(57)【要約】【課題】ＬＰガス等を燃料ガスとして用いる燃料電池システムを構築する上で、燃料ガスの課金情報の取得を損なうことなく、無駄な圧力調整を伴わずに高圧の燃料ガスを改質器における水蒸気との反応に適した圧力に調整すること。【解決手段】所定圧のＬＰガスに水蒸気を加えて改質し水素を得る改質器１１を備える燃料電池システム１に、所定圧のＬＰガスを供給する装置であって、所定圧よりも高圧のＬＰガスの液体が充填、貯留され、内容物の補充が可能なバルク貯槽５１から、バルク貯槽５１に充填、貯留された所定圧よりも高圧のＬＰガスの液体を、所定圧まで減圧させて改質器１１に供給する圧力調整器５３及びガス配管５７を備えることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定圧の燃料ガスに水蒸気を加えて改質し水素を得る改質器を備える燃料電池システムに、前記所定圧の燃料ガスを供給するに当たり、
自身の交換又は内容物の補充が可能な密閉型加圧容器に充填、貯留された、前記所定圧よりも高圧の前記燃料ガスの液体を、前記所定圧まで減圧させて前記改質器に供給するようにした、
燃料電池システムへの燃料ガス供給方法。
【請求項２】
前記密閉型加圧容器として、残量の減少に伴い交換されるガスシリンダを用いるようにした請求項１記載の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法。
【請求項３】
所定圧の燃料ガスに水蒸気を加えて改質し水素を得る改質器を備える燃料電池システムに、前記所定圧の燃料ガスを供給するに当たり、
密閉型加圧容器に充填、貯留された、前記所定圧よりも高圧の前記燃料ガスの液体を前記所定圧まで減圧させ、該所定圧の燃料ガスを、途中で流量を測定しつつ前記所定圧のまま前記改質器に供給するようにした、
燃料電池システムへの燃料ガス供給方法。
【請求項４】
前記改質器に供給する途中の前記所定圧の燃料ガスの質量流量を測定するようにした請求項３記載の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法。
【請求項５】
所定圧の燃料ガスに水蒸気を加えて改質し水素を得る改質器を備える燃料電池システムに、前記所定圧の燃料ガスを供給する装置であって、
前記所定圧よりも高圧の前記燃料ガスの液体が充填、貯留され、自身の交換又は内容物の補充が可能な密閉型加圧容器から、該密閉型加圧容器に充填、貯留された前記所定圧よりも高圧の前記燃料ガスの液体を、前記所定圧まで減圧させて前記改質器に供給する減圧供給手段を備える、
ことを特徴とする燃料電池システムへの燃料ガス供給装置。
【請求項６】
前記密閉型加圧容器は、残量の減少に伴い交換される可搬性のガスシリンダである請求項５記載の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置。
【請求項７】
所定圧の燃料ガスに水蒸気を加えて改質し水素を得る改質器を備える燃料電池システムに、前記所定圧の燃料ガスを供給する装置であって、
密閉型加圧容器に充填、貯留された、前記所定圧よりも高圧の前記燃料ガスの液体を、前記所定圧まで減圧させて前記改質器に供給する減圧供給手段と、
前記所定圧まで減圧させた前記燃料ガスの流量を前記所定圧のまま測定する流量測定手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池システムへの燃料ガス供給装置。
【請求項８】
前記流量測定手段は、前記所定圧まで減圧させた前記燃料ガスの質量流量を測定する請求項７記載の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定圧の燃料ガスに水蒸気を加えて改質し水素を得る改質器を備える燃料電池システムに所定圧の燃料ガスを供給する方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水の電気分解の逆反応により電気エネルギーを発生させる燃料電池には、リン酸形のような商用化段階に至っているものから、溶融炭酸塩形、固体電解質形、固体高分子形等の試験段階のものまで、原料を水蒸気と反応させる改質器によって、電気エネルギーを発生させるプロセスに必要な水素を生成するようにしている。
【０００３】
中でも、電気エネルギーを発生させるプロセスにおいて温水（又は蒸気）を併せて発生させるコジェネレーション式の燃料電池システムは、電気設備と給湯設備とを併せ持つ一般家庭への普及が試みられており、この場合の原料としては、従来、恒久的な原料供給を担保し易い都市ガスが有力視されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
