(57)【要約】【課題】炭鉱メタンガス等を利用するにあたってエネルギー利用効率を向上しうる手段を提供する。【解決手段】燃料電池システム１００は、燃料極と空気極と電解質とを有する固体酸化物形の燃料電池ＦＣと、燃料成分と酸素とを含有するオフガスを燃料極に供給する流通路Ｌ５２と、燃料極から排出するアノード排ガスを空気極に供給する流通路Ｌ５３とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料極と空気極と電解質とを有する固体酸化物形の燃料電池と、燃料成分と酸素とを含有する燃料ガスを前記燃料極に供給する第１ガス供給部と、前記燃料極から排出する燃料極排ガスを前記空気極に供給する第２ガス供給部とを有する燃料電池システム。
【請求項２】
前記燃料ガスは酸素を１５体積％以上含有する請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
炭鉱メタンガスを濃縮して製品ガスを精製すると共に、メタンと酸素とを含有するオフガスを前記第１ガス供給部に供給するガス精製部を有し、前記第１ガス供給部は前記オフガスを前記燃料ガスとして前記燃料極に供給する請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記ガス精製部はメタンを吸着する吸着塔を有し、ＰＳＡ法により前記製品ガスを精製する請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記第１ガス供給部は、炭鉱からの空調排気ガスを前記燃料ガスとして前記燃料極に供給する請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記燃料ガスと前記燃料極排ガスとを熱交換させて前記燃料ガスを加熱する燃料ガス−燃料極排ガス熱交換器を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記燃料極排ガスから受けた熱を蓄えて、蓄えた熱を前記燃料ガスに与える第１蓄熱体および第２蓄熱体を有し、
前記第１ガス供給部が前記第１蓄熱体を通じて前記燃料ガスを前記燃料極に供給し、前記第１蓄熱体が蓄えた熱を前記燃料ガスに与え、前記第２ガス供給部が前記第２蓄熱体を通じて前記燃料極排ガスを前記空気極に供給し、前記第２蓄熱体が前記燃料極排ガスから受けた熱を蓄える第１蓄熱運転と、
前記第１ガス供給部が前記第２蓄熱体を通じて前記燃料ガスを前記燃料極に供給し、前記第２蓄熱体が蓄えた熱を前記燃料ガスに与え、前記第２ガス供給部が前記第１蓄熱体を通じて前記燃料極排ガスを前記空気極に供給し、前記第１蓄熱体が前記燃料極排ガスから受けた熱を蓄える第２蓄熱運転とを行う請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体酸化物形の燃料電池を有する燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、炭鉱から排出されるメタンガスの利用が進んでいる。この炭鉱メタンガス（Ｃｏａｌ  Ｍｉｎｅ  Ｍｅｔｈａｎｅ、ＣＭＭガス）は、炭鉱での石炭採掘時に炭層およびその周辺から湧出するメタンガスのことをいい、１５％〜５０％程度のメタンガスを含んでいる。
【０００３】
