(57)【要約】【課題】燃料電池発電装置の運転を停止しなくとも、燃料電池本体のガス流路内に生じた水を流去して、安定したセル電圧を確保できる燃料電池発電装置を提供する。【解決手段】原燃料を脱硫処理する脱硫器３５と、脱硫処理された脱硫原燃料を水蒸気改質して改質ガスを生成する改質器２１及び改質器２１に反応熱を供給する燃焼装置２２を備える改質装置２０と、酸化剤ガスと改質装置２２で生成された改質ガスとを電極反応させて電力を得る燃料電池本体１０とを備え、脱硫器３５とアノード電極１２とがバイパス管Ｌ８を介して接続されており、燃料電池本体１０の改質ガスの流路内に発生した水を除去する必要性が生じたとき、バイパス管１０を通してアノード電極１２に脱硫原燃料を供給するように構成されている燃料電池発電装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原燃料を脱硫処理する脱硫器と、脱硫処理された脱硫原燃料を水蒸気改質して改質ガスを生成する改質器及び該改質器に反応熱を供給する燃焼装置を備える改質装置と、酸化剤ガスと前記改質装置で生成された改質ガスとを電極反応させて電力を得る燃料電池本体とを備える燃料電池発電装置であって、
前記脱硫器と前記アノード電極とがバイパス配管を介して接続されており、
前記燃料電池本体の改質ガスの流路内に発生した水を除去する必要性が生じたとき、前記バイパス配管を通して、前記アノード電極に前記脱硫原燃料を供給するように構成されていることを特徴とする燃料電池発電装置。
【請求項２】
前記バイパス配管から前記アノード電極に供給する前記脱硫原燃料の供給量を、前記燃料電池本体のセル電圧がセル電圧想定値より低いほど、予め設定された範囲内で増加させるように構成されている請求項１に記載の燃料電池発電装置。
【請求項３】
前記バイパス配管から前記アノード電極に供給する前記脱硫原燃料の供給量を、前記燃料電池本体のセル電圧がセル電圧想定値より低いほど、予め設定した範囲内で段階的又は連続的に増加させるように構成されている、請求項１又は２に記載の燃料電池発電装置。
【請求項４】
前記バイパス配管から供給する前記脱硫原燃料の供給量に応じて、前記燃料電池本体のカソード電極に供給する酸化剤ガスの供給量を増加させるように構成されている請求項１〜３のいずれか一つに記載の燃料電池発電装置。
【請求項５】
前記燃料電池本体のアノード電極から排出される燃料オフガスと、燃焼用空気とが、前記燃焼装置に供給されて燃焼されるように構成されており、前記バイパス管から前記燃料電池本体に供給される前記脱硫原燃料の供給量に応じて、前記燃焼用空気の供給量を増加させるように構成されている請求項１〜４のいずれか一つに記載の燃料電池発電装置。
【請求項６】
前記バイパス管から供給する前記脱硫原燃料の供給量の増加に伴い、前記燃料オフガスに対する前記燃焼用空気の割合を予め設定した範囲で増加させるように構成されている請求項５に記載の燃料電池発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池本体内部に滞留している水を除去して、運転状態を正常状態に回復・維持できる燃料電池発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、電解質層を挟んで一対の電極を配置し、一方の電極（アノード電極）に水素を含有する燃料ガスを供給するとともに他方の電極（カソード電極）に酸素を含有する酸化剤ガスを供給し、両電極間で起きる反応を利用して起電力を得る発電システムであって、各電極では、それぞれ下式のような反応が起きている。（１）はアノード電極側に於ける反応、（２）はカソード電極側に於ける反応を表す。
【０００３】
Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−                    ・・・（１）
