(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素系燃料を改質して水素を含有する改質ガスを製造する、改質触媒層を有する改質器と、該改質ガスを用いて発電を行う高温型燃料電池とを有する燃料電池システムの負荷追従運転方法であって、
予め、該燃料電池の複数の電気出力Ｐi（ｉは１以上Ｍ以下の整数、ただしＭは２以上の整数）と、各Ｐiに対応する炭化水素系燃料の流量Ｆiとを、設定しておき、
ただし、各Ｆiは対応する電気出力Ｐiを燃料電池で出力するために改質触媒層に供給することが必要な炭化水素系燃料の流量であり、各Ｐiは０以上であってｉの増加に伴ってＰiが増加し、各Ｆiは０より大きく、
ｉがＭである場合のＰiであるＰMは燃料電池の最大電気出力であり、
全てのＦiのうちの最小値をＦminと表したとき、
Ａ）改質触媒層の温度を測定する工程、
Ｂ）測定された改質触媒層の温度に基づいて、改質触媒層において改質可能な炭化水素系燃料の流量である改質可能流量ＦRを算出する工程、
Ｃ）算出した改質可能流量ＦRが、前記最小値Ｆminより小さい場合、燃料電池における発電を停止する工程、
Ｄ）算出した改質可能流量ＦRが、前記最小値Ｆmin以上である場合に、
燃料電池出力要求値ＰDが、前記最大電気出力ＰM以下であれば工程ｄ１を行ない、燃料電池出力要求値ＰDが、前記最大電気出力ＰMを超えていれば工程ｄ２を行なう工程、
ｄ１）全Ｐiのうちに、燃料電池出力要求値ＰDに等しいＰiがあれば、ＰDに等しいＰiに対応するＦiをＦDSとし、
全Ｐiのうちに、燃料電池出力要求値ＰDに等しいＰiがなければ、ＰDを超える最も小さいＰiに対応するＦiと、ＰD未満で最も大きいＰiに対応するＦiと、のうちの小さくない方をＦDSとし、
ＦDSが前記算出した改質可能流量ＦR以下である場合、燃料電池の電気出力をＰDとするとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量をＦDSとし、
ＦDSが前記算出した改質可能流量ＦRを超えている場合、
燃料電池出力要求値ＰD未満かつＦR以下のＦiに対応するＰiがあれば、燃料電池の電気出力を、ＰD未満かつＦR以下のＦiに対応するＰiのうちの最大値とするとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量を、この最大値に対応するＦiとし、
燃料電池出力要求値ＰD未満かつＦR以下のＦiに対応するＰiが無ければ、燃料電池の発電を停止するとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量を、改質可能流量ＦRとする工程、
ｄ２）最大電気出力ＰMに対応するＦiであるＦMが、前記算出した改質可能流量ＦR以下である場合、燃料電池の電気出力をＰMとするとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量をＦMとし、
最大電気出力ＰMに対応するＦiであるＦMが、前記算出した改質可能流量ＦRを超えている場合、
ＦR以下のＦiに対応するＰiがあれば、燃料電池の電気出力を、ＦR以下のＦiに対応するＰiのうちの最大値とするとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量を、この最大値に対応するＦiとし、
ＦR以下のＦiに対応するＰiが無ければ、燃料電池の発電を停止するとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量を、改質可能流量ＦRとする工程、
を有する燃料電池システムの負荷追従運転方法。
【請求項２】
負荷追従運転の間、前記工程Ａ〜Ｄを繰り返して行なう請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記炭化水素系燃料が、炭素数が２以上の炭化水素系燃料を含む請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記改質ガス中の、炭素数２以上の化合物の濃度が、質量基準で５０ｐｐｂ以下である請求項３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、灯油等の炭化水素系燃料を改質して得た改質ガスを用いて発電を行う燃料電池システムの負荷追従運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体酸化物電解質形燃料電池（Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ。以下場合によりＳＯＦＣという。）システムには、通常、灯油や都市ガスなどの炭化水素系燃料を改質して水素含有ガス（改質ガス）を発生させるための改質器と、改質ガスと空気を電気化学的に発電反応させるためのＳＯＦＣが含まれる。