炭鉱で収集された炭鉱メタンガスは種々の濃縮装置で濃縮され、高濃度メタンガスとして出荷・利用される。特許文献１には、炭鉱メタンガスをＰＳＡ法により濃縮するメタンガス濃縮方法、メタン濃縮装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１６９３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＰＳＡ方式を用いたメタン濃縮装置では、ガスの圧送・吸着塔からの吸引等に電力が消費される。よってメタン製造装置では、更なるエネルギー効率の向上が求められている。
【０００６】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、炭鉱メタンガス等を利用するにあたってエネルギー利用効率を向上しうる手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る燃料電池システムの特徴構成は、燃料極と空気極と電解質とを有する固体酸化物形の燃料電池と、燃料成分と酸素とを含有する燃料ガスを前記燃料極に供給する第１ガス供給部と、前記燃料極から排出する燃料極排ガスを前記空気極に供給する第２ガス供給部とを有する点にある。
【０００８】
発明者らは鋭意検討の結果、炭鉱メタンガスの濃縮工程において排出されるオフガスや、炭鉱からの空調排気ガス（ＶＡＭ）に、燃料電池の発電反応における燃料成分としてのメタンと、酸化剤成分としての酸素とが共に含まれていることを見いだした。そしてこれを燃料電池での発電に用いることで、エネルギー効率を高めることに思い至った。
【０００９】
上記の特徴構成によれば、燃料極と空気極と電解質とを有する固体酸化物形の燃料電池と、燃料成分と酸素とを含有する燃料ガスを前記燃料極に供給する第１ガス供給部と、前記燃料極から排出する燃料極排ガスを前記空気極に供給する第２ガス供給部とを有するので、上述のオフガスや空調排気ガスを燃料電池で利用して、高いエネルギー効率で電力を生み出すことができる。
【００１０】
説明すると、炭鉱メタンガスの濃縮工程で生じるオフガスや、炭鉱からの空調排気ガス（以下これらを「炭鉱排ガス」と総称する。）には酸素が含まれるから、炭鉱排ガスを燃料電池の燃料極で使用した後の燃料極排ガスにも、依然として酸素が含まれる。そこで第２ガス供給部により燃料極排ガスを空気極に供給することで、高温である燃料極排ガスの有する熱を燃料電池で有効利用することができ、高いエネルギー効率で電力を生み出すことができる。加えて、空気極への気体供給に係る構成を簡素化することも可能となる。なお本発明は炭鉱排ガスの有効利用の観点から着想を得たものであるが、燃料成分と酸素とを含有するガスを利用する限りにおいてあらゆるガスに適用可能である。
【００１１】
本発明に係る燃料電池システムの別の特徴構成は、前記燃料ガスは酸素を１５体積％以上含有する点にある。
【００１２】
上記の特徴構成によれば、前記燃料ガスは酸素を１５体積％以上含有するので、燃料ガスを燃料電池の燃料極で使用した後の燃料極排ガスに十分な量の酸素が含有される。よって、より高いエネルギー効率で電力を生み出すことができる。
【００１３】
本発明に係る燃料電池システムの別の特徴構成は、炭鉱メタンガスを濃縮して製品ガスを精製すると共に、メタンと酸素とを含有するオフガスを前記第１ガス供給部に供給するガス精製部を有し、前記第１ガス供給部は前記オフガスを前記燃料ガスとして前記燃料極に供給する点にある。
【００１４】
上記の特徴構成によれば、炭鉱メタンガスを濃縮して製品ガスを精製すると共に、メタンと酸素とを含有するオフガスを前記第１ガス供給部に供給するガス精製部を有し、前記第１ガス供給部は前記オフガスを前記燃料ガスとして前記燃料極に供給するので、従来利用されず廃棄されていたオフガスを利用して燃料電池で発電することができ、より高いエネルギー効率で電力を生み出すことができる。
