(57)【要約】【課題】  改質器の長寿命化を図ることができる配管装置を提供する。【解決手段】  燃料ガスから水素ガスを生成する改質器３１を含む燃料処理部３と、水素ガスを貯蔵し燃料電池９ａ……９ｄに供給する互いに並列に接続される複数のバッファタンク４ａ、４ｂを含む水素ガス供給部と、燃料電池９ａ……９ｄで消費される水素量に応じて改質器３１又はバッファタンク４ａ、４ｂの一つから選択的に水素ガスを燃料電池９ａ……９ｄに供給する制御部３０２を有するとともに、バッファタンク４ａ、４ｂに接続されるヘッダー５１を有する分配ユニット５と、直管１３２ａと被覆樹脂１３３ａからなり、かつヘッダー５１と建築物１００の専有階ごとに設置された複数の燃料電池９ａ……９ｄとの間に接続される複数のフレキシブル管１３１ａを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスから水素ガスを生成する改質器を含む燃料処理部と、
前記水素ガスを貯蔵しかつ燃料電池に供給する互いに並列に接続される複数のバッファタンクを含む水素ガス供給部と、
燃料電池で消費される水素量に応じて前記改質器又は前記バッファタンクの一つから選択的に前記水素ガスを前記燃料電池に供給する制御手段を有するとともに、
前記バッファタンクに接続されるヘッダーを有する分配ユニットと、
内管と外管からなり、かつ前記ヘッダーと建築物の専有階ごとに設置された複数の燃料電池との間に接続される複数の分配管を備えることを特徴とする配管装置。
【請求項２】
前記分配ユニットは前記分配管に接続される部分が相互に仕切られた複数の小空間と、これらの小空間が連通する検出空間とを有することを特徴とする請求項１に記載の配管装置。
【請求項３】
前記検出空間には単一の水素ガス検出部材が設置されることを特徴とする請求項２に記載の配管装置。
【請求項４】
前記分配管は、樹脂で被覆したフレキシブル管であることを特徴とする請求項1乃至３のいずれかに記載の配管装置。
【請求項５】
前記分配管は、その下流側端部が差込まれ固定される継手を介して前記燃料電池に接続されるとともに、前記被覆樹脂と前記蛇腹管との隙間から流出した水素ガスが前記継手内部を通過して前記水素ガス検出部材に捕捉されることを特徴とする請求項４に記載の配管装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素ガスの供給管と多層階の建築物に設置された複数の燃料電池との間を接続する配管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電効率が高くしかもＮＯＸやＳＯＸなどの有害物質の排出がない燃料電池システムは、クリーンな分散型発電システムとして注目され、マンションや集合住宅あるいはオフィスビルなどへの適用が検討されている。この燃料電池システムにおいては、空気等が混合されている燃料ガス（例えば都市ガス）を改質し、得られた水素ガスを空気中の酸素と反応させて水が生成される時に発生する電流を取り出して電力系統の補助電源として利用するとともに、その反応熱を利用することが検討されている。例えば、都市ガスから水素ガスを生成する改質器を集合住宅の共用部に設置し、その水素ガスを水素ガス配管で共用部から各住戸に設置された燃料電池に供給し、燃料電池で発電される電力とそこから排出される温水を各住戸で使用する燃料電池システムが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
