量変動を抑制でき、しかも装置全体の小型化を実現できる固体高分子型
燃料電池発電装置用燃料ガス供給装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、上記課題を解決するために、燃料ガスを燃料ポンプで加圧して燃料処理装置
へ供給して改質処理させるようにし、改質ガスを固体高分子型燃料電池へ供給するように
してある構成を有する固体高分子型燃料電池発電装置における上記燃料ポンプの上流側の
燃料ガス供給ラインに、燃料ガスの流量を計測して制御するための流量制御器と上記燃料
ガスの圧力変動及び流量変動を抑えるための調圧器とを上流側から順に設けた構成とする
。
【００２５】
又、上記構成における燃料ガスの圧力変動及び流量変動を抑えるための調圧器を、脱硫
器とした構成とする。
【００２６】
上記各構成において、燃料ガスの流量を制御するための流量制御器は、マスフローコン
トローラ、又は、流量制御弁と流量計とからなる構成のいずれかである構成とする。
【００２７】
更に、燃料ガスを燃料ポンプで加圧して燃料処理装置へ供給して改質処理させるように
し、改質ガスを固体高分子型燃料電池へ供給するようにしてある構成を有する固体高分子
型燃料電池発電装置における上記燃料ポンプの下流側の燃料ガス供給ラインに、脱硫器と
流量計とを上流側から順に設けた構成とする。
【００２８】
又、上記の構成において、燃料ポンプを、複数台として並列接続するようにした構成と
する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の固体高分子型燃料電池発電装置用燃料ガス供給装置によれば、次の如き優れた
効果を発揮する。  
（１）燃料ガスを燃料ポンプで加圧して燃料処理装置へ供給して改質処理させるようにし
、改質ガスを固体高分子型燃料電池へ供給するようにしてある構成を有する固体高分子型
燃料電池発電装置における上記燃料ポンプの上流側の燃料ガス供給ラインに、燃料ガスの
流量を計測して制御するための流量制御器と上記燃料ガスの圧力変動及び流量変動を抑え
るための調圧器とを上流側から順に設けた構成を有するようにしてあるので、上記流量制
御器が燃料ガスの流通を制御するときに、燃料ガスの流通に対して所要の負荷を与え、上
記負荷の与えられた燃料ガスを更に調圧器で整流した後に燃料ポンプへ供給するようにし
たことにより、上記燃料ポンプにおける燃料ガスの脈動による圧力変動及び流量変動を抑
えることができ、燃料ポンプの下流側に単にバッファタンクを設けた場合に比して燃料ガ
スの圧力及び流量をより安定化させることができる。  
（２）上記調圧器を、脱硫器とした構成とすることにより、上記（１）の効果に加えて、
脱硫器の整流作用を、燃料ポンプによる燃料ガスの圧力変動及び流量変動の抑制に利用し
て、燃料ガスの圧力変動及び流量変動を抑えることができ、そのためバッファタンクを別
途設ける必要をなくすことができて装置全体の小型化を実現することができる。  
（３）又、上記流量制御器を、マスフローコントローラ、又は、流量制御弁と流量計とか
らなる構成のいずれかである構成とすることにより、マスフローコントローラ又は流量計
で燃料ガスの脈動の生ずる前の流量を計測することができ、検出する流量計測値の誤差を
軽減することができて、より正確な計測値に基づいて流量制御を行なうことができること
になる。  
（４）更に、上記燃料ポンプの下流側の燃料ガス供給ラインに、脱硫器と流量計とを上流
側から順に設けた構成とすることにより、脱硫器の整流作用を、燃料ポンプによる燃料ガ
スの圧力変動及び流量変動の抑制に利用して、燃料ガスの圧力変動及び流量変動を抑える
ことができ、そのため、従来、燃料ポンプによる燃料ガスの圧力変動及び流量変動を抑制
するために要していたバッファタンクを省略することができて装置全体の小型化を実現す
ることができる。  
（５）又、上記燃料ポンプを、複数台として並列接続するようにした構成とすることによ
り、固体高分子型燃料電池の負荷が大きくて、燃料処理装置に供給すべき燃料ガスの量が
多い場合に、上記（１）（２）（３）（４）の効果を得ることができると共に、複数台の
燃料ポンプを並列運転させることができて、より多くの燃料ガスを燃料処理装置に供給す
ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００３１】
図１及び図２は本発明の固体高分子型燃料電池発電装置用燃料ガス供給装置の実施の一
形態を示すもので、以下のような構成としてある。
【００３２】
すなわち、図１０に示したものと同様に、固体高分子型燃料電池発電装置における燃料
処理装置５の上流側の燃料ガス供給ライン１０に、上記燃料処理装置５に供給する燃料ガ
