(57)【要約】【課題】燃料処理器への原料ガス供給量を安定させるとともに、定期的なメンテナンスも容易にすること。【解決手段】原料ガスを流量調整弁１４、脱硫器１３、流量計１６、ガスポンプ１５、燃料処理器１０の順に通流させ、脱硫器１３の原料ガスの出口部１８にフィルタ１９を設けたことにより、脱硫器１３からの脱硫剤ａが漏れた場合でもフィルタ１９で捕捉されるので、流量計１６への悪影響がなく、原料ガス供給量が安定化されるとともに、脱硫器１３の原料ガス出口部１８に一体に成すフィルタ１９で、メンテナンスもこの脱硫器１３を着脱することでフィルタ１９も同時に着脱になるため、脱硫器１３周辺のメンテナンスも容易になる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガスを化学反応させて水素を含む燃料ガスを生成する燃料処理器と、前記燃料処理器に供給される前記原料ガスが流れる原料ガス経路と、前記原料ガス経路に設けられ前記原料ガスに含まれる硫黄化合物を除去する脱硫器と、前記原料ガス経路に設けられ前記原料ガスの流量を調整可能な流量調整弁と、前記原料ガス経路に設けられ前記原料ガスの流量を計測する流量計と、前記原料ガス経路に設けられ前記燃料処理器に前記原料ガスを圧送するガスポンプと、前記流量計にて計測された前記原料ガスの流量に基づき前記流量調整弁および前記ガスポンプを制御する制御部とを備え、前記原料ガスを前記流量調整弁、前記脱硫器、前記流量計、前記ガスポンプ、前記燃料処理器の順に通流させ、前記脱硫器における前記原料ガスの出口部にフィルタを設けた燃料電池システム。
【請求項２】
前記脱硫器は、前記出口部を着脱可能に構成した請求項１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】
本発明は燃料電池を用いて発電を行う燃料電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種燃料電池システムは燃料処理器に劣化作用を及ぼす原料ガス中の硫黄化合物を除去させ、流量計により規定の原料ガスを燃料処理器に送り、燃料処理器で原料ガスを化学反応させ、水素を含む燃料ガスを生成する燃料電池システムがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、前記特許文献１に記載された従来の燃料電池システムを示すものである。図５に示すように、原料ガスを化学反応させて水素を含む燃料ガス１を生成する燃料処理器２と、燃料処理器２に供給される原料ガスが流れる原料ガス経路３と、この原料ガス経路３に設けられた原料ガスに含まれる硫黄化合物を除去する脱硫器４と、燃料処理器２に規定の原料ガスを通流させる原料ガス経路３に設けられた流量計５および流量調整弁６と、燃料処理器２に原料ガスを圧送するガスポンプ７と、流量調整弁６を制御する制御部８とを備え、原料ガスを流量調整弁６、脱硫器４、流量計５、ガスプンプ７、燃料処理器２の順に通流する構成とし、流量計５と燃料処理器２の間に脱硫器４を介在しない構成、すなわち、流量計５と燃料処理器２を近い経路とし、燃料処理器２への原料ガス供給量の安定化を図ろうとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３２４０６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、前記従来の構成では、輸送時などの外部要因の振動等により脱硫器からの脱硫剤が漏れ、その漏れた脱硫剤が原料ガスと混ざり下流にある流量計に悪影響を与え、燃料処理器への原料ガス供給量が安定しない場合があるという課題を有していた。
【０００６】
また、脱硫器と流量計の原料ガス経路間にフィルタを新設し、脱硫器からの脱硫剤等が漏れてもフィルタで捕捉するという構成も考えられるが、従来から脱硫器は寿命が短くそのフィルタとともに、定期的に交換する必要があり、構成が複数になり、脱硫器周辺のメンテナンスが複雑になるという課題も有していた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡素な構造で燃料処理器への原料ガス供給量を安定させるとともに、定期的なメンテナンスも容易に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】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の燃料電池システムは、燃料ガスを生成する燃料処理器と、前記燃料処理器に供給される原料ガスに含まれる硫黄化合物を除去する脱硫器と、前記原料ガスの流量を調整可能な流量調整弁と、前記原料ガスを燃料処理器に圧送するガスポンプと、前記原料ガスの流量を計測する流量計と、前記流量調整弁および前記ガスポンプを制御する制御部とを備え、前記原料ガスを前記流量調整弁、前記脱硫器、前記流量計、前記ガスポンプ、前記燃料処理器の順に通流させ、前記脱硫器における前記原料ガスの出口部にフィルタを設けたものである。
