(57)【要約】【課題】セルスタックの劣化を抑制可能な燃料電池システムを提供する。【解決手段】  燃料電池システム１は、水素含有燃料の脱硫を行う脱硫部２と、脱硫部２で脱硫された水素含有燃料を改質して水素富化ガスを発生させる改質部４と、改質部４で発生した水素富化ガスを用いて発電を行うセルスタック５と、水素富化ガスの一部を脱硫部２の上流側に循環させるリサイクルガスラインＲと、リサイクルガスラインＲにおける水素富化ガスの流通量を調整するためのバルブ３５と、バルブ３５を制御する制御部１１と、を備える。制御部１１は、セルスタック５の電圧が所定電圧Ｆ１以上である場合に、水素富化ガスの循環を開始するようにバルブ３５を制御する第１制御、又は、水素富化ガスの流通量を増大させるようにバルブ３５を制御する第２制御を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素含有燃料の脱硫を行う脱硫部と、
前記脱硫部で脱硫された前記水素含有燃料を改質して水素富化ガスを発生させる改質部と、
前記改質部で発生した前記水素富化ガスを用いて発電を行うセルスタックと、
前記水素富化ガスの一部を前記脱硫部の上流側に循環させる循環路と、
前記循環路における前記水素富化ガスの流通量を調整するための流量調整部と、
少なくとも前記流量調整部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記セルスタックの電圧が予め定めた所定電圧以上である場合に、前記水素富化ガスの循環を開始するように前記流量調整部を制御する第１制御、又は、前記水素富化ガスの流通量を増大させるように前記流量調整部を制御する第２制御を行う、
ことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御部は、更に、前記セルスタックの温度が予め定めた第１温度以上である場合に、前記第１制御又は前記第２制御を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記制御部は、更に、前記改質部の温度が予め定めた第２温度以上である場合に、前記第１制御又は前記第２制御を行う、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記制御部は、更に、前記脱硫部の温度が予め定めた第３温度以上である場合に、前記第１制御又は前記第２制御を行う、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記セルスタックが発電を開始する前に、前記第１制御又は前記第２制御を行う、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記改質部に改質水を供給する改質水供給路と、
前記改質水供給路から前記改質部への前記改質水の供給量を調整するための供給量調整部と、を更に備え、
前記改質部は、水蒸気改質触媒を含み、
前記制御部は、前記第１制御又は前記第２制御の前に、前記改質部におけるスチーム／カーボン比を上昇させるように前記供給量調整部を制御する、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記水素富化ガスの循環を停止するように前記流量調整部を制御する第３制御、又は、前記水素富化ガスの流通量を減少させるように前記流量調整部を制御する第４制御の前に、前記セルスタックの発電を停止させる、
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記制御部は、前記セルスタックの発電中において、前記水素富化ガスの循環を停止するように前記流量調整部を制御する第３制御、又は、前記水素富化ガスの流通量を減少させるように前記流量調整部を制御する第４制御を行う場合には、前記第３制御又は前記第４制御の前に前記セルスタックの燃料利用率を低下させる、
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
水素含有燃料の脱硫を行う脱硫部と、
前記脱硫部で脱硫された前記水素含有燃料を改質して水素富化ガスを発生させる改質部と、
前記改質部で発生した前記水素富化ガスを用いて発電を行うセルスタックと、
前記水素富化ガスの一部を前記脱硫部の上流側に循環させる循環路と、
前記循環路における前記水素富化ガスの流通量を調整するための流量調整部と、
を有する燃料電池システムの運転方法であって、
前記セルスタックの電圧が予め定められた所定電圧以上であるか否かを判定する第１工程と、
前記第１工程の判定の結果、前記電圧が前記所定電圧以上である場合に、前記水素富化ガスの循環を開始するように前記流量調整部を制御する第１制御、又は、前記水素富化ガスの流通量を増大させるように前記流量調整部を制御する第２制御を行う第２工程と、
を備えることを特徴とする燃料電池システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムの、及び燃料電池システムの運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、燃料改質システムと燃料電池とを備える燃料電池システムが記載されている。燃料改質システムは、上流側から順に配置された脱硫器、改質反応器、及びＣＯ選択酸化反応器を有している。脱硫器は、水添吸着脱硫剤を用いて原燃料から硫黄化合物を除去する。改質反応器は、脱硫された原燃料を水蒸気と反応させて改質ガスを生成する。ＣＯ選択酸化反応器は、改質ガスに含まれるＣＯを選択的に酸化してＣＯ２に変換する。また、燃料電池システムは、ＣＯ選択酸化反応器に供される前の改質ガスの一部（リサイクルガス）を原燃料に添加するリサイクルラインを有している。そして、原燃料に添加されたリサイクルガスは、脱硫器において原燃料の脱硫に利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４９３１８６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された燃料電池システムにあっては、改質反応器において十分に改質反応が行われて改質ガスが生成されていないと、その一部であるリサイクルガスを利用した脱硫器での脱硫が不十分となり、未脱硫のガスが改質反応器に供給されて改質触媒の劣化が生じるおそれがある。その場合、未改質のガスが燃料電池に供給される結果、燃料電池が劣化するおそれがある。
【０００５】