そして、上述したコジェネレーション式を始めとする、都市ガスを原料とした燃料電池システムにおいては、灯外内管から供給される都市ガスの消費量を途中のガスメータで測定して課金情報を取得しつつ、ガスメータの下流側において、家庭消費用に調圧された灯外内管内の都市ガスを、改質器における水蒸気との反応に適した圧力に昇圧させることになる。
【０００５】
ところで、都市ガスを原料とした燃料電池システムでは、都市ガス設備のある地域に適用地域が限られてしまい一般家庭に広く普及させる上でネックとなってしまうので、近年の大型シリンダの登場や、それをさらに上回る容積のバルク貯槽の登場により、都市ガス並みの恒久的原料供給が可能となりつつある、入手及び貯蔵が容易なＬＰガスを、原料とすることが検討されている。
【０００６】
また、ＬＰガスを燃料電池の原料とすることは、都市ガスを原料とする燃料電池システムにおける都市ガス供給設備に支障が発生した場合のバックアップとしても、大いに期待されている。
【０００７】
そして、ＬＰガスを原料とした燃料電池システムにおいては、都市ガスを原料とした燃料電池システムと同様に、供給されるＬＰガスの消費量を途中のガスメータで測定して課金情報を取得しつつ、ガスメータの下流側において、家庭消費用に調圧されたＬＰガスを、改質器における水蒸気との反応に適した圧力に昇圧させることになる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１７６５３３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＬＰガスの場合は都市ガスと違い、シリンダにせよバルク貯槽にせよ、それらの内部ではＬＰガスが液化のためにかなりの高圧で充填されており、減圧器により家庭消費用に減圧してガスメータに供給している。
【００１０】
そのため、都市ガスを原料とした燃料電池システムが主流を占めている現状では、ＬＰガスを原料とした燃料電池システムにおいては、結果的に、高圧のものを一旦低圧にしてその後、改質器における水蒸気との反応に適した中圧まで昇圧させるという、二段階の調圧設備を必要とすることになり、設備としてもプロセスとしても、圧力調整について無駄な部分が発生することになる。
【００１１】
また、上記した問題は、都市ガス以外の例えばジメチルエーテル（ＤＭＥ）等を原料とした燃料電池システムを構築する場合にも、同様に発生する可能性がある。
【００１２】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、ＬＰガスやジメチルエーテル等、都市ガス以外を原料（燃料ガス）とした燃料電池システムを構築する上で、燃料ガスの課金情報の取得を損なうことなく、無駄な圧力調整を伴わずに高圧の燃料ガスを改質器における水蒸気との反応に適した圧力に調整して供給することのできる燃料電池システムへの燃料ガス供給方法と、この方法を実施する際に用いて好適な燃料電池システムへの燃料ガス供給装置とを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する請求項１乃至請求項４に記載した本発明は、燃料電池システムへの燃料ガス供給方法に関するものであり、請求項５乃至請求項８に記載した本発明は、燃料電池システムへの燃料ガス供給装置に関するものである。
【００１４】
そして、請求項１に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法は、所定圧の燃料ガスに水蒸気を加えて改質し水素を得る改質器を備える燃料電池システムに、前記所定圧の燃料ガスを供給するに当たり、自身の交換又は内容物の補充が可能な密閉型加圧容器に充填、貯留された、前記所定圧よりも高圧の前記燃料ガスの液体を、前記所定圧まで減圧させて前記改質器に供給するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項２に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法は、請求項１に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法において、前記密閉型加圧容器として、残量の減少に伴い交換されるガスシリンダを用いるようにした。
【００１６】
さらに、請求項３に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法は、所定圧の燃料ガスに水蒸気を加えて改質し水素を得る改質器を備える燃料電池システムに、前記所定圧の燃料ガスを供給するに当たり、密閉型加圧容器に充填、貯留された、前記所定圧よりも高圧の前記燃料ガスの液体を前記所定圧まで減圧させ、該所定圧の燃料ガスを、途中で流量を測定しつつ前記所定圧のまま前記改質器に供給するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項４に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法は、請求項３に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法において、前記改質器に供給する途中の前記所定圧の燃料ガスの質量流量を測定するようにした。
