(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃ガスを供給する可燃ガス供給装置と、
前記可燃ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する燃焼器と、
前記可燃ガス供給装置および前記燃焼器を接続する可燃ガス経路と、
前記燃焼器から排出された前記燃焼排ガスを大気中に排出する排気経路と、
前記可燃ガス中の水分が凝縮された凝縮水を貯める水タンクと、
前記可燃ガス経路および前記水タンクを接続し、前記凝縮水を通流する第１連通経路と、
前記排気経路および前記水タンクを接続する第２連通経路と、
前記水タンク内に所定水位以上に溜まった前記凝縮水を、前記水タンクから排水する排水経路と、
前記燃焼器での燃焼状態を検知する燃焼検知器と、
前記燃焼検知器と接続された制御器と、
を備え、
前記第１連通経路、前記第２連通経路、および、前記排水経路は、少なくとも前記水タンクに水が溜まることにより、前記水タンクを介して水封される水封構成を有し、
前記水封構成は、前記排水経路の通流が閉塞されていない場合には、前記可燃ガスが前記燃焼器で燃焼されて、前記燃焼排ガスが前記排気経路から大気中に排出されるように構成されるとともに、前記排水経路の前記通流が閉塞されている場合には、前記燃焼器での前記可燃ガスの燃焼が消火されるように構成され、
前記制御器は、前記燃焼検知器からの出力によって、前記燃焼器が消火されたことを検知した場合に、異常と判定する、異常を報知する、および、運転を停止する動作のうちの少なくとも１つの動作を行うように構成されている、燃焼システム。
【請求項２】
可燃ガスを供給する可燃ガス供給装置と、
前記可燃ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する燃焼器と、
前記可燃ガス供給装置および前記燃焼器を接続する可燃ガス経路と、
前記燃焼器から排出された前記燃焼排ガスを大気中に排出する排気経路と、
前記可燃ガス中の水分が凝縮された凝縮水を貯める水タンクと、
前記可燃ガス経路および前記水タンクを接続し、前記凝縮水を通流する第１連通経路と、
前記排気経路および前記水タンクを接続する第２連通経路と、
前記水タンク内に所定水位以上に溜まった前記凝縮水を、前記水タンクから排水する排水経路と、
前記燃焼器での燃焼状態を検知する燃焼検知器と、
前記燃焼検知器と接続された制御器と、
を備え、
前記第１連通経路、前記第２連通経路、および、前記排水経路は、少なくとも前記水タンクに水が溜まることにより、前記水タンクを介して水封される水封構成を有し、
前記可燃ガス経路と前記第１連通経路との分岐部は、前記排気経路と前記第２連通経路との分岐部よりも、重力方向の下方に位置するように構成されており、
前記制御器は、前記燃焼検知器からの出力によって、前記燃焼器が消火されたことを検知した場合に、異常と判定する、異常を報知する、および、運転を停止する動作のうちの少なくとも１つの動作を行うように構成されている、燃焼システム。
【請求項３】
可燃ガスを供給する可燃ガス供給装置と、
前記可燃ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する燃焼器と、
前記可燃ガス供給装置および前記燃焼器を接続する可燃ガス経路と、
前記燃焼器から排出された前記燃焼排ガスを大気中に排出する排気経路と、
前記可燃ガス中の水分が凝縮された凝縮水を貯める水タンクと、
前記可燃ガス経路および前記水タンクを接続し、前記凝縮水を通流する第１連通経路と、
前記排気経路および前記水タンクを接続する第２連通経路と、
前記水タンク内に所定水位以上に溜まった凝縮水を、前記水タンクから排水する排水経路と、
制御器と、
を備え、
前記第１連通経路、前記第２連通経路、および、前記排水経路は、少なくとも前記水タンクに水が溜まることにより、前記水タンクを介して水封される水封構成を有し、
前記水封構成は、前記排水経路の通流が閉塞されていない場合には、前記可燃ガスが前記燃焼器で燃焼されて、前記燃焼排ガスが前記排気経路から大気中に排出されるように構成されるとともに、前記排水経路の前記通流が閉塞されている場合には、前記可燃ガス供給装置から前記燃焼器への前記可燃ガスの供給異常が発生するように構成され、
前記制御器は、前記可燃ガス供給装置から前記燃焼器への前記可燃ガスの供給異常が起こった場合に、異常と判定する、異常を報知する、および、運転を停止する動作のうちの少なくとも１つの動作を行うように構成されている、燃焼システム。
【請求項４】
可燃ガスを供給する可燃ガス供給装置と、
前記可燃ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する燃焼器と、
前記可燃ガス供給装置および前記燃焼器を接続する可燃ガス経路と、
前記燃焼器から排出された前記燃焼排ガスを大気中に排出する排気経路と、
前記可燃ガス中の水分が凝縮された凝縮水を貯める水タンクと、
前記可燃ガス経路および前記水タンクを接続し、前記凝縮水を通流する第１連通経路と、
前記排気経路および前記水タンクを接続する第２連通経路と、
前記水タンク内に所定水位以上に溜まった凝縮水を、前記水タンクから排水する排水経路と、
制御器と、
を備え、
前記第１連通経路、前記第２連通経路、および、前記排水経路は、少なくとも前記水タンクに水が溜まることにより、前記水タンクを介して水封される水封構成を有し、
前記可燃ガス経路と前記第１連通経路との分岐部は、前記排気経路と前記第２連通経路との分岐部よりも、重力方向の下方に位置するように構成されており、
前記制御器は、前記可燃ガス供給装置から前記燃焼器への前記可燃ガスの供給異常が起こった場合に、異常と判定する、異常を報知する、および、運転を停止する動作のうちの少なくとも１つの動作を行うように構成されている、燃焼システム。
【請求項５】
前記可燃ガス供給装置は、水素含有ガスおよび酸化剤ガスが供給されて発電する燃料電池を有し、
前記可燃ガスは、前記燃料電池のアノードから排出されるアノード排ガスである、
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の燃焼システム。
【請求項６】
前記可燃ガス供給装置は、原料から水素含有ガスを生成する水素生成器を有し、
前記可燃ガスは、前記水素生成器から排出された水素含有ガスである、
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の燃焼システム。
【請求項７】
前記可燃ガス供給装置は、原料を供給する原料供給器と、前記原料から水素含有ガスを生成する水素生成器と、前記原料供給器から前記水素生成器に供給される前記原料の流量を検知する原料流量検知部と、前記水素含有ガスおよび酸化剤ガスが供給されて発電する燃料電池とを有し、
前記燃料電池には、アノードに燃料ガスを供給する燃料ガス内部経路と、カソードに前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス内部経路とが設けられており、