【０００３】
ＳＯＦＣは通常、５５０〜１０００℃の高温で作動させる。
【０００４】
改質には水蒸気改質（ＳＲ）、部分酸化改質（ＰＯＸ）、自己熱改質（ＡＴＲ）など種々の反応が利用されるが、改質触媒を用いるためには、触媒活性が発現する温度に加熱する必要がある。
【０００５】
水蒸気改質は非常に大きな吸熱反応であり、また、反応温度が５５０〜７５０℃と比較的高く、高温の熱源を必要とする。そのため、ＳＯＦＣの近傍に改質器（内部改質器）を設置し、主にＳＯＦＣからの輻射熱を熱源として改質器を加熱する内部改質型ＳＯＦＣが知られている（特許文献１）。
【０００６】
また特許文献２および３に、燃料電池システムの負荷追従運転に関する提案がなされている。
【特許文献１】特開２００４−３１９４２０号公報
【特許文献２】特開２００１−１８５１９６号公報
【特許文献３】特開２００６−３２２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
炭化水素系燃料が所定の組成まで改質されず、未改質分がＳＯＦＣに供給されてしまうと、特に炭化水素系燃料として灯油などの高次炭化水素を用いた場合には、炭素析出による流路閉塞やアノード劣化を引き起こすこともある。
【０００８】
ＳＯＦＣシステムは、負荷追従運転を行なうことがある。すなわち、電力需要の変動に合わせてＳＯＦＣシステムによる発電量を変化させる運転を行なうことがある。例えば、発電量を増加させる場合に、ＳＯＦＣシステムへの炭化水素系燃料の供給量を増加させることがある。このような場合においても、炭素が析出する可能性がある。したがって、負荷追従運転に際しても炭化水素系燃料を確実に改質することが望まれる。特許文献２および３に開示される技術においても、確実な改質を行なうという点で、未だ改善が望まれる。
【０００９】
これはＳＯＦＣに限らず溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）等の高温型燃料電池を有する燃料電池システムについても言えることである。
【００１０】
本発明の目的は、改質触媒層を有する改質器と高温型燃料電池とを有する燃料電池システムを負荷追従運転する際に、より確実に改質を行い、流路閉塞やアノード劣化をより確実に防止することのできる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明により、炭化水素系燃料を改質して水素を含有する改質ガスを製造する、改質触媒層を有する改質器と、該改質ガスを用いて発電を行う高温型燃料電池とを有する燃料電池システムの負荷追従運転方法であって、
予め、該燃料電池の複数の電気出力Ｐi（ｉは１以上Ｍ以下の整数、ただしＭは２以上の整数）と、各Ｐiに対応する炭化水素系燃料の流量Ｆiとを、設定しておき、
ただし、各Ｆiは対応する電気出力Ｐiを燃料電池で出力するために改質触媒層に供給することが必要な炭化水素系燃料の流量であり、各Ｐiは０以上であってｉの増加に伴ってＰiが増加し、各Ｆiは０より大きく、
ｉがＭである場合のＰiであるＰMは燃料電池の最大電気出力であり、
全てのＦiのうちの最小値をＦminと表したとき、
Ａ）改質触媒層の温度を測定する工程、
Ｂ）測定された改質触媒層の温度に基づいて、改質触媒層において改質可能な炭化水素系燃料の流量である改質可能流量ＦRを算出する工程、
Ｃ）算出した改質可能流量ＦRが、前記最小値Ｆminより小さい場合、燃料電池における発電を停止する工程、
Ｄ）算出した改質可能流量ＦRが、前記最小値Ｆmin以上である場合に、
燃料電池出力要求値ＰDが、前記最大電気出力ＰM以下であれば工程ｄ１を行ない、燃料電池出力要求値ＰDが、前記最大電気出力ＰMを超えていれば工程ｄ２を行なう工程、
ｄ１）全Ｐiのうちに、燃料電池出力要求値ＰDに等しいＰiがあれば、ＰDに等しいＰiに対応するＦiをＦDSとし、
全Ｐiのうちに、燃料電池出力要求値ＰDに等しいＰiがなければ、ＰDを超える最も小さいＰiに対応するＦiと、ＰD未満で最も大きいＰiに対応するＦiと、のうちの小さくない方をＦDSとし、
ＦDSが前記算出した改質可能流量ＦR以下である場合、燃料電池の電気出力をＰDとするとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量をＦDSとし、
ＦDSが前記算出した改質可能流量ＦRを超えている場合、
燃料電池出力要求値ＰD未満かつＦR以下のＦiに対応するＰiがあれば、燃料電池の電気出力を、ＰD未満かつＦR以下のＦiに対応するＰiのうちの最大値とするとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量を、この最大値に対応するＦiとし、
