(57)【要約】【課題】  改質装置の構成部材の耐久性の低下、及びバーナの失火に起因する信頼性の低下を抑制し得る燃料電池システム及びその起動方法を提供する。【解決手段】  燃料電池システム１は、原燃料ガスを改質して改質ガスを生成する改質装置４と、改質ガスを用いて発電するセルスタック５と、原燃料ガス、改質ガス、及びセルスタック５からのオフガスが流通する流路系１０と、流路系１０での流通を制御する制御部１６と、を備える。改質触媒２ａを加熱するためのバーナ３は、原燃料ガス、改質ガス及びオフガスの少なくとも一種のガスを燃焼する。制御部１６は、バーナ３における燃焼開始時に、改質器２からの導出ガスをバーナ３に導入し、その後、改質触媒２ａによる原燃料ガスの改質割合が基準値以上となったときに、改質器２からの導出ガスをセルスタック５に導入すると共に、オフガスをバーナ３に導入するように制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
改質触媒を含んでなる改質器及び前記改質触媒を加熱するバーナを有し、前記バーナによって加熱された前記改質触媒により原燃料ガスを改質して改質ガスを生成する改質装置と、
前記改質ガスを用いて発電する燃料電池スタックと、
前記原燃料ガス、前記改質ガス、及び前記燃料電池スタックから導出されるオフガスが流通する流路系と、
前記流路系における流通を制御する制御部と、を備え、
前記バーナは、前記原燃料ガス、前記改質ガス、及び前記オフガスからなる群より選択される少なくとも一種のガスを燃焼するように構成され、
前記制御部は、
前記バーナにおける燃焼開始時に、前記改質器からの導出ガスを前記バーナに導入し、
前記バーナにおける燃焼開始後で且つ前記改質触媒による前記原燃料ガスの改質割合が基準値以上となったときに、前記改質器からの導出ガスを前記燃料電池スタックに導入すると共に、前記オフガスを前記バーナに導入するように制御することを特徴とする、燃料電池システム。
【請求項２】
前記改質装置は、前記原燃料ガスを水蒸気改質して前記改質ガスを生成する、ことを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記流路系は、更に前記改質器への水を流通する、ことを特徴とする請求項２記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記改質触媒の温度が基準温度以上になったときに、前記流路系を介して前記改質器に前記水を導入するように制御する、ことを特徴とする請求項３記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記流路系は、
前記改質器に前記原燃料ガスを導入する原燃料ラインと、
前記改質器に前記水を導入する水ラインと、
前記改質器から前記セルスタックに導入される前記改質ガスの流通を調整する改質ガス調整手段を含む改質ガスラインと、
前記セルスタックから前記バーナに導入される前記オフガスの流通を調整するオフガス調整手段を含むオフガスラインと、
前記改質ガスラインにおける前記改質ガス調整手段の上流側と前記オフガスラインにおける前記オフガス調整手段の下流側とを接続するバイパス流路の流通を調整するバイパス調整手段を含むバイパスラインと、
前記原燃料ライン、前記水ライン、前記改質ガスライン、前記オフガスライン及び前記バイパスラインを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記バーナの燃焼開始時において、前記改質ガスラインが閉じられるように前記改質ガス調整手段を制御し、且つ、前記オフガスラインが閉じられるように前記オフガス調整手段を制御し、且つ、前記バイパスラインが開けられるように前記バイパス調整手段を制御した後に、前記原燃料ガスが導入されるように前記原燃料ラインを制御し、
前記改質器に前記原燃料ガスが導入された場合において、前記改質触媒の温度が前記基準温度以上になったときに、前記水が導入されるように前記水ラインを制御し、
前記改質器に前記水が導入された場合において、前記改質触媒で前記原燃料ガスが前記基準値以上改質されるようになったときに、前記改質ガスラインが開けられるように前記改質ガス調整手段を制御し、且つ、前記オフガスラインが開けられるように前記オフガス調整手段を制御し、且つ、前記バイパスラインが閉じられるように前記バイパス調整手段を制御する、ことを特徴とする請求項４記載の燃料電池システム。
【請求項６】