前記燃料ガス内部経路の下流端に、前記可燃ガス経路が接続されており、
前記制御器は、前記燃料電池の発電量に応じて予め設定された供給能力になるように前記原料供給器を制御し、前記原料流量検知部が予め設定された原料流量よりも低い流量を検知した場合には、前記燃料電池の運転を停止するように構成されている、
請求項３または請求項４に記載の燃焼システム。
【請求項８】
前記可燃ガス供給装置は、原料を供給する原料供給器と、前記原料から水素含有ガスを生成する水素生成器と、前記原料供給器から前記水素生成器に供給される前記原料の流量を検知する原料流量検知部と、前記水素含有ガスおよび酸化剤ガスが供給されて発電する燃料電池とを有し、
前記燃料電池には、アノードに燃料ガスを供給する燃料ガス内部経路と、カソードに前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス内部経路とが設けられており、
前記燃料ガス内部経路の下流端に、前記可燃ガス経路が接続されており、
前記制御器は、前記燃料電池の発電量に応じた規定流量の前記原料を供給するように前記原料供給器をフィードバック制御し、前記原料供給器の供給能力が、予め設定された供給能力よりも高くなる場合には、前記燃料電池の運転を停止するように構成されている、請求項３または請求項４に記載の燃焼システム。
【請求項９】
原料から水素含有ガスを生成する水素生成器と、
前記水素含有ガスおよび酸化剤ガスが供給されて発電する燃料電池と、
前記燃料電池から可燃ガス経路を介して排出されるアノード排ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する燃焼器と、
前記燃焼器から排出された前記燃焼排ガスを大気中に排出する排気経路と、
前記アノード排ガス中の水分が凝縮された凝縮水を貯める水タンクと、
前記可燃ガス経路および前記水タンクを接続し、前記凝縮水を通流する第１連通経路と、
前記排気経路および前記水タンクを接続する第２連通経路と、
前記水タンク内に所定水位以上に溜まった凝縮水を、前記水タンクから排水する排水経路と、
を備え、
前記第１連通経路、前記第２連通経路、および、前記排水経路は、少なくとも前記水タンクに水が溜まることにより、前記水タンクを介して水封される水封構成を有し、
前記水封構成は、前記排水経路の通流が閉塞されていない場合には、前記アノード排ガスが前記燃焼器で燃焼されて、前記燃焼排ガスが前記排気経路から大気中に排出されるように構成されるとともに、前記排水経路の前記通流が閉塞されている場合には、前記燃料電池から前記燃焼器への前記アノード排ガスの供給異常が発生するように構成されている、燃料電池システム。
【請求項１０】
原料から水素含有ガスを生成する水素生成器と、
前記水素含有ガスおよび酸化剤ガスが供給されて発電する燃料電池と、
前記燃料電池から可燃ガス経路を介して排出されるアノード排ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する燃焼器と、
前記燃焼器から排出された前記燃焼排ガスを大気中に排出する排気経路と、
前記アノード排ガス中の水分が凝縮された凝縮水を貯める水タンクと、
前記可燃ガス経路および前記水タンクを接続し、前記凝縮水を通流する第１連通経路と、
前記排気経路および前記水タンクを接続する第２連通経路と、
前記水タンク内に所定水位以上に溜まった凝縮水を、前記水タンクから排水する排水経路と、
を備え、
前記第１連通経路、前記第２連通経路、および、前記排水経路は、少なくとも前記水タンクに水が溜まることにより、前記水タンクを介して水封される水封構成を有し、
前記可燃ガス経路と前記第１連通経路との分岐部は、前記排気経路と前記第２連通経路との分岐部よりも、重力方向の下方に位置するように構成されている、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、燃焼器と、燃焼器に可燃ガスを供給する可燃ガス経路と、可燃ガスおよび燃焼器からの燃焼排ガス中に含まれる水を貯水する貯水部とを備えた燃焼システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、背景技術について説明する。
【０００３】
図５は、従来の燃焼システムの構成を示す概略図である。
【０００４】
図５に示されるように、燃焼システム２０１は、燃焼器２０２から排気された燃焼排ガスを排出する排ガス経路２０３と、燃焼排ガス中の水を貯える水タンク２０４とを備えている。水タンク２０４は、第１貯水部２０５と、第２貯水部２０６と、水タンク２０４の下部において、第１貯水部２０５と第２貯水部２０６とを連通するように構成された連通部２０７とを有している。水タンク２０４の第２貯水部２０６には、連通部２０７よりも上方に、排水口２０８が構成されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−９０８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の構成では、水タンクの排水経路が通流閉塞された場合に、その通流閉塞の異常を検知できないという課題を有している。
【０００７】
本発明は、上述した従来の課題を解決するものであり、排水経路が通流閉塞された場合に、確実に異常を検知することのできる燃焼システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の燃焼システムは、可燃ガスを供給する可燃ガス供給装置と、可燃ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する燃焼器と、可燃ガス供給装置および燃焼器を接続する可燃ガス経路と、燃焼器から排出された燃焼排ガスを大気中に排出する排気経路とを備えている。また、可燃ガス中の水分が凝縮された凝縮水を貯める水タンクと、可燃ガス経路および水タンクを接続し、凝縮水を通流する第１連通経路と、排気経路および水タンクを接続する第２連通経路と、水タンク内に所定水位以上に溜まった凝縮水を、水タンクから排水する排水経路とを備えている。また、燃焼器での燃焼状態を検知する燃焼検知器と、燃焼検知器と接続された制御器とを備えている。そして、第１連通経路、第２連通経路、および、排水経路は、少なくとも水タンクに水が溜まることにより、水タンクを介して水封される水封構成を有している。水封構成は、排水経路の通流が閉塞されていない場合には、可燃ガスが燃焼器で燃焼されて、燃焼排ガスが排気経路から大気中に排出されるように構成されるとともに、排水経路の通流が閉塞されている場合には、燃焼器での可燃ガスの燃焼が消火されるように構成されている。制御器は、燃焼検知器からの出力によって、燃焼器が消火されたことを検知した場合に、異常と判定する、異常を報知する、および、運転を停止する動作のうちの少なくとも１つの動作を行うように構成されている。