本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、セルスタックの劣化を抑制可能な燃料電池システム、及び燃料電池システムの運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る燃料電池システムは、水素含有燃料の脱硫を行う脱硫部と、脱硫部で脱硫された水素含有燃料を改質して水素富化ガスを発生させる改質部と、改質部で発生した水素富化ガスを用いて発電を行うセルスタックと、水素富化ガスの一部を脱硫部の上流側に循環させる循環路と、循環路における水素富化ガスの流通量を調整するための流量調整部と、少なくとも流量調整部を制御する制御部と、を備え、制御部は、セルスタックの電圧が予め定めた所定電圧以上である場合に、水素富化ガスの循環を開始するように流量調整部を制御する第１制御、又は、水素富化ガスの流通量を増大させるように流量調整部を制御する第２制御を行う、ことを特徴とする。
【０００７】
また、上記課題を解決するために、本発明に係る燃料電池システムの運転方法は、水素含有燃料の脱硫を行う脱硫部と、脱硫部で脱硫された水素含有燃料を改質して水素富化ガスを発生させる改質部と、改質部で発生した水素富化ガスを用いて発電を行うセルスタックと、水素富化ガスの一部を脱硫部の上流側に循環させる循環路と、循環路における水素富化ガスの流通量を調整するための流量調整部と、を有する燃料電池システムの運転方法であって、セルスタックの電圧が予め定められた所定電圧以上であるか否かを判定する第１工程と、第１工程の判定の結果、電圧が所定電圧以上である場合に、水素富化ガスの循環を開始するように流量調整部を制御する第１制御、又は、水素富化ガスの流通量を増大させるように流量調整部を制御する第２制御を行う第２工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
これらの燃料電池システム、及び燃料電池システムの運転方法においては、脱硫部への水素富化ガスの循環を開始するように流量調整部を制御する第１制御、又は、脱硫部への水素富化ガスの流通量を増大させるように流量調整部を制御する第２制御が行われる。これにより、脱硫部において、水素富化ガスを利用した水素含有燃料の脱硫が行われる。特に、これらの燃料電池システム、及び燃料電池システムの運転方法においては、第１制御及び第２制御の契機として、セルスタックの電圧が所定電圧以上であることを利用している。セルスタックの電圧が所定電圧以上であることは、改質部において十分に改質反応が行われて水素富化ガスが発生させられ、セルスタックに供給されていることを示す。したがって、脱硫部においては、その水素富化ガスの一部を利用して十分に水素含有燃料の脱硫を行うことが可能となる。これにより、未脱硫の水素含有燃料が改質部に供給されることが抑制される。その結果、改質部の劣化が抑制され、ひいては、セルスタックの劣化が抑制される。
【０００９】
本発明に係る燃料電池システムにおいては、制御部は、更に、セルスタックの温度が予め定めた第１温度以上である場合に、第１制御又は第２制御を行ってもよい。この場合、改質部において改質反応が十分に行われて水素含有ガスが確実に発生させられている状態において、第１制御又は第２制御が行われる。このため、未脱硫の水素含有燃料が改質部に供給されることが確実に抑制される結果、改質部及びセルスタックの劣化が確実に抑制される。
【００１０】
ここで、循環路を介して改質不十分のガスが脱硫部に循環供給されると、脱硫部に対して指示値以上の水素含有燃料が供給されることになる。この場合には、脱硫触媒に対してコーキングが発生するリスクが高まり、ひいては脱硫部の脱硫性能が低下するおそれがある。また、指示値以上の水素含有燃料が脱硫部を経て改質部に供給されると、改質部におけるスチーム／カーボン比が低下してコーキングが生じ、改質部出口において、改質不十分のガスが占める割合のさらなる増加（ひいてはセルスタックの劣化）が生じるおそれがある。
【００１１】
そこで、本発明に係る燃料電池システムにおいては、制御部は、更に、改質部の温度が予め定めた第２温度以上である場合に、前記第１制御又は前記第２制御を行ってもよい。この場合、改質部において改質反応がより十分に行われている状態において、第１制御又は第２制御が行われる。このため、改質不十分のガスが脱硫部に循環供給されることが確実に抑制される。したがって、脱硫部及び改質部におけるコーキングが避けられ、セルスタックの劣化が確実に抑制される。
【００１２】
本発明に係る燃料電池システムにおいては、制御部は、更に、脱硫部の温度が予め定めた第３温度以上である場合に、第１制御又は第２制御を行ってもよい。一般的に、脱硫触媒は、水素含有燃料を吸着する。そして、脱硫触媒が昇温されるにしたがって、吸着されていた水素含有燃料が脱離していく。さらに、ある温度以上となるとその脱離がほぼなくなり、一定量の水素含有燃料が脱硫触媒に吸着されたままになる。したがって、この場合のように、脱硫部の温度を第１制御又は第２制御の契機とすれば、脱硫触媒から脱離することに起因する水素含有燃料の改質部への影響（スチーム／カーボン比の低下）を低減することが可能となる。
【００１３】
本発明に係る燃料電池システムにおいては、制御部は、セルスタックが発電を開始する前に、第１制御又は前記第２制御を行ってもよい。この場合、発電中に水素富化ガスの流量変化に起因して燃料利用率が上昇することを予め抑制することができ、セルスタックの劣化が確実に抑制される。
【００１４】
なお、ここでは、「セルスタックが発電を開始する前」であるとは、セルスタックから電流の挿引が開始される前であることを意味する。この場合、セルスタックの電圧は、セルスタックの開回路電圧である。これに対して、セルスタックから電流の挿引が行われている状態について、「セルスタックの発電中」と称する場合がある。
【００１５】
ここで、水素富化ガスが脱硫部に循環供給されると、上述したように脱硫部の脱硫触媒に吸着されていた水素含有燃料が脱離することにより、改質部に対して指示値以上の水素含有燃料が供給されることがある。その場合には、改質部におけるスチーム／カーボン比が一時的に下がる結果、改質不十分のガスがセルスタックに供給され、セルスタックが劣化するおそれがある。
【００１６】
そこで、本発明に係る燃料電池システムは、改質部に改質水を供給する改質水供給路と、改質水供給路から改質部への改質水の供給量を調整するための供給量調整部と、を更に備え、改質部は、水蒸気改質触媒を含み、制御部は、第１制御又は第２制御の前に、予め改質部におけるスチーム／カーボン比を上昇させるように供給量調整部を制御してもよい。この場合、第１制御又は第２制御の前に改質部におけるスチーム／カーボン比が予め上昇させられる。このため、上述したような理由から、改質部におけるスチーム／カーボン比が一時的に下がったとしても、改質不十分のガスが発生する程度までのスチーム／カーボン比の低下には至らず、セルスタックの劣化が抑制される。