燃料電池出力要求値ＰD未満かつＦR以下のＦiに対応するＰiが無ければ、燃料電池の発電を停止するとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量を、改質可能流量ＦRとする工程、
ｄ２）最大電気出力ＰMに対応するＦiであるＦMが、前記算出した改質可能流量ＦR以下である場合、燃料電池の電気出力をＰMとするとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量をＦMとし、
最大電気出力ＰMに対応するＦiであるＦMが、前記算出した改質可能流量ＦRを超えている場合、
ＦR以下のＦiに対応するＰiがあれば、燃料電池の電気出力を、ＦR以下のＦiに対応するＰiのうちの最大値とするとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量を、この最大値に対応するＦiとし、
ＦR以下のＦiに対応するＰiが無ければ、燃料電池の発電を停止するとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量を、改質可能流量ＦRとする工程、
を有する燃料電池システムの負荷追従運転方法が提供される。
【００１２】
負荷追従運転の間、前記工程Ａ〜Ｄを繰り返して行なうことができる。
【００１３】
前記炭化水素系燃料が、炭素数が２以上の炭化水素系燃料を含むことができる。
【００１４】
前記改質ガス中の、炭素数２以上の化合物の濃度が、質量基準で５０ｐｐｂ以下であることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、改質触媒層を有する改質器と高温型燃料電池とを有する燃料電池システムを負荷追従運転する際に、より確実に改質を行い、流路閉塞やアノード劣化をより確実に防止することのできる方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明において用いる燃料電池システムは、炭化水素系燃料を改質して水素含有ガスを製造する改質器と、高温型燃料電池とを有する。改質器は、改質触媒層を有する。改質器から得られる水素含有ガスは改質ガスと呼ばれる。改質触媒層は改質反応を促進可能な改質触媒によって構成される。高温型燃料電池は、改質器から得られる水素含有ガス（改質ガス）を用いて発電を行う。
【００１７】
以下、図面を用いて本発明の形態について説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００１８】
〔間接内部改質型ＳＯＦＣ〕
図１に、本発明を実施することのできる間接内部改質型ＳＯＦＣの一形態を模式的に示す。ここでは、間接内部改質型ＳＯＦＣシステムについて説明するが、本発明は外部改質型ＳＯＦＣシステムあるいはＭＣＦＣシステムについても適用可能である。
【００１９】
間接内部改質型ＳＯＦＣは、炭化水素系燃料を改質して改質ガス（水素含有ガス）を製造する改質器３を有する。改質器は、改質触媒層４を有する。
【００２０】
間接内部改質型ＳＯＦＣは、上記改質ガスを用いて発電を行うＳＯＦＣ６を有し、また、ＳＯＦＣ（特にはそのアノード）から排出されるアノードオフガスを燃焼させる燃焼領域５を有する。
【００２１】
間接内部改質型ＳＯＦＣは、改質器、固体酸化物形燃料電池および燃焼領域を収容する筐体８を有する。
【００２２】
間接内部改質型ＳＯＦＣは、筐体（モジュール容器）８およびその内部に含まれる設備をいう。
【００２３】
図１に示した形態の間接内部改質型ＳＯＦＣでは、アノードオフガスに着火するための着火手段であるイグナイター７が設けられており、また、改質器は電気ヒータ９を備える。
【００２４】
各供給ガスは必要に応じて適宜予熱されたうえで改質器もしくはＳＯＦＣに供給される。
【００２５】
間接内部改質型ＳＯＦＣには、電気ヒータ２を備える水気化器１が接続され、その接続配管の途中に炭化水素系燃料を改質器に供給するための配管が接続される。水気化器１は電気ヒータ２による加熱によって水蒸気を発生する。水蒸気は水気化器においてもしくはその下流において適宜スーパーヒートしたうえで改質触媒層に供給することができる。
【００２６】
また空気（部分酸化改質反応用）も改質触媒層に供給されうるが、ここでは、空気を水気化器で予熱したうえで改質触媒層に供給できるようになっている。水気化器からは、水蒸気を得ることができ、また空気と水蒸気との混合ガスを得ることができる。
【００２７】
水蒸気または空気と水蒸気との混合ガスは、炭化水素系燃料と混合されて改質器３、特にはその改質触媒層４に供給される。炭化水素系燃料として灯油等の液体燃料を用いる場合は、炭化水素系燃料を適宜気化したうえで改質触媒層に供給することができる。
【００２８】
改質器から得られる改質ガスがＳＯＦＣ６、特にはそのアノードに供給される。図示しないが、空気が適宜予熱されてＳＯＦＣのカソードに供給される。
【００２９】