燃料電池システムにおいては、改質器の過渡応答特性が低いので、負荷の増大に適合しえるように立ち上がるために、燃料処理器（改質器）と燃料電池スタックとの間に、例えば圧縮ガスシリンダのような水素貯蔵デバイスを設けることが提案されている（特許文献２参照）。また、燃料電池が必要とする水素を過不足なく、迅速に供給するために、改質器により生成された水素を水素貯蔵バッファに貯蔵するとともに、水素貯蔵バッファの下流側に、燃料電池に提供する水素の圧力を目的圧力以下に保つレギュレータを設け、燃料電池で消費する水素の量よりも多い場合に、水素を水素貯蔵バッファに貯蔵し、改質器により生成された水素の量が、燃料電池で消費する水素の量よりも小さい場合に、レギュレータを用いて水素を燃料電池に供給することが提案されている（特許文献３参照）。
【０００４】
また燃料電池システムを多層建築物に採用する場合は、例えば図１０に示すような配管装置が考えられる。同図において、１００は多層階（４階建）のビルであり、各専有部１０１ａ……１０１ｄには、燃料電池９（９ａ、９ｂ……９ｄ）及び貯湯タンク１０（１０ａ、１０ｂ……１０ｄ）が設置され、地上には都市ガスの供給管１１に接続された燃料処理部３が設置され、この燃料処理部３にはそこで生成された水素ガスを燃料電池９に供給するための主管１２が接続されている。主管１２は分岐継手６０（６０ａ……６０ｃ）を介して分配管１３（１３ａ、１３ｂ……１３ｄ）に接続され、各分配管１３の端部は各々、継手６（６ａ、６ｂ……６ｄ）を介して燃料電池９（９ａ、９ｂ……９ｄ）に接続されている。
【０００５】
燃料処理部３と燃料電池９との間を接続するための水素ガス配管には、ＳＧＰ鋼管又はステンレス鋼管などの耐熱性及び耐食性の大なる鋼管が使用され、分岐部を溶接で接合するのが一般的である。また半導体製造装置などで使用されている、一対の金属製筒体の間にガスケットを挟み込み、おすナットとめすナットで締付けるようにした特殊なメカニカル継手で分岐部を接続することも行われている。しかして水素ガスは分子径が小さく、微小な隙間にも侵入し、継手などの接続部から漏洩し易いので、住宅あるいはオフィスビルなどでは、ガス漏れによる災害を防止することが極めて重要である。そこで、通常は、各分岐継手６０及び継手６に、水素ガスの漏洩を検知するための水素ガスセンサ７（７ａ、７ｂ……７ｇ）が設置されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−９５１８７号公報（第４〜５頁、図１）
【特許文献２】特許第３６８８２７１号公報（第１８〜１９頁、図９、図１０）
【特許文献３】特開２００５−３４７１８１号公報（第７〜１０頁、図１、図３、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２及び３に記載の燃料電池システムによれば、改質器で発生した水素ガスをバッファタンクに貯蔵しているので、水素ガスの安定供給は可能となるが、燃料電池での水素ガスの消費量に応じて改質器の起動と停止が頻繁に繰り返されるので改質器の耐久性が低下するという問題がある。また、改質器の立ち上げ時に消費されるエネルギーが増大するという問題がある。
【０００８】
また、図１０に示すように漏洩が予測される部分の総てにセンサを設けると、多数のセンサを必要とし、配管コストの増大を招くので、実用的ではない。
【０００９】
従って、本発明の目的は、改質器の長寿命化を図ることができる配管装置を提供することである。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、従来よりも低コストで安全性の高い水素ガスの供給が可能となる配管装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の配管装置は、燃料ガスから水素ガスを生成する改質器を含む燃料処理部と、
前記水素ガスを貯蔵しかつ燃料電池に供給する互いに並列に接続される複数のバッファタンクを含む水素ガス供給部と、
前記燃料電池で消費される水素量に応じて前記改質器又は前記バッファタンクの一つから選択的に前記水素ガスを前記燃料電池に供給する制御手段を有するとともに、
前記バッファタンクに接続されるヘッダーを有する分配ユニットと、