改質触媒を含んでなる改質器及び前記改質触媒を加熱するバーナを有し、前記バーナによって加熱された前記改質触媒により原燃料ガスを改質して改質ガスを生成する改質装置と、前記改質ガスを用いて発電する燃料電池スタックと、前記原燃料ガス、前記改質ガス、及び前記燃料電池スタックから導出されるオフガスが流通する流路系と、前記流路系における流通を制御する制御部と、を備える燃料電池システムの起動方法であって、
前記バーナにおける燃焼開始時に、前記改質器からの導出ガスを前記バーナに導入する工程と、
前記バーナにおける燃焼開始後で且つ前記改質触媒による前記原燃料ガスの改質割合が基準値以上となったときに、前記改質器からの導出ガスを前記燃料電池スタックに導入すると共に、前記オフガスを前記バーナに導入する工程と、を含むことを特徴とする、燃料電池システムの起動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システム及びその起動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料電池システムとして、原燃料ガス及び水を改質して改質ガスを生成する改質装置と、改質装置によって生成された改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような燃料電池システムの改質装置においては、改質器内に配置された改質触媒をバーナによって加熱するに際し、バーナに供給される燃焼用燃料が起動運転時と定常運転時とで切り替えられる場合がある。具体的には、起動運転時には、原燃料ガスが燃焼用燃料としてバーナに供給され、定常運転時には、燃料電池スタックから導出された改質ガスのオフガスが燃焼用燃料としてバーナに供給される場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２４０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、バーナにおいて上述したような燃焼用燃料の切替えが行われると、火炎の長さが急激に短くなるため、改質装置を構成する部材（例えば、筐体等）の温度変化が大きくなり、当該部材の耐久性が低下するおそれがある。また、バーナが失火する場合もある。
【０００５】
そこで、本発明は、改質装置の構成部材の耐久性の低下を抑制すると共に、バーナの失火に起因する信頼性の低下を抑制することができる燃料電池システム及びその起動方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る燃料電池システムは、改質触媒を含んでなる改質器及び改質触媒を加熱するバーナを有し、バーナによって加熱された改質触媒により原燃料ガスを改質して改質ガスを生成する改質装置と、改質ガスを用いて発電する燃料電池スタックと、原燃料ガス、改質ガス、及び燃料電池スタックから導出されるオフガスが流通する流路系と、流路系における流通を制御する制御部と、を備え、バーナは、原燃料ガス、改質ガス、及びオフガスからなる群より選択される少なくとも一種のガスを燃焼するように構成され、制御部は、バーナにおける燃焼開始時に、改質器からの導出ガスをバーナに導入し、バーナにおける燃焼開始後で且つ改質触媒による原燃料ガスの改質割合が基準値以上となったときに、改質器からの導出ガスを燃料電池スタックに導入すると共に、オフガスをバーナに導入するように制御することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る燃料電池システムの起動方法は、改質触媒を含んでなる改質器及び改質触媒を加熱するバーナを有し、バーナによって加熱された改質触媒により原燃料ガスを改質して改質ガスを生成する改質装置と、改質ガスを用いて発電する燃料電池スタックと、原燃料ガス、改質ガス、及び燃料電池スタックから導出されるオフガスが流通する流路系と、流路系における流通を制御する制御部と、を備える燃料電池システムの起動方法であって、バーナにおける燃焼開始時に、改質器からの導出ガスをバーナに導入する工程と、バーナにおける燃焼開始後で且つ改質触媒による原燃料ガスの改質割合が基準値以上となったときに、改質器からの導出ガスを燃料電池スタックに導入すると共に、オフガスをバーナに導入する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