１／２Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ      ・・・（２）
【０００４】
このように燃料電池では、発電に伴い水が生成される。また、例えば固体高分子形燃料電池においては、電解質を湿潤状態に維持することで発電効率が向上するので、改質ガスや酸化剤ガスは、通常加湿して用いられている。
【０００５】
改質ガスや酸化剤ガスは、各ガス流路を流れる間に、各電極における反応によって、ガス中の水素及び酸素を消費して水を生成するので、下流に行くに従って水素や酸素の濃度が薄くなり、水蒸気の濃度が上昇する。そのため、ガス流路の下流側では、水蒸気が凝縮して流路内に水が滞留しやすい状態となっている。流路内に水が滞留すると、ガスの流れに対する抵抗が生じるので、ガスの流れが妨げられて、その影響により各セルへの反応ガスの流量配分が悪くなり、セル電圧が低下或いは不安定な状況に陥ることがある。
【０００６】
流路内への水の凝縮や滞留を抑制し、各セルの反応ガスの流量配分を良好な状態を維持するため、例えば下記特許文献１〜３には、セパレータのガス流通溝の途中に、流通溝を複数連通させた連通孔を配置して、流路に滞留した水を除去することが開示されている。
【０００７】
また、下記特許文献４には、燃料電池への改質ガス及び酸化剤ガスの供給を停止後所定時間内に、改質ガス及び酸化剤ガスの少なくとも一方のガスの排出側から、加湿装置を経由して燃料電池外部へ、不活性ガスまたは未加湿の当該反応ガスを所定時間通流して、燃料電池発電装置の運転停止時に、ガス流通溝における湿潤ガスの滞留および水分の凝縮を防止することが開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２８４０９５号公報
【特許文献２】特開２０００−８２４８２号公報
【特許文献３】特開２０００−１００４５８号公報
【特許文献４】特開２００３−３１２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１〜３に開示されているように、セパレータに流量配分マニホールドや貫通孔等の集合孔を設ける場合、集合孔に、改質ガスや酸化剤ガスなどの反応ガスと、凝縮水とをそれぞれ分離させる手段を設ける必要がある。また、多量の水が集合孔に流入しない場合は問題ないが、現実的には、集合孔に水が多量に流入することがあるので、その水がガス流路に流れ込み、反応ガスの流れを損ない、セル電圧が低下或いは不安定な状況に陥りやすかった。更には、セパレータの加工に手間や費用を要することから、燃料電池の製造コストが増加する傾向があった。
【０００９】
また、ガス流路内には、燃料電池発電装置の停止時のみならず、運転時にも水が滞留するおそれがあるので、上記特許文献４に開示された方法では、運転時に滞留した水を流去することができず、運転中に低下あるいは不安定となったセル電圧を正常状態に回復することはできなかった。
【００１０】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、その目的は、燃料電池発電装置の運転を停止しなくとも、燃料電池本体のガス流路内に生じた水を流去して、安定したセル電圧を確保することができる燃料電池発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の燃料電池発電装置は、原燃料を脱硫処理する脱硫器と、脱硫処理された脱硫原燃料を水蒸気改質して改質ガスを生成する改質器及び該改質器に反応熱を供給する燃焼装置を備える改質装置と、酸化剤ガスと前記改質装置で生成された改質ガスとを電極反応させて電力を得る燃料電池本体とを備える燃料電池発電装置であって、前記脱硫器と前記アノード電極とがバイパス配管を介して接続されており、前記燃料電池本体の改質ガスの流路内に発生した水を除去する必要性が生じたとき、前記バイパス配管を通して、前記アノード電極に前記脱硫原燃料を供給するように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