内管と外管からなり、かつ前記ヘッダーと建築物の専有階ごとに設置された複数の燃料電池との間に接続される複数の分配管を備えることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明において、前記分配ユニットは前記分配管に接続される部分が相互に仕切られた複数の小空間と、これらの小空間が連通する検出空間とを有することが好ましい。本発明において、前記検出空間には単一の水素ガス検出部材が設置されることがより好ましい。
【００１３】
本発明において、前記分配管は、樹脂で被覆したフレキシブル管であることが好ましい。
【００１４】
本発明において、前記分配管は、その下流側端部が差込まれ固定される継手を介して前記燃料電池に接続されるとともに、前記被覆樹脂と前記蛇腹管との隙間から流出した水素ガスが前記継手内部を通過して前記水素ガス検出部材に捕捉されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一時的に多量に水素が消費されて燃料処理部の供給能力を越えた場合には、水素ガスを燃料処理部の下流側に設置された複数のバッファタンクから選択的に燃料電池に供給することが可能となるので、水素ガスの安定供給を保証することができる。また改質器はバッファタンクを充填する期間だけ運転すればよいので、改質器の起動回数を低減することができる。したがって改質器の長寿命化を図ることができる。
【００１６】
さらに本発明によれば、バッファタンクの下流側に分配ユニットを設け、その分配ユニットと燃料電池との間を内部から漏洩した水素ガスが流出し得る隙間を有する複数の分配管で接続するので、水素ガスを検出する部材の設置個数を最小限にとどめることができる。従って低コストで安全性の高い配管装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明の詳細を添付図面により説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る配管装置を示す斜視図、図２は図１の配管装置の配管系統図、図３は図１の配管装置の制御部を示すブロック図、図４は分配ユニットの断面図、図５は図４のＸ−Ｘ線断面図、図６は水素ガス管を模式的に示す断面図、図７は継手の断面図、図８は水素ガスの供給方法の一例を示すフローチャート図、図９は本発明の第２の実施の形態に係る配管装置を示す概略図である。なお、各図において同一の機能を有する部材には同一の参照符号（もしくは上一桁又は上二桁が同じ参照符号）を付与している。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、複数階（図では４階建て）のビル１００の各専有階には、燃料電池９ａ……９ｄとそこで生成された温水を貯溜する貯湯タンク１０ａ……１０ｄが設置されている。地上階には、燃料ガスが流動する元管１から分岐された供給管１１に減圧器２を介して接続された燃料処理部３が設置され、燃料処理部３の下流側にはそこで生成された水素ガスを一時的に貯蔵するバッファタンク４ａ、４ｂが並列に接続されている。バッファタンク４ａ、４ｂの下流側には、レギュレータ（図示を省略）、主管１２を介して分配ユニット５が接続されている。分配ユニット５は水素ガスメータ８ａ……８ｄを有する分配管１３ａ……１３ｄに接続され、水素ガスセンサを有する継手（いずれも図示を省略）を介して燃料電池９ａ……９ｄに接続されている。
【００１９】
この配管装置のうち燃料電池及び燃料処理部の構成を図２により説明する。図２では地上階の燃料電池のみを示すが、他の燃料電池もこれと同様に分配ユニットに接続されている。また都市ガス（Ｇ）は太い二点鎖線で、空気（Ａ）は太い破線で、オフガス（排ガス）は太い一点鎖線で、水素ガスは太い実線で、水（Ｗ）又は水蒸気は細い実線で示す。
【００２０】