アノードオフガス（アノードから排出されるガス）中の可燃分がＳＯＦＣ出口において、カソードオフガス（カソードから排出されるガス）中の酸素によって燃焼される。このために、イグナイター７を用いて着火することができる。アノード、カソードともその出口がモジュール容器８内に開口している。燃焼ガスは、モジュール容器から適宜排出される。
【００３０】
改質器とＳＯＦＣが一つのモジュール容器に収容されモジュール化される。改質器はＳＯＦＣから受熱可能な位置に配される。例えば改質器をＳＯＦＣからの熱輻射を受ける位置に配置すれば、発電時にＳＯＦＣからの熱輻射によって改質器が加熱される。
【００３１】
間接内部改質型ＳＯＦＣにおいて、改質器は、ＳＯＦＣから改質器の外表面へと直接輻射伝熱可能な位置に配することが好ましい。従って改質器とＳＯＦＣとの間には実質的に遮蔽物は配置しないこと、つまり改質器とＳＯＦＣとの間は空隙にすることが好ましい。また、改質器とＳＯＦＣとの距離は極力短くすることが好ましい。
【００３２】
燃焼領域５において発生するアノードオフガスの燃焼熱によって、改質器３が加熱される。また、ＳＯＦＣが改質器より高温である場合には、ＳＯＦＣからの輻射熱によっても改質器が加熱される。
【００３３】
さらに、改質による発熱によって改質器が加熱される場合もある。改質が部分酸化改質である場合、あるいは自己熱改質（オートサーマルリフォーミング）の場合であって水蒸気改質反応による吸熱より部分酸化改質反応による発熱の方が大きい場合、改質に伴って発熱する。
【００３４】
〔負荷追従運転方法〕
本発明では、予め、燃料電池の複数の電気出力Ｐi（ｉは１以上Ｍ以下の整数、ただしＭは２以上の整数）と、各Ｐiに対応する炭化水素系燃料の流量Ｆiとを、設定しておく。
【００３５】
各Ｆiは対応する電気出力Ｐiを燃料電池で出力するために改質触媒層に供給することが必要な炭化水素系燃料の流量である。例えば、ＳＯＦＣを好ましく発電可能な温度に維持しつつもできるだけ発電効率が高くなるよう、予備実験やシミュレーションなどにより、各Ｐiに対する電流と燃料利用率を予め定めておくことで、各Ｐiに対応する炭化水素系燃料の流量Ｆiを設定しておくことができる。
【００３６】
また、必要に応じて、予め、各Ｐiに対応させて、炭化水素系燃料以外の間接内部改質型ＳＯＦＣに供給する流体の流量、燃料電池の出力以外の間接内部改質型ＳＯＦＣへの電気の入出力を設定しておくことができる。例えば、改質器に供給する水流量については、炭素析出抑制のため、スチーム／カーボン比（改質触媒層に供給されるガス中の炭素原子モル数に対する水分子モル数の比）が所定の値となるよう設定しておくことができる。改質器に供給する空気流量については、酸素／カーボン比（改質触媒層に供給されるガス中の炭素原子モル数に対する酸素分子モル数の比）が所定の値となるよう設定しておくことができる。改質器に供給する水および空気以外の間接内部改質型ＳＯＦＣに供給する流体の流量、間接内部改質型ＳＯＦＣへの電気の入出力については、ＳＯＦＣを好ましく発電可能な温度に維持しつつもできるだけ発電効率が高くなるよう、予備実験やシミュレーションなどにより、設定しておくことができる。このようにすれば、燃料電池の出力を或る値Ｐにする際に、予め求めた関数を用いて、これら流量や電気入出力を決めることができる。
【００３７】
各Ｐiは０以上である。つまり、全てのｉについて、０≦Ｐiである。またｉの増加に伴ってＰiが増加する。つまり、Ｐi＜Ｐi+1（ここではｉは１以上Ｍ−１以下の整数）である。よって、実際にゼロであってよいＰiはＰ1だけである。
【００３８】
さらに各Ｆiは０より大きい。つまり全てのｉについて０＜Ｆiである。
【００３９】
ｉがＭである場合のＰi（すなわちＰM）は燃料電池の最大電気出力である。ＰMは燃料電池システムの仕様として予め定められる。
【００４０】
全てのＦiの中の最小値をＦminと表す。
【００４１】
Ｍは発電効率の観点から、制御手段のメモリの許容範囲内で、できるだけ大きくするのが好ましい。
【００４２】
負荷追従運転の間、工程Ａ〜Ｄを好ましくは繰り返して行なうことによって、つまり、工程Ａと、工程Ｂと、工程ＣもしくはＤと、をこの順に繰り返して行なうことによって、より確実に改質を行い、アノードの劣化をより確実に防止することができる。
【００４３】
〔工程Ａ〕
実際に負荷変動運転を行なう際には、改質触媒層の温度を測定する工程Ａを行なう。この測定は、負荷追従運転を行う間継続して行なうことができる。
【００４４】
工程Ａは、後述する改質可能流量ＦRを算出する際に使用する、改質触媒層の温度Ｔを知るために行なう。工程Ａは、負荷追従運転開始時点から極力短時間のうちに始めることが好ましい。負荷追従運転を開始して直ちに工程Ａを始めることが好ましい。負荷追従運転開始より前から改質触媒層の温度監視（継続的計測）を行なっている場合は、そのまま継続して温度監視を行なえばよい。