また、本発明の燃焼システムは、可燃ガスを供給する可燃ガス供給装置と、可燃ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する燃焼器と、可燃ガス供給装置および燃焼器を接続する可燃ガス経路と、燃焼器から排出された燃焼排ガスを大気中に排出する排気経路とを備えている。また、可燃ガス中の水分が凝縮された凝縮水を貯める水タンクと、可燃ガス経路および水タンクを接続し、凝縮水を通流する第１連通経路と、排気経路および水タンクを接続する第２連通経路と、水タンク内に所定水位以上に溜まった凝縮水を、水タンクから排水する排水経路とを備えている。また、燃焼器での燃焼状態を検知する燃焼検知器と、燃焼検知器と接続された制御器とを備えている。そして、第１連通経路、第２連通経路、および、排水経路は、少なくとも水タンクに水が溜まることにより、水タンクを介して水封される水封構成を有している。可燃ガス経路と第１連通経路との分岐部は、排気経路と第２連通経路との分岐部よりも、重力方向の下方に位置するように構成されている。制御器は、燃焼検知器からの出力によって、燃焼器が消火されたことを検知した場合に、異常と判定する、異常を報知する、および、運転を停止する動作のうちの少なくとも１つの動作を行うように構成されている。
【０００９】
また、本発明の燃焼システムは、可燃ガスを供給する可燃ガス供給装置と、可燃ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する燃焼器と、可燃ガス供給装置および燃焼器を接続する可燃ガス経路と、燃焼器から排出された燃焼排ガスを大気中に排出する排気経路と、可燃ガス中の水分が凝縮された凝縮水を貯める水タンクとを備えている。また、可燃ガス経路および水タンクを接続し、凝縮水を通流する第１連通経路と、排気経路および水タンクを接続する第２連通経路と、水タンク内に所定水位以上に溜まった凝縮水を、水タンクから排水する排水経路と、制御器と、を備えている。そして、第１連通経路、第２連通経路、および、排水経路は、少なくとも水タンクに水が溜まることにより、水タンクを介して水封される水封構成を有している。水封構成は、排水経路の通流が閉塞されていない場合には、可燃ガスが燃焼器で燃焼されて、燃焼排ガスが排気経路から大気中に排出されるように構成されるとともに、排水経路の通流が閉塞されている場合には、可燃ガス供給装置から燃焼器への可燃ガスの供給異常が発生するように構成されている。制御器は、可燃ガス供給装置から燃焼器への可燃ガスの供給異常が起こった場合に、異常と判定する、異常を報知する、および、運転を停止する動作のうちの少なくとも１つの動作を行うように構成されている。
また、本発明の燃焼システムは、可燃ガスを供給する可燃ガス供給装置と、可燃ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する燃焼器と、可燃ガス供給装置および燃焼器を接続する可燃ガス経路と、燃焼器から排出された燃焼排ガスを大気中に排出する排気経路と、可燃ガス中の水分が凝縮された凝縮水を貯める水タンクとを備えている。また、可燃ガス経路および水タンクを接続し、凝縮水を通流する第１連通経路と、排気経路および水タンクを接続する第２連通経路と、水タンク内に所定水位以上に溜まった凝縮水を、水タンクから排水する排水経路と、制御器と、を備えている。そして、第１連通経路、第２連通経路、および、排水経路は、少なくとも水タンクに水が溜まることにより、水タンクを介して水封される水封構成を有している。可燃ガス経路と第１連通経路との分岐部は、排気経路と第２連通経路との分岐部よりも、重力方向の下方に位置するように構成されている。制御器は、可燃ガス供給装置から燃焼器への可燃ガスの供給異常が起こった場合に、異常と判定する、異常を報知する、および、運転を停止する動作のうちの少なくとも１つの動作を行うように構成されている。
また、本発明の燃料電池システムは、原料から水素含有ガスを生成する水素生成器と、水素含有ガスおよび酸化剤ガスが供給されて発電する燃料電池と、燃料電池から可燃ガス経路を介して排出されるアノード排ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する燃焼器と、燃焼器から排出された燃焼排ガスを大気中に排出する排気経路と、アノード排ガス中の水分が凝縮された凝縮水を貯める水タンクとを備えている。また、可燃ガス経路および水タンクを接続し、凝縮水を通流する第１連通経路と、排気経路および水タンクを接続する第２連通経路と、水タンク内に所定水位以上に溜まった凝縮水を、水タンクから排水する排水経路とを備え、第１連通経路、第２連通経路、および、排水経路は、少なくとも水タンクに水が溜まることにより、水タンクを介して水封される水封構成を有している。また、水封構成は、排水経路の通流が閉塞されていない場合には、アノード排ガスが燃焼器で燃焼されて、燃焼排ガスが排気経路から大気中に排出されるように構成されるとともに、排水経路の通流が閉塞されている場合には、燃料電池から燃焼器へのアノード排ガスの供給異常が発生するように構成されている。
また、本発明の燃料電池システムは、原料から水素含有ガスを生成する水素生成器と、水素含有ガスおよび酸化剤ガスが供給されて発電する燃料電池と、燃料電池から可燃ガス経路を介して排出されるアノード排ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する燃焼器と、燃焼器から排出された燃焼排ガスを大気中に排出する排気経路と、アノード排ガス中の水分が凝縮された凝縮水を貯める水タンクとを備えている。また、可燃ガス経路および水タンクを接続し、凝縮水を通流する第１連通経路と、排気経路および水タンクを接続する第２連通経路と、水タンク内に所定水位以上に溜まった凝縮水を、水タンクから排水する排水経路とを備え、第１連通経路、第２連通経路、および、排水経路は、少なくとも水タンクに水が溜まることにより、水タンクを介して水封される水封構成を有している。また、可燃ガス経路と第１連通経路との分岐部は、排気経路と第２連通経路との分岐部よりも、重力方向の下方に位置するように構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の燃焼システムならびに燃料電池システムによれば、排水経路が通流閉塞して水タンクから排水できないときに、水分が燃焼器に侵入し、燃焼器での可燃ガスの燃焼が消火する、または、燃焼器への可燃ガスの供給異常が発生する。これらを検知することにより、排水経路の通流閉塞の異常を、確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態における燃焼システムの一例である燃料電池システムの概略構成を示す模式図
【図２】本発明の第１の実施の形態における、燃料電池システムにおける水タンク周辺の概略構成を示す模式図
【図３】本発明の第２の実施の形態における燃焼システムの一例である水素生成システムの構成を示す概略図
【図４】本発明の第２の実施の形態における、水素生成システムにおける水タンク周辺の概略構成を示す模式図