【００１７】
本発明に係る燃料電池システムにおいては、制御部は、水素富化ガスの循環を停止するように流量調整部を制御する第３制御、又は、水素富化ガスの流通量を減少させるように流量調整部を制御する第４制御の前に、セルスタックの発電を停止させてもよい。この場合、発電停止後に第３制御又は第４制御を行うことにより、水素富化ガスの流量変化に起因して発電中に燃料利用率が上昇することが抑制され、セルスタックの劣化が確実に抑制される。
【００１８】
本発明に係る燃料電池システムにおいては、制御部は、セルスタックの発電中において、水素富化ガスの循環を停止するように流量調整部を制御する第３制御、又は、水素富化ガスの流通量を減少させるように流量調整部を制御する第４制御を行う場合には、第３制御又は第４制御の前にセルスタックの燃料利用率を予め低下させてもよい。この場合、第３制御又は第４制御の実施に起因してセルスタックにおける燃料利用率が一時的に上昇したとしても、セルスタックが劣化する程度までの燃料利用率の上昇には至らず、セルスタックが劣化することが抑制される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、セルスタックの劣化を抑制可能な燃料電池システム、及び燃料電池システムの運転方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る燃料電池システムを示すブロック図である。
【図２】図１に示された燃料電池システムの構成を示す概略図である。
【図３】図１に示された燃料電池システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】図１に示された燃料電池システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素同士、或いは相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る燃料電池システムを示すブロック図である。図１に示されるように、本実施形態に係る燃料電池システム１は、脱硫部２、水気化部３、改質部４、セルスタック５、オフガス燃焼部（燃焼部）６、水素含有燃料供給部７、水供給部８、酸化剤供給部９、パワーコンディショナー１０、及び、制御部１１を備えている。燃料電池システム１は、水素含有燃料及び酸化剤を用いて、セルスタック５にて発電を行う。セルスタック５としては、例えば、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ：Solid  Oxide  Fuel  Cell）が採用される。
【００２３】
ただし、セルスタック５は、固体酸化物形燃料電池に限定されない。セルスタック５としては、例えば、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ：Polymer  Electrolyte  Fuel  Cell）、リン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ：Phosphoric  Acid  Fuel  Cell）、溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＭ：Molten  Carbonate  Fuel  Cell）、及び、その他のものを採用することができる。また、セルスタック５の種類、水素含有燃料の種類、及び、改質方式等に応じて、図１に示される構成要素を適宜省略し、又は変更してもよい。
【００２４】
水素含有燃料としては、例えば、炭化水素系燃料が用いられる。炭化水素燃料としては、分子中に炭素と水素とを含む化合物（酸素等、他の元素を含んでいてもよい）、若しくはそれらの混合物が用いられる。炭化水素系燃料としては、例えば、炭化水素類、アルコール類、エーテル類、及び、バイオ燃料が挙げられる。炭化水素系燃料は、従来の石油・石炭等の化石燃料由来のもの、合成ガス等の合成系燃料由来のもの、及び、バイオマス由来のものを適宜用いることができる。
【００２５】
より具体的には、炭化水素類として、メタン、エタン、プロパン、ブタン、天然ガス、ＬＰＧ（液化石油ガス）、都市ガス、タウンガス、ガソリン、ナフサ、灯油、及び、軽油等が挙げられる。アルコール類としては、メタノール、及び、エタノール等が挙げられる。エーテル類としては、ジメチルエーテル等が挙げられる。バイオ燃料としては、バイオガス、バイオエタノール、バイオディーゼル、及び、バイオジェット等が挙げられる。酸化剤としては、例えば、空気、純酸素ガス（通常の除去手段で除去が困難な不純物を含んでいてもよい）、及び、酸素富化空気等が用いられる。
【００２６】
脱硫部２は、改質部４に供給される水素含有燃料の脱硫を行う。脱硫部２は、水素含有燃料に含有される硫黄化合物を除去するための脱硫触媒を有している。脱硫部２の脱硫方式としては、例えば、硫黄化合物を水素と反応させて除去する水添脱硫方式が採用される。脱硫部２の脱硫触媒としては、例えば、ＮｉＭｏ触媒とＺｎＯ触媒との組み合わせ、ＣｏＭｏ触媒とＺｎＯ触媒との組み合わせ、及び、Ｃｕ−ＺｎＯ−Ｎｉ触媒等が用いられる。
【００２７】
水気化部３は、水を加熱し気化させることによって水蒸気を生成する。水気化部３における水の加熱は、オフガス燃焼部６による熱が利用される。なお、水気化部３における水の加熱には、例えば、排ガスの熱等の燃料電池システム１内で発生する熱を利用してもよいし、別途ヒータやバーナ等の他熱源を用いてもよい。水気化部３は、生成した水蒸気を改質部４へ供給する。
【００２８】
改質部４は、水素含有燃料を改質して水素富化ガスを発生させる。改質部４は、発生させた水素富化ガスをセルスタック５のアノード１２に供給する。また、リサイクルガスライン（循環路）Ｒは、改質部４で発生させた水素富化ガスの一部を、脱硫部２の上流側にリサイクルガスとして循環させる。水気化部３及び改質部４は、水素発生部２０に含まれる。つまり、燃料電池システム１は、脱硫部２で脱硫された水素含有燃料を改質して水素富化ガスを発生させる水素発生部２０を備えている。また、燃料電池システム１は、上述したように、水素発生部２０で発生した改質ガスの一部を脱硫部２の上流側に循環させるリサイクルガスラインＲを備えている。
【００２９】