電極反応に伴ない水蒸気が凝縮して燃料電池本体の改質ガス流路内に水が溜まるので、反応ガスの流通が阻害されて、安定したセル電圧が得られないことがあったが、本発明の燃料電池発電装置によれば、改質ガスの流路内に発生した水を除去する必要性が生じたとき、バイパス配管を通して、脱硫原燃料を供給するようにしたので、アノード電極のガス流路を流通するガスの流量及び流速が増加して、燃料電池発電装置の運転を停止しなくとも、ガス流路内に滞留した水を系外に排出・除去できる。このため、改質ガスの流通が正常になり、低下或いは不安定な状況に陥ったセル電圧を、正常な状態に回復させることができる。そして、この脱硫原燃料は、電極反応にとっては不活性ガスであるので、発電性能に支障をもたらすことは無い。
【００１３】
本発明の燃料電池発電装置は、前記バイパス配管から前記アノード電極に供給する前記脱硫原燃料の供給量を、前記燃料電池本体のセル電圧がセル電圧想定値より低いほど、予め設定された範囲内で増加させるように構成されていることが好ましい。この態様によれば、アノード電極への脱硫原燃料の過剰な供給を抑制して、ガス流路内に滞留した水を系外に排出・除去できる。
【００１４】
また、本発明の燃料電池発電装置は、前記バイパス配管から前記アノード電極に供給する前記脱硫原燃料の供給量を、前記燃料電池本体のセル電圧がセル電圧想定値より低いほど、予め設定した範囲内で段階的又は連続的に増加させるように構成されていることが好ましい。この態様によれば、セル電圧を正常状態に回復させるために使用する、アノード電極に供給する脱硫原燃料の供給量を最小限に抑えることが出来るので、運転コストを低減することができる。また、アノード電極から排出される燃料オフガスを燃焼装置に返送して燃焼原料とする場合にあっては、燃料オフガス中の脱硫原燃料の含有量を最小限に抑えることができるので、燃料オフガスの不完全燃焼や、発熱量の増加などの発生を抑制でき、改質装置に対する熱的負荷や、装置汚染を低減できる。
【００１５】
本発明の燃料電池発電装置は、前記バイパス配管から供給する前記脱硫原燃料の供給量に応じて、前記燃料電池本体のカソード電極に供給する酸化剤ガスの供給量を増加させるように構成されていることが好ましい。電極反応に伴ないカソード電極側のガス流路内にも凝縮水が生成する場合があるため、バイパス配管から供給する脱硫原燃料の供給量に応じて燃料電池本体のカソード電極に供給する酸化剤ガスの供給量を増加させることで、カソード電極側のガス流路内に滞留した水を系外に排出・除去できる。
【００１６】
本発明の燃料電池発電装置は、前記燃料電池本体のアノード電極から排出される燃料オフガスと、燃焼用空気とが、前記燃焼装置に供給されて燃焼されるように構成されており、前記バイパス管から前記燃料電池本体に供給される前記脱硫原燃料の供給量に応じて、前記燃焼用空気の供給量を増加させるように構成されていることが好ましい。この態様によれば、燃料オフガスを熱源として有効利用でき、また、燃料オフガスを完全燃焼させることができるので、燃料オフガスの未燃焼成分の発生を抑制できる。
【００１７】
本発明の燃料電池発電装置は、前記バイパス管から供給する前記脱硫原燃料の供給量の増加に伴い、前記燃料オフガスに対する前記燃焼用空気の割合を予め設定した範囲で増加させるように構成されていることが好ましい。脱硫原燃料は、電極反応では消費されないので、バイパス管から供給される脱硫原燃料の供給量が増加するに伴い、燃料オフガス中の脱硫原燃料の含有量が増加する。このため、オフガスを燃焼する際、燃焼装置での発熱量が増加する傾向にあるため、改質触媒などが熱劣化する可能性がある。