【図５】従来の燃焼システムの構成を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、これらの実施の形態によって、本発明が限定されるものではない。
【００１３】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態における燃焼システムの一例である燃料電池システム１の概略構成を示す模式図である。
【００１５】
本実施の形態における燃料電池システム１は、燃料電池２、水素生成器３、燃焼器４、燃焼検知器５、可燃ガス熱交換器６、燃焼排ガス熱交換器７、水タンク８、燃料ガス経路９、可燃ガス経路１０、排気口１１、排気経路１２、第１連通経路１３、第２連通経路１４、および排水経路１５を備えている。
【００１６】
燃料電池２は、水素を含む燃料ガスと、酸素を含む酸化剤ガスとを用いて発電を行う。水素生成器３は、原料から燃料ガス（水素含有ガス）を生成して燃料ガス経路９を通じて燃料電池２に供給する。本実施の形態においては、燃料電池２および水素生成器３が、可燃ガスを燃焼器４に供給する可燃ガス供給装置を構成している。ここで、水素生成器３としては、例えば、改質水を用いて炭化水素を改質して水素を生成する燃料処理装置、水の電気分解により水素を生成する水電解装置、および、光水素生成触媒を用いて水から水素を生成する光水素生成装置のうち、いずれを用いてもよい。いずれの装置であっても、水タンク８に溜まった凝縮水を用いて、水素の生成に利用することができる。
【００１７】
水素生成器３の燃焼器４は、燃料電池２から排出された未反応の燃料ガス（可燃ガスと記す）を燃焼して再利用する。燃焼検知器５は、燃焼器４での燃焼状態を検知する。可燃ガス熱交換器６は、燃料電池２から排出された可燃ガス中の水分を除去する。
【００１８】
燃焼排ガス熱交換器７は、燃焼器４から排出された燃焼排ガス中の水分を除去する。水タンク８は、可燃ガス熱交換器６および燃焼排ガス熱交換器７等で凝縮された水を蓄える。燃料ガス経路９は、水素生成器３において生成された燃料ガスを燃料電池２に導く。可燃ガス経路１０は、燃料電池２から排出された可燃ガスを燃焼器４に導く。
【００１９】
排気経路１２は、燃焼排ガスを、燃焼器４から燃焼排ガス熱交換器７を介して排気口１１に導く燃焼排ガス経路である。第１連通経路１３は、可燃ガス経路１０の、可燃ガス熱交換器６よりも下流側から分岐され、水タンク８の下部（例えば底面）に連通している。第２連通経路１４は、排気経路１２の、燃焼排ガス熱交換器７よりも下流側から分岐され、水タンク８の上部（例えば天面）に連通している。排水経路１５は、水タンク８から水を排出する経路である。また、制御器１６は、燃焼検知器５において検知された燃焼器４の燃焼状態を入力して、後述する制御を行う。
【００２０】
ここで、制御器１６は、半導体装置、半導体集積回路（ＩＣ）、またはＬＳＩ（ｌａｒｇｅ  ｓｃａｌｅ  ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を含む、一つまたは二つ以上の電子回路によって構成されていてもよい。また、制御器１６の、全部あるいは一部の機能、または操作は、ソフトウェア処理によっても実行することが可能である。この場合、ソフトウェア（プログラム）は、一つ、または二つ以上の、ＲＯＭ、光学ディスク、およびハードディスクドライブ等から選択される非一時的記録媒体に記録され、ソフトウェアが、処理装置（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）によって実行された場合に、ソフトウェアが、ソフトウェア内の特定の機能を、処理装置および周辺のデバイスに実行させるものである。
【００２１】
なお、本実施の形態における、構成部材としての、燃料電池２は、本開示における、可燃ガス供給装置の具体的な一例である。
【００２２】
次に、本実施の形態における燃料電池システム１の具体的な動作を説明する。
【００２３】
燃料電池システム１においては、まず、水素生成器３に、天然ガスまたはＬＰＧ等の原料が、原料を供給する原料供給器である原料ブロワ（図示せず）によって供給される。水素生成器３においては、供給された原料が水蒸気雰囲気化で水蒸気改質され、水素を多く含む燃料ガス（水素含有ガス）が生成される。生成された燃料ガスは、燃料電池２の燃料極側（アノード側）に供給される。また、空気が、酸化剤ガスとして燃料電池２の酸化剤極側（カソード側）に供給される。
【００２４】
燃料電池２においては、このようにして供給された、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて所定の反応が行われる。これにより、発電が行われるとともに、熱が発生する。この熱は、燃料電池２を通流する冷却水によって回収される。
【００２５】
ここで、反応に利用されずに燃料電池２から排出された未反応の燃料ガス（可燃ガス）は、水素生成器３の燃焼器４に供給されて、燃焼に用いられる。この可燃ガスは、燃料電池２のアノードから排出されるアノード排ガスである。燃焼器４で生じる燃焼熱により、水素生成器３の反応部（図示せず）が加熱される。これにより、反応部が所定の温度に保たれた状態で、水蒸気改質反応が行われる。
【００２６】
燃料電池２から排出された未反応の燃料ガス（可燃ガス）は、可燃ガス熱交換器６に送られ、可燃ガスの熱が回収されて、露点温度以下まで冷却される。これにより、可燃ガスの水分が凝縮される。また、燃焼器４から排出された燃焼排ガスは、燃焼排ガス熱交換器７に送られ、燃焼排ガスの熱が回収されて、露点温度以下まで冷却される。これにより、燃焼排ガスの水分が凝縮される。そして、これらの凝縮された水は、第１連通経路１３および第２連通経路１４を通じて、水タンク８に蓄えられる。燃焼排ガスの気体成分は、排気経路１２を通じて排気口１１から外部に放出される。
【００２７】
次に、水タンク８周辺の詳細構成について説明する。
【００２８】
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１における水タンク８周辺の概略構成を示す模式図である。図２（ａ）は、排水経路１５が通流閉塞されていない状態を示している。
【００２９】
水タンク８は密閉された構造になっている。水タンク８の最低部（例えば底面部）には、可燃ガス経路１０の可燃ガス熱交換器６よりも下流側から分岐された第１連通経路１３が接続されている。水タンク８の最高部（例えば天面部）には、排気経路１２の燃焼排ガス熱交換器７よりも下流側から分岐された第２連通経路１４が接続されている。また、水タンク８の所定の高さの位置（例えば側面）には、水タンク８からの凝縮水の排出を行う排水経路１５が設けられている。
【００３０】
水タンク８内は、上端が水タンク８の天面に接続され下端が排水経路１５よりも低く水タンク８の底面よりも高い隔壁によって、第１連通経路１３および第２連通経路１４と連通する第１貯水部と、排水経路１５と連通する第２貯水部とに分割されている。第１貯水部と第２貯水部とは、隔壁の下端と水タンク８の底面との隙間を介して連通している。