【００４５】
温度測定のために、熱電対等の適宜の温度センサーを用いることができる。
【００４６】
〔工程Ｂ〕
工程Ｂでは、測定された改質触媒層の温度に基づいて、改質触媒層において改質可能な炭化水素系燃料の流量（改質可能流量ＦR）を算出する。算出方法については、後に詳述する。
【００４７】
〔工程Ｃ〕
工程Ｂで算出した改質可能流量ＦRが、前記最小値Ｆminより小さい場合、燃料電池における発電を停止する。つまり、ＦR＜Ｆminのとき、最低限必要な改質ガスを改質できないことになるので、燃料電池の電気出力をゼロにする。このとき、ＦRの流量の炭化水素系燃料を改質器に供給し、少なくともＦR≧Ｆminとなるまで、改質器に付設されたヒータやバーナなどで改質触媒層を昇温することができる。ＦR≧Ｆminとなったら、工程Ｄ以降を行うことができる。
【００４８】
〔工程Ｄ〕
工程Ｂで算出した改質可能流量ＦRが、前記最小値Ｆmin以上である場合に、工程Ｄを行なう。
【００４９】
工程Ｄでは、燃料電池出力要求値ＰDが、燃料電池の最大電気出力ＰM以下であれば工程ｄ１を行なう。ＰD≦ＰMは、燃料電池出力要求値ＰDを、燃料電池が出力可能であることを意味する。
【００５０】
あるいは、燃料電池出力要求値ＰDが、燃料電池の最大電気出力ＰMを超えていれば工程ｄ２を行なう。ＰD＞ＰMは、燃料電池出力要求値ＰDに対して、燃料電池の電気出力が不足することを意味する。
【００５１】
＜工程ｄ１＞
工程ｄ１では、まず、さらなる判断を行なうためにＦDSという値を求める。ここで、ＦDSは、安全側に改質可否を判断するために求められる、燃料電池出力要求値ＰDに近いＰiに対応する炭化水素系燃料の流量という意味合いを持つ。
【００５２】
予め設定しておいた全Ｐiのうちに、燃料電池出力要求値ＰDに等しいＰiがあるかどうか調べる。
【００５３】
ＰDに等しいＰiがあれば、予め設定しておいたＰiとＦiとの対応関係を用いて、そのＰi（＝ＰD）に対応するＦiを求め、このＦiをＦDSとする。以下においても、Ｐiに対応するＦiやＦiに対応するＰiを求める際には、予め定めたＰiとＦiとの対応関係を用いる。
【００５４】
全Ｐiのうちに、ＰDに等しいＰiがなければ、より安全側に改質可否を判断するため、「ＰDを超える最も小さいＰi」に対応するＦiと「ＰD未満で最も大きいＰi」に対応するＦiとのうちの、大きい方（これら二つの値が等しい場合はその値）をＦDSとする。
【００５５】
次に、このＦDSと前記算出した改質可能流量ＦRとを比較する。
【００５６】
・ＦDS≦ＦRである場合
ＦDSが改質可能流量ＦR以下である場合、燃料電池の電気出力をＰDとするとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量をＦDSとする。ＦDS≦ＦRは、流量ＦDSの炭化水素系燃料を、改質触媒層において改質可能であることを意味する。
【００５７】
・ＦDS＞ＦRである場合
ＦDSが前記算出した改質可能流量ＦRを超えている場合は次の（１）または（２）の工程を行なう。ＦDS＞ＦRは、流量ＦDSの炭化水素系燃料を、改質触媒層において改質しきれないことを意味する。
【００５８】
（１）燃料電池出力要求値ＰD未満の範囲に、ＦR以下のＦiに対応するＰiが存在する場合
この場合、燃料電池の電気出力を、そのＰi（ＰD未満かつＦR以下のＦiに対応するＰi）のうちの最大値とするとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量を、この最大値に対応するＦiとする。この操作は、できるだけの電気出力を燃料電池で出力することを意図している。
【００５９】
（２）燃料電池出力要求値ＰD未満の範囲に、ＦR以下のＦiに対応するＰiが存在しない場合
この場合、燃料電池の発電を停止するとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量を、改質可能流量ＦRとする。ここで改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量を、改質可能流量ＦRとするのは、運転継続のためである。この操作の後、改質器に付設されたヒータやバーナなどで改質器（改質触媒層）を昇温して、ＦRが大きくなる（ＦDS≦ＦRとなる）のを待つことができる。ＦDS≦ＦRとなったら、工程Ｄ以降を行うことができる。
【００６０】
＜工程ｄ２＞
前述のように、工程ｄ２は、燃料電池出力要求値ＰDに対して、燃料電池の電気出力が不足すると判断される場合に行なう。
【００６１】
この工程では、ＦM（最大電気出力ＰMに対応するＦi）と、前記算出した改質可能流量ＦRとを比較する。
【００６２】
・ＦM≦ＦRである場合