【００１５】
本発明に係る燃料電池システムの別の特徴構成は、前記ガス濃縮部はメタンを吸着する吸着塔を有し、ＰＳＡ法により前記製品ガスを精製する点にある。
【００１６】
上記の特徴構成によれば、前記ガス精製部はメタンを吸着する吸着塔を有し、ＰＳＡ法により前記製品ガスを精製するので、炭鉱メタンガスを高効率で精製すると共に、生じるオフガスを燃料電池での発電に利用でき、より高いエネルギー効率で電力を生み出すことができる。
【００１７】
本発明に係る燃料電池システムの別の特徴構成は、前記第１ガス供給部は、炭鉱からの空調排気ガスを前記燃料ガスとして前記燃料極に供給する点にある。
【００１８】
上記の特徴構成によれば、前記第１ガス供給部は、炭鉱からの空調排気ガスを前記燃料ガスとして前記燃料極に供給するので、従来利用されず廃棄されていた空調排気ガスを利用して燃料電池で発電することができ、より高いエネルギー効率で電力を生み出すことができる。
【００１９】
本発明に係る燃料電池システムの別の特徴構成は、前記燃料ガスと前記燃料極排ガスとを熱交換させて前記燃料ガスを加熱する燃料ガス−燃料極排ガス熱交換器を有する点にある。
【００２０】
固体酸化物形の燃料電池は作動時に高温となるので、燃料電池から排出される燃料極排ガスも高温となる。上記の特徴構成によれば、前記燃料ガスと前記燃料極排ガスとを熱交換させて前記燃料ガスを加熱する燃料ガス−燃料極排ガス熱交換器を有するので、燃料極排ガスが有する熱を燃料ガスへと回収して燃料電池の加熱に活用でき、より高いエネルギー効率で電力を生み出すことができる。
【００２１】
本発明に係る燃料電池システムの別の特徴構成は、前記燃料極排ガスから受けた熱を蓄えて、蓄えた熱を前記燃料ガスに与える第１蓄熱体および第２蓄熱体を有し、
前記第１ガス供給部が前記第１蓄熱体を通じて前記燃料ガスを前記燃料極に供給し、前記第１蓄熱体が蓄えた熱を前記燃料ガスに与え、前記第２ガス供給部が前記第２蓄熱体を通じて前記燃料極排ガスを前記空気極に供給し、前記第２蓄熱体が前記燃料極排ガスから受けた熱を蓄える第１蓄熱運転と、
前記第１ガス供給部が前記第２蓄熱体を通じて前記燃料ガスを前記燃料極に供給し、前記第２蓄熱体が蓄えた熱を前記燃料ガスに与え、前記第２ガス供給部が前記第１蓄熱体を通じて前記燃料極排ガスを前記空気極に供給し、前記第１蓄熱体が前記燃料極排ガスから受けた熱を蓄える第２蓄熱運転とを行う点にある。
【００２２】
上記の特徴構成によれば、２つの蓄熱体を用いて第１蓄熱運転と第２蓄熱運転とを行うことにより、燃料極排ガスが有する熱を燃料ガスに与えることができ、より高いエネルギー効率で電力を生み出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る燃料電池システムの説明図
【図２】第２実施形態に係る燃料電池システムおよび第１蓄熱運転の説明図
【図３】第２実施形態に係る第２蓄熱運転の説明図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜第１実施形態＞
以下、第１実施形態に係る燃料電池システム１００について図１を参照しながら説明する。燃料電池システム１００は、炭鉱ＣＭから排出される炭鉱メタンガスを、ガス精製部２０にて精製し、その際に精製するオフガスを用いて燃料電池ＦＣにて発電する。これら一連の動作が制御装置３０により制御される。
【００２５】
〔炭鉱〕