【００３１】
また、可燃ガス経路１０と第１連通経路１３との分岐部と、排気経路１２と第２連通経路１４との分岐部とは、排水経路１５よりも高い位置（重力方向の上方）に設けられている。
【００３２】
このように、水タンク８に水が溜まることにより、第１連通経路１３、第２連通経路１４、および排水経路１５が、水タンク８を介して水封される水封構成が実現されている。
【００３３】
水封構成は、隔壁の下端よりも高い水位まで水タンク８に水が貯まっているが、排水経路１５の通流が閉塞されていない場合には、可燃ガスが燃焼器４で燃焼されて、排気経路１２から燃焼排ガスが大気中に排出され、可燃ガスが第１連通経路１３から第２連通経路１４および排水経路１５のどちらにも流れず、燃焼排ガスが第２連通経路１４から第１連通経路１３および排水経路１５のどちらにも流れないように構成されている。また、水封構成は、排水経路１５の通流が閉塞されている場合には、燃焼器４での可燃ガスの燃焼が消火されるように構成されていればよい。具体的には、排水経路１５の通流が閉塞されている場合には、凝縮水経路である第１連通経路１３に溜まった凝縮水が溢れて、可燃ガス経路１０に至ることにより、水分が燃焼器４に浸入し、燃焼器４での可燃ガスの燃焼が消火するように構成されていればよい。
【００３４】
本実施の形態においては、一例として、可燃ガス経路１０と第１連通経路１３との分岐部は、排気経路１２と第２連通経路１４との分岐部よりも、所定の高さＨだけ低い位置（重力方向の下方）に設けられている。より具体的には、一例として、燃料電池システム１の運転時の、燃焼器４と可燃ガス熱交換器６との最高圧力損失をＡ（ｋＰａ）とした場合、１（ｋＰａ）＝１０２（ｍｍＨ２Ｏ）であるため、Ａ×１０２（ｍｍ）とも表される。したがって、可燃ガス経路１０の分岐部から、排気経路１２の分岐部までの高さＨが、Ａ×１０２（ｍｍ）よりも大きくなるように構成することが好ましい。
【００３５】
以上のように構成された燃料電池システム１について、以下、その動作、および作用を説明する。
【００３６】
図２（ｂ）〜（ｄ）は、排水経路１５が通流閉塞されている状態を示している。
【００３７】
図２（ｂ）〜（ｄ）に示されるように、運転中に、水タンク８の排水経路１５が通流閉塞されたとする。図２（ｂ）に示されるように、排水経路１５が通流閉塞されると、可燃ガス熱交換器６および燃焼排ガス熱交換器７から凝縮された凝縮水が第１連通経路１３および第２連通経路１４を通って水タンク８に供給されて、水タンク８の水位、および第１連通経路１３の水位が上昇する。そして、図２（ｃ）に示されるように、水タンク８の最高部まで水位が到達すると、第２連通経路１４の水位が上昇する。
【００３８】
そして、図２（ｄ）に示されるように、第１連通経路１３の水位が可燃ガス経路１０に到達すると、第１連通経路１３に溜まった凝縮水が溢れて、可燃ガス経路に１０に至る。これにより、水分が燃焼器４に浸入して、燃焼器４での可燃ガスの燃焼が消火されることとなる。
【００３９】
本実施の形態において、制御器１６は、燃焼検知器５によって燃焼器４が消火されたことを検知すると、例えば、燃料電池システム１の運転を停止させることができる。このとき、制御器１６は、異常と判定する、異常を報知する、および、運転を停止するのうち、少なくともいずれかの動作を行うように構成されていればよい。このように、本実施の形態の燃焼システムによれば、排水経路１５の通流閉塞の異常を確実に検知することができる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４１】
図３は、本発明の第２の実施の形態における燃焼システムの一例である水素生成システム２１の構成を示す概略図である。
【００４２】
なお、図３において、図１に示された燃料電池システム１の構成要素と互いに同一または相当する部材には、同じ符号を付して、重複した説明は省略する。
【００４３】
図３に示されるように、水素生成システム２１は、図１に示された燃料電池システム１と比較して、水素生成器３で生成された燃料ガスが、燃料ガス経路９に設置された、外部の水素利用装置６０に供給される点で異なる。また、使用されなかった燃料ガス（可燃ガス）が、水素利用装置６０から、可燃ガス経路１０を通じて燃焼器４に供給される点でも異なっている。さらに、可燃ガス熱交換器６を有しない点でも異なっている。
【００４４】
本実施の形態においては、可燃ガス経路１０と第１連通経路１３との分岐部を、排気経路１２と第２連通経路１４との分岐部よりも、所定の高さＨだけ低い位置に設けている。より具体的には、一例として、水素生成システム２１の運転時の、燃焼器４と水素利用装置６０との最高圧力損失をＢ（ｋＰａ）とした場合、１（ｋＰａ）＝１０２（ｍｍＨ２Ｏ）であるため、Ｂ×１０２（ｍｍ）となる。したがって、排気経路１２と第２連通経路１４との分岐部は、可燃ガス経路１０と第１連通経路１３との分岐部から排気経路１２の分岐部までの高さＨが、Ｂ×１０２（ｍｍ）よりも大きくなるように構成することが好ましい。
【００４５】
以上のように構成された水素生成システム２１について、以下その動作、および作用を説明する。
【００４６】
図４は、本発明の第２の実施の形態における、水素生成システム２１における水タンク８周辺の概略構成を示す模式図である。図４（ａ）は、排水経路１５が通流閉塞されていない状態を示している。図４（ｂ）〜（ｄ）は、運転中に排水経路１５が通流閉塞された状態を示している。
【００４７】
図４（ｂ）に示されるように、排水経路１５が通流閉塞すると、燃焼排ガス熱交換器７から凝縮された凝縮水が水タンク８に供給され、水タンク８および第１連通経路１３の水位が上昇する。図４（ｃ）に示されるように、水タンク８の最高部まで水位が到達すると、第２連通経路１４の水位が上昇する。
【００４８】
そして、図４（ｄ）に示されるように、第１連通経路１３の水位が可燃ガス経路１０に到達すると、第１連通経路１３に溜まった凝縮水が溢れて可燃ガス経路１０に至ることで、水分が燃焼器４に侵入し、燃焼器４での可燃ガスの燃焼が消火する。本実施の形態において、制御器１６は、燃焼検知器５で燃焼器４が消火されたことを検知することにより、例えば水素生成システム２１の運転を停止させることができる。このとき、制御器１６は、異常と判定する、異常を報知する、および、運転を停止するのうち、少なくともいずれかの動作を行うように構成されていればよい。このように、本実施の形態の燃焼システムによれば、排水経路１５の通流閉塞異常を確実に検知することができる。
【００４９】
なお、本開示の第１の実施の形態および第２の実施の形態においては、制御器１６が、燃焼検知器５の出力に基づいて燃焼器４が消火されたことを検知し、異常の判定、報知、または運転の停止等を行うものとして説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、燃焼システムを燃焼検知器５を有しない構成として、または、燃焼検知器５の出力を用いることなく、制御器１６が、可燃ガス供給装置から燃焼器４への可燃ガスの供給異常が発生したときに、異常と判定する、異常を報知する、および、運転を停止させるのうち、少なくともいずれかの動作を行うように構成してもよい。