【０００９】
これによって、脱硫器からの脱硫剤が漏れ、原料ガスに混ざった場合でも漏れた脱硫剤はフィルタで捕捉されるので、流量計への悪影響はなくなるとともに、脱硫器の原料ガス出口部に一体に成すフィルタで、メンテナンスもこの脱硫器を着脱することでフィルタも同時に着脱になる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の燃料電池システムによれば、燃料電池への原料ガス供給量が安定化されるとともに、脱硫器周辺の定期的なメンテナンスも容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における燃料電池システムの構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における燃料電池システムの脱硫器断面図
【図３】本発明の実施の形態１における燃料電池システムの脱硫器斜視図
【図４】本発明の実施の形態２における燃料電池システムの脱硫器断面図
【図５】従来の燃料電池システムの構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、原料ガスを化学反応させて水素を含む燃料ガスを生成する燃料処理器と、前記燃料処理器に供給される前記原料ガスが流れる原料ガス経路と、前記原料ガス経路に設けられ前記原料ガスに含まれる硫黄化合物を除去する脱硫器と、前記原料ガス経路に設けられ前記原料ガスの流量を調整可能な流量調整弁と、前記原料ガス経路に設けられ前記原料ガスの流量を計測する流量計と、前記原料ガス経路に設けられ前記燃料処理器に前記原料ガスを圧送するガスポンプと、前記流量計にて計測された前記原料ガスの流量に基づき前記流量調整弁および前記ガスポンプを制御する制御部とを備え、前記原料ガスを前記流量調整弁、前記脱硫器、前記流量計、前記ガスポンプ、前記燃料処理器の順に通流させ、前記脱硫器における前記原料ガスの出口部にフィルタを設けることにより、流量計と燃料処理器の間に脱硫器が介在せず、流量計と燃料処理器の間の脱硫器による負荷要因がなくなり燃料処理器への原料ガス供給量が安定化されるとともに、脱硫器からの脱硫剤等が振動等で漏れ、原料ガスに混ざってもフィルタで捕捉するため、微妙な制御を要し精密部品である流量計はその悪影響は受けない。従来から脱硫器は寿命が短くそのフィルタとともに、定期的な交換が必要であったが、脱硫器において原料ガスの出口部にフィルタがあるため、メンテナンスもこの脱硫器を着脱することでフィルタも同時に着脱になるため、脱硫器周辺のメンテナンスも容易になる。
【００１３】
第２の発明は、特に第１の発明の脱硫器の出口部を着脱可能にすることにより、メンテナンス以外の故障等の不具合時、すなわちフィルタのみの交換、脱硫剤のみの交換も可能となり、無駄の無いエコロジー部品とすることができる。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における燃料電池システムの構成を示すブロック図であり、図２は本発明の第１の実施の形態における燃料電池システムの脱硫器断面図を示し、図３は本発明の第１の実施の形態における燃料電池システムの脱硫器斜視図を示すものである。
【００１６】
図１、図２、図３において、都市ガスやプロパンガスなどの炭化水素系の原料ガスを触媒を用いて水蒸気改質し、水素を含む燃料ガス９を生成する燃料処理器１０と、この燃料ガス９等により発電を行う燃料電池１１と、燃料処理器１０に原料ガスを供給する原料ガス経路１２と、この原料ガス経路１２に原料ガスに含まれている硫黄化合物は燃料処理器１０の触媒を劣化させるため、この原料ガスの硫黄化合物を除去するゼオライト等から成る粒状の脱硫剤ａが収められた筒状の脱硫器１３と、原料ガスの流量を調整する流量調整弁１４と、原料ガスを燃料処理器１０に圧送するガスポンプ１５と、原料ガスの流量を計測する微妙な制御を要し精密部品である流量計１６と、原料ガス経路１２からは離れ、流量計１６にて計測された原料ガスの流量に基づき流量調整弁１４およびガスポンプ１５を制御する電気的に接続された制御部１７とから成り、原料ガスを流量調整弁１４、脱硫器１３、流量計１６、ガスポンプ１５、燃料処理器１０の順に通流させている。そして、脱硫器１３の原料ガスの出口部１８に粒状の脱流剤ａより、目の細かい立体的なフィルタ１９を設けて構成している。２０は脱硫剤ａの浮き上がりを押さえる網状の板である。