【００１８】
さらに、請求項５に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置は、所定圧の燃料ガスに水蒸気を加えて改質し水素を得る改質器を備える燃料電池システムに、前記所定圧の燃料ガスを供給する装置であって、前記所定圧よりも高圧の前記燃料ガスの液体が充填、貯留され、自身の交換又は内容物の補充が可能な密閉型加圧容器から、該密閉型加圧容器に充填、貯留された前記所定圧よりも高圧の前記燃料ガスの液体を、前記所定圧まで減圧させて前記改質器に供給する減圧供給手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項６に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置は、請求項５に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置において、前記密閉型加圧容器が、残量の減少に伴い交換される可搬性のガスシリンダであるものとした。
【００２０】
さらに、請求項７に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置は、所定圧の燃料ガスに水蒸気を加えて改質し水素を得る改質器を備える燃料電池システムに、前記所定圧の燃料ガスを供給する装置であって、密閉型加圧容器に充填、貯留された、前記所定圧よりも高圧の前記燃料ガスの液体を、前記所定圧まで減圧させて前記改質器に供給する減圧供給手段と、前記所定圧まで減圧させた前記燃料ガスの流量を前記所定圧のまま測定する流量測定手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項８に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置は、請求項７に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置において、前記流量測定手段が、前記所定圧まで減圧させた前記燃料ガスの質量流量を測定するものとした。
【００２２】
請求項１に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法と、請求項５に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置とによれば、いずれも、密閉型加圧容器に対する高圧燃料ガスの液体の充填回数や、密閉型加圧容器自身の交換回数をカウントすることによって、燃料ガスの消費量が把握され、燃料ガスの消費量の把握のために既存のガスメータを用いたり、既存のガスメータの仕様に合わせて燃料ガスの圧力を調整したりする必要がなくなることになる。
【００２３】
また、請求項２に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法によれば、請求項１に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法において、請求項６に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置によれば、請求項５に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置において、いずれも、燃料ガスの消費量の把握が、ガスシリンダの交換回数をカウントすることによってなされることになる。
【００２４】
さらに、請求項３に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法と、請求項７に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置とによれば、いずれも、密閉型加圧容器に充填、貯留された高圧燃料ガスの液体を、改質器における水蒸気との反応に適した所定圧まで減圧させた後、その所定圧のまま改質器に供給する途中で燃料ガスの流量を測定することで、燃料ガスの消費量の把握のために既存のガスメータを用いたり、既存のガスメータの仕様に合わせて燃料ガスの圧力を調整したりする必要がなくなることになる。
【００２５】