しかし、この態様によれば、バイパス管から供給される脱硫原燃料の供給量の増加に伴ない、燃料オフガスに対する燃焼用空気の割合を、予め設定した範囲で増加することにより、断熱火炎温度を下げることができるので、改質装置の急激な温度上昇を抑制できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、燃料電池本体の改質ガスの流路内に発生した水を除去する必要性が生じたとき、バイパス配管を通して、脱硫原燃料を供給するようにしたので、アノード電極のガス流路を流通するガスの流量及び流速が増加して、ガス流路内に滞留した水を排出・除去できる。このため、改質ガスの流通が正常になり、低下或いは不安定な状況に陥ったセル電圧を、正常な状態に回復させることができる。そして、この脱硫原燃料は、電極反応にとっては不活性ガスであるので、発電性能に支障をもたらすことは無い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図１に基づいて説明する。図１は、本発明の燃料電池発電装置の概略構成図である。
【００２０】
燃料電池本体１０は、電解質１１と、この両側に配置されたアノード電極１２及びカソード電極１３と、これらからなる単位セルの複数個を重ねる毎に配設される冷却管を有する冷却水系１４とで主に構成されている。また、この燃料電池本体１０には、電圧センサ１７が設置されており、計測されたセル電圧を制御装置４０に送信できるように構成されている。
【００２１】
冷却水系１４は、冷却水タンク１５から伸びた冷却水供給管Ｌ１１が接続しており、冷却水循環ポンプ１６を作動させて、冷却水系１４に冷却水を循環供給できるように構成されている。
【００２２】
アノード電極１２の改質ガス導入口１２ａには、改質器２１から伸びた改質ガス供給管Ｌ１が接続している。
【００２３】
アノード電極１２の燃料オフガス排出口１２ｂからは、燃料オフガス排出管Ｌ２が伸びて、燃焼装置２２の燃焼源導入部２２ａに接続している。
【００２４】
カソード電極１３の酸化剤ガス導入口１３ａには、空気供給装置３１から伸びた酸化剤ガス供給管Ｌ３が接続している。この空気供給装置３１は、制御装置４０からの出力信号によって、駆動力を調整できるように構成されている。
【００２５】
カソード電極１３の酸化剤オフガス排出口１３ｂからは、酸化剤オフガス排出管Ｌ４が伸びて、外部へ電極反応に使用した酸化剤ガスを排気できるように構成されている。
【００２６】
改質装置２０は、改質器２１と燃焼装置２２とＣＯ変成器２３とＣＯ除去器２４とで主に構成されている。
【００２７】
改質器２１は、ナフサ、天然ガス、石炭ガス、アルコール類等の炭化水素類の原燃料を脱硫した脱硫原燃料から水蒸気改質反応により水素を主体とした改質ガスを生成させる反応器である。そして、改質器２１には、改質触媒の充填された改質触媒層を加熱して、改質反応を行うための反応熱を供給する燃焼装置２２が連設されている。
【００２８】
燃焼装置２２の燃焼源導入部２２ａには、燃焼空気ブロア３２から伸びた燃焼空気供給管Ｌ５と、アノード電極１２の燃料オフガス排出口１２ｂから伸びた燃料オフガス排出管Ｌ２が接続している。燃焼空気供給管Ｌ５には、燃焼装置２２から排気される燃焼オフガスと熱交換する熱交換器２５が途中に配置されている。また、燃焼空気ブロア３２は、制御装置４０からの出力信号によって、ブロアの回転数を調整できるように構成されている。
【００２９】
燃焼装置２２の燃焼排ガス排出口２２ｂからは、燃焼排ガスを排気するための燃焼排ガス排出管Ｌ６が伸び、熱交換器２５にて燃焼空気供給管Ｌ５から供給される燃焼空気と熱交換したのち、図示しない次工程で処理、あるいは、大気へ放出できるように構成されている。
【００３０】
