(57)【要約】【課題】  燃料電池の負荷上昇時の燃料電池温度の制御性を向上させる。【解決手段】  燃料電池Ｉのカソード２へ供給する空気の流量を、カソード排ガスＣＧの温度に基いて調節し、燃料電池Ｉの温度上昇時に空気量を増やしてカソード入口温度を下げるようにする。天然ガスＮＧを改質器４の改質室４ａで改質して、燃料ガスを燃料電池Ｉのアノード３へ供給する。該アノード３から排出されたアノード排ガスＡＧを、カソード排ガスＣＧの一部とともに触媒燃焼器１５へ導入して燃焼させてから改質器４の加熱室４ｂへ供給する。天然ガス供給ライン１０上の流量調節弁３７で天然ガスＮＧの流量を絞ることにより、改質されて燃料電池Ｉのアノード３へ供給され、該アノード３で利用されないで排出される量を減らすようにして触媒燃焼器出口温度を下げるようにする。これにより燃料電池の温度を制御させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を改質器の改質室で改質して燃料電池のアノードへ供給し、燃料電池のカソードへ空気を供給し、上記アノードから排出されたアノード排ガスをカソードから排出されたカソード排ガスの一部とともに触媒燃焼器へ導入して燃焼させ、該触媒燃焼器から排出された加熱ガスを改質器の加熱室へ供給するようにしてある溶融炭酸塩型燃料電池発電装置における上記燃料電池のカソードへ供給される空気流量を調節してカソード入口温度を制御するようにし、同時に、燃料電池の運転状態に応じた触媒燃焼器出口温度を設定して、該触媒燃焼器出口温度が設定値と等しくなるように燃料の供給流量を調節して触媒燃焼器の出口温度を制御し、燃料電池の温度制御を行うようにすることを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池発電装置の燃料電池温度制御方法。
【請求項２】
触媒燃焼器の出口温度の制御を、燃料の供給流量の調節により燃料電池のアノードから排出される燃料ガスの未利用分の量を変化させて行うようにする請求項１記載の溶融炭酸塩型燃料電池発電装置の燃料電池温度制御方法。
【請求項３】
燃料を改質器の改質室で改質して燃料電池のアノードへ供給し、燃料電池のカソードへ空気を供給し、上記アノードから排出されたアノード排ガスをカソードから排出されるカソード排ガスの一部とともに触媒燃焼器へ導入して燃焼させ、該触媒燃焼器から排出された加熱ガスを改質器の加熱室へ供給するようにしてある溶融炭酸塩型燃料電池発電装置における上記燃料電池のカソードへ空気を供給するラインに、カソード排ガスの温度に基づき調節される空気流量調節弁を設けると共に、上記改質器の改質室に燃料を供給するラインに流量調節弁を設け、上記燃料電池の運転状態に応じて設定した触媒燃焼器出口温度となるように上記燃料の流量調節弁を調節して、触媒燃焼器出口温度を制御するようにした構成を有することを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池発電装置の燃料電池温度制御装置。
【請求項４】
燃料電池の運転状態に応じた触媒燃焼器の出口温度を設定して、該触媒燃焼器の出口温度の検出値が上記設定値となるよう燃料の流量調節弁に指令を出して燃料の供給流量を調節するようにする制御器を備えた請求項３記載の溶融炭酸塩型燃料電池発電装置の燃料電池温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料の有する化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換させるエネルギー部門で用いられる燃料電池の温度制御方法及び装置に関するもので、詳しくは、溶融炭酸塩型燃料電池発電装置の燃料電池温度制御方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池のうち、溶融炭酸塩型燃料電池は、電解質として溶融炭酸塩を多孔質体に染み込ませてなる電解質板を、カソードとアノードの両電極により両側から挟み、カソード側に酸化ガス（空気、ＣＯ２）を供給すると共に、アノード側に燃料ガスＨ２を供給することにより発電を行わせるようにしたセルを、セパレータを介し多層に積層してスタックとした構成のものとしてある。