また、請求項４に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法によれば、請求項３に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法において、請求項８に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置によれば、請求項７に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置において、いずれも、燃料ガスの消費量が質量流量として把握されることになる。
【００２６】
そして、燃料ガスが燃料としての役割を果たす主成分と、この主成分よりも比重が高く燃料としての役割よりもむしろ、燃料ガスに着臭するための着臭剤のような副成分とが混在したものである場合には、密閉式加圧容器内の燃料ガスの残量が減ってその密閉式加圧容器内の燃料ガス中に占める副成分の割合が高くなったことが、質量重量の測定値の変化により把握されて、改質器側に供給される燃料ガス中の副成分濃度が高くなったことが認識されるようになる。
【００２７】
したがって、燃料ガス中の副成分が、燃料ガスと水蒸気との反応に用いられる改質器の触媒や、改質器の前段に必要に応じて介設される脱硫器、或は、改質器の後段に設けられて改質器において発生した水素を空気中の酸素と反応させて直流の電気エネルギーを生成する燃料電池本体（セルスタック）のセル等の寿命に悪影響を及ぼす硫黄分を含むものである場合には、改質器側に供給される燃料ガス中の副成分濃度が高くなったという状況を考慮に入れて、密閉型加圧容器への燃料ガスの補充や密閉型加圧容器自身の交換時期を早めに決定するような構成が、実現可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法及びその装置の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法を適用した、本発明の一実施形態に係る燃料電池システムへの燃料ガス供給装置の概略構成を、一部ブロックにて示す説明図である。
【００３０】
そして、図１中引用符号１で示す本実施形態の燃料電池システムは、電気エネルギーを発生させるプロセスにおいて温水（又は蒸気）を併せて発生させるコジェネレーション式のものであって、本システムを設置する家屋の屋外に設けられており、改質器１１、燃料電池本体（セルスタック）１３、インバータ１５、並びに、排熱回収装置１７を備えている。
【００３１】
前記改質器１１は、原料であるＬＰガスを水蒸気と反応させて水素と温水（又は蒸気）を発生させるものであり、前記燃料電池本体１３は、改質器１１において発生した水素を空気中の酸素と反応させて直流の電気エネルギーを生成するものであり、前記インバータ１５は、燃料電池本体１３で生成された電気エネルギーを商用電力と同じ交流に変換するものである。
【００３２】
また、前記排熱回収装置１７は、改質器１１で発生した温水（又は蒸気）の熱エネルギーと、燃料電池本体１３で電気エネルギーが生成される際に発生する高温の排熱の熱エネルギーとを回収するもので、詳しくは、これら温水（又は蒸気）及び排熱と、外部から引き込んだ市水との間で、いわゆる熱交換を行うものである。
【００３３】
尚、排熱回収装置１７において回収された熱エネルギーにより加熱された市水は、燃料電池システム１の近傍の屋外に設置された貯湯槽３に貯留されて、家屋の屋内にて適宜利用され、インバータ１５で交流に変換された電気エネルギーは、屋内等にて適宜消費される。
【００３４】
そして、上述したような構成の燃料電池システム１に原料としてのＬＰガスを供給する、図１中引用符号５で示す本実施形態の燃料ガス供給装置は、バルク貯槽５１、圧力調整器５３、質量流量計５５、並びに、ガス配管５７を備えている。
【００３５】
前記バルク貯槽５１（密閉型加圧容器に相当）は、内部に高圧の液化ＬＰガスを貯留するもので、残量が減った場合には高圧の液化ＬＰガスを外部から充填、補充できる据え置き形の密閉タンクによって構成されており、前記圧力調整器５３は、バルク貯槽５１内の高圧の液化ＬＰガスを改質器１１における水蒸気との反応に適した圧力に減圧、気化させるものである。
【００３６】
尚、ＬＰガスは通常、プロパンガスやブタンガスといったガスが混合されて構成されているが、無臭であるが故に万一の漏洩の際に匂いでそれを察知することができないため、敢えて、硫黄分を多く含む着臭剤を混ぜている。
【００３７】
そして、ブタンガスは着臭剤よりも気化し易く、プロパンガスはブタンガスよりもさらに気化し易いので、バルク貯槽５１内のＬＰガスの消費が進むと、それに連れて、バルク貯槽５１内に残るＬＰガスの成分は、先ずプロパンガス成分が低くなり、次いでブタンガス成分が低くなり、やがて、着臭剤の濃度が高くなって行き、その結果、単位流量当たりのＬＰガスの質量流量、つまり、体積流量でなくカロリー量に比例した流量が、バルク貯槽５１内のＬＰガスの残量がなくなりかけたところで急激に低下する傾向を示す。
【００３８】
前記質量流量計５５は、圧力調整器５３で減圧、気化されたＬＰガスの、ガス配管５７を介して改質器１１に供給される供給量、即ち、減圧、気化されてガス配管５７を流れるＬＰガスの流量を測定するものである。