炭鉱ＣＭの石炭層には、石炭の生成過程で生じたメタンガスが含有されており、石炭の採掘が進むにつれて石炭層およびその周辺からメタンガスが湧き出す。これを炭鉱メタンガスＣＭＭ（Ｃｏａｌ  Ｍｉｎｅ  Ｍｅｔｈａｎｅ）と呼ぶ。炭鉱メタンガスＣＭＭには、１５％〜５０％程度のメタンガスが含まれている。炭鉱ＣＭでは、湧出した炭鉱メタンガスＣＭＭが集められ、流通路Ｌ５１にてガス精製部２０に送られる。
【００２６】
なお炭鉱ＣＭでは、坑内の安全確保のために地上から新鮮な空気が坑内に供給され、坑内の空気が空調排気ガスＶＡＭ（Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ  Ａｉｒ  Ｍｅｔｈａｎｅ）として外部に排出される。
【００２７】
〔ガス精製部〕
ガス精製部２０は、炭鉱ＣＭから送られた炭鉱メタンガスＣＭＭからメタン以外の不純物を分離すべく、圧力スイング式吸着法（以下、ＰＳＡ法と略称することがある）を実行可能な構成を採用している。すなわちガス精製部２０は圧力変動吸着式ガス精製装置である。ガス精製部２０は、複数（本実施形態では３つ）の吸着塔２０ａ、２０ｂ、２０ｃと、オフガスタンク２１とを備えている。
【００２８】
各吸着塔２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、メタンガスを吸着する吸着材として、ゼオライト系吸着材、活性炭、シリカゲルなどを組み合わせたものが充填されている。各吸着塔２０ａ、２０ｂ、２０ｃでは、吸着工程、減圧工程、パージ工程、及び昇圧工程のプロセスを、複数の吸着塔２０ａ、２０ｂ、２０ｃで位相を異ならせて実行することにより、メタン濃度の高い製品ガスを外部に供給可能に構成されている。詳細な説明は省略するが、上述のプロセスは、流通路に設けられる複数のバルブ（図示略）の開閉により、順次実行される。ガス精製部２０にて精製された、メタン濃度が５０％以上の製品ガスは、流通路Ｌ６のバルブＶ５を介して、製品ガスとして供給される。
【００２９】
一方、ガス精製部２０でメタンが分離された後のオフガスは、各吸着塔２０ａ、２０ｂ、２０ｃにバルブＶ２を介して接続されたオフガスタンク２１に一時貯留される。オフガスタンク２１に貯留されたオフガスは、燃料電池ＦＣでの発電反応における燃料成分としてのメタンと、酸化剤成分としての酸素とが共に含まれている。次の表１に、炭鉱メタンガスＣＭＭを圧力変動吸着式ガス精製装置であるガス精製部２０にて精製した際に生じるオフガスの組成の一例を示す。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１に示される通り、オフガスには燃料電池ＦＣでの発電反応における燃料成分としてのメタンが１．５％、酸化剤成分としての酸素が２０．７％含まれている。
【００３２】
オフガスタンク２１に貯留されたオフガスは、流通路Ｌ５２を介して燃料電池ＦＣへと導かれ、燃料電池ＦＣでの発電反応に利用される。
【００３３】
〔燃料電池〕
燃料電池ＦＣは、ガス精製部２０から排出されたオフガスを用いて発電する、固体酸化物形の燃料電池である。本実施形態ではオフガスは、流通路Ｌ５２を通じてオフガスタンク２１から燃料電池ＦＣに供給される。
【００３４】