【０００３】
かかる溶融炭酸塩型燃料電池を用いた発電装置としては、種々のシステム構成のものが提案されているが、一例を示すと、図３に示すようなものが知られている。
【０００４】
すなわち、電解質板１をカソード２とアノード３の両電極で両側から挟み、カソード２側に酸化ガスを、又、アノード３側に燃料ガスをそれぞれ供給するようにしたセルを、セパレータ（図示せず）を介し多層に積層してスタックとしてなる燃料電池Ｉの上流側に改質器４を設置している。該改質器４の改質室４ａの入口側には、燃料としての天然ガスＮＧの供給ライン５を接続して、該天然ガス供給ライン５途中に設けた脱硫器６で天然ガスＮＧを脱硫した後、水蒸気ライン７からの水蒸気Ｈ２Ｏと混合させ、その後、天然ガス予熱器８で予熱してから改質室４ａへ導入するようにしてあり、該改質室４ａに導入された天然ガスＮＧは、改質器４の加熱室４ｂに導入される加熱ガスの熱を改質室４ａで吸熱する吸熱反応により改質されるようにしてある。改質された燃料ガスは、上記天然ガス予熱器８で天然ガスＮＧの予熱に利用された後、燃料ガス供給ライン９を経て燃料電池Ｉのアノード３に供給されるようにしてある。
【０００５】
一方、燃料電池Ｉのカソード２には、空気Ａを空気供給ライン１０上の圧縮機１１で圧縮して酸化ガスライン１０ａへ導入した後、酸化ガス予熱器１２で予熱してから供給するようにし、カソード２から排出されたカソード排ガスは、上記酸化ガス予熱器１２で酸化ガスの予熱に利用してから排出されるようにしてあり、一部のカソード排ガスは、カソードリサイクルライン１３、リサイクルブロワ１４を経てカソード２入口側へ戻して循環させるようにしてある。更に、上記カソード排ガスの一部を分岐して取り出して、該カソード排ガスの他の一部とアノード３から排出されたアノード排ガスのすべてとを混合させて触媒燃焼器１５に導き、アノード排ガス中の未反応分を燃焼器１５で燃焼させるようにし、燃焼器１５で燃焼されて得られた加熱ガスを、前記改質器４の加熱室４ｂに導入させるようにしてある。
【０００６】
更に、上記加熱室４ｂから排出されたガスは、過熱器１６、蒸発器１７を順に経て気水分離機１８へ導かれて気水分離され、ガスはブロワ１９で加圧して空気Ａとともにカソード２へ供給されるようにし、水は、給水ポンプ２０で加圧されて、上記蒸発器１７、過熱器１６で熱を奪うことにより水蒸気Ｈ２Ｏとして水蒸気ライン７より天然ガス供給ライン５に供給されるようにしてある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
上記のような溶融炭酸塩型燃料電池発電装置の場合、燃料電池Ｉで発生した直流電力は、インバータで交流電力に変換されて送電されている。
【０００８】
燃料電池Ｉは、通常、たとえば、５８０℃という高温で運転されている。このような高温で運転されている燃料電池Ｉ自体の温度制御は、従来ではカソード２へ多量に供給されている空気Ａの量を制御してカソード２の入口温度を制御することにより行うようにしていた。この場合、燃料電池Ｉの温度から空気流量制御の設定値を作り、空気流量を制御することにより燃料電池Ｉの温度を制御するようにしていた。
【０００９】