【００５０】
具体的には、排水経路１５の通流が閉塞されている場合には、凝縮水経路である第１連通経路１３に溜まった凝縮水が溢れて、可燃ガス経路１０に至ることにより、可燃ガス供給装置から燃焼器４への可燃ガスの供給が阻害され、可燃ガスの供給異常が発生するように水封構成が構成されていてもよい。一例としては、可燃ガス経路１０と第１連通経路１３との分岐部は、排気経路１２と第２連通経路１４との分岐部よりも重力方向の下方に位置させておけばよい。このような構成によれば、排水経路１５の通流が閉塞されると、水が可燃ガス経路１０に浸入し、可燃ガス供給装置から燃焼器４への可燃ガスの供給が阻害され、可燃ガス供給装置から燃焼器４への可燃ガスの供給異常が発生する。これを検知することにより、排水経路１５の通流閉塞異常を検知することができる。
【００５１】
また、排水経路１５の通流が閉塞されている場合には、第２連通経路１４に溜まった凝縮水が溢れて排気経路１２に至ることにより、燃焼排ガスの排出が阻害され、可燃ガスの供給異常が発生するように水封構成が構成されていてもよい。一例としては、可燃ガス経路１０と第１連通経路１３との分岐部は、排気経路１２と第２連通経路１４との分岐部よりも重力方向の上方に位置させておけばよい（図２、図４とは高さが逆の構成となる）。このような構成によれば、排水経路１５の通流が閉塞されると、水が排気経路１２に浸入し、燃焼排ガスの排出が阻害され、結果として可燃ガスの供給異常が発生する。これを検知することにより、排水経路１５の通流閉塞異常を検知することができる。
【００５２】
さらに、上述の例では、可燃ガス供給装置が、燃料電池２または水素生成器３を有している構成を用いて説明を行ったが、本発明は、この例に限定されるものではない。例えば、可燃ガス供給装置が、原料を供給する原料供給器と、原料から水素含有ガスを生成する水素生成器３と、原料供給器から水素生成器３に供給される原料の流量を検知する原料流量検知部と、水素含有ガスおよび酸化剤ガスが供給されて発電する燃料電池２とを有する構成であってもよい。そして、燃料電池２には、アノードに燃料ガスを供給する燃料ガス内部経路と、カソードに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス内部経路とが設けられており、燃料ガス内部経路の下流端に、可燃ガス経路１０が接続されている構成であってもよい。
【００５３】
そして、制御器１６は、燃料電池２の発電量に応じて、予め設定された供給能力になるように原料供給器を制御する構成であってもよい。そして、制御器１６は、原料流量検知部が予め設定された原料流量よりも低い流量を検知した場合に、燃料電池２の運転を停止させるように構成されていてもよい。このような構成によれば、排水経路１５が閉塞されて、水が可燃ガス経路１０に浸入し、可燃ガス供給装置から燃焼器４への可燃ガスの供給が阻害され、可燃ガス供給装置から燃焼器４への可燃ガスの供給異常が発生した場合、原料供給器の原料流量が低下する。この低下を検知して、燃料電池２の運転を停止させるので、安全性の高い構成を実現することができる。
【００５４】
または、排水経路１５が閉塞されて、水が排気経路１２に浸入し、燃焼排ガスの排出が阻害され、結果として可燃ガスの供給異常が発生した場合、原料供給器の原料流量が低下する。この低下を検知して、燃料電池２の運転を停止させるので、安全性の高い構成を実現することができる。
【００５５】
また、制御器１６は、燃料電池２の発電量に応じた規定流量の原料を供給するように、原料供給器をフィードバック制御する構成であってもよい。そして、制御器１６は、原料供給器の供給能力が、予め設定された供給能力よりも高くなる場合には、燃料電池２の運転を停止するように構成されていてもよい。このような構成によれば、排水経路１５が閉塞されて、水が可燃ガス経路１０に浸入し、可燃ガス供給装置から燃焼器４への可燃ガスの供給が阻害され、可燃ガス供給装置から燃焼器４への可燃ガスの供給異常が発生した場合、原料供給器の原料流量が低下し、原料供給器は、供給能力を所定の能力よりも上げようとする。この供給能力が高くなることを検知して、燃料電池２の運転を停止させるので、安全性の高い構成を実現することができる。
【００５６】
または、排水経路１５が閉塞されて、水が排気経路１２に浸入し、燃焼排ガスの排出が阻害され、結果として可燃ガスの供給異常が発生した場合、原料供給器の原料流量が低下し、原料供給器は、供給能力を所定の能力よりも上げようとする。この供給能力が高くなることを検知して、燃料電池２の運転を停止させるので、安全性の高い構成を実現することができる。
【００５７】
以上述べたように、本開示の第１の態様の燃焼システムは、可燃ガスを供給する可燃ガス供給装置と、可燃ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する燃焼器と、可燃ガス供給装置および燃焼器を接続する可燃ガス経路と、燃焼器から排出された燃焼排ガスを大気中に排出する排気経路と、可燃ガス中の水分が凝縮された凝縮水を貯める水タンクとを備えている。また、可燃ガス経路および水タンクを接続し、凝縮水を通流する第１連通経路と、排気経路および水タンクを接続する第２連通経路と、水タンク内に所定水位以上に溜まった凝縮水を、水タンクから排水する排水経路と、燃焼器での燃焼状態を検知する燃焼検知器と、燃焼検知器と接続された制御器とを備えている。そして、第１連通経路、第２連通経路、および、排水経路は、少なくとも水タンクに水が溜まることにより、水タンクを介して水封される水封構成を有している。水封構成は、排水経路の通流が閉塞されていない場合には、可燃ガスが燃焼器で燃焼されて、燃焼排ガスが排気経路から大気中に排出されるように構成されるとともに、排水経路の通流が閉塞されている場合には、燃焼器での可燃ガスの燃焼が消火されるように構成されている。制御器は、燃焼検知器からの出力によって、燃焼器が消火されたことを検知した場合に、異常と判定する、異常を報知する、および、運転を停止する動作のうちの少なくとも１つの動作を行うように構成されている。
【００５８】
このような構成により、排水経路が通流閉塞して水タンクから排水できないときに、第１連通経路の水位が次第に上昇し、第１連通経路に溜まった凝縮水が溢れて可燃ガス経路に至ることで、水分が燃焼器に侵入し、燃焼器での可燃ガスの燃焼が消火する。これを検知することにより、排水経路の通流閉塞異常を確実に検知することができる。
【００６０】
このような構成によれば、排水経路の通流が閉塞されている場合には、確実に燃焼器での可燃ガスの燃焼が消火されるので、排水経路の通流閉塞異常をより確実に検知することができる。
【００６１】