本実施形態で用いられる燃料電池ＦＣは固体酸化物形であって、酸化物イオン伝導性をもつ固体酸化物の緻密体からなる電解質膜の一方面側に、酸化物イオンおよび電子伝導性の多孔体からなる空気極を接合し、他方面側に電子伝導性の多孔体からなる燃料極を接合してなる単セルを複数積層してなる。そして、空気極に空気（酸素含有ガス）を供給し、燃料極に水素、一酸化炭素、炭化水素等の燃料を含んだガスを供給し、７００℃程度の作動温度で動作させる。すると、空気極において酸素分子Ｏ2が電子ｅ-と反応して酸素分子イオンＯ2-が生成され、その酸素分子イオンＯ2-が電解質膜を通って燃料極に移動し、燃料極において供給された燃料の分子が酸素分子イオンＯ2-と反応することで、燃料極と空気極との間に起電力が発生し、その起電力を外部に取り出し利用することができる。
【００３５】
燃料電池ＦＣの燃料極に供給されるオフガスは、オフガスタンク２１から流通路Ｌ５２を通って熱交換器５１に送られ、熱交換器５１にて燃料電池ＦＣから排出されたカソード排ガス（燃料電池排ガス）から熱を受け取り、加熱される。次にオフガスは、加熱炉５２に送られる。加熱炉５２にはバーナー装置５３が配置されており、外部から供給された加熱用ガスがバーナー装置５３にて燃焼される。そして燃焼により生じた高温の燃焼排ガスと、供給されたオフガスとが、加熱炉５２の内部で混合されることでオフガスが加熱される。高温となったオフガスは、燃料電池ＦＣの燃料極へ供給され、含有するメタンが発電反応に用いられるとともに、燃料電池ＦＣを加熱する。
【００３６】
燃料電池ＦＣの燃料極から排出された高温のアノード排ガスは、流通路Ｌ５３により燃料電池ＦＣの空気極へ供給される。そして、アノード排ガスが含有する酸素が発電反応に用いられるとともに、アノード排ガスが燃料電池ＦＣを加熱する。
【００３７】
燃料電池ＦＣの空気極から排出された高温のカソード排ガスは、流通路Ｌ５４を通って熱交換器５１へ送られる。カソード排ガスは、熱交換器５１にてオフガスタンク２１からのオフガスに熱を与えた後、流通路Ｌ５５から排出される。
【００３８】
すなわち第１実施形態に係る燃料電池システム１００は、燃料極と空気極と電解質とを有する固体酸化物形の燃料電池ＦＣと、燃料成分と酸素とを含有するオフガス（燃料ガス）を燃料極に供給する流通路Ｌ５２（第１ガス供給部Ｄ）と、燃料極から排出するアノード排ガス（燃料極排ガス）を空気極に供給する流通路Ｌ５３（第２ガス供給部Ｅ）とを有する。燃料ガス（オフガス）は酸素を１５体積％以上含有する。
【００３９】
さらに燃料電池システム１００は、炭鉱メタンガスＣＭＭを濃縮して製品ガスを精製すると共に、メタンと酸素とを含有するオフガスを流通路Ｌ５２に供給するガス精製部２０を有し、流通路Ｌ５２はオフガスを燃料ガスとして燃料極に供給する。ガス精製部２０はメタンを吸着する吸着塔２０ａ、２０ｂ、２０ｃを有し、ＰＳＡ法により製品ガスを精製する。
【００４０】
加えて燃料電池システム１００は、オフガスとアノード排ガスとを熱交換させて燃料ガスを加熱する熱交換器５１（燃料ガス−燃料極排ガス熱交換器）を有する。
【００４１】
＜第２実施形態＞
上述の第１実施形態に係る燃料電池システム１００では、燃料電池ＦＣでの発電に炭鉱ＣＭからの炭鉱メタンガスＣＭＭを生成した際のオフガスを用いた。第２実施形態では、燃料電池ＦＣでの発電に空調排気ガスＶＡＭが用いられる。炭鉱ＣＭから排出された空調排気ガスＶＡＭは、ブロア６０により流通路Ｌ２１を通って燃料電池ＦＣへ送られる。次の表１に、炭鉱ＣＭから排出される空調排気ガスＶＡＭの組成の一例を示す。
【００４２】
【表２】
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【００４３】
表２に示される通り、空調排気ガスＶＡＭには燃料電池ＦＣでの発電反応における燃料成分としてのメタンが１．０％、酸化剤成分としての酸素が２０．８％含まれている。
【００４４】