図４は、燃料電池の温度を、カソードへ供給される空気の量を変えて制御するようにしたものの一例を示すもので、燃料電池Ｉのカソード２から排出されたカソード排ガスの一部をカソードリサイクルライン１３を通してカソード２入口側へ再循環させるようにしてある構成において、カソード２に空気を供給する空気供給ライン１０に空気流量調節弁２１を設けると共に、カソード排ガス２２の温度を計測するカソード排ガス温度検出器２３と、カソード２入口におけるカソードガス２４の温度を計測するカソードガス温度検出器２５と、上記カソードガス温度検出器２５による計測値が所定の範囲になるようにカソードリサイクルライン１３の流量を制御し、且つカソード排ガス温度検出器２３による計測値が所定の範囲になるように空気供給ライン１０の流量を制御するようにした制御装置２６とを備えた構成としてある。２７はアノード３へ供給されるアノードガス（燃料ガス）、２８はアノード排ガスである。
【００１０】
かかる構成としてある燃料電池の温度制御装置において、燃料電池Ｉの出口におけるカソード排ガス２２の温度Ｔｏが所定の範囲（たとえば、６５０℃〜７００℃）になるように空気供給ライン１０の空気流量を制御する場合は、燃料電池の性能が長期運転により徐々に劣化することから、同一出力を維持するために電流を増大させて燃料電池における発熱量が増大してカソード排ガス２２の温度Ｔｏが高くなる（たとえば、７００℃以上）と、この温度が上記所定の範囲になるように空気供給ライン１０の空気量、すなわち、カソードガス２４に流入する低温（たとえば、１５０℃〜２００℃）の空気量を増大させるように制御するようにしてある。これにより燃料電池Ｉの入口におけるカソードガス２４の温度Ｔｉが低下すると共にカソードガス２４の全量が増大して、カソード排ガス２２の温度Ｔｏを低下させ、所定の範囲（たとえば、６５０℃〜７００℃）になるようにしてある（たとえば、特許文献２参照）。
【００１１】
【特許文献１】特開平７−５７７５４号公報
【特許文献２】特開平７−１６１３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、燃料電池は大きいシステムになっており、又、基本的に熱容量は大きい。かかる燃料電池の負荷を上昇させるように変化させて運転しようとする場合、燃料としての天然ガス供給量を増加させるので、燃料電池の発熱量が増加し、燃料電池の温度は上昇する傾向にある。このように燃料電池の負荷変化で発熱量が増加して温度が上昇したときに、その温度を所定の値に下げるために、上記特許文献２に記載されているように、カソードへ供給される空気量を増大させることにより温度を下げることはできるが、燃料電池の熱容量が大きいので、空気量を増やす制御だけではカソード入口側の温度を短かい時間に下げることができず、所定の値まで温度を下げるのに長時間を必要とするという問題があり、大きい熱容量に対する温度変化率が悪い。
【００１３】
かかる問題を解消するために、空気量を更に増やしてカソードへ入るガスの温度を下げるようにすることも考えられるが、カソードへの空気量を多くすると全体のバランスが悪くなるばかりでなく、カソードリサイクルライン上のブロワの容量も大きくなりコストアップになると共に、カソード出口から出てアノード排ガスと混合されるカソード排ガスの量が多くなってバランスが崩れてしまう。そのため、一気に空気量を増やしたりすることはできない。
【００１４】
そこで、本発明は、発熱量が大きい燃料電池の温度制御において、負荷を上げて燃料電池を運転するときに燃料の供給量を増やすために発熱量が増加して燃料電池の温度が上昇することになっても、燃料電池の温度を素早く下げることができるようにして、大きい熱容量に対し温度変化率が良くなるようにし、負荷変化時の燃料電池のカソード入口温度の制御性を向上させるようにしようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、上記課題を解決するために、燃料を改質器の改質室で改質して燃料電池のアノードへ供給し、燃料電池のカソードへ空気を供給し、上記アノードから排出されたアノード排ガスをカソードから排出されたカソード排ガスの一部とともに触媒燃焼器へ導入して燃焼させ、該触媒燃焼器から排出された加熱ガスを改質器の加熱室へ供給するようにしてある溶融炭酸塩型燃料電池発電装置における上記燃料電池のカソードへ供給される空気流量を調節してカソード入口温度を制御するようにし、同時に、燃料電池の運転状態に応じた触媒燃焼器出口温度を設定して、該触媒燃焼器出口温度が設定値と等しくなるように燃料の供給流量を調節して触媒燃焼器の出口温度を制御し、燃料電池の温度制御を行うようにする方法及び装置とする。