燃料電池はキャリアイオンの通過媒体となる電解質の種類によって、固体高分子形（ＰＥＦＣ）、固体酸化物形（ＳＯＦＣ）、りん酸形（ＰＡＦＣ）、溶融炭酸塩形（ＭＣＦＣ）に分類されるが、本発明においては、低温で動作し、出力密度が高いので、コンパクトでかつ取扱いが容易なＰＥＦＣが好ましい。このＰＥＦＣは、図２に示すように水素イオン導伝性電解質膜（図示を省略）の両側に燃料極９０１と空気極９０２（いずれも触媒層を多孔質層（集電層）で支持した構造を有する）を形成したセルを集合してスタックとしたものである。ＰＥＦＣにおいては、改質器３１で生成された水素ガスは燃料極９０１で水素イオンと電子に分かれ、水素イオンは電解質膜中を水と一体となって空気極９０２に移動し、電子は外部回路を通って空気極９０２に行き、空気極９０２では送風ファン９０及びブロワ９１を介して取り込まれた空気中の酸素、電子及び水素イオンが反応して水が生成される。この反応過程で発生した直流電力Ｅは、インバータなどの電力変換装置により、交流に変換されてビルや家庭で利用することができる。また貯湯タンク１０ａ……１０ｄに貯溜された温水（Ｗ）は家庭内の給湯などにそのまま利用することができる。さらに分配管１３ａ……１３ｄから流出した水素ガスの一部（Ｈ）を取り出し、ガス器具（図示を省略）に供給することができる。
【００２１】
燃料極９０１には水素ガスが供給され、かつ空気極９０２に送風ポンプ９０で取り込まれた空気がブロワ９１を介して供給されると、そこで発生したオフガスは第２冷却器９３２に給送される。燃料極９０１で発生したオフガスは改質器３１に給送される。第１タンク９４１に貯溜された純水は循環ポンプ９５により冷却部９０３を経て第１冷却器９３１に給送され、第１冷却器９３１で給水ポンプ９２から給送された水と混合される。また、第１タンク９４１に貯溜された純水は熱交換機３８を経て改質器３１へ供給される。第２冷却器９３２で発生した水と第３冷却器９３３で発生した水は、第２タンク９４２に回収される。第２タンク９４２には給水ポンプ９６により水が補給されるとともに、第２タンク９４２に流入した排ガスは排気ポンプ９９で排気される。第１冷却器９３１から流出した温水は第２冷却器９３２及び第３冷却器９３３を経て、ポンプ９８により貯湯タンク１０ａに供給される。また第２タンク９４２内の水は回収ポンプ９７で回収された後、冷却器及び濾過器（いずれも図示を省略）を経て第１タンク９４１に供給される。
【００２２】
燃料処理部３は、水素ガスを生成する水蒸気改質器３１（以下単に改質器３１という。）と、その水素ガスを精製するＣＯ変性３２及びＣＯ除去３３からなる改質部３０を有する。改質器３１は、触媒３１１が内蔵され都市ガスと水蒸気が供給される反応室３１２と、燃料電池で消費されなかった改質ガスに空気を混合することにより燃焼させて触媒３１１を加熱させる燃焼室３１３を有する。改質部３０においては、脱硫器３４により硫黄化合物（付臭剤）が除去された都市ガスが減圧器２を経て改質器３１の触媒３１１に供給されると、都市ガスの主成分である炭化水素化合物（メタン）は７００℃程度に保温された触媒上で反応して、水素を主成分とする（水素：７０％、二酸化炭素：２０％、その他：１０％）改質ガス（水素ガス）が生成し、ＣＯ変性３２でシフト反応（ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２）により一酸化炭素の濃度が５０００ｐｐｍ程度に低減され、次いでＣＯ除去３３にてＣＯ選択酸化反応（ＣＯ＋１／２Ｏ２→ＣＯ２）により一酸化炭素の濃度が１０ＰＰＭ以下になるように精製される。
【００２３】
バッファタンク４ａ、４ｂは、第１バルブ４１ａ及び第２バルブ４１ｂを介して燃料処理部３の下流側に並列に接続され、バッファタンク４ａ、４ｂの出口側は第３バルブ４１ｃ及び第４バルブ４１ｄを介して分配ユニット５に接続されている。これらのバッファタンクはアルミニウム合金又はプラスチック等からなるボンベの表面にカーボン繊維強化層を設け、さらに表面に樹脂被覆層を設けた構造とすることができる。