ＦMが前記算出した改質可能流量ＦR以下である場合、燃料電池の電気出力をＰMとするとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量をＦMとする。ＦM≦ＦRは、流量ＦMの炭化水素系燃料を、改質触媒層において改質可能であることを意味する。
【００６３】
・ＦM＞ＦRである場合
ＦMが前記算出した改質可能流量ＦRを超えている場合、次の（３）または（４）の工程を行なう。ＦM＞ＦRは、流量ＦMの炭化水素系燃料を、改質触媒層において改質しきれないことを意味する。
【００６４】
（３）ＦR以下のＦiに対応するＰiが存在する場合
この場合、燃料電池の電気出力を、ＦR以下のＦiに対応するＰiのうちの最大値とするとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量を、この最大値に対応するＦiとする。この操作は、できるだけの電気出力を燃料電池で出力することを意図している。
【００６５】
（４）ＦR以下のＦiに対応するＰiが存在しない場合
この場合、燃料電池の発電を停止するとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量を、改質可能流量ＦRとする。ここで改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量を、改質可能流量ＦRとするのは、運転継続のためである。この操作の後、改質器に付設されたヒータやバーナなどで改質器（改質触媒層）を昇温して、ＦRが大きくなる（ＦDS≦ＦRとなる）のを待つことができる。ＦDS≦ＦRとなったら、工程Ｄ以降を行うことができる。
【００６６】
〔負荷追従運転例〕
以下、或る一つの燃料電池システムの負荷追従運転を行なう際に、様々な条件において、どのように運転するかについて具体例を挙げて説明する。ただし、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００６７】
まず、燃料電池システムについて、予め、表１に示されるように、電気出力Ｐiと、各Ｐiに対応する炭化水素系燃料の流量Ｆiとが設定されたとする。ここで、ＰM＝７００Ｗ、Ｆmin＝１ｇ／ｍｉｎであり、これらはこの燃料電池システムに固有の値である。一方ＰDは電力需要に応じて変動しうるものであり、ＦRは改質触媒層温度に応じて変動しうるものである。またＭ＝７、つまり７個の相異なるＰiが設定されている。
【００６８】
【表１】
0005078697.tif 000002
【００６９】
工程Ａで改質触媒層の温度を測定し、工程Ｂで改質可能流量ＦRを算出する。
【００７０】
（ケース１）ＰD＝４５０Ｗ、ＦR＝５ｇ／ｍｉｎの場合を考える。
【００７１】
このとき、ＦR＝５ｇ／ｍｉｎ≧１ｇ／ｍｉｎ＝Ｆminなので、工程Ｃは行なわずに、工程Ｄを行なう。
【００７２】
そして、ＰD＝４５０Ｗ＜７００Ｗ＝ＰMなので、工程ｄ２ではなく工程ｄ１を行なう。
【００７３】
工程ｄ１においてはまずＦDSを求める。表１から、ＰD（４５０Ｗ）と等しいＰiがないことがわかる。よって、「ＰDを超える最も小さいＰiに対応するＦi」と、「ＰD未満で最も大きいＰiに対応するＦi」とを表１から求める。ＰDを超える最も小さいＰiは５００Ｗ（Ｐ5）であり、Ｐ5に対応するＦi（Ｆ5）は３ｇ／ｍｉｎである。ＰD未満で最も大きいＰiは４００Ｗ（Ｐ4）であり、Ｐ4に対応するＦi（Ｆ4）は４ｇ／ｍｉｎである。Ｆ5およびＦ4のうちの、小さくない方、すなわちＦ4をＦDSとする。よって、ＦDS＝４ｇ／ｍｉｎである。
【００７４】
ＦDSとＦRとを比較する。ＦDS＝４ｇ／ｍｉｎ≦５ｇ／ｍｉｎ＝ＦRなので、燃料電池の電気出力をＰDすなわち４５０Ｗとするとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量をＦDSすなわち４ｇ／ｍｉｎとする。
【００７５】
（ケース２）ＰD＝３５０Ｗ、ＦR＝３ｇ／ｍｉｎの場合を考える。
【００７６】
このとき、ＦR＝３ｇ／ｍｉｎ≧１ｇ／ｍｉｎ＝Ｆminなので、工程Ｃは行なわずに、工程Ｄを行なう。
【００７７】
そして、ＰD＝３５０Ｗ＜７００Ｗ＝ＰMなので、工程ｄ２ではなく工程ｄ１を行なう。
【００７８】
工程ｄ１においてはまずＦDSを求める。表１から、ＰD（３５０Ｗ）と等しいＰiがないことがわかる。よって、「ＰDを超える最も小さいＰiに対応するＦi」と、「ＰD未満で最も大きいＰiに対応するＦi」とを表１から求める。ＰDを超える最も小さいＰiは４００Ｗ（Ｐ4）であり、Ｐ4に対応するＦi（Ｆ4）は４ｇ／ｍｉｎである。ＰD未満で最も大きいＰiは３００Ｗ（Ｐ3）であり、Ｐ3に対応するＦi（Ｆ3）は３ｇ／ｍｉｎである。Ｆ4およびＦ3のうちの、小さくない方、すなわちＦ4をＦDSとする。よって、ＦDS＝４ｇ／ｍｉｎである。
【００７９】