【００３９】
ちなみに、質量流量計５５は例えば、ガス配管５７を流れるＬＰガスの流れ方向におけるマイクロヒータの上流側と下流側とに各々配置したサーモパイルの起電力差によりＬＰガスの流速を測定し、ＬＰガスの流れ方向と直交する方向にマイクロヒータから間隔をおいた側方のサーモパイルの起電力によりＬＰガスの組成に応じた熱伝導率を測定するマイクロフローセンサと、マイクロフローセンサによる両測定値と、ガス配管５７の断面積とから、ガス配管５７を流れるＬＰガスの単位時間当たりの質量流量を演算すると共に、演算した質量流量の変動パターンを基に、ガス配管５７内のＬＰガスの着臭剤濃度が必要以上に高くなっていることを検出するマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータで演算した結果を表示する表示部等で構成することができる。
【００４０】
そして、本実施形態の燃料ガス供給装置５では、質量流量計５５が請求項中の流量測定手段に相当しているが、流量測定手段としての質量流量計５５は、表示部を備えていないものであっても良い。
【００４１】
尚、燃料電池システム１には、ガス配管５７から改質器１１に供給されるＬＰガスの漏洩を検出するガスセンサと、改質器１１から燃料電池本体１３に供給される水素の漏洩を検出する水素センサと、それぞれのセンサが検出対象のガスの漏洩を検出した際に、検出対象毎に内容が異なる漏洩警報信号を出力する信号出力回路とをユニット化したガス検知ユニット１９が、さらに設けられている。
【００４２】
そして、ガス検知ユニット１９からの漏洩警報信号は、質量流量計５５のマイクロコンピュータに一旦入力され、質量流量計５５のマイクロフローセンサから一定周期毎に入力される２つの測定値から算出されるＬＰガスの単位時間当たりの質量流量を示す流量信号や、ガス配管５７内のＬＰガスの着臭剤濃度が必要以上に高くなっていることを検出した際に質量流量計５５のマイクロフローセンサが出力する硫黄濃度警報信号と共に、屋外に設置された網制御装置（ＮＣＵ）７から電話回線（図示せず）を介して、遠隔地の監視センタ（図示せず）に伝送される。
【００４３】
ガス検知ユニット１９からの漏洩警報信号を受け取った不図示の監視センタでは、その漏洩警報信号に示されている検出対象がＬＰガスであれば、ガス配管５７上に設けられた不図示のガス遮断弁を遠隔操作で遮断させるための遮断信号を、上記の電話回線及び網制御装置７を介してガス遮断弁に伝送する。
【００４４】
また、不図示の監視センタで受け取った漏洩警報信号に示されている検出対象が水素であれば、改質器１１と燃料電池本体１３との間に設けられた不図示の水素遮断弁を遠隔操作で遮断させるための遮断信号と、上述したガス遮断弁を遠隔操作で遮断させるための遮断信号とを、上記の電話回線及び網制御装置７を介して両遮断弁に伝送する。
【００４５】
さらに、質量流量計５５からのＬＰガスの単位時間当たりの質量流量を示す流量信号を受け取った不図示の監視センタでは、その流量信号に示されている質量流量を基に、ＬＰガスの消費量に応じた課金情報を生成するほか、必要に応じて、バルク貯槽５１への高圧の液化ＬＰガスの充填タイミングを割り出す。
【００４６】
また、質量流量計５５からの硫黄濃度警報信号を受け取った不図示の監視センタでは、バルク貯槽５１内のＬＰガスがある程度減って全体に占める着臭剤の割合が高くなり、このままバルク貯槽５１内のＬＰガスが燃料電池システム１に供給され続けると、ＬＰガスを水蒸気と反応させるのに用いられる改質器１１の触媒や燃料電池本体１３のセル、或は、改質器１１の前段に必要に応じて介設される脱硫器（図示せず）等に腐食や寿命の短縮等の悪影響を及ぼしかねないものとして、バルク貯槽５１に高圧の液化ＬＰガスを充填するタイミングであることを認識する。
【００４７】
以上の説明からも明らかなように、本実施形態の燃料ガス供給装置５では、圧力調整器５３とガス配管５７とにより、請求項中の減圧供給手段が構成されている。
【００４８】
このように構成された本実施形態の燃料ガス供給装置５では、バルク貯槽５１内の高圧の液化ＬＰガスは圧力調整器５３によって、改質器１１における水蒸気との反応に適した圧力に直接減圧、気化され、それ以上に減圧された後に昇圧されるといった圧力調整上の無駄なプロセス及び設備が発生しない。
【００４９】
尚、バルク貯槽５１への高圧の液化ＬＰガスの充填回数又は充填量を、その作業を行う業者等の側においてカウントしておいて、それに基づいてＬＰガスの消費量に応じた課金情報を生成するようにする場合には、上記したように圧力調整上の無駄なプロセス及び設備が発生しない構成は、質量流量計５５を省略しても実現することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、高圧の液化ＬＰガスが据え置き形のバルク貯槽５１に貯留される場合について説明したが、バルク貯槽５１に代えてガスシリンダを高圧の液化ＬＰガスの貯留先として用いるようにしてもよい。