【００２４】
上記の配管装置においては、水素ガスの安定供給と改質器の起動回数を低減するために、改質器３１の運転及びバッファタンク４ａ、４ｂの開閉を制御する回路は図３に示すように構成されている。すなわち制御部３０２は、圧力検出センサ（図示を省略）で検出されたバッファタンク４ａ、４ｂの圧力に対応する信号を処理する信号処理回路３０１と、信号処理回路３０１から出力された信号に基づいて改質器３１を起動又は停止する信号と第１バルブ４１ａ、第２バルブ４１ｂ、第３バルブ４１ｃ、第４バルブ４１ｄを開閉する駆動信号を出力する駆動回路３０３を備えている。
【００２５】
上記の配管装置のうち配管部材の構成を図４〜７により説明する。
図４及び図５に示すように、バッファタンク４ａ、４ｂには水素ガスを燃料電池９に供給するための主管１２が接続され、主管１２は継手６ｅを介して分配ユニット５の内部に設置されたヘッダー５１に接続されている。ヘッダー５１には複数の分配管１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが接続され、各分配管の端部は継手６ａ……６ｄを介して、各専有階の燃料電池９ａ……９ｄ（図１参照）に接続されている。また分配ユニット５には、水素ガスセンサ７ｅが取り付けられるとともに、継手６ａ……６ｄにも各々、水素ガスセンサ７ａ……７ｄ（図１参照）が装着されている。
【００２６】
分配ユニット５は、密閉された直方体状の中空容器５０と、その内部に収容されたヘッダー５１を有し、ヘッダー５１は複数の分岐部５２ａ……５２ｄを介して分配管１３ａ……１３ｄに接続されている。中空容器５０は、平面からみて長辺方向に伸長する仕切板５３ｅとその端部（分岐部５２ａ側）に固着された仕切板５３ａにより、分岐空間５４と検出空間５６に区画され、さらに分岐空間５４は、仕切板５３ｂ……５３ｄにより４つの小空間５４ａ……５４ｄに区画されている（図５参照）。仕切板５３ｅには、各小空間５４ａ……５４ｄごとに連通孔５７ａ……５７ｄが設けられているので、各小空間５４ａ……５４ｄは検出空間５６と連通するように構成されている。検出空間５６の一ヶ所には、単一の水素ガスセンサ７ｅが設置されている。
【００２７】
図６（ａ）に示すように、分配管１３（１３ａ……１３ｄ）は、コルゲイト管からなるフレキシブル管１３１（１３１ａ）とその外周面に被着された被覆樹脂１３３（１３３ａ）とを有し、フレキシブル管１３１（１３１ａ）にクラック１３４（１３４ａ）などの欠陥が発生した場合、両者の間に形成された隙間を水素ガスが流動し得るように構成されている。本発明においては、分配管１３（１３ａ……１３ｄ）は内管と外管を有していればよく、例えば図６（ｂ）に示すように、分配管１３（１３ａ……１３ｄ）は、直管１３２（１３２ａ）と被覆樹脂１３３（１３３ａ）とを有する樹脂被覆管とすることも可能であり、直管１３２（１３２ａ）にクラック１３４（１３４ａ）などの欠陥が発生した場合、両者の間に形成された隙間を水素ガスが流動し得るように構成されていてもよい。フレキシブル管１３１（１３１ａ）又は直管１３２（１３２ａ）は、腐食によるクラックなどの発生による漏れを防止するために、耐食性を有する金属材料（例えばオーステナイト系ステンレス鋼）で形成される。なお、図６では、代表的な例として分配管１３ａについて示しているが、分配管１３ｂ、１３ｃ、１３ｄについても同様である。
【００２８】