ＦDSとＦRとを比較する。ＦDS＝４ｇ／ｍｉｎ＞３ｇ／ｍｉｎ＝ＦRなので、状況に応じて前述の工程（１）または（２）を行なう。具体的には、ＰD未満かつＦR以下のＦiに対応するＰiがあるので、工程（１）を行なう。
【００８０】
ＰD未満すなわち３５０Ｗ未満の範囲で、ＦRすなわち３ｇ／ｍｉｎ以下のＦiに対応するＰiは、Ｐ1（０Ｗ）、Ｐ2（２００Ｗ）およびＰ3（３００Ｗ）である。これらのうちの最大値はＰ3（３００Ｗ）である。この最大値Ｐ3に対応するＦi（Ｆ3）は、３ｇ／ｍｉｎである。
【００８１】
よって、燃料電池の電気出力をこの最大値Ｐ3すなわち３００Ｗにするとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量を、この最大値Ｐ3に対応するＦi（Ｆ3）すなわち３ｇ／ｍｉｎとする。
【００８２】
（ケース３）ＰD＝３５０Ｗ、ＦR＝１ｇ／ｍｉｎの場合を考える。
【００８３】
このとき、ＦR＝１ｇ／ｍｉｎ≧１ｇ／ｍｉｎ＝Ｆminなので、工程Ｃは行なわずに、工程Ｄを行なう。
【００８４】
そして、ＰD＝３５０Ｗ＜７００Ｗ＝ＰMなので、工程ｄ２ではなく、工程ｄ１を行なう。
【００８５】
工程ｄ１においてはまずＦDSを求める。表１から、ＰD（３５０Ｗ）と等しいＰiがないことがわかる。よって、「ＰDを超える最も小さいＰiに対応するＦi」と、「ＰD未満で最も大きいＰiに対応するＦi」とを表１から求める。ＰDを超える最も小さいＰiは４００Ｗ（Ｐ4）であり、Ｐ4に対応するＦi（Ｆ4）は４ｇ／ｍｉｎである。ＰD未満で最も大きいＰiは３００Ｗ（Ｐ3）であり、Ｐ3に対応するＦi（Ｆ3）は３ｇ／ｍｉｎである。Ｆ4およびＦ3のうちの、小さくない方、すなわちＦ4をＦDSとする。よって、ＦDS＝４ｇ／ｍｉｎである。
【００８６】
ＦDSとＦRとを比較する。ＦDS＝４ｇ／ｍｉｎ＞１ｇ／ｍｉｎ＝ＦRなので、状況に応じて前述の工程（１）または（２）を行なう。具体的には、ＰD未満かつＦR以下のＦiに対応するＰiがないので、工程（２）を行なう。詳しくは、ＰD未満の範囲のＰiに対応するＦiはＦ1、Ｆ2およびＦ3であるが、これらは全てＦR（１ｇ／ｍｉｎ）より大きい。よってＰD未満かつＦR以下のＦiに対応するＰiがない。
【００８７】
したがって工程（２）で、燃料電池の発電を停止するとともに、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料の流量を、改質可能流量ＦR（１ｇ／ｍｉｎ）とする。
【００８８】
表１に示した対応は、説明のために、極端なものとした。しかし実用上は、表２に示すような対応に近い場合が多いと考えられる。表２では、電気出力Ｐiが小さい範囲、すなわち電気出力Ｐiが０Ｗ以上、３００Ｗ以下の範囲において、ＳＯＦＣを好ましく発電可能温度に維持するために炭化水素系燃料の流量Ｆiを１．０ｇ／ｍｉｎで一定としている。また、電気出力Ｐiが大きい範囲、すなわち電気出力Ｐiが４００Ｗ以上、最大電気出力ＰM（１０００Ｗ）以下の範囲において、発電効率を高くするために、電気出力Ｐiの増加に対応して炭化水素系燃料の流量Ｆiが１．５ｇ／ｍｉｎから４．５ｇ／ｍｉｎまで増加するとしている。
【００８９】
【表２】
0005078697.tif 000003
【００９０】
〔改質可能流量の算出（ＦRの算出）〕
以下、工程Ａで測定された改質触媒層の温度に基づいて、工程Ｂにおいて、改質触媒層において改質可能な炭化水素系燃料の流量ＦRを算出する方法に関して説明する。
【００９１】
改質触媒層において改質可能な炭化水素系燃料の流量は、その流量の炭化水素系燃料を改質触媒層に供給した場合に、改質触媒層から排出されるガスの組成が、燃料電池のアノードに供給するに適した組成になる流量をいう。
【００９２】
例えば、改質触媒層における改質可能流量は、供給した炭化水素系燃料がＣ１化合物（炭素数１の化合物）まで分解されうる流量の最大値以下の任意の流量とすることができる。すなわち、改質触媒層出口ガスにおけるＣ２＋成分（炭素数が２以上の成分）が炭素析出による流路閉塞やアノード劣化に対して問題にならない濃度以下である組成になるまで改質触媒層において改質が進みうる場合の、改質触媒層への炭化水素系燃料の供給流量の最大値以下の任意の流量とすることができる。このときのＣ２＋成分の濃度は、改質ガス中の質量分率として５０ｐｐｂ以下が好ましい。そしてこのとき、改質触媒層出口ガスが還元性になっていればよい。改質触媒層出口ガス中に、メタンが含まれることは許容される。炭化水素系燃料の改質においては、通常、平衡論上メタンが残留する。改質触媒層出口ガス中に、メタン、ＣＯあるいはＣＯ2の形で炭素が含まれていても、必要に応じてスチームを添加することで炭素析出を防止することができる。炭化水素系燃料としてメタンを用いる場合は、改質触媒層出口ガスが還元性になるように、改質が進めばよい。
【００９３】