スとして都市ガスＴＧを所望供給圧に加圧するための燃料ポンプ２１を設けた構成におい
て、図１に示す如く、該燃料ポンプ２１の上流側に、都市ガスＴＧの流量を制御するため
の流量制御器３０と上記都市ガスＴＧの圧力変動及び流量変動を抑えるための調圧器とし
てバッファタンク２８とを上流側から順に設けるようにしたものである。
【００３３】
上記流量制御器３０は、図２に一例を示す如く、流量制御弁３１と流量計３１ａとから
なり、上記流量制御弁３１と上記流量計３１ａとを上流側から順に設けるようにしてあり
、流量計３１ａで計測された流量計測値に基づいて流量制御弁３１を調整するようにして
ある。
【００３４】
又、上記バッファタンク２８は図１３に示したと同様に数リットルの容積を有するもの
を用いるようにしてある。
【００３５】
上記構成としてあるので、都市ガスＴＧは、流量制御器３０における流量計３１ａで計
測された流量計測値に基づいて流量制御弁３１により流量が制御され、バッファタンク２
８で整流された後、燃料ポンプ２１で所望圧力まで加圧されて燃料処理装置５へ供給され
る。
【００３６】
この際、上記流量制御器３０における流量制御弁３１は、絞り要素として機能して流量
計３１ａにおける都市ガスＴＧの流量計測値に基づいて都市ガスＴＧの流通を制御するよ
うにしてあるために、上記都市ガスＴＧの流通に対して所要の負荷を与えることになる。
しかも、上記都市ガスＴＧを更にバッファタンク２８によって整流した後に燃料ポンプ２
１へ供給するようにしたことにより、上記燃料ポンプ２１における都市ガスＴＧの脈動に
よる圧力変動及び流量変動を抑えることができる。すなわち、本発明者等の実験では、燃
料ポンプ２１の下流側に単にバッファタンク２８を設けた場合には、都市ガスＴＧの脈動
の幅が約０．２ｋＰａであったのに対し、本実施の形態のようにすれば、都市ガスＴＧの
脈動の幅が約０．１５ｋＰａとすることができたので、本実施の形態によれば、都市ガス
ＴＧの圧力及び流量を更に安定化させることができ、これに伴い燃料処理装置５内でのカ
ーボン析出や反応不良の問題をより軽減することができる。しかも、上記流量制御器３０
における流量計３１ａは、燃料ポンプ２１の上流側にあるために都市ガスＴＧの脈動の生
ずる前の流量を計測することができ、流量計測値の誤差を軽減することができて、より正
確な計測値に基づいて流量制御弁３１の流量制御を行なうことができることになる。
【００３７】
次に、図３は図１及び図２に示した実施の形態における流量制御器３０の他の構成例を
示すもので、図２に示した流量制御弁３１と流量計３１ａとを上流側から順に備えてなる
構成とすることに代えて、上記流量計３１ａと上記流量制御弁３１とを上流側から順に設
けてなる構成としたものである。
【００３８】
その他の構成は図１に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してあ
る。
【００３９】
流量制御器３０を、図３に示す如き構成のものとしても、図１及び図２に示した実施の
形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
上記流量制御器３０を、図２に示す如き構成、あるいは、図３に示す如き構成とする場
合には、比較的安価な流量制御弁３１と流量計３１ａの組み合わせにより製作することが
できて、コスト面で有利なものとすることができる。
【００４１】
次いで、図４は図１及び図２に示した実施の形態における流量制御器３０の別の構成例
を示すもので、マスフローコントローラ（質量流量制御器）３２を用いるようにしたもの
である。
【００４２】
その他の構成は図１に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してあ
る。
【００４３】
流量制御器３０として、図４に示す如きマスフローコントローラ３２とすることにより
、都市ガスＴＧの流量の計測と流量制御が共に行われ、上記都市ガスＴＧの流通に所要の
負荷を与えることになり、しかも、上記マスフローコントローラ３２は、燃料ポンプ２１
よりも上流側に設けてあるために、都市ガスＴＧの脈動の生ずる前の流量を計測すること
ができ、したがって、図１及び図２に示した実施の形態の場合と同様の効果を得ることが
できる。
【００４４】
次に、図５は、本発明の実施の他の形態を示すもので、図１０に示したものと同様に、
固体高分子型燃料電池発電装置における燃料処理装置５の上流側の燃料ガス供給ライン１
０に、上記燃料処理装置５に供給する燃料ガスとして都市ガスＴＧを所望供給圧に加圧す
るための燃料ポンプ２１を設けた構成において、燃料ガス供給ライン１０における燃料ポ