〔蓄熱体を用いた蓄熱運転〕
次に図２および図３を参照して、第２実施形態に係る燃料電池システム１００の構成と、燃料電池システム１００で行われる第１蓄熱運転、第２蓄熱運転について説明する。
【００４５】
燃料極における気体の流路の一方の端部に第１蓄熱体Ｈが、他方の端部に第２蓄熱体Ｋが配置されている。これら蓄熱体は、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を炭化ケイ素（ＳｉＣ）のカプセルに封入したものであり、塩化ナトリウムが溶融することにより蓄熱し、凝固することにより放熱する。すなわち、第２実施形態に係る燃料電池システム１００は、アノード排ガス（燃料極排ガス）から受けた熱を蓄えて、蓄えた熱を空調排気ガスＶＡＭ（燃料ガス）に与える第１蓄熱体Ｈおよび第２蓄熱体Ｋを有している。
【００４６】
流通路Ｌ６０が、流通路Ｌ６１および流通路Ｌ６５、第１蓄熱体Ｈを経由して、燃料電池ＦＣの燃料極における気体の流路の一方の端部に接続される。流通路Ｌ６１の途中にバルブＶ６１が設けられている。また流通路Ｌ６０は、流通路Ｌ６２および流通路Ｌ６７、第２蓄熱体Ｋを経由して、燃料電池ＦＣの燃料極における気体の流路の他方の端部に接続される。流通路Ｌ６２の途中にバルブＶ６２が設けられている。
【００４７】
流通路Ｌ６１と流通路Ｌ６５との接続点と、流通路Ｌ６２と流通路Ｌ６７との接続点とが、流通路Ｌ６３および流通路Ｌ６４によって接続されている。流通路Ｌ６３の途中にバルブＶ６３が設けられている。流通路Ｌ６４の途中にバルブＶ６４が設けられている。そして流通路Ｌ６３と流通路Ｌ６４との接続点と、燃料電池ＦＣの空気極とが流通路Ｌ６６により接続されている。
【００４８】
以上のように構成された燃料電池システム１００において、第１蓄熱体Ｈが放熱し第２蓄熱体Ｋが蓄熱する第１蓄熱運転と、第１蓄熱体Ｈが蓄熱し第２蓄熱体Ｋが放熱する第２蓄熱運転とが、交互に行われる。
【００４９】
〔第１蓄熱運転〕
図２は第１蓄熱運転を行う際の燃料電池システム１００の状態を示している。第１蓄熱運転を行う際、バルブＶ６１が開かれ、バルブＶ６２が閉じられ、バルブＶ６３が閉じられ、バルブＶ６４が開かれる。そして空調排気ガスＶＡＭ、アノード排ガスおよびカソード排ガスは、図中太線で示される経路を通流する。
【００５０】
ブロア６０により送られる空調排気ガスＶＡＭは、流通路Ｌ６１および流通路Ｌ６５を通り、第１蓄熱体Ｈに達し、第１蓄熱体Ｈから熱を受け取って高温のガスとなり、燃料電池ＦＣの燃料極に供給される。そして空調排気ガスＶＡＭが含有するメタンが発電反応に用いられる。なお第１蓄熱体Ｈは、第１蓄熱運転に先立つ第２蓄熱運転にて予め熱を蓄えている。
【００５１】
燃料電池ＦＣの燃料極より流出した高温のアノード排ガスは、第２蓄熱体Ｋに熱を与え、流通路Ｌ６７、流通路Ｌ６４および流通路Ｌ６６を通って燃料電池ＦＣの空気極に供給される。そしてアノード排ガスが含有する酸素が発電反応に用いられる。第１蓄熱運転を所定の時間継続した後、第１蓄熱運転を終了し、後述する第２蓄熱運転を開始する。
【００５２】
すなわち燃料電池システム１００では、第１ガス供給部Ｄ（ブロア６０、流通路Ｌ６０、Ｌ６１、Ｌ６５）が第１蓄熱体Ｈを通じて空調排気ガスＶＡＭ（燃料ガス）を燃料極に供給し、第１蓄熱体Ｈが蓄えた熱を空調排気ガスＶＡＭに与え、第２ガス供給部Ｅ（流通路Ｌ６７、Ｌ６４、Ｌ６６）が第２蓄熱体Ｋを通じてアノード排ガス（燃料極排ガス）を空気極に供給し、第２蓄熱体Ｋがアノード排ガスから受けた熱を蓄える第１蓄熱運転が行われる。
【００５３】