【００１６】
又、上記燃料電池の温度制御方法において、触媒燃焼器の出口温度の制御を、燃料の供給流量の調節により燃料電池のアノードから排出される燃料ガスの未利用分の量を変化させて行うようにする。
【００１７】
更に、上記燃料電池の温度制御装置において、燃料電池の運転状態に応じた触媒燃焼器の出口温度を設定して、該触媒燃焼器の出口温度の検出値が上記設定値となるよう燃料の流量調節弁に指令を出して燃料の供給流量を調節するようにする制御器を備えた構成とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の溶融炭酸塩型燃料電池発電装置の燃料電池温度制御方法及び装置によれば、次の如き優れた効果を奏し得る。  
（１）燃料を改質器の改質室で改質して燃料電池のアノードへ供給し、燃料電池のカソードへ空気を供給し、上記アノードから排出されたアノード排ガスをカソードから排出されたカソード排ガスの一部とともに触媒燃焼器へ導入して燃焼させ、該触媒燃焼器から排出された加熱ガスを改質器の加熱室へ供給するようにしてある溶融炭酸塩型燃料電池発電装置における上記燃料電池のカソードへ供給される空気流量を調節してカソード入口温度を制御するようにし、同時に、燃料電池の運転状態に応じた触媒燃焼器出口温度を設定して、該触媒燃焼器出口温度が設定値と等しくなるように燃料の供給流量を調節して触媒燃焼器の出口温度を制御し、燃料電池の温度制御を行うようにする方法及び装置としてあるので、燃料電池の負荷を上げて運転するときに発電量の増加で、燃料電池自体の温度も上昇する傾向にあるとき、カソードへ供給される空気流量を増やすことによりカソード入口温度を下げるように制御すると同時に、燃料の供給流量を絞るようにして、燃料電池の負荷設定による運転状態に応じて設定した触媒燃焼器出口温度に合わせて該触媒燃焼器の出口温度を下げることができて、改質器で改質される改質ガスの温度を下げ、燃料電池の温度を下げることができる。  
（２）触媒燃焼器の出口温度の制御を、燃料の供給流量の調節により燃料電池のアノードから排出される燃料ガスの未利用分の量を変化させて行うようにすることにより、触媒燃焼器の出口温度を容易に下げることができて、改質器を経て燃料電池の温度制御に素早く反映させることができる。  
（３）上記によりカソードへ供給される空気流量によるカソード入口温度の制御と、触媒燃焼器出口温度を下げることによる燃料電池の温度制御が行われることにより、熱容量に対する温度変化率を良くすることができて、燃料電池のカソード入口温度の制御性がよくなる。これにより、負荷変化時の燃料電池温度の制御性を向上させることができ、燃料電池の負荷変化率を上げることができる。  
（４）触媒燃焼器の出口温度を負荷設定に合わせて設定して入力してある制御器からの指令で燃料の供給流量を調節し、触媒燃焼器出口温度を下げるようにしてあるので、負荷を上げれば上げるほど、触媒燃焼器出口温度を徐々に下げるように制御器に設定しておくことにより、負荷変化時も常に触媒燃焼器出口温度を下げて燃料電池の温度を制御できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施の一形態を示すもので、図３に示した溶融炭酸塩型燃料電池発電装置と同様に、燃料電池Ｉの上流側