図７に示すように、継手６（６ａ……６ｄ）は、一端側（分配管１３が挿入される側）の内周面にメネジ部を有し、他端側の外周面にオネジ部を有する金属材料からなる継手本体６０と、メネジ部にねじ込まれるナット６１を有する。継手本体６０の内部には、奥から順に、円板状のガスケット６２と、リング状の耐火パッキン６３が装着されるとともに、ナット６１に押されて分配管１３を固定するためのリテーナ６４を有する。リテーナ６４は、コーン形状を有し、ガスケット６２に対向する側の端部が内径側に折り曲げられてフレキシブル管１３１の先端の谷部に当接するように形成された締付けリング６５とその内周面に嵌込まれるガイドリング６６を有する。継手本体６０の端部とナット６１の間は、Ｏリング６７でシールされている。ナット６１の内部には内周面と外周面を連通する貫通孔６１１が形成され、そこに水素ガスを含む気体のみを透過する選択透過性部材６８が封入されている。ナット６１の端部は被覆樹脂１３３の外周面に当接するリップ部を有するパッキン６９でシールされている。選択透過性部材６８は、例えば、フッ素樹脂（例えばＰＴＦＥ）、ポリオレフィン（ＰＥ、ＰＰ等）、アクリル系樹脂（例えばＰＭＡ）等の高分子重合体からなる、三次元的に連続した網目構造を有し、１〜５０μｍ程度の気孔径を有する多孔質体で形成することができる。
【００２９】
上記の継手６によれば次の手順で分配管１３と燃料電池９ａ……９ｄを接続することができる。継手本体６０にガスケット６２及び耐火パッキン６３を挿入し、ナット６１に選択透過性部材６８とパッキン６９を挿入し、継手本体６０とナット６１との間にＯリング６７が挟着された状態で両部材を所定の締付け量（例えばフレキシブル管１３１の約１山分）を残して螺着し、次いで継手本体６０を燃料電池９ａ……９ｄ及びヘッダー５１（図６ではいずれも図示を省略）にねじ込む。分配管１３の端部を継手本体６０の奥まで挿入した後、ナット６１を締付けることにより、図７に示す状態となる。
【００３０】
上記の継手６によれば、ナット６１の貫通孔６１１に水素ガス検出部材（図７では図示を省略）を装着することにより、水素ガスを検出することができる。すなわちフレキシブル管１３１から漏出した水素ガスは、矢印で示す経路を辿って継手６の内部を流動し、選択透過性部材６８を通過して水素ガス検出部材に捕捉される。
【００３１】
上記の分配ユニット５及び継手６からの水素ガスの漏洩を検出する水素ガス検出部材７ａ〜７ｅとしては、公知の可燃性ガスを検出するためのセンサを使用することができる。例えば、センサ材料である半導体酸化物（酸化スズなど）の表面にガス分子を吸着させ、又はガス分子の表面での触媒燃焼によるセンサ材料の抵抗変化を検出する、半導体抵抗変化方式センサ、あるいは可燃性ガスと触媒材との触媒反応による発熱を、熱電変換効果により電圧信号に変換して、それを検出信号とする熱電変換方式センサなどを使用することができる。
【００３２】
上記の配管装置によれば、次のようにして燃料電池に水素ガスの供給が行うことができる。主管１２から燃料ガス（例えば都市ガス）が燃料処理部３ａ、３ｂに供給されると、そこで発生した水素ガスは、バッファタンク４ａ、４ｂに貯蔵されるともに、主管１２を通じて分配ユニット５に給送される。ここで一時的に多量に水素が消費されて燃料処理部３の供給能力を越えた場合には、図８に示す手順でバッファタンク４ａ、４ｂから水素ガスが供給される。ここで、初期状態はバッファタンク４ａ、４ｂの圧力（Ｐａ、Ｐｂ）が上限値（Ｐ２）（例えば１００ｋＰａ）、（Ｐ４）（例えば１００ｋＰａ）である。前記の初期状態において、第１バルブ４１ａは閉弁、第３バルブ４１ｃは開弁され、バッファタンク４ａ貯蔵された水素ガスがレギュレータ（図示を省略）により減圧されて燃料電池に供給される（Ｓ１）。バッファタンク４ａに貯蔵された水素ガスが使用されバッファタンク４ａの圧力（Ｐａ）が下限値（Ｐ１）（例えば３ｋＰａ）に達すると（Ｓ２）、第４バルブ４１ｄが開弁されるとともに第３バルブ４１ｃが閉弁されバッファタンク４ｂに貯蔵された水素ガスが燃料電池に供給される（Ｓ３）。
【００３３】