改質器２１の改質原料の投入口２１ａには、都市ガスやＬＰＧなどの原燃料源から伸びた原燃料供給管Ｌ７が接続している。この原燃料供給管Ｌ７には、昇圧器３４、脱硫器３５、第１の脱硫原燃料流量計３６が配置されており、原燃料源から供給される原燃料を、脱硫器３５で脱硫処理できるように構成されている。また、原燃料供給管Ｌ７は、一部が分岐してバイパス管Ｌ８をなしており、流量調整弁３７、第２の脱硫原燃料流量計３８が途中に配置されて、改質ガス供給管Ｌ１に連結している。そして、この流量調整弁３７は、制御装置４０からの出力信号によって、弁の開度を調整できるように構成されている。また、原燃料供給管Ｌ７は、冷却水タンク１５から延出した、改質水供給ポンプ１８が途中に配置された改質水供給管Ｌ９が接続している。
【００３１】
改質器２１の改質ガス吐出口２１ｂ側には、ＣＯ変成器２３及びＣＯ除去器２４が配置されている。ＣＯ変成器２３は、改質ガス中のＣＯを、水蒸気と反応させて、水素とＣＯ２に変成（水性ガスシフト反応；発熱反応）させる装置であり、ＣＯ除去器２４は、改質ガスに含まれるＣＯを選択的に酸化（選択酸化反応；発熱反応）させてＣＯ２とする装置である。そして、ＣＯ除去器２４には、ＣＯ除去器２４における酸化反応に必要な空気等の酸化剤ガスを取り込むための配管Ｌ１０が接続されており、この配管Ｌ１０は、途中にガス供給ポンプ３９が配置されている。なお、ＣＯ変成器２３、ＣＯ除去器２４は、適用される燃料電池本体１０の種類や、原燃料の種類や、改質器２１に充填された触媒の種類などに応じて、ＣＯ変成器２３のみであってもよい場合がある。また、ＣＯ変成器２３及びＣＯ除去器２４以外の反応器を用いてもよく、ＣＯ変成器２３及び／又はＣＯ除去器２４と、それ以外の反応器とを組み合わせて用いてもよい。また、ＣＯ除去器２４は、ＣＯと空気中の酸素を選択的に反応させてＣＯ濃度を低減する選択酸化反応を用いる反応器以外に、ＣＯと水素を反応させてメタン化させることでＣＯ濃度を低減するメタネーション反応を用いる反応器であってもよい。
【００３２】
次に、本発明の燃料電池発電装置の運転方法を説明する。
【００３３】
原燃料源から供給される原燃料は、昇圧器３４で昇圧したのち、脱硫器３５に導入して原燃料に含まれる硫黄成分を除去する。このとき、第１の脱硫原燃料流量計３６の値が設定範囲内となるように原燃料の供給量を調整する。
【００３４】
そして、硫黄成分が除去された原燃料（以下、脱硫原燃料とする）を、改質水供給管Ｌ９から供給される改質水と混合して改質器２１に供給し、改質器２１にて水蒸気改質反応を行い水素に富む改質ガスを生成させる。なお、水蒸気改質反応は吸熱反応であることから、燃焼装置２２に燃焼空気供給管Ｌ５から燃焼用空気と、燃料オフガス排出管Ｌ２から燃料オフガスを供給し、これらを燃焼源として燃焼させ、改質器２１の触媒層を加熱する。
【００３５】
そして、改質器２１で生成された改質ガスは、ＣＯ変成器２３及びＣＯ除去器２４にてＣＯ濃度を低減させた後、アノード電極１２へ供給する。
【００３６】
燃料電池本体１０では、アノード電極１２に供給された改質ガスと、カソード電極１３に供給された酸素を主体とする酸化剤ガスとを電解質１１の両界面で反応させて発電し、この発電出力をインバータユニット（図示せず）などにて、所定電圧の交流電力に変換し電力系統に連係する。なお、正常運転時は、流量調整弁３７は閉とする。
【００３７】
このような運転を継続すると、燃料電池本体１０の改質ガスや酸化剤ガスのガス流路内には、経時的に発電の副生成物として発生した水や、改質ガスや酸化剤ガスなどに含まれる水分が凝縮して水が溜まることがある。
【００３８】
本発明においては、ガス流路内に溜まった水を除去する必要性が生じたとき、流量調整弁３７を開として、バイパス管Ｌ８から脱硫原燃料を燃料電池本体１０のアノード電極１２に供給する。このとき、改質装置２０への脱硫原燃料の供給量が低下しないように、第１の脱硫原燃料流量計３６の値と、第２の脱硫原燃料流量計３８との値を確認しながら、昇圧器３４への原燃料の供給量を増加させることが好ましい。
【００３９】