これらの燃料電池システム及びその起動方法では、まず、燃料電池スタックを介さずに改質器からバーナに原燃料ガスが燃焼用燃料として供給される。このとき、バーナでは原燃料ガスが燃焼される。その後、改質触媒の温度上昇に伴い、改質される原燃料ガスの割合が徐々に増加するため、バーナに供給される燃焼用燃料中の原燃料ガスの割合が徐々に減少する一方で、改質ガスの割合が徐々に増加する。このとき、バーナでは原燃料ガス及び改質ガスが燃焼される。そして、改質触媒で原燃料ガスが基準値以上改質されるようになると、改質器から燃料電池スタックに改質ガスが供給されて発電が行われ、燃料電池スタックからバーナにオフガスが燃焼用燃料として供給される。このとき、バーナではオフガス燃焼される。このように、バーナに供給される燃焼用燃料中の原燃料ガスの割合と改質ガスの割合とが緩やかに変化するため、これらの燃料電池システム及びその起動方法によれば、改質触媒を加熱するためのバーナの火炎の長さが急激に変化するのを抑制することができる。従って、これらの燃料電池システム及びその起動方法では、火炎の長さが急激に短くなることに起因して、改質装置を構成する部材（例えば、筐体等）の温度変化が大きくなり、当該部材の耐久性が低下したり、バーナが失火したりするのを抑制することができる。
【０００９】
ここで、本発明に係る燃料電池システムにおいては、改質装置は、原燃料ガスを水蒸気改質して改質ガスを生成する、場合がある。このとき、流路系は、更に改質器への水を流通する、ことが好ましい。更に、制御部は、改質触媒の温度が基準温度以上になったときに、流路系を介して改質器に水を導入するように制御する、ことがより好ましい。これによれば、改質器内での結露の発生を抑制することができる。
【００１０】
また、流路系は、改質器に原燃料ガスを導入する原燃料ラインと、改質器に水を導入する水ラインと、改質器からセルスタックに導入される改質ガスの流通を調整する改質ガス調整手段を含む改質ガスラインと、セルスタックからバーナに導入されるオフガスの流通を調整するオフガス調整手段を含むオフガスラインと、改質ガスラインにおける改質ガス調整手段の上流側とオフガスラインにおけるオフガス調整手段の下流側とを接続するバイパス流路の流通を調整するバイパス調整手段を含むバイパスラインと、原燃料ライン、水ライン、改質ガスライン、オフガスライン及びバイパスラインを制御する制御部と、を有し、制御部は、バーナの燃焼開始時において、改質ガスラインが閉じられるように改質ガス調整手段を制御し、且つ、オフガスラインが閉じられるようにオフガス調整手段を制御し、且つ、バイパスラインが開けられるようにバイパス調整手段を制御した後に、原燃料ガスが導入されるように原燃料ラインを制御し、改質器に原燃料ガスが導入された場合において、改質触媒の温度が基準温度以上になったときに、水が導入されるように水ラインを制御し、改質器に水が導入された場合において、改質触媒で原燃料ガスが基準値以上改質されるようになったときに、改質ガスラインが開けられるように改質ガス調整手段を制御し、且つ、オフガスラインが開けられるようにオフガス調整手段を制御し、且つ、バイパスラインが閉じられるようにバイパス調整手段を制御する、ことが好ましい。これによれば、バーナに供給される燃焼用燃料中の原燃料ガスの割合の漸減及び改質ガスの割合の漸増を、より効果的且つより確実に実現することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、改質触媒を加熱するためのバーナの火炎の長さが急激に変化するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の燃料電池システムの構成図である。
【図２】図１の燃料電池システムの制御部の処理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】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複説明を省略する場合がある。
【００１４】
図１に示されるように、燃料電池システム１は、改質装置４及びセルスタック５を備えている。改質装置４は、供給される原燃料を処理して水素含有ガスを生成するものであり、本実施形態においては改質器２及びバーナ３を含んで構成されている。改質器２は、その内部に配置された改質触媒２ａを用いて、後述する原燃料ラインＬ１を介して供給される原燃料を改質し、水素含有ガスである改質ガスを生成する部位である。改質触媒２ａは、担体と、該担体に担持される金属を含んで構成される。担体の構成材料としては、例えば酸化アルミニウム（アルミナ）及び二酸化ジルコニウム（ジルコニア）が挙げられる。担持される金属としては、例えばニッケル、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金、レニウム、及びコバルトが挙げられる。なお、本実施形態における改質手法としては、水蒸気改質を採用して説明するが、これには限られず、自己熱交換改質などの手法を採用してもよい。