改質部４における改質方式は、例えば、水蒸気改質、部分酸化改質、自己熱改質、及び、その他の改質方式を採用することができる。ここでは、改質部４の改質方式が水蒸気改質である場合（改質部４が水蒸気改質触媒を含む場合）を例に説明する。この場合、改質部４には、脱硫部２から水素含有燃料が供給されると共に、上述したように水気化部３から水蒸気が供給される。改質部４における改質ガスの発生に用いられる熱は、オフガス燃焼部６の熱が利用される。ただし、改質部４における改質ガスの発生に用いられる熱は、例えば、排ガスの熱等の燃料電池システム１内で発生する熱を利用してもよいし、別途ヒータやバーナ等の他熱源を用いてもよい。
【００３０】
なお、水素発生部２０は、改質部４に代えて、又は加えて、他の構成を有する場合もある。例えば、セルスタック５が固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）やリン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）である場合には、水素発生部２０は、改質部４から排出されたガス中の一酸化炭素除去部（例えば、シフト反応部及び選択酸化反応部等）を有することができる。
【００３１】
セルスタック５は、水素発生部２０からの水素富化ガス及び酸化剤供給部９からの酸化剤を用いて発電を行う。セルスタック５は、水素富化ガスが供給されるアノード１２と、酸化剤が供給されるカソード１３と、アノード１２とカソード１３との間に配置される電解質１４と、を備えている。セルスタック５は、パワーコンディショナー１０を介して、電力を外部に供給する。セルスタック５は、発電に用いられなかった水素富化ガス及び酸化剤をオフガスとして、オフガス燃焼部６へ供給する。
【００３２】
オフガス燃焼部６は、セルスタック５から供給されるオフガスを燃焼させる。オフガス燃焼部６は、セルスタック５上に形成されている。オフガス燃焼部６によって発生する熱は、水気化部３に供給されて水蒸気の生成に用いられると共に、改質部４に供給されて改質ガスの発生に用いられる。
【００３３】
水素含有燃料供給部７は、脱硫部２に水素含有燃料を供給する。水供給部８は、水素発生部２０に改質水（水）を供給する改質水供給ライン（改質水供給路）４０と、改質水供給ライン４０に設けられ、改質水供給ライン４０から水素発生部２０への水の供給量を調整するためのバルブ（供給量調整部）４１と、を含んで構成されており（図２参照）、制御部１１からの制御信号に基づいて駆動される。酸化剤供給部９は、セルスタック５のカソード１３に酸化剤を供給する。水素含有燃料供給部７、及び、酸化剤供給部９は、例えばポンプによって構成されており、制御部１１からの制御信号に基づいて駆動される。
【００３４】
パワーコンディショナー１０は、セルスタック５からの電力を、外部での電力使用状態に合せて調整する。パワーコンディショナー１０は、例えば、電圧を変換する処理や、直流電力を交流電力に変換する処理等を行う。
【００３５】
制御部１１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び、入出力インターフェイス等を含むコンピュータとして構成される。制御部１１は、例えば、そのコンピュータにおいて所定のプログラムが実行されることにより、以下に説明する制御を含む燃料電池システム１の全体の制御を行う。より具体的には、制御部１１は、水素含有燃料供給部７、水供給部８、酸化剤供給部９、及び、パワーコンディショナー１０等の要素、並びに、その他の後述する各要素や図示しないセンサや補機等の要素に電気的に接続されている。制御部１１は、燃料電池システム１内で発生する各種信号を取得すると共に、燃料電池システム１の各要素へ制御信号を出力する。これにより、制御部１１は、上述した各要素の制御を行う。
【００３６】
図２は、図１に示された燃料電池システムの構成を示す概略図である。図２に示されるように、燃料電池システム１においては、水素発生部２０は、オフガス燃焼部６により加熱されるものであり、オフガス燃焼部６で発生する燃焼熱を受熱可能な位置に配置されている。ここでは、水素発生部２０は、オフガス燃焼部６の上方においてセルスタック５に対向するように配置されている。オフガス燃焼部６は、例えばセルスタック５のアノード出口を水素発生部２０側に開放することにより、水素発生部２０とセルスタック５との間に画成される。オフガス燃焼部６からの排気ガスは、例えば排気触媒を介して外部に排気される。
【００３７】
脱硫部２は、水素発生部２０及びセルスタック５を収容する筐体１５に当接するように設けられている。これにより、脱硫部２には、当該筐体１５内の熱（すなわち、セルスタック５を含む発電モジュールからの放熱）が伝わり、脱硫部２の温度が高温に保持される（或いは昇温される）。脱硫部２には、上述したような脱硫触媒が充填されている。なお、脱硫部２、セルスタック５、及び、水素発生部２０の周囲には、断熱材（不図示）が適宜設けられる。
【００３８】
リサイクルガスラインＲは、水素富化ガスの一部をリサイクルガスとして脱硫部２に循環させるためのものである。リサイクルガスラインＲの一端（上流側）は、水素発生部２０の下流に接続され、他端（下流側）は、水素含入燃料を供給するフィードライン１６に設けられた水素含有燃料供給部７と逆止弁等の圧力調整部３１との間に接続されている。脱硫部２は、このリサイクルガスラインＲを介して導入されたリサイクルガスを利用して水素含有燃料の水添脱硫を行うことができる。
【００３９】
リサイクルガスラインＲには、水分を除去するドレーナ（水分除去部）３２、逆止弁等の圧力調整部３４、及び、バルブ（流量調整部）３５が、リサイクルガスの上流から下流に向かう方向にこの順で設けられている。なお、リサイクルガスラインＲには、ポンプ等が更に設けられてもよい。フィードライン１６における圧力調整部３１の上流側には、バルブ３６が設けられている。
【００４０】
前述の一酸化炭素除去部は、リサイクルガスラインＲに設けてもよい。これにより、リサイクルガスラインＲを介して脱硫部２に導入されるリサイクルガスの水素濃度が向上し、水添脱硫反応を促進することができる。特に、シフト反応を利用する一酸化炭素除去部を設ける場合、シフト反応によりリサイクルガスラインＲに流通するリサイクルガスの水分量が低下する。よって、リサイクルガスに含まれる水分が凝縮することによるリサイクルガスラインＲの管路閉塞を抑制することができる。
【００４１】
引き続いて、制御部１１の制御の一例について説明する。制御部１１は、セルスタック５の電圧を示す信号を入力する。制御部１１は、その信号に基づいて、セルスタック５の電圧が予め定めた所定電圧Ｆ１（Ｖ）以上であるか否かを判定する。その判定の結果、セルスタック５の電圧が所定電圧Ｆ１（Ｖ）以上である場合に、制御部１１は、以下のような第１制御又は第２制御を行う。
【００４２】