【００５１】
そして、ガスシリンダを高圧の液化ＬＰガスの貯留先として用いる場合にも、枯渇したガスシリンダの交換回数を、その作業を行う業者等の側においてカウントしておいて、それに基づいてＬＰガスの消費量に応じた課金情報を生成するようにする場合には、上記したように圧力調整上の無駄なプロセス及び設備が発生しない構成は、質量流量計５５を省略しても実現することができる。
【００５２】
ちなみに、バルク貯槽５１への高圧の液化ＬＰガスの充填回数やガスシリンダの交換回数に基づいて、ＬＰガスの消費量に応じた課金情報を生成するというのは、屋内のガス機器やガス給湯器等のみでＬＰガスを使用することを想定すると、バルク貯槽５１への高圧の液化ＬＰガスの充填やガスシリンダの交換が年に何回も行われる訳ではないので、余りに充填や交換の頻度が低過ぎ現実的ではない。
【００５３】
しかし、本実施形態のように燃料電池システム１における水素発生用の原料としてもＬＰガスを消費することが前提であれば、バルク貯槽５１への高圧の液化ＬＰガスの充填やガスシリンダの交換が月に１，２回行われることになるので、バルク貯槽５１への高圧の液化ＬＰガスの充填回数やガスシリンダの交換回数に基づいて、ＬＰガスの消費量に応じた課金情報を生成することは、あながち非現実的とは言えない。
【００５４】
そして、上述したような種々の手法でＬＰガスの消費量に応じた課金情報の生成を担保することで、課金情報の生成のために現状のＬＰガス用のガスメータをわざわざ使う必要がなくなり、そのため、ガスメータの規格に合わせて高圧の液化ＬＰガスを家庭消費用に適した圧力まで一旦減圧し、ガスメータ通過後のＬＰガスを、今度は改質器１１における水蒸気との反応に適した圧力に昇圧するといった、圧力調整上の無駄なプロセス及び設備の発生を、本実施形態の燃料ガス供給装置５によれば防止することができる。
【００５５】
尚、本実施形態では流量測定手段として質量流量計５５を用いる構成としたが、質量流量計５５に代えてフルイディックセンサや超音波センサ等、ガス配管５７を流れる、改質器１１における水蒸気との反応に適した圧力のＬＰガスの流量を測定することのできるセンサと、そのセンサの出力からガス配管５７を流れる流量を演算するマイクロコンピュータ等の演算手段とを有するものを、流量測定手段として用いるようにしてもよい。
【００５６】
但し、改質器１１の触媒や燃料電池本体１３のセル等に腐食等の悪影響を及ぼしかねないぐらい着臭剤濃度が必要以上に高くなる程、バルク貯槽５１内のＬＰガスが減ったことを、不図示の監視センタに通報し、バルク貯槽５１への高圧の液化ＬＰガスの充填を促すようにするためには、質量流量計５５が必要になる。
【００５７】
また、本発明は、ＬＰガスに限らず、例えばジメチルエーテル（ＤＭＥ）等の、改質器１１における水蒸気との反応により水素を発生し得る燃料ガスであって、自身の交換又は内容物の補充が可能な密閉型加圧容器に、改質器１１における水蒸気との反応に適した圧力よりも高圧の液体状態で充填、貯留される、都市ガス以外の燃料ガスを用いるものであれば、同様に適用可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法によれば、所定圧の燃料ガスに水蒸気を加えて改質し水素を得る改質器を備える燃料電池システムに、前記所定圧の燃料ガスを供給するに当たり、自身の交換又は内容物の補充が可能な密閉型加圧容器に充填、貯留された、前記所定圧よりも高圧の前記燃料ガスの液体を、前記所定圧まで減圧させて前記改質器に供給するようにした。
【００５９】
また、請求項５に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置によれば、所定圧の燃料ガスに水蒸気を加えて改質し水素を得る改質器を備える燃料電池システムに、前記所定圧の燃料ガスを供給する装置であって、前記所定圧よりも高圧の前記燃料ガスの液体が充填、貯留され、自身の交換又は内容物の補充が可能な密閉型加圧容器から、該密閉型加圧容器に充填、貯留された前記所定圧よりも高圧の前記燃料ガスの液体を、前記所定圧まで減圧させて前記改質器に供給する減圧供給手段を備える構成とした。
【００６０】
さらに、請求項３に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法によれば、所定圧の燃料ガスに水蒸気を加えて改質し水素を得る改質器を備える燃料電池システムに、前記所定圧の燃料ガスを供給するに当たり、密閉型加圧容器に充填、貯留された、前記所定圧よりも高圧の前記燃料ガスの液体を前記所定圧まで減圧させ、該所定圧の燃料ガスを、途中で流量を測定しつつ前記所定圧のまま前記改質器に供給するようにした。