また、本開示の第２の態様の燃焼システムは、可燃ガスを供給する可燃ガス供給装置と、可燃ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する燃焼器と、可燃ガス供給装置および燃焼器を接続する可燃ガス経路と、燃焼器から排出された燃焼排ガスを大気中に排出する排気経路とを備えている。また、可燃ガス中の水分が凝縮された凝縮水を貯める水タンクと、可燃ガス経路および水タンクを接続し、凝縮水を通流する第１連通経路と、排気経路および水タンクを接続する第２連通経路と、水タンク内に所定水位以上に溜まった凝縮水を、水タンクから排水する排水経路とを備えている。また、燃焼器での燃焼状態を検知する燃焼検知器と、燃焼検知器と接続された制御器とを備えている。そして、第１連通経路、第２連通経路、および、排水経路は、少なくとも水タンクに水が溜まることにより、水タンクを介して水封される水封構成を有している。可燃ガス経路と第１連通経路との分岐部は、排気経路と第２連通経路との分岐部よりも、重力方向の下方に位置するように構成されている。制御器は、燃焼検知器からの出力によって、燃焼器が消火されたことを検知した場合に、異常と判定する、異常を報知する、および、運転を停止する動作のうちの少なくとも１つの動作を行うように構成されている。
【００６２】
このような構成によれば、第２連通経路に溜まった凝縮水が溢れて排気ガス経路に至るまでの間に、第１連通経路に溜まった凝縮水が溢れて可燃ガス経路に至り、水分が燃焼器に侵入し、燃焼器での可燃ガスの燃焼が消火する。よってこれを検知することにより、排水経路の通流閉塞異常を、さらに確実に検知できる。
【００６３】
また、本開示の第３の態様の燃焼システムは、可燃ガスを供給する可燃ガス供給装置と、可燃ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する燃焼器と、可燃ガス供給装置および燃焼器を接続する可燃ガス経路と、燃焼器から排出された燃焼排ガスを大気中に排出する排気経路と、可燃ガス中の水分が凝縮された凝縮水を貯める水タンクとを備えている。また、可燃ガス経路および水タンクを接続し、凝縮水を通流する第１連通経路と、排気経路および水タンクを接続する第２連通経路と、水タンク内に所定水位以上に溜まった凝縮水を、水タンクから排水する排水経路と、制御器とを備えている。そして、第１連通経路、第２連通経路、および、排水経路は、少なくとも水タンクに水が溜まることにより、水タンクを介して水封される水封構成を有している。水封構成は、排水経路の通流が閉塞されていない場合には、可燃ガスが燃焼器で燃焼されて、燃焼排ガスが排気経路から大気中に排出されるように構成されるとともに、排水経路の通流が閉塞されている場合には、可燃ガス供給装置から燃焼器への可燃ガスの供給異常が発生するように構成されている。また、制御器は、可燃ガス供給装置から燃焼器への可燃ガスの供給異常が起こった場合に、異常と判定する、異常を報知する、および、運転を停止する動作のうちの少なくとも１つの動作を行うように構成されている。
【００６４】
このような構成により、排水経路が通流閉塞して水タンクから排水できないときに、第１連通経路の水位が次第に上昇し、第１連通経路に溜まった凝縮水が溢れて可燃ガス経路に至ることで、可燃ガス供給装置から燃焼器への可燃ガスの供給が阻害され、可燃ガス供給装置から燃焼器への可燃ガスの供給異常が発生する。これを検知することにより、排水経路の通流閉塞異常を確実に検知することができる。
【００６５】
もしくは、排水経路が通流閉塞して水タンクから排水できないときに、第２連通経路の水位が次第に上昇し、第２連通経路に溜まった凝縮水が溢れて排気経路に至ることで、燃焼排ガスの排出が阻害され、可燃ガス供給装置から燃焼器への可燃ガスの供給異常が発生する。これを検知することにより、排水経路の通流閉塞異常を確実に検知することができる。
【００６７】
このような構成によれば、排水経路の通流が閉塞されている場合には、第１連通経路に溜まった凝縮水が溢れて可燃ガス経路に至るような構成とすることで、可燃ガス供給装置から燃焼器への可燃ガスの供給が阻害され、可燃ガス供給装置から燃焼器への可燃ガスの供給異常が発生する。これを検知することにより、排水経路の通流閉塞異常をより確実に検知することができる。
【００６８】
もしくは、排水経路が通流閉塞して水タンクから排水できないときに、第２連通経路に溜まった凝縮水が溢れて排気経路に至るような構成とすることで、燃焼排ガスの排出が阻害され、可燃ガスの供給異常が発生する。よって、これを検知することにより、排水経路の通流閉塞異常をより確実に検知することができる。
【００６９】
また、本開示の第４の態様の燃焼システムは、可燃ガスを供給する可燃ガス供給装置と、可燃ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する燃焼器と、可燃ガス供給装置および燃焼器を接続する可燃ガス経路と、燃焼器から排出された燃焼排ガスを大気中に排出する排気経路と、可燃ガス中の水分が凝縮された凝縮水を貯める水タンクとを備えている。また、可燃ガス経路および水タンクを接続し、凝縮水を通流する第１連通経路と、排気経路および水タンクを接続する第２連通経路と、水タンク内に所定水位以上に溜まった凝縮水を、水タンクから排水する排水経路と、制御器とを備えている。そして、第１連通経路、第２連通経路、および、排水経路は、少なくとも水タンクに水が溜まることにより、水タンクを介して水封される水封構成を有している。可燃ガス経路と第１連通経路との分岐部は、排気経路と第２連通経路との分岐部よりも、重力方向の下方に位置するように構成されている。また、制御器は、可燃ガス供給装置から燃焼器への可燃ガスの供給異常が起こった場合に、異常と判定する、異常を報知する、および、運転を停止する動作のうちの少なくとも１つの動作を行うように構成されている。
【００７０】
このような構成によれば、第２連通経路に溜まった凝縮水が溢れて排気ガス経路に至るまでの間に、第１連通経路に溜まった凝縮水が溢れて可燃ガス経路に至り、水分が燃焼器に侵入し、燃焼器での可燃ガスの燃焼が消火する。よってこれを検知することにより、排水経路の通流閉塞異常を、さらに確実に検知できる。
【００７１】
なお、可燃ガス経路と第１連通経路との分岐部が、排気経路と第２連通経路との分岐部よりも、重力方向の上方に位置するように構成された場合は、第１連通経路に溜まった凝縮水が溢れて可燃ガス経路に至るまでの間に、第２連通経路に溜まった凝縮水が溢れて排気経路に至り、燃焼排ガスの排出が阻害され、燃焼器への可燃ガスの供給異常が発生する。よってこれを検知することにより、排水経路の通流閉塞異常を、さらに確実に検知できる。
【００７２】
また、第５の態様は、第１の態様から第４の態様までのいずれかの態様において、可燃ガス供給装置は、水素含有ガスおよび酸化剤ガスが供給されて発電する燃料電池を有し、可燃ガスは、燃料電池のアノードから排出されるアノード排ガスである。
【００７３】
これにより、可燃ガス供給装置を燃料電池に適用しても、排水経路が通流閉塞して水タンクから排水できないときに、燃焼器での可燃ガスの燃焼が消火、または、可燃ガス供給装置から燃焼器への可燃ガスの供給異常が発生するので、これらを検知することにより、排水経路の通流閉塞異常を確実に検知できる。