第１制御は、リサイクルガスの循環を開始するようにリサイクルガスラインＲのバルブ３５を制御する（バルブ３５を開状態とする）ものである。そのために、制御部１１は、バルブ３５に対して、バルブ３５を開状態とするための信号を送信する。第２制御は、バルブ３５が予め開状態とされている状態において、リサイクルガスラインＲにおけるリサイクルガスの流通量を増大させるようにバルブ３５を制御する（バルブ３５の開度を増大させる）ものである。そのために、制御部１１は、バルブ３５に対して、バルブ３５の開度を増大させるための信号を送信する。リサイクルガスラインＲにおけるリサイクルガスの流通量は、脱硫部２へのリサイクルガスの供給量である。
【００４３】
また、所定電圧Ｆ１（Ｖ）は、セルスタック５が発電を開始する前においては、セルスタック５の開回路電圧であり、一例として、１４０（Ｖ）程度である。なお、ここでは、「セルスタック５が発電を開始する前」であるとは、セルスタック５から電流の挿引が開始される前であることを意味する。一方、所定電圧Ｆ１（Ｖ）は、セルスタック５が発電中である場合には、一例として、１００（Ｖ）程度である。なお、ここでは、「セルスタック５が発電中」であるとは、セルスタック５から電流の挿引が行われている状態を意味する。
【００４４】
セルスタック５の電圧は、セルスタック５において水素富化ガス中の水素と酸化剤中の酸素との反応が生じることにより、上述した所定電圧Ｆ１（Ｖ）以上となり得る。つまり、セルスタック５の電圧が所定電圧Ｆ１（Ｖ）以上であることは、水素発生部２０において十分に改質反応が行われて水素富化ガスが生成されていることを示す。したがって、第１制御及び第２制御の契機として、セルスタック５の電圧が所定電圧Ｆ１（Ｖ）以上であることを利用すれば、水素発生部２０において生成された水素富化ガスの一部を、リサイクルガスとしてリサイクルガスラインＲを介して脱硫部２に供給することができる。
【００４５】
また、制御部１１は、セルスタック５の温度を示す信号を入力する。そして、制御部１１は、その信号に基づいて、セルスタック５の温度が予め定められた第１温度Ｔ１（℃）以上であるか否かを判定する。その判定の結果、セルスタック５の温度が第１温度Ｔ１（℃）以上である場合に、制御部１１は、上記の第１制御又は第２制御を行う。第１温度Ｔ１（℃）は、一例として、セルスタック５が固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）である場合には５００℃程度であり、固定高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）である場合には６０℃程度である。
【００４６】
セルスタック５の温度が上述した第１温度Ｔ１（℃）以上であることは、電圧と同様に、水素発生部２０において十分に改質反応が行われて水素富化ガスが生成されていることを示す。したがって、第１制御及び第２制御の契機として、セルスタック５の温度が第１温度Ｔ１（℃）以上であることを更に利用すれば、リサイクルガスとして水素富化ガスを確実に脱硫部２に供給することができる。なお、セルスタック５の温度は、一例として、セルスタック５の中心付近で測定された温度とすることができる。ただし、セルスタック５の温度は、水素発生部２０において十分に水素富化ガスが生成されていることの基準として用いることができればよく、その測定箇所は限定されない。
【００４７】
また、制御部１１は、改質部４の温度を示す信号を入力する。そして、制御部１１は、その信号に基づいて、改質部４の温度が予め定められた第２温度Ｔ２（℃）以上であるか否かを判定する。その判定の結果、改質部４の温度が第２温度Ｔ２（℃）以上である場合に、制御部１１は、上記の第１制御又は第２制御を行う。第２温度Ｔ２（℃）は、改質部４において十分に改質反応が行われている状態の温度であり、一例として、６００（℃）程度である。
【００４８】
このように、第１制御及び第２制御の契機として、改質部４の温度が第２温度Ｔ２（℃）以上であることを更に利用すれば、リサイクルガスとして水素富化ガスをより確実に脱硫部２に供給することができる。なお、改質部４の温度は、例えば、改質部４における改質触媒温度、或いは、改質部４から排出される水素富化ガス温度である。改質部４の温度の測定は、一例として、改質部４の出口において行うことができるが、改質部４の温度が推測可能な場所であればどこで行ってもよい。
【００４９】
更に、制御部１１は、脱硫部２の温度を示す信号を入力する。そして、制御部１１は、その信号に基づいて、脱硫部２の温度が予め定めた第３温度Ｔ３（℃）以上であるか否かを判定する。この判定の結果、脱硫部２の温度が第３温度Ｔ３（℃）以上である場合に、制御部１１は、上記の第１制御又は第２制御を行う。第３温度Ｔ３（℃）は、脱硫部２の脱硫触媒の作動開始温度（以下、「作動開始温度という」）以上であること、及び、脱硫触媒におけるガス吸着量が無視し得る程度まで少なくなる温度（以下、「ガス吸着量減少温度」という）以上であることの両方を満足する温度である。
【００５０】
例えば、作動開始温度＜ガス吸着量減少温度である場合には、第３温度Ｔ３（℃）は、ガス吸着量減少温度以上とすればよい。これに対して、作動開始温度＞ガス吸着量減少温度である場合には、第３温度Ｔ３（℃）は、作動開始温度以上とすればよい。この場合の一例として、作動開始温度が２５０（℃）であり、ガス吸着量減少温度が１５０（℃）である場合には、第３温度Ｔ３（℃）は２５０℃以上であればよい。
【００５１】
また、脱硫部２の温度とは、脱硫部２の脱硫触媒の温度、或いは脱硫燃料温度である。脱硫部２の温度の測定は、一例として脱硫部２の出口において行うことができる。また、脱硫部２の温度の測定は、脱硫部２において複数の脱硫触媒が積層されている場合には、各層の出口において行うことができる。
【００５２】
以上のように、制御部１１は、第１制御又は第２制御の実行の契機として、セルスタック５の電圧、セルスタック５の温度、改質部４の温度、及び、脱硫部２の温度を用いることができる。ただし、制御部１１においては、第１制御又は第２制御の実行の契機として、少なくともセルスタック５の電圧が用いられればよく、セルスタック５の温度、改質部４の温度、及び、脱硫部２の温度については、必要に応じて１又は複数を選択し、セルスタック５の電圧に組み合わせて用いられればよい。また、制御部１１は、特に、セルスタック５が発電を開始する前において、第１制御又は第２制御を行うことができる。
【００５３】