次いで、第１バルブ４１ａが開弁（第２バルブ４１ｂは閉弁）される（Ｓ４）とともに改質器３１を起動する（Ｓ５）ことによって、改質器３１で改質された水素ガスがバッファタンク４ａに貯蔵される（Ｓ６）。もしバッファタンク４ｂの圧力（Ｐｂ）が下限値（Ｐ３）（例えば３ｋＰａ）に達する前にバッファタンク４ａの圧力（Ｐａ）が上限値（Ｐ２）に達した場合は、Ｐａ＝Ｐ２のときに次ステップ（Ｓ８）へ進む。一方、バッファタンク４ａの圧力（Ｐａ）が上限値（Ｐ２）に達する前に、バッファタンク４ｂの圧力（Ｐｂ）が下限値（Ｐ３）に達した場合は、バッファタンク４ｂの圧力を測定し（Ｓ７）、Ｐｂ＝Ｐ３のときに次ステップ（Ｓ８）へ進む。バッファタンク４ａ、４ｂの圧力Ｐａ、Ｐｂと上限値Ｐ２、Ｐ４とを比較して（Ｓ８）、Ｐａ、Ｐｂがともに上限値であれば改質器３１を停止し（Ｓ９）、それ以外は次ステップ（Ｓ１０）へ進む。
【００３４】
次いで、第３バルブ４１ｃが開弁、第４バルブ４１ｄが閉弁されバッファタンク４ａから燃料電池に水素が供給される（Ｓ１０）。次いで第１バルブ４１ａが閉弁され（Ｓ１１）、第２バルブ４１ｂが開弁されて改質器３１で改質された水素ガスがバッファタンク４ｂに貯蔵される（Ｓ１２）。もしバッファタンク４ａの圧力（Ｐａ）が下限値（Ｐ１）（例えば３ｋＰａ）に達する前にバッファタンク４ｂの圧力（Ｐａ）が上限値（Ｐ４）に達した場合は、Ｐｂ＝Ｐ４のときに次ステップ（Ｓ１２）へ進む。一方、バッファタンク４ｂの圧力（Ｐｂ）が上限値（Ｐ４）に達する前に、バッファタンク４ａの圧力（Ｐａ）が下限値（Ｐ１）に達した場合は、バッファタンク４ａの圧力を測定し（Ｓ１３）、Ｐａ＝Ｐ１のときに次ステップ（Ｓ１６）へ進む。バッファタンク４ａ、４ｂの圧力Ｐａ、Ｐｂと上限値Ｐ２、Ｐ４とを比較して（Ｓ１４）、Ｐａ、Ｐｂがともに上限値であれば改質器３１を停止し（Ｓ１５）、それ以外は次ステップ（Ｓ１６）に進む。
【００３５】
次いで、第３バルブ４１ｃが閉弁、第４バルブ４１ｄが開弁されバッファタンク４ｂから燃料電池に水素が供給される（Ｓ１６）。次いで、第１バルブ４１ａが開弁、第２バルブが閉弁され（Ｓ１７）て（Ｓ６）へ進み（Ｓ６）から（Ｓ１７）をループする。このように上記の配管装置によれば、水素ガスの消費に応じてバッファタンク４ａ、４ｂを切り換えて水素ガスが貯蔵または燃料電池に供給されるので、水素ガスの安定供給を行うことができる。また改質器３１の起動回数が少なくなるので、改質器は一定の改質量に保った状態で連続運転を行うことができるので、改質器の長寿命化を図ることができる。
【００３６】
長期間にわたって燃料電池の運転が行われると、分配管１３ａ……１３ｄを構成するフレキシブル管１３１又は直管１３２が腐食して、クラック１３４が発生することがあるが、その場合には、水素ガスはフレキシブル管１３１（又は直管１３２）と被覆樹脂１３３との隙間を通り（図６参照）、分配ユニット５に戻る。この水素ガスは、分配管１３ａ……１３ｄと分岐部５２ａ……５２ｄの接続部の隙間から中空容器５０の内部に形成された小空間５４ａ……５４ｄに漏出し、そこから検出空間５６に流入する。検出空間５６の内部に流入した水素ガスは、そこに装着された水素ガス検出部材７ｅにより検出され、その出力信号が警報器（不図示）に送られて、警報器が作動することよりガス漏れを感知することができる。また漏洩した水素ガスが継手６ａ……６ｄに流入した場合には、そこに装着された水素ガス検出部材７ａ……７ｄにより検出される。
【００３７】
上記のように、図１に示す配管装置によれば、燃料電池１ａ……１ｄの入口側に水素ガス検出部材７ａ……７ｄを設ける以外は、改質器３１の下流側に分配ユニット５を接続しそこに単一の水素ガス検出部材を設けるだけで、分配管１３ａ……１３ｄから漏洩した水素ガスを確実に検出することができる。したがって従来よりも配管コストの低減を図ることができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
図９に示す配管装置は、改質器３、バッファタンク４ａ、４ｂ及び分配ユニット５をビル１００の屋上に設置した以外は上記と同様の構造を有するので、詳細な説明は省略する。この配管装置によれば、水素ガス発生部が屋上に設置されているで、ビルの地上階を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る配管装置の斜視図である。