〔第２蓄熱運転〕
図３は第２蓄熱運転を行う際の燃料電池システム１００の状態を示している。第２蓄熱運転を行う際、バルブＶ６１が閉じられ、バルブＶ６２が開かれ、バルブＶ６３が開かれ、バルブＶ６４が閉じられる。そして空調排気ガスＶＡＭ、アノード排ガスおよびカソード排ガスは、図中太線で示される経路を通流する。
【００５４】
ブロア６０により送られる空調排気ガスＶＡＭは、流通路Ｌ６２および流通路Ｌ６７を通り、第２蓄熱体Ｋに達し、第２蓄熱体Ｋから熱を受け取って高温のガスとなり、燃料電池ＦＣの燃料極に供給される。そして空調排気ガスＶＡＭが含有するメタンが発電反応に用いられる。なお第２蓄熱体Ｋは、第２蓄熱運転に先立つ第１蓄熱運転にて予め熱を蓄えている。
【００５５】
燃料電池ＦＣの燃料極より流出した高温のアノード排ガスは、第１蓄熱体Ｈに熱を与え、流通路Ｌ６５、流通路Ｌ６３および流通路Ｌ６６を通って燃料電池ＦＣの空気極に供給される。そしてアノード排ガスが含有する酸素が発電反応に用いられる。第２蓄熱運転を所定の時間継続した後、第２蓄熱運転を終了し、上述した第１蓄熱運転を開始する。
【００５６】
すなわち燃料電池システム１００では、第１ガス供給部Ｄ（ブロア６０、流通路Ｌ６０、Ｌ６２、Ｌ６７）が第２蓄熱体Ｋを通じて空調排気ガスＶＡＭ（燃料ガス）を燃料極に供給し、第２蓄熱体Ｋが蓄えた熱を空調排気ガスＶＡＭに与え、第２ガス供給部Ｅ（流通路Ｌ６５、Ｌ６３、Ｌ６６）が第１蓄熱体Ｈを通じてアノード排ガス（燃料極排ガス）を空気極に供給し、第１蓄熱体Ｈがアノード排ガスから受けた熱を蓄える第２蓄熱運転が行われる。
【００５７】
＜別実施形態＞
（１）上述の実施形態では、アノード排ガスまたはカソード排ガスから排熱を回収するよう構成したが、排熱回収を行わない構成も可能である。
【００５８】
（２）上述の第２実施形態では、第１蓄熱運転を所定の時間継続した後、第１蓄熱運転を終了して第２蓄熱運転を開始し、第２蓄熱運転を所定の時間継続した後、第２蓄熱運転を終了して第１蓄熱運転を開始するよう構成した。これを、第１蓄熱体Ｈまたは第２蓄熱体Ｋの温度に基づいて第１蓄熱運転と第２蓄熱運転とを切り換えるよう構成してもよい。
【００５９】
（３）上述の第１実施形態では炭鉱メタンガスＣＭＭ由来のオフガスの加熱を熱交換器５１で行い、第２実施形態では空調排気ガスＶＡＭの加熱を蓄熱体を用いて行った。これらの組合せを入れ替えてもよい。すなわち、炭鉱メタンガスＣＭＭ由来のオフガスの加熱を蓄熱体を用いて行ってもよいし、空調排気ガスＶＡＭの加熱を熱交換器５１を用いて行ってもよい。
【００６０】
なお、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
【符号の説明】
【００６１】
２０      ：ガス精製部
２０ａ    ：吸着塔
２０ｂ    ：吸着塔
２０ｃ    ：吸着塔
５１      ：熱交換器（燃料ガス−燃料極排ガス熱交換器）
１００    ：燃料電池システム
Ｄ        ：第１ガス供給部
Ｅ        ：第２ガス供給部
ＦＣ      ：燃料電池
Ｈ        ：第１蓄熱体
Ｋ        ：第２蓄熱体
ＣＭＭ    ：炭鉱メタンガス
ＶＡＭ    ：空調排気ガス
【図１】
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【図２】
2016186929.tif 000006
【図３】
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