ここで、制御部１１は、上述した第１制御又は第２制御に加えて、以下のような制御を更に行うことができる。すなわち、制御部１１は、第１制御又は第２制御を行う前に、改質部４におけるスチーム／カーボン比（以下、「Ｓ／Ｃ」という）を上昇させるように、改質水供給ライン４０のバルブ４１を制御する。このとき、制御部１１は、バルブ４１の開度を増大させる信号をバルブ４１に送信することにより、改質部４（水気化部３）への水の供給量を増大させ、改質部４におけるＳ／Ｃを上昇させることができる。この場合、制御部１１は、改質部４におけるＳ／Ｃの上昇、及び、第１制御又は第２制御の後に、所定時間（後述する所定時間Ｆ３（ｍｉｎ））経過後に改質部４におけるＳ／Ｃを元に戻す。
【００５４】
また、制御部１１は、以下の第３制御又は第４制御を行うことができる。第３制御及び第４制御は、バルブ３５が開状態とされてリサイクルガスラインＲをリサイクルガスが流通している状態において行われる制御である。より具体的には、第３制御は、リサイクルガスの循環を停止するようにリサイクルガスラインＲのバルブ３５を制御する（バルブ３５を閉状態とする）ものである。そのために、制御部１１は、バルブ３５に対して、バルブ３５を閉状態とするための信号を送信する。第４制御は、リサイクルガスラインＲにおけるリサイクルガスの流通量を減少させるようにバルブ３５を制御する（バルブ３５の開度を減少させる）ものである。そのために、制御部１１は、バルブ３５に対して、バルブ３５の開度を減少させるための信号を送信する。
【００５５】
特に、制御部１１は、これらの第３制御又は第４制御の前に、セルスタック５の発電を停止させることができる。或いは、制御部１１は、セルスタック５の発電中に（すなわち、セルスタック５の発電を停止させずに）これらの第３制御又は第４制御を行う場合には、第３制御又は第４制御の前にセルスタック５における燃料利用率を低下させることができる。この場合、制御部１１は、水素含有燃料供給部７から脱硫部２への水素含有燃料の供給量を増大させるように水素含有燃料供給部７を制御することにより、セルスタック５における燃料利用率を低下させることができる。または、セルスタック５の発電量を低下させることにより、セルスタック５における燃料利用率を低下させることができる。この場合、制御部１１は、セルスタック５における燃料利用率の低下、及び、第３制御又は第４制御の後に、所定時間（後述する所定時間Ｆ６（ｍｉｎ））経過後にセルスタック５における燃料利用率を元に戻す。
【００５６】
引き続いて、上述した制御部１１の制御による燃料電池システム１の運転方法の一例について説明する。図３は、図１に示された燃料電池システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。図３に示される例では、まず、制御部１１が、セルスタック５が発電中であるか否かの判定を行う（工程Ｓ１０１）。
【００５７】
工程Ｓ１０１の判定の結果、セルスタック５が発電中でない場合、制御部１１は、セルスタック５の温度が上述したような第１温度Ｔ１（℃）以上であるか否かの判定を行う（工程Ｓ１０２：第１工程）。この判定の結果、セルスタック５の温度が第１温度Ｔ１（℃）以上である場合、制御部１１は、セルスタック５の電圧が上述したような所定電圧Ｆ１（Ｖ）以上であるか否かの判定を行う（工程Ｓ１０３）。
【００５８】
工程Ｓ１０３の判定の結果、セルスタック５の電圧が所定電圧Ｆ１（Ｖ）以上である場合、制御部１１は、改質部４におけるＳ／Ｃを上昇させる（工程Ｓ１０４）。ここでは、制御部１１は、バルブ４１の開度を増大させる信号をバルブ４１に送信することにより、改質部４（水気化部３）への水の供給量を増大させ、改質部４におけるＳ／ＣをＦ２＋αとする。Ｆ２は予め設定されたＳ／Ｃの値であり、αがこの工程Ｓ１０４で増大させる増加分である。
【００５９】
続いて、制御部１１は、リサイクルガスラインＲのバルブ３５を開状態とする（工程Ｓ１０５：第２工程）。より具体的には、ここでは、制御部１１は、バルブ３５に対して信号を送信することによりバルブ３５を開状態とし、リサイクルガスラインＲを介してリサイクルガスの循環を開始する。すなわち、この工程Ｓ１０５においては、制御部１１は、上述した第１制御を行う。これにより、リサイクルガスラインＲを介した脱硫部２へのリサイクルガスの供給が開始される。
【００６０】
続いて、制御部１１は、工程Ｓ１０５において第１制御によりバルブ３５を開状態とした時点から（すなわち、脱硫部２に対してリサイクルガスの供給を開始した時点から）、所定時間Ｆ３（ｍｉｎ）に設定されたタイマのカウントを開始する（工程Ｓ１０６）。
【００６１】
そして、制御部１１は、当該タイマのカウントが終了したか否か（すなわち、所定時間Ｆ３（ｍｉｎ）だけカウントアップしたか否か）の判定を行う（工程Ｓ１０７）。この判定は、工程Ｓ１０５においてリサイクルガスラインＲのバルブ３５を開状態としてから（すなわち、脱硫部２に対してリサイクルガスの供給が開始され始めてから）所定時間Ｆ３（ｍｉｎ）経過したか否かの判定に相当する。
【００６２】
工程Ｓ１０７の判定の結果、当該タイマのカウントが終了した場合（すなわち、所定時間Ｆ３（ｍｉｎ）だけカウントアップした場合）、制御部１１は、改質部４におけるＳ／Ｃを低下させる（工程Ｓ１０８）。ここでは、制御部１１は、バルブ４１の開度を減少させる信号をバルブ４１に送信することにより、改質部４（水気化部３）への水の供給量を減少させ、改質部４におけるＳ／ＣをＦ２とする。換言すれば、ここでは、制御部１１は、工程Ｓ１０４においてαだけ上昇させられていた改質部４のＳ／ＣをＦ２として元に戻す。
【００６３】
その後、制御部１１は、セルスタック５における目標発電量をＦ４（Ｗ）に設定してセルスタック５の発電を開始し（工程Ｓ１０９）、処理を終了する。
【００６４】
一方、工程Ｓ１０２の判定の結果、セルスタック５の温度が第１温度Ｔ１（℃）以上でない場合には、所定の時間間隔で工程Ｓ１０２の判定を繰り返す。また、工程Ｓ１０３の判定の結果、セルスタック５の電圧が所定電圧Ｆ１（Ｖ）以上でない場合には、所定の時間間隔で工程Ｓ１０３の判定を繰り返す。更に、工程Ｓ１０７の判定の結果、タイマのカウントが終了していない場合（すなわち、所定時間Ｆ３（ｍｉｎ）だけカウントアップしていない場合）、所定の時間間隔で工程Ｓ１０７の判定を繰り返す。
【００６５】
他方、工程Ｓ１０１の判定の結果、セルスタック５が発電中である場合、制御部１１は、工程Ｓ１０４と同様に、改質部４におけるＳ／Ｃを上昇させる（工程Ｓ１１０）。続いて、制御部１１は、工程Ｓ１０５と同様に、リサイクルガスラインＲのバルブ３５を開状態とする（工程Ｓ１１１）。続いて、制御部１１は、工程Ｓ１０６と同様に、所定時間Ｆ３（ｍｉｎ）に設定されたタイマのカウントを開始する（工程Ｓ１１２）。
【００６６】