に改質器４を設けて、天然ガスＮＧを水蒸気Ｈ２Ｏとともに予熱した後に改質器４の改質室４ａへ供給して改質した後、改質ガスを燃料電池Ｉのアノード３へ供給するようにし、一方、燃料電池Ｉのカソード２へは、酸化ガス（空気、ＣＯ２）を供給して、カソード２から排出されたカソード排ガスの一部をカソードリサイクルライン１３で循環させるようにし、アノード３から排出されたアノード排ガスのすべてとカソード排ガスの他の一部とを混合器２９で混合した後に触媒燃焼器１５でアノード排ガス中の未利用分（未反応分）を燃焼させて、改質器４の加熱室４ｂに導くようにしてある構成において、燃料電池Ｉのカソード入口温度を、カソード２へ供給される空気量により制御すると同時に、負荷を上げて燃料電池Ｉを運転するときの負荷設定に応じた上記触媒燃焼器１５の出口温度の制御を行うようにする。
【００２１】
詳述すると、燃料電池Ｉのカソード２の出口側にカソード排ガスライン３０を接続して、該カソード排ガスライン３０に、温度検出器３１を設置すると共に、酸化ガスライン１０ａに空気Ａを供給する空気供給ライン１０に、空気流量調節弁３２を設置し、上記カソード排ガス温度検出器３１からの信号に基づき制御器３３からの指令で空気流量調節弁３２を調節して空気量を増やすことにより、カソード２入口温度を下げるように制御させるようにする。
【００２２】
又、燃料電池Ｉのアノード３から排出されるアノード排ガスＡＧのすべてとカソード２から排出されるカソード排ガスＣＧの一部とを混合器２９で混合してから触媒燃焼器１５へ導入して燃焼させ、燃焼して得られた加熱ガス３４を改質器４の加熱室４ｂへ供給するようにしてある構成における上記触媒燃焼器１５と改質器４の加熱室４ｂとを結ぶ加熱ガスライン３５に、触媒燃焼器１５の出口温度、すなわち、上記加熱ガス３４の温度を検出する温度検出器３６を設置すると共に、天然ガス供給ライン５に天然ガス流量調節弁３７を設置する。更に、燃料電池Ｉを、負荷を設定して運転するときに触媒燃焼器１５の出口温度を下げるようにするため、予め負荷に応じて定めた触媒燃焼器出口温度の設定値３８と、温度検出器３６から送れる実際の触媒燃焼器出口温度（加熱ガス３４の温度）の検出値とを入力して、検出値が設定値３８と等しくなるように天然ガス流量調節弁３７を調節するようにする制御器３９を設け、該制御器３９からの指令により天然ガスの供給流量を絞るように制御し、改質器４の改質室４ａで改質された燃料ガスが燃料電池Ｉのアノード３で利用された後、余って該アノード３から排出される燃料ガスの未利用分（未反応分）の量を少なくするようにして触媒燃焼器１５の出口温度が下げられるようにする。更に、該触媒燃焼器１５の出口温度を下げることにより、改質器４の加熱室４ｂの温度を下げ、該加熱室４ｂと熱交換する改質室４ａ、燃料ガスの温度も下げて、アノード３の温度を下げることによりカソード入口温度を下げるようにする。
【００２３】
なお、４０は燃料電池Ｉ、改質器４、天然ガス予熱器８、混合器２９、触媒燃焼器１５を収納させた圧力容器である。
【００２４】
その他の構成は図３に示したものと同じであり、同一のものには同一符号が付してある。
【００２５】
燃料電池Ｉを或る負荷設定で運転している状態から、負荷を上げようとする場合は、その負荷に応じて燃料としての天然ガスＮＧの供給流量を増大させる。天然ガスの供給流量を増やすと、燃料電池の発熱量が増加するため、燃料電池Ｉ自体の運転温度が上昇して来る。これに伴い、アノード３から排出されるアノード排ガスＡＧの全部が、カソード２から排出されるカソード排ガスＣＧの一部とともに導入されて燃焼される触媒燃焼器１５の出口温度も上昇して来る。触媒燃焼器１５から排出される加熱ガス３４は改質器４の加熱室４ｂへ供給されるので、触媒燃焼器１５の出口温度が高くなると、加熱室４ｂの温度が高くなって改質室４ａの温度も高くなり、更に、改質室４ａで改質されて得られた燃料ガスの温度も高くなって、該燃料ガスが供給される燃料電池Ｉのアノード３の温度が上がり、アノード３との間で反応するカソード２の温度も上昇することになるため、燃料電池Ｉの温度は更に上昇することになる。