バーナ３は、改質器２における改質に要する熱を供給するためのものであり、供給される燃料（原燃料、改質ガス、及びオフガスなど）と、供給される酸素含有ガスを用いて燃焼を行うことにより熱を発生する構造を有している。酸素含有ガスとしては、例えば純酸素ガス、酸素富化空気、及び空気が挙げられるが、中でも取扱容易性及びコストの観点から空気が好ましい。セルスタック５は、図示しないアノード及びカソードを有しており、アノードガスとしての水素含有ガス中の水素と、カソードガスとしての酸素含有ガス中の酸素とを用いて電力を発生させるものである。水素含有ガスとしては、上述の改質ガスなどが挙げられる。酸素含有ガスとしては、例えば純酸素ガス、酸素富化空気、及び空気が挙げられるが、中でも取扱容易性及びコストの観点から空気が好ましい。アノードは、電気化学的酸化反応が起きる状態にある電極であり、本実施形態では改質装置４から改質ガスが供給されるように構成されている。カソードは、電気化学的還元反応が起きる状態にある電極であり、本実施形態では図示しない空気供給装置を介して空気が供給されるように構成されている。なお、本実施形態におけるセルスタック５は、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）を採用して説明しているが、これには限られず、例えば固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）、リン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）、及び溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ）などを採用してもよい。
【００１５】
原燃料は、原燃料ラインＬ１を介して、改質器２に導入される。本実施形態における原燃料ラインＬ１には、上流側から順に、圧送機６、流量計７及び調整弁８が配置されている。圧送機６は、原燃料を改質装置４側へ圧送するためのものであり、例えばブロワ及びポンプが挙げられる。流量計７は、原燃料ラインＬ１を流通する原燃料の流量を計測するためのものである。調整弁８は、原燃料ラインＬ１における原燃料の流通を調整するためのものであり、例えば電磁弁及び電動弁が挙げられる。なお、原燃料ラインＬ１における各機器の配置順序は前述したものに限定されず、他の例として、上流側から、調整弁８、流量計７、圧送機６という順で配置されていてもよい。
【００１６】
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が用いられる。灯油等の炭化水素系液体燃料の場合、液体圧送用のポンプなどの圧送機６によって炭化水素系液体燃料を改質装置４内に導入し、改質装置４内に設けられた気化器によって炭化水素系液体燃料を気化させた後に改質器２内に導入する。なお、原燃料ガスとして硫黄分が比較的多く含まれるものを採用する場合は、図示しない脱硫器を介して原燃料ガス中の硫黄分を除去した後に、改質器２に導入するのが好ましい。
【００１７】
水は、水ラインＬ２を介して、改質器２に導入される。水ラインＬ２には、水を改質装置４側へ圧送する水ポンプ９が配置されている。
【００１８】
改質器２で生成された改質ガスは、改質ガスラインＬ３を介して、セルスタック５のアノード側に導入される。改質ガスラインＬ３には、調整弁（改質ガス流路調整手段）１１が配置されている。調整弁１１は、改質ガスラインＬ３における改質ガスの流通を調整するためのものであり、例えば電磁弁及び電動弁が挙げられる。
【００１９】
セルスタック５のアノードに導入された改質ガスのオフガスは、オフガスラインＬ４を介して、改質装置４のバーナ３に導入される。オフガスラインＬ４には、調整弁（オフガス流路調整手段）１２が配置されている。調整弁１２は、オフガスラインＬ４におけるオフガスの流通を調整するためのものであり、例えば電磁弁及び電動弁が挙げられる。なお、オフガスとは、セルスタック５のアノードで発電に使用されなかった改質ガスを含むガスである。
【００２０】
本実施形態における燃料電池システム１では、改質ガスラインＬ３における調整弁１１の上流とオフガスラインＬ４における調整弁１２の下流とを接続するバイパスラインＬ５が設けられている。バイパスラインＬ５には、調整弁（バイパス流路調整手段）１３が配置されている。調整弁１３は、バイパスラインＬ５における改質ガスの流通を調整するためのものであり、例えば電磁弁及び電動弁が挙げられる。
【００２１】