続いて、制御部１１は、工程Ｓ１０７と同様に、当該タイマのカウントが終了したか否か（すなわち、所定時間Ｆ３（ｍｉｎ）だけカウントアップしたか否か）の判定を行う（工程Ｓ１１３）。工程Ｓ１１３の判定の結果、当該タイマのカウントが終了した場合（すなわち、所定時間Ｆ３（ｍｉｎ）だけカウントアップした場合）、制御部１１は、工程Ｓ１０８と同様に、改質部４におけるＳ／Ｃを低下させ（上昇分を元に戻し）（工程Ｓ１１４）、処理を終了する。
【００６７】
引き続いて、上述した制御部１１の制御による燃料電池システム１の運転方法の他の一例について説明する。図４は、図１に示された燃料電池システムの運転方法の一例を示すフローチャートである。図４に示される燃料電池システム１の運転方法は、例えば、制御部１１が第１制御又は第２制御を実施することにより、リサイクルガスラインＲのバルブ３５が開状態とされている状態で行われる。
【００６８】
図４に示されるように、ここでは、まず、制御部１１が、セルスタック５が発電中であるか否かを判定する（工程Ｓ２０１）。
【００６９】
工程Ｓ２０１の判定の結果、セルスタック５が発電中である場合、制御部１１は、セルスタック５における燃料利用率（Ｕｆ）を低下させる（工程Ｓ２０２）。ここでは、例えば、制御部１１は、水素含有燃料供給部７から脱硫部２への水素含有燃料の供給量を増大させるように水素含有燃料供給部７を制御することにより、セルスタック５における燃料利用率をＦ５−βとする。Ｆ５は予め設定された燃料利用率の値であり、βがこの工程Ｓ２０２で低下させる燃料利用率の低下分である。
【００７０】
続いて、制御部１１は、リサイクルガスラインＲのバルブ３５を閉状態とする（工程Ｓ２０３）。より具体的には、ここでは、制御部１１は、バルブ３５に対して信号を送信することによりバルブ３５を閉状態とし、リサイクルガスラインＲを介してリサイクルガスの循環を停止する。すなわち、この工程Ｓ２０３においては、制御部１１は、上述した第３制御を行う。これにより、リサイクルガスラインＲを介した脱硫部２へのリサイクルガスの供給が停止される。
【００７１】
続いて、制御部１１は、工程Ｓ２０３において第３制御によりバルブ３５を閉状態とした時点から（すなわち、脱硫部２に対してリサイクルガスの供給を停止した時点から）、所定時間Ｆ６（ｍｉｎ）に設定されたタイマのカウントを開始する（工程Ｓ２０４）。
【００７２】
そして、制御部１１は、当該タイマのカウントが終了したか否か（すなわち、所定時間Ｆ６（ｍｉｎ）だけカウントアップしたか否か）の判定を行う（工程Ｓ２０５）。この判定は、工程Ｓ２０３において、リサイクルガスラインＲのバルブ３５を閉状態としてから（すなわち、脱硫部２に対してリサイクルガスの供給が停止されてから）所定時間Ｆ６（ｍｉｎ）経過したか否かの判定に相当する。
【００７３】
工程Ｓ２０５の判定の結果、当該タイマのカウントが終了した場合（すなわち、所定時間Ｆ６（ｍｉｎ）だけカウントアップした場合）、制御部１１は、セルスタック５における燃料利用率（Ｕｆ）を増加させる（工程Ｓ２０６）。ここでは、例えば、制御部１１は、水素含有燃料供給部７から脱硫部２への水素含有燃料の供給量を減少させるように水素含有燃料供給部７を制御することにより、工程Ｓ２０２においてβだけ低下させられていたセルスタック５における燃料利用率をＦ５として元に戻す。その後、処理を終了する。
【００７４】
なお、工程Ｓ２０１の判定の結果、セルスタック５が発電中でない場合には、制御部１１は、リサイクルガスラインＲのバルブ３５を閉状態とし（すなわち、第３制御を実施し）、処理を終了する。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態における燃料電池システム１、及びその運転方法においては、脱硫部２へのリサイクルガスの循環を開始するようにリサイクルガスラインＲのバルブ３５を制御する第１制御、又は、脱硫部２へのリサイクルガスの流通量を増大させるようにバルブ３５を制御する第２制御が行われる。これにより、脱硫部２において、リサイクルガスを利用した水素含有燃料の脱硫が行われる。
【００７６】
特に、本実施形態に係る燃料電池システム１、及びその運転方法においては、第１制御及び第２制御の契機として、セルスタック５の電圧が所定電圧Ｆ１（Ｖ）以上であることを利用している。セルスタック５の電圧が所定電圧Ｆ１（Ｖ）以上であることは、改質部４において十分に改質反応が行われて水素富化ガスが発生させられ、セルスタック５に供給されていることを示す。したがって、脱硫部２においては、その水素富化ガスの一部であるリサイクルガスを利用して十分に水素含有燃料の脱硫を行うことが可能となる。これにより、未脱硫の水素含有燃料が改質部４に供給されることが抑制される。その結果、改質部４の劣化が抑制され、ひいては、セルスタック５の劣化が抑制される。
【００７７】
また、本実施形態に係る燃料電池システム、及びその運転方法においては、制御部１１は、更に、セルスタック５の温度が予め定めた第１温度Ｔ１（℃）以上である場合に、第１制御又は第２制御を行う。この場合、改質部４において改質反応が十分に行われて水素富化ガスが確実に発生させられている状態において、第１制御又は第２制御が行われる。このため、未脱硫の水素含有燃料が改質部４に供給されることが確実に抑制される結果、改質部４及びセルスタック５の劣化が確実に抑制される。
【００７８】
ここで、リサイクルガスラインＲを介して改質不十分のガスが脱硫部２に循環供給されると、脱硫部２に対して指示値以上の水素含有燃料が供給されることになる。この場合には、脱硫触媒に対してコーキングが発生するリスクが高まり、ひいては脱硫部２の脱硫性能が低下するおそれがある。また、指示値以上の水素含有燃料が脱硫部２を経て改質部４に供給されると、改質部４におけるＳ／Ｃが低下してコーキングが生じ、改質部４出口において、改質不十分のガスの占める割合のさらなる増加（ひいてはセルスタック５の劣化）が生じるおそれがある。
【００７９】
そこで、本実施形態に係る燃料電池システム１においては、制御部１１は、更に、改質部４の温度が予め定めた第２温度Ｔ２（℃）以上である場合に、第１制御又は第２制御を行うことができる。この場合、改質部４において改質反応がより十分に行われている状態において、第１制御又は第２制御が行われる。このため、改質不十分のガスが脱硫部２に循環供給されることが確実に抑制される。したがって、脱硫部２及び改質部４におけるコーキングが避けられ、セルスタック５の劣化が確実に抑制される。
【００８０】
また、本実施形態に係る燃料電池システム１においては、制御部１１は、更に、脱硫部２の温度が予め定めた第３温度Ｔ３（℃）以上である場合に、第１制御又は第２制御を行ってもよい。一般的に、脱硫触媒は、水素含有燃料を吸着する。そして、脱硫触媒が昇温されるにしたがって、吸着されていた水素含有燃料が脱離していく。さらに、ある温度（例えば上述したガス吸着量減少温度）以上となるとその脱離がほぼなくなり、一定量の水素含有燃料が脱硫触媒に吸着されたままになる。したがって、脱硫部２の温度を第１制御又は第２制御の契機とすれば、脱硫触媒から脱離することに起因する水素含有燃料の改質部４への影響（Ｓ／Ｃの低下）を低減させることが可能となる。