【００２６】
このように燃料電池Ｉの負荷を上げると、該燃料電池自体の温度が上がるが、温度が上がりすぎると、管理値を超えることになるので、負荷を上げて燃料電池を運転するときは、燃料電池Ｉの温度上昇を抑えるようにするために触媒燃焼器１５の出口温度を下げるようにして改質器４、燃料ガスを介して燃料電池Ｉに与える影響を抑えるようにすることが有効で、これまで、たとえば、アノード排ガスラインにアノード排ガスＡＧの一部を系外へ放出させる分岐ラインを設けて、アノード３から触媒燃焼器１５へ導入されて燃焼させられる燃料の未反応分の量を減らすようにすることも試みられていたが、アノード排ガスＡＧの一部を系外へ放出させてしまうという点に難点があった。
【００２７】
本発明では、アノード排ガスＡＧを全量触媒燃焼器１５へ導入するようにした構成において、触媒燃焼器１５の出口温度を下げるために燃料電池Ｉを運転するときの負荷設定に合わせて事前に触媒燃焼器出口温度の設定を行い、この設定値に基づき触媒燃焼器１５の出口温度を下げるように制御器３９からの指令で天然ガスの供給流量を調節するようにし、燃料電池Ｉのカソード入口温度の上昇を小さく抑えるようにする。これにより、燃料電池の負荷を上げるように負荷を変化させても、燃料電池自体の温度が管理値に達しない範囲内になるようにできる。
【００２８】
たとえば、燃料電池Ｉを或る負荷で運転しようとする場合は、その負荷に応じた流量の天然ガスＮＧを天然ガス供給ライン５より供給することになる。通常、燃料としての天然ガスＮＧの量は、負荷に応じて決められているが、流量としては余裕をもたせて供給されるようにしてある。すなわち、供給量の１００％が燃料電池Ｉのアノード３で利用（使用）されるものではなく、燃料の利用率は決められており、たとえば、アノード３で７５％利用されて２５％がアノード排ガスＡＧとして排出されるというようにしてあり、該排出される２５％の未反応分を触媒燃焼器１５で燃焼させることにより改質器４における加熱室４ｂの熱源とするようにしてある。
【００２９】
本発明は、上記の如き負荷設定で燃料電池Ｉを運転するとき、カソード排ガスＣＧの温度に基づいて空気流量を調節してカソード２の入口温度を制御すると同時に、アノード３で利用される燃料の必要量を維持しながら、アノード３から排出されるアノード排ガスＡＧにおける燃料の未反応分を減少させるようにする。すなわち、上記の２５％から２０％あるいは１５％というように、５％あるいは１０％減少させるように、制御器３９からの指令により天然ガス供給ライン５の天然ガス流量調節弁３７で天然ガス供給流量を絞るようにする。この際、天然ガス供給ライン５上で天然ガス供給流量を絞っても、上記のように、燃料は余裕を持った量が供給されるようにしてあり、且つ燃料の利用量は決められているので、必要な発熱量は得られる。
【００３０】
これにより、触媒燃焼器１５に入るアノード排ガスＡＧ中の未反応分の量は、燃料としての天然ガスの供給流量を絞る前の量に比して減少させられるので、触媒燃焼器１５の出口温度は下げられる。触媒燃焼器１５の出口温度は、常時温度検出器３１により検出されて制御器３９に入力されており、検出値が該制御器３９に設定してある設定値３８に等しくなるまで、天然ガス流量調節弁３７が調節されて天然ガスＮＧの供給流量が絞られることになる。
【００３１】
上記のようにして触媒燃焼器１５の出口温度が下げられると、改質器４の加熱室４ｂの温度が下がり、該加熱室４ｂとの間で熱交換する改質室４ａの温度が下がる。これにより該改質室４ａで改質された燃料ガスの温度も下がり、該燃料ガスが供給された燃料電池Ｉのアノード３の温度が下がることになる。アノード３の温度が下がると、アノード３との間で電池反応をするカソード２側の温度も下げられることになるので、触媒燃焼器１５の出口温度制御は、燃料電池Ｉの温度制御に有効に効いて来る。