【００７４】
また、第６の態様は、第１の態様から第４の態様までのいずれかの態様において、可燃ガス供給装置は、原料から水素含有ガスを生成する水素生成器を有し、可燃ガスは、水素生成器から排出された水素含有ガスである。
【００７５】
このような構成によれば、可燃ガス供給装置を水素生成器に適用しても、排水経路が通流閉塞して水タンクから排水できないときに、燃焼器での可燃ガスの燃焼が消火、または、可燃ガス供給装置から燃焼器への可燃ガスの供給異常が発生するので、これらを検知することにより、排水経路の通流閉塞異常を確実に検知できる。
【００７６】
また、第７の態様は、第３の態様または第４の態様において、可燃ガス供給装置は、原料を供給する原料供給器と、原料から水素含有ガスを生成する水素生成器と、原料供給器から水素生成器に供給される原料の流量を検知する原料流量検知部と、水素含有ガスおよび酸化剤ガスが供給されて発電する燃料電池とを有している。そして、燃料電池には、アノードに燃料ガスを供給する燃料ガス内部経路と、カソードに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス内部経路とが設けられており、燃料ガス内部経路の下流端に、可燃ガス経路が接続されている。そして、制御器は、燃料電池の発電量に応じて予め設定された供給能力になるように原料供給器を制御し、原料流量検知部が予め設定された原料流量よりも低い流量を検知した場合には、燃料電池の運転を停止するように構成されている。
【００７７】
このような構成によれば、排水経路が閉塞されて、水が可燃ガス経路に浸入し、可燃ガスの供給が阻害され、可燃ガスの供給異常が発生した場合、または、水が排気経路に浸入し、燃焼排ガスの排出が阻害され、結果として可燃ガスの供給異常が発生した場合に、原料供給器の原料流量が低下する。この低下を検知して燃料電池の運転を停止させるので、安全性の高い構成を実現することができる。
【００７８】
また、第８の態様は、第３の態様または第４の態様において、可燃ガス供給装置は、原料を供給する原料供給器と、原料から水素含有ガスを生成する水素生成器と、原料供給器から水素生成器に供給される原料の流量を検知する原料流量検知部と、水素含有ガスおよび酸化剤ガスが供給されて発電する燃料電池とを有している。そして、燃料電池には、アノードに燃料ガスを供給する燃料ガス内部経路と、カソードに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス内部経路とが設けられており、燃料ガス内部経路の下流端に、可燃ガス経路が接続されており、制御器は、燃料電池の発電量に応じた規定流量の原料を供給するように原料供給器をフィードバック制御するように構成されている。そして、制御器は、原料供給器の供給能力が、予め設定された供給能力よりも高くなる場合には、燃料電池の運転を停止するように構成されている。
【００７９】
このような構成によれば、排水経路が閉塞されて、水が可燃ガス経路に浸入し、可燃ガスの供給が阻害され、可燃ガスの供給異常が発生した場合、または、水が排気経路に浸入し、燃焼排ガスの排出が阻害され、結果として可燃ガスの供給異常が発生した場合に、原料供給器の原料流量が低下し、原料供給器は、供給能力を所定の能力よりも上げようとする。この供給能力が高くなることを検知して燃料電池の運転を停止させるので、安全性の高い構成を実現することができる。
また、本開示の第９の態様の燃料電池システムは、原料から水素含有ガスを生成する水素生成器と、水素含有ガスおよび酸化剤ガスが供給されて発電する燃料電池と、燃料電池から可燃ガス経路を介して排出されるアノード排ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する燃焼器と、燃焼器から排出された燃焼排ガスを大気中に排出する排気経路と、アノード排ガス中の水分が凝縮された凝縮水を貯める水タンクとを備えている。また、可燃ガス経路および水タンクを接続し、凝縮水を通流する第１連通経路と、排気経路および水タンクを接続する第２連通経路と、水タンク内に所定水位以上に溜まった凝縮水を、水タンクから排水する排水経路とを備え、第１連通経路、第２連通経路、および、排水経路は、少なくとも水タンクに水が溜まることにより、水タンクを介して水封される水封構成を有している。また、水封構成は、排水経路の通流が閉塞されていない場合には、アノード排ガスが燃焼器で燃焼されて、燃焼排ガスが排気経路から大気中に排出されるように構成されるとともに、排水経路の通流が閉塞されている場合には、燃料電池から燃焼器へのアノード排ガスの供給異常が発生するように構成されている。
また、本開示の第１０の態様に燃料電池システムは、原料から水素含有ガスを生成する水素生成器と、水素含有ガスおよび酸化剤ガスが供給されて発電する燃料電池と、燃料電池から可燃ガス経路を介して排出されるアノード排ガスを燃焼させて燃焼排ガスを排出する燃焼器と、燃焼器から排出された燃焼排ガスを大気中に排出する排気経路と、アノード排ガス中の水分が凝縮された凝縮水を貯める水タンクとを備えている。また、可燃ガス経路および水タンクを接続し、凝縮水を通流する第１連通経路と、排気経路および水タンクを接続する第２連通経路と、水タンク内に所定水位以上に溜まった凝縮水を、水タンクから排水する排水経路とを備え、第１連通経路、第２連通経路、および、排水経路は、少なくとも水タンクに水が溜まることにより、水タンクを介して水封される水封構成を有している。また、可燃ガス経路と第１連通経路との分岐部は、排気経路と第２連通経路との分岐部よりも、重力方向の下方に位置するように構成されている。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上述べたように、本発明によれば、排水経路が通流閉塞された場合に、確実に異常を検知することができる、という格別な効果を奏することができる。よって、本発明の燃焼システムは、例えばコージェネレーション装置に利用される燃料電池システム等に適用でき、有用である。
【符号の説明】
【００８１】
１    燃料電池システム
２    燃料電池
３    水素生成器
４    燃焼器
５    燃焼検知器
６    可燃ガス熱交換器
７    燃焼排ガス熱交換器
８    水タンク
９    燃料ガス経路
１０    可燃ガス経路
１１    排気口
１２    排気経路
１３    第１連通経路
１４    第２連通経路
１５    排水経路
１６    制御器
２１    水素生成システム
６０    水素利用装置
【図１】
0006507373.tif 000002
【図２】
0006507373.tif 000003
【図３】
0006507373.tif 000004
【図４】
0006507373.tif 000005
【図５】
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