改質装置４のバーナ３には、空気ラインＬ６が接続されている。空気ラインＬ６には、上流側から順に、エアブロワ１４及び流量計１５が配置されている。エアブロワ１４は、空気をバーナ３側へ圧送するためのものである。流量計１５は、空気ラインＬ６を流通する空気の流量を計測するためのものである。バーナ３は、空気ラインＬ６を介して導入された空気を用いて、原燃料、改質ガス及びオフガスを燃焼するものである。バーナ３による燃焼ガスは、改質器２内の改質触媒２ａ等に熱を与えつつ外部に排出される。なお、空気ラインＬ６上における各機器の並びは前述したものに限定されず、他の例として、上流側から、流量計１５、エアブロワ１４という順で配置されていてもよい。
【００２２】
燃料電池システム１においては、ラインＬ１〜Ｌ６、圧送機６、流量計７，１５、調整弁８，１１〜１３、水ポンプ９、エアブロワ１４等によって、流路系１０が構成されている。つまり、流路系１０は、原燃料ガス、水、改質ガス、オフガス、空気等の流れを制御する。流路系１０においては、圧送機６、調整弁８，１１〜１３、水ポンプ９、エアブロワ１４等が制御部１６によって制御される。
【００２３】
以上のように構成された燃料電池システム１の起動方法について、図２のフローチャートを参照して説明する。
【００２４】
まず、燃料電池システム１の起動指示が入力されると、制御部１６は、改質ガスラインＬ３が閉じられるように調整弁１１を制御すると共に、オフガスラインＬ４が閉じられるように調整弁１２を制御する（ステップＳ０１）。更に、制御部１６は、バイパスラインＬ５が開けられるように調整弁１３を制御する（ステップＳ０２）。
【００２５】
続いて、制御部１６は、改質器２に原燃料が導入されるように圧送機６及び調整弁８を制御する（ステップＳ０３）。すなわち、制御部１６は、原燃料ラインＬ１が開けられるように調整弁８を制御し、更に、原燃料が改質器２側へ圧送されるように圧送機６を始動させる。以上のステップＳ０１〜Ｓ０３の処理により、原燃料は、原燃料ラインＬ１、改質器２、改質ガスラインＬ３の上流側部分、バイパスラインＬ５及びオフガスラインＬ４の下流側部分を介して、バーナ３に導入される。
【００２６】
続いて、制御部１６は、バーナ３に空気が導入されるようにエアブロワ１４を制御する（ステップＳ０４）。すなわち、制御部１６は、空気がバーナ３側へ圧送されるようにエアブロワ１４を始動させる。続いて、制御部１６は、バーナ３に導入された原燃料ガス及び空気を燃焼するようにバーナ３に点火をさせる（ステップＳ０５）。以上のステップＳ０１〜Ｓ０５の処理が、制御部１６によるバーナ３の燃焼開始時の処理である。
【００２７】
バーナ３による原燃料ガスの燃焼が開始されると、制御部１６は、改質触媒２ａの温度（改質触媒２ａの温度を測定する目的で設置された温度検知装置などによって測定される温度）が基準温度以上になったか否かを判断する（ステップＳ０６）。この基準温度は、例えば露点温度以上の温度であり、例えば１００℃である。なお、本実施形態において制御部１６は、改質器２に設置された温度センサから改質触媒２ａの温度を取得してステップＳ０６の判断を行う。温度センサの設置箇所としては、例えば、改質触媒２ａにおけるガス導入部付近や、ガス導出部付近などが挙げられる。
【００２８】
そして、バーナ３の燃焼開始後において、改質触媒２ａの温度が基準温度以上になったら（つまり、改質器２に原燃料ガスが導入された場合において、改質触媒２ａの温度が基準温度以上になったときに）、制御部１６は、改質器２に水が導入されるように水ポンプ９を制御する（ステップＳ０７）。すなわち、制御部１６は、水が改質器２側へ圧送されるように水ポンプ９を始動させる。
【００２９】
これにより、改質器２内においては、導入された水が気化して水蒸気となる。そして、改質触媒２ａがバーナ３によって加熱されて、改質触媒２ａの温度が更に上昇すると、改質触媒２ａにおいて水蒸気改質反応が起こり、原燃料ガス及び水蒸気から改質ガスが生成される。
【００３０】
続いて、制御部１６は、ステップＳ０７の処理の開始から所定の時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ０８）。この所定の時間は、改質触媒２ａで原燃料ガスが基準値以上（例えばモル比率８０％以上）改質されると想定される時間（例えば、改質触媒２ａの温度が３００℃から目標改質温度である６８０℃に到達する時間）であり、例えば、１８００秒である。なお、この所定の時間の間、改質触媒２ａの温度上昇に伴い、改質される原燃料ガスの割合が徐々に増加する。そのため、バーナ３は、燃焼用燃料中の原燃料ガスの割合が徐々に減少する一方で、改質ガスの割合が徐々に増加する中で、原燃料ガスと改質ガスとの混合ガスを燃焼する。