【００８１】
また、本実施形態に係る燃料電池システム１においては、制御部１１は、セルスタック５が発電を開始する前に、第１制御又は前記第２制御を行うことができる。この場合、発電中に水素富化ガスの流量変化に起因して燃料利用率が上昇することを予め抑制することができ、セルスタックの劣化が確実に抑制される。
【００８２】
ここで、水素富化ガスがリサイクルガスとして脱硫部２に循環供給されると、上述したように脱硫部２の脱硫触媒に吸着されていた水素含有燃料が脱離することにより、改質部４に対して指示値以上の水素含有燃料が供給されることがある。その場合には、改質部４におけるＳ／Ｃが一時的に下がる結果、改質不十分のガスがセルスタック５に供給され、セルスタック５が劣化するおそれがある。
【００８３】
そこで、本実施形態に係る燃料電池システム１、及びその運転方法においては、制御部１１は、第１制御又は第２制御の前に、改質部４におけるＳ／Ｃを上昇させるように改質水供給ライン４０のバルブ４１を制御することができる。この場合、第１制御又は第２制御の前に改質部４におけるＳ／Ｃが予め上昇させられる。このため、上述したような理由から、改質部４におけるＳ／Ｃが一時的に下がったとしても、改質不十分のガスが発生する程度までのＳ／Ｃの低下には至らず、改質不十分のガスがセルスタック５に供給されることが抑制される。よって、セルスタック５の劣化が抑制される。
【００８４】
また、本実施形態に係る燃料電池システム１においては、制御部１１は、リサイクルガスの循環を停止するようにリサイクルガスラインＲのバルブ３５を制御する第３制御、又は、リサイクルガスの流通量を減少させるようにバルブ３５を制御する第４制御の前に、セルスタック５の発電を停止させることができる。この場合、発電停止後に第３制御又は第４制御を行うことにより、発電中に水素富化ガスの流量変化に起因する燃料利用率の上昇を抑制することができ、セルスタック５の劣化がより確実に抑制される。
【００８５】
更に、本実施形態に係る燃料電池システム１、及びその運転方法においては、制御部１１は、セルスタック５の発電中において第３制御又は第４制御を行う場合には、第３制御又は第４制御の前にセルスタック５の燃料利用率を予め低下させることができる。この場合、第３制御又は第４制御の実施に起因してセルスタック５における燃料利用率が一時的に上昇したとしても、セルスタック５が劣化する程度までの燃料利用率の上昇には至らず、セルスタック５が劣化することが抑制される。
【００８６】
以上の実施形態は、本発明に係る燃料電池システム、及び、燃料電池システムの運転方法の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係る燃料電池システム、お及び、燃料電池システムの運転方法は、上述した燃料電池システム１、及び、その運転方法に限定されない。本発明に係る燃料電池システム、及び、燃料電池システムの運転方法は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述した燃料電池システム１、及び、その運転方法を任意に変更したものとすることができる。
【００８７】
例えば、図３に示される燃料電池システム１の運転方法の一例においては、制御部１１は、工程Ｓ１０５，Ｓ１１１において第１制御を行うものとした。しかしながら、予めバルブ３５が開状態とされリサイクルガスラインＲをリサイクルガスが流通している場合には、工程Ｓ１０５，Ｓ１１１において第２制御を行うことができる。
【００８８】
また、図４に示される燃料電池システム１の運転方法の一例においては、制御部１１は、工程Ｓ２０３において第３制御を行うものとした。しかしながら、制御部１１は、工程Ｓ２０３において第４制御を行ってもよい。
【００８９】
また、図３に示される燃料電池システム１の運転方法においては、工程Ｓ１０５における第１制御の契機として、セルスタック５の温度の判定（工程Ｓ１０２）とセルスタック５の電圧の判定（工程Ｓ１０３）を利用した。しかしながら、工程Ｓ１０５における第１の制御の契機としては、少なくともセルスタック５の電圧の判定（工程Ｓ１０３）が用いられればよい。或いは、工程Ｓ１０５における第１制御の契機として、セルスタック５の温度の判定、改質部４の温度の判定、及び、脱硫部２の温度の判定を必要に応じて１又は複数を選択し、セルスタック５の電圧の判定に組み合わせて用いることができる。
【００９０】
また、燃料電池システム１及びその運転方法においては、制御部１１が、改質部４におけるＳ／Ｃの上昇、及び第１制御又は第２制御の後には、所定時間Ｆ３（ｍｉｎ）経過後に改質部４におけるＳ／Ｃを元に戻すものとした。これに対して、改質部４におけるＳ／Ｃを元に戻す契機としては、所定時間Ｆ３（ｍｉｎ）が経過したことに代えて、オフガス燃焼部６の温度が規定値の範囲に入ったことを利用してもよい。或いは、所定時間Ｆ３（ｍｉｎ）が経過したこと、及び、オフガス燃焼部６の温度が規定の範囲であることの両方を利用してもよく、更には、いずれか一方を他方よりも優先度を高くして利用してもよい。
【００９１】
更に、燃料電池システム１及びその運転方法においては、制御部１１が、セルスタック５における燃料利用率の低下、及び、第３制御又は第４制御の後に、所定時間Ｆ６（ｍｉｎ）経過後にセルスタック５における燃料利用率を元に戻すものとした。これに対して、セルスタック５における燃料利用率を元に戻す契機としては、所定時間Ｆ６（ｍｉｎ）が経過したことに代えて、オフガス燃焼部６の温度が規定の範囲に入ったことを利用してもよい。或いは、所定時間Ｆ６（ｍｉｎ）が経過したこと、及び、オフガス燃焼部６の温度が規定の範囲であることの両方を利用してもよく、更には、いずれか一方を他方よりも優先度を高くして利用してもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１…燃料電池システム、２…脱硫部、４…改質部、５…セルスタック、２０…水素発生部、３５…バルブ（流量調整部）、４０…改質水供給ライン（改質水供給路）、４１…バルブ（供給量調整部）、Ｒ…リサイクルガスライン（循環路）。
【図１】
2016119151.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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