ガス流路内に水が溜まると、改質ガスや酸化剤ガスの流量が不安定になり、セル電圧が低下或いは不安定になることから、この実施形態では、電圧センサ１７にて燃料電池本体１０のセル電圧を経時的に測定し、セル電圧が想定値を下回るセルが発生したとき、制御装置４０から流量調整弁３７に電気信号を送信して弁を開とし、バイパス管Ｌ８から脱硫原燃料を燃料電池本体１０のアノード電極１２に供給する。この場合、電圧センサ１７での測定値（Ｖ１）とセル電圧想定値（Ｖ０）との差（Ｖ１−Ｖ０）が小さいほど、流量調整弁３７の開度を大きくしてバイパス管Ｌ８からの脱硫原燃料の供給量を増加させることが好ましい。なお、本発明においてセル電圧想定値とは、運転可能と判断できる下限のセル電圧値を意味する。例えば、富士電機ホールディングス製のセルの場合、セル電圧想定値は、６００ｍＶである。
【００４０】
また、バイパス管Ｌ８からの脱硫原燃料の供給量は、燃料電池本体１０のガス流路構造や、セル電圧の低下率等によって異なってくるので特に限定しないが、例えば、１００％負荷運転において、ガス流路が凝縮水で閉塞された場合、ガスの流速を８％程度高めることで（即ち、セルに導入する改質ガスの８％にあたる脱硫原燃料を混合させることで）、流路内に滞留した水をセル外に排出しやすくなる。同様に、７５％負荷運転においては１２％程度、５０％負荷においては１５％程度、３０％負荷においては１９％程度、ガス流速を増加させるように脱硫原燃料をアノード電極１２に供給することで、ガス流路内に滞留した水をセル外に排出しやすくなる。
【００４１】
カソード電極１２側に脱硫原燃料を供給する際、カソード電極１２側のガス流速が目的の流速となるようにガス流速を一気に目的の流速にまで高めてもよく、段階的又は連続的に上昇させてもよい。なかでも、セル電圧を正常状態に回復させるために使用する脱硫原燃料を最小限に抑えることが出来るという理由から、セル電圧の状態を確認しながら、流量調整弁３７の開度を徐々に大きくして脱硫原燃料の供給量を段階的又は連続的に増加させ、目的の流速となる前にセル電圧が回復したら流量調整弁３７を閉としてバイパス管Ｌ８からの脱硫原燃料の供給を停止し、セル電圧が回復しない場合にあっては、目的の流速になるまで、脱硫原燃料の供給量を増加させ、その後、セル電圧が回復したら流量調整弁３７を閉としてバイパス管Ｌ８からの脱硫原燃料の供給を停止することが好ましい。
【００４２】
例えば、初期的には、目的とする流量の３０％程度の流速となるように流量調整弁３７の開度を調整してバイパス管Ｌ８から脱硫原燃料を供給し、その後、セル電圧の状態を確認しながら、流量調整弁３７の開度を調整して脱硫原燃料の供給量を段階的又は連続的に増加させる。そして、目的とする流速になる前にセル電圧が正常状態に回復したら流量調整弁３７を閉とする。一方、セル電圧が正常状態に回復しない場合にあっては、目的とする流速にまでガス流速を増加させて、セル電圧が正常状態に回復したら流量調整弁３７を閉とする方法が、好ましい一例として挙げられる。
【００４３】
また、アノード電極１２側のガス流路のみならず、カソード電極１３側のガス流路内にも水が溜まる場合がある。このため、バイパス管Ｌ８から供給する脱硫原燃料の供給量（第２の脱硫原燃料流量計３８の指示値）に応じて、空気供給装置３１のブロアの回転数を増加させてカソード電極１３に供給する酸化剤ガスの供給量を増加させることが好ましい。このようにすることでカソード電極１３のガス流路内に滞留している水を系外に排出できるので、酸化剤ガスの流通が正常となり、速やかにセル電圧を正常状態にまで回復することができる。
【００４４】