ンプ２１の下流側に、図１４に示したと同様の脱硫器２９と流量計２２とを上流側から順
に設けるようにしたものである。
【００４５】
この実施の形態によれば、都市ガスＴＧは、燃料ポンプ２１により所望供給圧まで加圧
され、脱硫器２９により脱硫された後、流量計２２を経て燃料処理装置５へ供給されるが
、この際、上記脱硫器２９に導入された都市ガスＴＧは、上記脱硫器２９内に充填されて
いる脱硫剤の間を通されるために整流されてから排出される。したがって、上記燃料ポン
プ２１における都市ガスＴＧの脈動による圧力変動及び流量変動を、上記脱硫器２９によ
って抑えることができ、上記圧力変動及び流量変動が抑えられた後の都市ガスＴＧを流量
計２２で計測させることにより、該流量計２２の安定した流量計測値に基づいて燃料ポン
プ２１による流量制御を行うことができる。
【００４６】
このように脱硫器２９の整流作用を、燃料ポンプ２１による都市ガスＴＧの圧力変動及
び流量変動の抑制に利用するようにしたことで、上記都市ガスＴＧの圧力変動及び流量変
動を抑えることができる。そのため、都市ガスＴＧの圧力変動及び流量変動を抑えるため
に従来設けられていたバッファタンクを省略することができることとなり、装置全体の小
型化を実現することができる。
【００４７】
次いで、図６は、本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１に示した実施の形態
における都市ガスＴＧの圧力変動及び流量変動を抑えるための調圧器としてバッファタン
ク２８に代えて、脱硫器２９を同様の調圧器として設けるようにしたものである。その他
の構成は、図１に示すものと同様であり、同一のものには同一符号が付してある。
【００４８】
なお、流量制御器３０としては、図２、図３又は図４いずれの構成のものを用いるよう
にしてもよい。
【００４９】
上記構成としてあるので、都市ガスＴＧは、流量制御器３０により流量が制御され、更
に、脱硫器２９で脱硫された後、燃料ポンプ２１で所望圧力まで加圧されて燃料処理装置
５へ供給される。
【００５０】
この際、都市ガスＴＧを、上記流量制御器３０で所要の負荷を与え、更に上記脱硫器２
９によって脱硫すると共に整流した後に燃料ポンプ２１へ供給するようにしたことにより
、上記燃料ポンプ２１における都市ガスＴＧの脈動による圧力変動及び流量変動を抑える
ことができる。これにより、燃料ポンプ２１の下流側に単にバッファタンクを設けた場合
に比して都市ガスＴＧの圧力及び流量を更に安定化させることができると共に、上記都市
ガスＴＧの圧力変動及び流量変動を抑えるためのバッファタンクを別途設ける必要をなく
すことができ、装置全体の小型化を実現することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、脱硫器２９を、流量制御器３０と燃料ポンプ２１との間に設
けるようにしてあるため、上記脱硫器２９に対しては、上流側の流量制御器３０にて流量
が制御された状態で都市ガスＴＧが供給されると共に、下流側の燃料ポンプ２１により都
市ガスＴＧの吸引が行われることから、上記脱硫器２９は負圧条件で運転されるようにな
る。なお、通常、脱硫器は、脱硫反応が吸着操作（物理吸着、化学吸着）であるため、通
常大気圧又は正圧で運転されるものであるが、本発明者等は、本実施の形態の構成とする
場合に上記脱硫器２９が最も負圧になる条件から、−１．５ｋＰａ程度までの負圧条件の
下であれば、脱硫器２９の脱硫性能に問題は生じないことを実験により確認している。
【００５２】
更に、図７、図８、図９は、図１、図５、図６に示すそれぞれの実施の形態の変形例を
示すもので、図１、図５、図６の各実施の形態と同様な構成において、複数台（たとえば
、３台の場合を示す）の燃料ポンプ２１を並列運転させるようにしたものである。
【００５３】
すなわち、図７に示す実施の形態は、図１に示したと同様に、燃料ポンプ２１の上流側
に、図２又は図３又は図４に示す如き構成としてある流量制御器３０とバッファタンク２
８とを上流側から順に設けて、都市ガスＴＧの圧力及び流量を安定化させて燃料処理装置
５へ供給するようにしてある構成において、上記バッファタンク２８の下流側の燃料ガス
供給ライン１０に、一旦分岐した後に再び合流するようにした複数の分岐ライン１０ａ，
１０ｂ，１０ｃを設けて、各分岐ライン１０ａ，１０ｂ，１０ｃに燃料ポンプ２１をそれ
ぞれ接続して設け、合流後の都市ガスＴＧを燃料処理装置５へ供給するようにしたもので
ある。
【００５４】
又、図８に示す実施の形態は、図５に示したと同様に、燃料ポンプ２１の下流側に脱
硫器２９と流量計２２とを上流側から順に設けて、都市ガスＴＧを脱硫すると共に、該都