【図２】水素ガス供給システムの一例を示す配管系統図である。
【図３】水素ガスの供給制御部の制御回路の一例を示すブロック図である。
【図４】分配ユニットの断面図である。
【図５】図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図６】（ａ）は分配管の一例を模式的に示す縦断面図、（ｂ）は分配管の他の例を模式的に示す縦断面図である。
【図７】継手の断面図である。
【図８】水素ガスの供給方法を示すフローチャート図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る配管装置を示す概略図である。
【図１０】従来の配管装置の概略図である。
【符号の説明】
【００４０】
１：元管、２：減圧器、
３、３ａ、３ｂ：燃料処理部、３０：改質部、
３１：改質器、３１１：触媒、３１２：反応室、３１３：加熱室、３２：ＣＯ変性器、３３：ＣＯ除去器、３４：脱硫器、３５：蒸気発生器、３６：吸気ポンプ、３７：ブロワ、３８：熱交換機、
３０２：制御部、３０１：信号処理回路、３０３：駆動回路、
４ａ、４ｂ：バッファタンク、４１ａ：第１バルブ、４１ｂ：第２バルブ、４１ｃ：第３バルブ、４１ｄ：第４バルブ、
５：分配ユニット、５０：ケース、５１：ヘッダー、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ：分岐部、５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ：仕切板窓、５４：分岐空間、５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ：小空間、５６：検出空間、５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄ：連通孔
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ：継手、
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ：水素ガスセンサ、
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ：水素ガスメータ、
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ：燃料電池、
９０１：燃料極、９０２：空気極、９０３：冷却部、９０：吸気ポンプ、９１：ブロワ、９２：給水ポンプ、９３１：第１冷却器、９３２：第２冷却器、９３３：第３冷却器、９４１：第１タンク、９４２：第２タンク、９５：循環ポンプ、９６：補給ポンプ、９７：回収ポンプ、９８：給湯ポンプ、９９：排気ポンプ
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ：貯湯タンク、１１：供給管、１２：主管、
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ：分配管、
１３１、１３１ａ：フレキシブル管、１３２、１３２ａ：直管、１３３、１３３ａ：被覆樹脂、１３４、１３４ａ：クラック
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ：接続管、
１００：ビル、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ：専有階
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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