燃焼装置２２では、燃料オフガスを燃焼空気と混合して燃焼させ、改質器２１での水蒸気改質反応で必要とされる反応熱を発生させるが、脱硫原燃料は燃料電池本体１０での電極反応では消費されないため、アノード電極１２に脱硫原燃料を供給することで、燃料オフガスに含まれる燃焼源が増加することとなる。その結果、燃焼装置２２にて燃料オフガスが不完全燃焼してカーボンが析出したり、発生熱量が過剰となって、触媒層を劣化させることがある。このため、アノード電極１２への脱硫原燃料の供給流量に合わせて、燃焼装置２２へ供給する燃焼空気の供給量を増加させることが好ましく、燃料オフガスに対する燃焼用空気の割合を予め設定した範囲で増加させることがより好ましい。この場合、例えば、空燃比（燃焼空気の量／オフガスの量）が、１．２〜１．５となるように、燃料オフガスに混合する燃焼用空気の割合を増加させることが好ましい。空燃比が１．２〜１．５となるように燃料オフガスに対する燃焼用空気の割合を予め設定した範囲で増加させることで、燃焼装置２２において、燃料オフガスの不完全燃焼を防止してカーボン析出等を防止でき、さらには、断熱火炎温度を下げることができるので、改質装置２０の急激な温度上昇を抑制でき、触媒層の熱劣化を防止できる。
【００４５】
以下、上記本発明の燃料電池発電装置の運転方法における制御装置４０での制御の一例を図２のフローチャートを用いて説明する。
【００４６】
まず、ステップＳ１にて、セル電圧想定値（Ｖ０）と、電圧センサ１７で測定された燃料電池本体１０のセル電圧（Ｖ１）とを比較し、セル電圧（Ｖ１）とセル電圧想定値（Ｖ０）との差（Ｖ１−Ｖ０）が、所定値を下回るかどうかの判断が行われる。
【００４７】
上記差（Ｖ１−Ｖ０）が所定値を下回る場合は、ステップＳ２にて、流量調整弁３７が開いているかどうかの判断が行われる。
【００４８】
流量調整弁３７が閉じている場合は、ステップＳ３にて、流量調整弁３７を所定開度で開いた後、Ｓ１へと戻る。流量調整弁３７が開いている場合は、ステップＳ４にて、流量調整弁３７の開度が上限値になっていないかどうかの判断が行われる。
【００４９】
流量調整弁３７の開度が上限値に達している場合は、ステップＳ１へ戻る。一方、流量調整弁３７の開度が上限値に達していない場合は、ステップＳ５にて流量調整弁３７の開度を所定割合で増大させ、ステップＳ６にて流量調整弁３７の開度に応じて燃焼空気ブロア３２の回転数を増加させて、燃焼空気の供給量を増大させ、ステップＳ７にて、流量調整弁３７の開度に応じて空気供給装置の駆動を変化させて、カソード電極１３への空気の供給量を増大させたのち、ステップＳ１に戻る。
【００５０】
一方、ステップＳ１にて、上記差（Ｖ１−Ｖ０）が所定値を超える場合は、ステップＳ８にて、流量調整弁３７が開いているかどうかの判断が行われる。流量調整弁３７が閉じている場合は制御終了となる。流量調整弁３７が開いている場合は、ステップＳ９にて流量調整弁３７を閉じ、ステップＳ１０にて燃焼空気ブロア３２の供給量を定常状態に戻し、ステップＳ１１にて空気供給装置３１の供給量を定常状態に戻したのち、制御終了となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の燃料電池発電装置の概略構成図である。
【図２】制御装置での制御の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０：燃料電池本体
１１：電解質
１２：アノード電極
１２ａ：改質ガス導入口
１２ｂ：燃料オフガス排出口
１３：カソード電極
１３ａ：酸化剤ガス導入口
１３ｂ：酸化剤ガス排出口
１４：冷却水系
１５：冷却水タンク
１６：冷却水循環ポンプ
１７：電圧センサ
１８：改質水供給ポンプ
２０：改質装置
２１：改質器
２２：燃焼装置
２３：ＣＯ変成器
２４：ＣＯ除去器
２５：熱交換器
３１：空気供給装置
３２：燃焼空気ブロア
３４：昇圧器
３５：脱硫器
３６：第１の脱硫原燃料流量計
３７：流量調整弁
３８：第２の脱硫原燃料流量計
３９：ガス供給ポンプ
４０：制御装置
Ｌ１：改質ガス供給管
Ｌ２：燃料オフガス排出管
Ｌ３：酸化剤ガス供給管
Ｌ４：酸化剤オフガス排出管
Ｌ５：燃焼空気供給管
Ｌ６：燃焼排ガス排出管
Ｌ７：原燃料供給管
Ｌ８：バイパス管
Ｌ９：改質水供給管
Ｌ１０：配管
Ｌ１１：冷却水供給管
【図１】
2008293815.tif 000003
【図２】
2008293815.tif 000004