【００３１】
そして、バーナ３の燃焼開始後において、ステップＳ０７の処理の開始から所定の時間が経過したら（つまり、改質器２に水が導入された場合において、改質触媒２ａで原燃料ガスが基準値以上改質されるようになったときに）、制御部１６は、改質ガスラインＬ３が開けられるように調整弁１１を制御すると共に、オフガスラインＬ４が開けられるように調整弁１２を制御する（ステップＳ０９）。更に、制御部１６は、バイパスラインＬ５が閉じられるように調整弁１３を制御する（ステップＳ１０）。
【００３２】
これにより、改質器２から導出された改質ガスは、改質ガスラインＬ３を介してセルスタック５のアノードに導入される。このとき、セルスタック５のカソードには空気が導入され、セルスタック５において発電が開始される。そして、セルスタック５から導出されたオフガスは、オフガスラインＬ４を介して改質装置４のバーナ３に導入され、燃焼される。なお、制御部１６は、ステップＳ０９，Ｓ１０の処理の前に、改質器２に対する選択酸化反応用空気の導入を開始する。
【００３３】
以上説明したように、燃料電池システム１及びその起動方法では、まず、セルスタック５を介さずに改質器２からバーナ３に原燃料ガスが燃焼用燃料として供給される。このとき、バーナ３では原燃料ガスが燃焼される。その後、改質触媒２ａの温度上昇に伴い、改質される原燃料ガスの割合が徐々に増加するため、バーナ３に供給される燃焼用燃料中の原燃料ガスの割合が徐々に減少する一方で、改質ガスの割合が徐々に増加する。このとき、バーナ３では原燃料ガス及び改質ガスが燃焼される。そして、改質触媒２ａで原燃料ガスが基準値以上改質されるようになると、改質器２からセルスタック５に改質ガスが供給されて発電が行われ、セルスタック５からバーナ３にオフガスが燃焼用燃料として供給される。このとき、バーナ３ではオフガス燃焼される。このように、バーナ３に供給される燃焼用燃料中の原燃料ガスの割合と改質ガスの割合とが緩やかに変化するため、燃料電池システム１及びその起動方法によれば、改質触媒２ａを加熱するためのバーナ３の火炎の長さが急激に変化するのを抑制することができる。従って、燃料電池システム１では、火炎の長さが急激に短くなることに起因して、改質装置４を構成する部材（例えば、筐体等）の温度変化が大きくなり、当該部材の耐久性が低下したり、バーナ３が失火したりするのを抑制することができる。
【００３４】
また、燃料電池システム１においては、起動運転時に原燃料ガスを燃焼用燃料としてバーナ３に直接的に供給するためのラインが不要となるため、システムの簡素化が図られる。
【００３５】
また、燃料電池システム１においては、改質装置４は、原燃料を水蒸気改質して改質ガスを生成する。このとき、流路系１０は、更に改質器２への水の導入を制御し、改質触媒２ａの温度が基準温度以上になったときに、改質器２に水を導入する。これにより、改質器２内での結露の発生を抑制することができる。
【００３６】
また、燃料電池システム１においては、上述したように流路系１０が構成されることで、バーナ３に供給される燃焼用燃料中の原燃料ガスの割合の漸減及び改質ガスの割合の漸増が、より効率的且つより確実に実現される。
【００３７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００３８】
また、制御部１６によるステップＳ０１の処理とステップＳ０２の処理とは、どちらが先であってもよいし、同時であってもよい。また、制御部１６によるステップＳ０８の処理において、バーナ３の火炎の長さの安定性を検出したり、混合ガス中の成分を検出したりするなど、他の方法によって、改質触媒２ａで原燃料ガスが基準値以上改質されるようになったか否かを判断してもよい。
【００３９】
また、燃料電池システム１の起動運転時に改質触媒２ａを加熱するためのヒータを改質器２に設けてもよい。これらによれば、燃料電池システム１の起動運転時に、改質触媒２ａの温度を当該ヒータによって基準温度以上に速やかに上昇させることができ、起動時間の短縮化を図ることが可能となる。
【符号の説明】
【００４０】
１…燃料電池システム、２…改質器、２ａ…改質触媒、３…バーナ、４…改質装置、５…セルスタック、６…圧送機、８…調整弁、９…水ポンプ、１０…流路系、１１…調整弁（改質ガス流路調整手段）、１２…調整弁（オフガス流路調整手段）、１３…調整弁（バイパス流路調整手段）、１６…制御部、Ｌ３…改質ガスライン、Ｌ４…オフガスライン、Ｌ５…バイパスライン。
【図１】
2011216347.tif 000003
【図２】
2011216347.tif 000004