【００６１】
また、請求項７に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置によれば、所定圧の燃料ガスに水蒸気を加えて改質し水素を得る改質器を備える燃料電池システムに、前記所定圧の燃料ガスを供給する装置であって、密閉型加圧容器に充填、貯留された、前記所定圧よりも高圧の前記燃料ガスの液体を、前記所定圧まで減圧させて前記改質器に供給する減圧供給手段と、前記所定圧まで減圧させた前記燃料ガスの流量を前記所定圧のまま測定する流量測定手段とを備える構成とした。
【００６２】
このため、請求項１及び請求項３に各々記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法と、請求項５及び請求項７に各々記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置とのいずれによっても、燃料ガスの消費量を把握して課金情報を生成できる状況を担保しつつ、無駄な圧力調整を伴わずに高圧の液化ＬＰガスを改質器における水蒸気との反応に適した圧力に調整して供給することできる。
【００６３】
さらに、請求項２に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法によれば、請求項１に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法において、前記密閉型加圧容器として、残量の減少に伴い交換されるガスシリンダを用いるようにした。
【００６４】
また、請求項６に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置によれば、請求項５に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置において、前記密閉型加圧容器が、残量の減少に伴い交換される可搬性のガスシリンダである構成とした。
【００６５】
このため、請求項２に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法と、請求項６に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置とのいずれによっても、ガスシリンダの交換回数をカウントすることによって、課金情報の生成に必要な燃料ガスの消費量を容易に把握することができる。
【００６６】
さらに、請求項４に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法によれば、請求項３に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法において、前記改質器に供給する途中の前記所定圧の燃料ガスの質量流量を測定するようにした。
【００６７】
また、請求項８に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置によれば、請求項７に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置において、前記流量測定手段が、前記所定圧まで減圧させた前記燃料ガスの質量流量を測定する構成とした。
【００６８】
このため、請求項４に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法と、請求項８に記載した本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給装置とのいずれによっても、燃料ガスが燃料としての役割を果たす主成分と、この主成分よりも比重が高く燃料としての役割よりもむしろ、燃料ガスに着臭するための着臭剤のような副成分とが混在したものである場合に、密閉式加圧容器内の燃料ガスの残量が減ってその密閉式加圧容器内の燃料ガス中に占める副成分の割合が高くなったときにその旨を、燃料ガスの消費量と共に把握される燃料ガスの組成変化により認識し、仮に副成分が改質器側に悪影響を及ぼす物質であったとしても、その悪影響が発生しないような、密閉型加圧容器への燃料ガスの補充や密閉型加圧容器自身の適切な交換時期を決定し、改質器側の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料電池システムへの燃料ガス供給方法を適用した、本発明の一実施形態に係る燃料電池システムへの燃料ガス供給装置の概略構成を、一部ブロックにて示す説明図である。
【符号の説明】
１  燃料電池システム
１１  改質器
５  燃料ガス供給装置
５１  バルク貯槽（密閉型加圧容器）
５３  圧力調整器（減圧供給手段）
５５  質量流量計（流量測定手段）
５７  ガス配管（減圧供給手段）
【図１】
2004207052.tif 000003