【００１７】
以上のように構成された燃料電池システムについて、以下その動作、作用を説明する。
【００１８】
まず、都市ガスやプロパンガスなどの原料ガスが流量調整弁１４に導かれ、次に脱硫器１３に流れ、流量計１６、ガスポンプ１５、燃料処理器１０の順に流れる。脱硫器１３内には材質がゼオライト等から成る粒状の脱硫剤ａがあり、原料ガスに含まれる硫黄化合物はこの脱硫器１３を通過と同時に除去され、これにより燃料処理器１０内の触媒の劣化が抑えられ、燃料処理器１０により水素を含む燃料ガス９が生成される。流量計１６で計測された原料ガスは、流量計１６の計測値に基づき制御部１７を経由し、流量調整弁１４で規定の流量に調整され、ガスポンプ１５で燃料処理器１０に圧送される。このような構成において脱硫器１３の出口部１８に粒状の脱硫剤ａより目の細かい立体的なフィルタ１９があり、振動等により脱硫器１３からの脱硫剤ａが漏れ、原料ガスに混ざってもそのフィルタ１９で漏れた脱硫材ａを捕捉し、漏れた脱硫剤ａが下流にある微妙な制御を要し精密部品である流量計１６に悪影響を与えるということを防止できる。
【００１９】
以上のように、本発明の形態においては脱硫器１３における原料ガスの出口部１８にフィルタ１９を設けることにより、脱硫器１３からの脱硫剤ａ等が振動等で漏れてもフィルタ１９で捕捉するため、微妙な制御を要し精密部品である流量計１６にその悪影響は与えないので、燃料電池への原料ガス供給量が安定化されるとともに、従来から脱硫器１３は寿命が短く、そのフィルタ１９とともに定期的な交換が必要であったが、脱硫器１３の原料ガスの出口部１８にフィルタ１９があるため、メンテナンスもこの脱硫器１３を着脱することでフィルタ１９も同時に着脱になり、脱硫器周辺の定期的なメンテナンスも容易にすることができる。
【００２０】
なお、燃料電池システムに特有である燃料処理器１０は圧損が大であり、通常の通流圧力では原料ガスが供給できない。そのため原料ガスを圧送するガスポンプ１５がある。このガスポンプ１５は往復動作の昇圧ポンプで原料ガスに脈動をもたらす。これに対し、フィルタ１９は原料ガスの脈動抑制すなわちバッファー的な役割も備え、さらに精度の高い一定圧の安定化された原料ガス供給にも寄与する。
【００２１】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における燃料電池システムの脱硫器の断面図である。
【００２２】
図４において、脱硫器１３はフィルタ１９がある原料ガスの出口部１８をＯリング２１を介し、止め具２２で着脱可能に構成している。
【００２３】
以上のように構成された燃料電池システムについて、以下その動作、作用を説明する。
【００２４】
フィルタ１９がある脱硫器１３の出口部１８は止め具２２を外すと外れ、再度、出口部１８を取付け、止め具２２を固定すれば、出口部１８はフィルタ１９とともに装着できる。
【００２５】
以上のように、本発明の形態においては、脱硫器１３において出口部１８を着脱可能とすることにより、メンテナンス以外の故障等の不具合時、すなわちフィルタ１９のみの交換、脱硫剤ａのみの交換も可能となり、無駄の無いエコロジー部品とすることができる。
【００２６】
なお、フィルタ１９は脱硫器１３の出口部１８側にある構成であるが、脱硫器１３の本体側にあっても同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上のように、本発明にかかる燃料電池システムは、原料ガス供給量が安定化されるとともに、脱硫器周辺の定期的なメンテナンスも容易にすることができるので、原料ガス経路全般の原料ガス安定供給および原料ガス経路全般の部品のメンテナンス等にも適用できる。
【符号の説明】
【００２８】
９    燃料ガス
１０  燃料処理器
１１  燃料電池
１２  原料ガス経路
１３  脱硫器
１４  流量調整弁
１５  ガスポンプ
１６  流量計
１７  制御部
１８  出口部
１９  フィルタ
ａ    脱硫剤
【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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