市ガスＴＧの圧力及び流量を安定させて燃料処理装置５へ供給するようにしてある構成に
おいて、上記脱硫器２９の上流側の燃料ガス供給ライン１０に、一旦分岐した後に再び合
流するようにした複数の分岐ライン１０ａ，１０ｂ，１０ｃを設けて、各分岐ライン１０
ａ，１０ｂ，１０ｃに燃料ポンプ２１をそれぞれ接続して設け、合流後の都市ガスＴＧを
脱硫器２９へ送るようにしたものである。
【００５５】
更に、図９に示す実施の形態は、図６に示したと同様に、燃料ポンプ２１の上流側に
図２又は図３又は図４に示す如き構成としてある流量制御器３０と脱硫器２９とを上流側
から順に設けて、都市ガスＴＧを脱硫すると共に、該都市ガスＴＧの圧力及び流量を安定
させて燃料処理装置５へ供給するようにしてある構成において、上記脱硫器２９の下流側
の燃料ガス供給ライン１０に、一旦分岐した後に再び合流するようにした複数の分岐ライ
ン１０ａ，１０ｂ，１０ｃを設けて、各分岐ライン１０ａ，１０ｂ，１０ｃに燃料ポンプ
２１をそれぞれ接続して設け、合流後の都市ガスＴＧを燃料処理装置５へ供給するように
したものである。
【００５６】
このような構成とすることにより、固体高分子型燃料電池の負荷が大きくて、燃料処
理装置５に供給すべき都市ガスＴＧの量が多い場合に、図７、図８、図９に示した実施の
形態では、それぞれ図１、図５、図６に示した実施の形態と同様の効果を得ることができ
ると共に、複数台の燃料ポンプ２１を並列運転させることができて、より多くの都市ガス
ＴＧを燃料処理装置５に供給することができる。
【００５７】
なお、本発明は上記各実施の形態のみに限定されるものではなく、燃料ガスとして都
市ガスＴＧの場合を示したが、ＬＰＧやバイオガス、その他、燃料処理装置５へ供給する
際に燃料ポンプ２１による加圧を要する低圧燃料ガスのすべてに適用できること、流量計
２２，３１ａは、燃料処理装置５へ供給される都市ガスＴＧの流量を計測できるものであ
れば、どのような形式のものでもよいこと、流量制御弁３１は、都市ガスＴＧの流通に負
荷を与えて流量を制御するものであれば、どのような形式のものでもよいこと、又、図７
、図８、図９の実施の形態において、燃料ポンプ２１を３台並列運転する場合を示したが
、燃料ポンプ２１が複数台であれば何台としてもよいこと、その他本発明の要旨を逸脱し
ない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の固体高分子型燃料電池発電装置用燃料ガス供給装置の実施の一形態を示す概要図である。
【図２】本発明で用いる流量制御器の構成例を示す概要図である。
【図３】本発明で用いる流量制御器の他の構成例を示す概要図である。
【図４】本発明で用いる流量制御器の更に他の構成例を示す概要図である。
【図５】本発明の実施の他の形態を示す概要図である。
【図６】本発明の実施の更に他の形態を示す概要図である。
【図７】本発明の実施の別の形態として図１に示す実施の形態の変形例を示す概要図である。
【図８】本発明の実施の更に別の形態として図５に示す実施の形態の変形例を示す概要図である。
【図９】本発明の実施の更に別の形態として図６に示す実施の形態の変形例を示す概要図である。
【図１０】従来の一般的な固体高分子型燃料電池発電装置の一例を示す概要図である。
【図１１】従来の固体高分子型燃料電池発電装置の燃料ガスとして都市ガスを用いる場合における燃料ポンプの吐出側に流量計を設けた場合の一例を示す概要図である。
【図１２】従来提案されている固体高分子型燃料電池発電装置においてガスの圧力及び流量を調整する一例を示す概要図である。
【図１３】従来の固体高分子型燃料電池発電装置の燃料ガスの脈動を抑えるものとして燃料ポンプ吐出側にバッファタンクと流量計を設けた一例を示す概要図である。
【図１４】従来の固体高分子型燃料電池発電装置の燃料ガス供給ラインに、脱硫器を設けた例を示す概要図である。
【図１５】図１３に示す従来の燃料ガス供給方式において、燃料ポンプの上流側に脱硫器を設けた例を示す概要図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  固体高分子型燃料電池
５  燃料処理装置
１０  燃料ガス供給ライン
１１  燃料ガス
１１ａ  改質ガス
２１  燃料ポンプ
２２  流量計
２８  バッファタンク（調圧器）
２９  脱硫器（調圧器）
３０  流量制御器
３１  流量制御弁
３１ａ  流量計
３２  マスフローコントローラ（流量制御器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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