【００３２】
次に、燃料電池Ｉの負荷を更に上げると、これに応じて天然ガスの供給流量が増大させられるので、燃料電池Ｉの発熱量は増加し、燃料電池Ｉ自体の温度も上昇させられて、前記した場合と同様に、触媒燃焼器１５の出口温度も上昇することになる。
【００３３】
一方、この触媒燃焼器１５の出口温度の上昇に伴い、上記のように、改質器４、アノード３を介してカソード２の温度が更に上昇させられることになる。そのため、燃料電池の負荷を上げるときは、前記と同様に、その負荷設定に合わせて触媒燃焼器１５の出口温度が下げられるように触媒燃焼器１５の出口温度の設定値を決め、これに基づき天然ガスＮＧの供給流量を絞るようにする。触媒燃焼器１５の出口温度は、通常は燃料電池Ｉの負荷変化時も、図２に実線で示す符号ａの如く一定の温度とされているが、本発明では、燃料電池Ｉの負荷を上げて燃料電池を運転する場合に、負荷を上げれば上げるほど積極的に触媒燃焼器１５の出口温度を図２に一点鎖線で示す符号ｂのように下げるよう変えて行くようにし、燃料電池の運転状態に合わせた触媒燃焼器出口温度となるようにする。これにより、燃料電池Ｉの負荷上昇時も該燃料電池Ｉのカソード入口温度を下げることができて、熱容量の大きい燃料電池の温度変化率を良くすることができて、カソード入口温度の制御性を良くすることができる。これに伴い、燃料電池Ｉの負荷変化率を向上させることができることになる。
【００３４】
なお、本発明は上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、たとえば、図１は燃料電池発電装置の一例について示すものであり、燃料としての天然ガスを予熱してから改質器４の改質室４ａで改質して燃料ガスとし、該燃料ガスを燃料電池Ｉのアノード３へ供給し、該アノード３から排出されたアノード排ガスＡＧを触媒燃焼器１５へ導入し、一方、燃料電池Ｉのカソード２へ空気を供給し、該カソード２から排出されたカソード排ガスＣＧの一部を触媒燃焼器１５へ導入し、アノード排ガスＡＧとカソード排ガスＣＧを触媒燃焼器１５で燃焼させてから、加熱ガス３４を改質器４の加熱室４ｂへ供給するようにしたものであれば、図示以外の構成のものでもよいこと、加圧容器４０を用いた場合を示したが、加圧容器４０がないものでも同様に適用できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の本発明の溶融炭酸塩型燃料電池発電装置の燃料電池温度制御方法及び装置の実施の一形態を示すシステム系統構成の概要図である。
【図２】燃料電池の負荷変化時と触媒燃焼器出口温度との関係を示す図である。
【図３】従来の溶融炭酸塩型燃料電池発電装置のシステム系統構成を示す一例図である。
【図４】従来の燃料電池の温度制御の一例を示す概要図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ｉ  燃料電池
２  カソード
３  アノード
４  改質器
４ａ  改質室
４ｂ  加熱室
５  天然ガス供給ライン（燃料供給ライン）
１０  空気供給ライン
３１  カソード排ガス温度検出器
３２  空気流量調節弁
３４  加熱ガス
３６  温度検出器
３７  天然ガス流量調節弁（燃料流量調節弁）
３８  設定値
３９  制御器
Ａ  空気
ＡＧ  アノード排ガス
ＣＧ  カソード排ガス
ＮＧ  天然ガス（燃料）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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