改質触媒層出口ガスの還元性については、このガスがアノードに供給されても、アノードの酸化劣化を抑えられる程度であればよい。このために、例えば、改質触媒層出口ガスに含まれる酸化性のＯ2、Ｈ2Ｏ、ＣＯ2などの分圧をアノード電極の酸化反応における平衡分圧より低くすることができる。例えば、アノード電極材料がＮｉで、アノード温度が８００℃のとき、改質触媒層出口ガスに含まれるＯ2分圧を１．２×１０-14ａｔｍ（１．２×１０-9Ｐａ）未満、Ｈ2に対するＨ2Ｏの分圧比を１．７×１０2未満、ＣＯに対するＣＯ2の分圧比を１．８×１０2未満とすることができる。
【００９４】
改質可能流量は、改質触媒層の温度に依存する。そのため、改質触媒層における改質可能流量の算出は、測定された改質触媒層の温度に基づいて行う。
【００９５】
改質触媒層における改質可能流量ＦRは、改質触媒層の温度Ｔの関数（温度の関数であることを明示する場合にはＦR（Ｔ）と表す）として、予め実験により求めることができる。また、実験により求めた関数に安全率を乗じたり、安全側に温度を補正したりしたうえで、改質可能流量とすることもできる。なお、ＦR（Ｔ）の単位は例えばｍｏｌ／ｓである。改質可能流量ＦR（Ｔ）は、温度Ｔのみの関数とすることができる。しかしその限りではなく、改質可能流量ＦRは、温度Ｔに加えて、触媒層体積やガス成分の濃度などのＴ以外に変数を持つ関数であってもよい。その場合、改質可能流量ＦRを計算する際には、Ｔ以外の変数を適宜求め、Ｔ以外の変数と、測定されたＴとから改質可能流量ＦRを計算することができる。
【００９６】
改質触媒層の温度測定箇所は、1点でも、複数点でもよい。また、温度条件としては、複数点の平均値などの代表温度などを用いることができる。
【００９７】
改質触媒層をガス流通方向に沿って分割した複数個の分割領域を考え、改質触媒層のガス流通方向に相異なる位置にある複数点の温度を測定し、それらの温度に基づいて、複数個の分割領域のうちの少なくとも一部において改質可能な燃料の流量を算出し、算出した流量の合計値を改質触媒層において改質可能な燃料の流量としてもよい。
【００９８】
〔その他〕
負荷追従運転の間、必ずしも同じ種類の改質を行う必要はない。より詳しくは、負荷追従運転の間、炭化水素系燃料の流量を段階的に変更して改質を行なうことができるが、各段階において必ずしも同じ種類の改質を行なう必要はない。
【００９９】
また、燃料電池を系統電源と連系することで、電力負荷に対する燃料電池の電気出力の不足分を系統電源から供給することができる。
【０１００】
燃料電池出力要求値ＰDは、適宜の電力計で測定した電力負荷の値とすることができる。あるいは、他の発電機や蓄電池と連系する場合に、測定した電力負荷の一部を燃料電池出力要求値ＰDとすることができる。
【０１０１】
工程（１）または工程（３）において炭化水素系燃料の流量を定める際に、必要に応じ、これにあわせて炭化水素系燃料以外の間接内部改質型ＳＯＦＣに供給する流体の流量、ＳＯＦＣの出力以外の間接内部改質型ＳＯＦＣへの電気の入出力を、予め、各Ｐiに対応させて設定しておいた値（定めた炭化水素系燃料の流量と同じｉ番目の値）に定めることができる。
【０１０２】
本発明は、改質触媒層に供給する炭化水素系燃料が、炭素数が２以上の炭化水素系燃料を含む場合に、特に効果的である。本発明によって、負荷追従運転時においても、改質ガス中の、炭素数２以上の化合物の濃度を、質量基準で５０ｐｐｂ以下とすることができ、これにより、炭素析出による流路閉塞やアノード劣化をさらに確実に防止することができる。
【０１０３】
〔炭化水素系燃料〕
炭化水素系燃料としては、改質ガスの原料として高温型燃料電池の分野で公知の、分子中に炭素と水素を含む（酸素など他の元素を含んでもよい）化合物もしくはその混合物から適宜選んで用いることができ、炭化水素類、アルコール類など分子中に炭素と水素を有する化合物を用いることができる。例えばメタン、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、ガソリン、ナフサ、灯油、軽油等の炭化水素燃料、また、メタノール、エタノール等のアルコール、ジメチルエーテル等のエーテル等である。
【０１０４】
なかでも灯油やＬＰＧは、入手容易であり好ましい。また独立して貯蔵可能であるため、都市ガスのラインが普及していない地域において有用である。さらに、灯油やＬＰＧを利用した高温型燃料電池発電装置は、非常用電源として有用である。特には、取り扱いも容易である点で、灯油が好ましい。
【０１０５】
〔高温型燃料電池〕
本発明は、炭素析出による流路閉塞やアノード劣化が生じる可能性のある高温型燃料電池を備えるシステムに好適に適用することができる。このような燃料電池としては、ＳＯＦＣやＭＣＦＣがある。
【０１０６】
ＳＯＦＣとしては、平板型や円筒型などの各種形状の公知のＳＯＦＣから適宜選んで採用できる。ＳＯＦＣでは、一般的に、酸素イオン導電性セラミックスもしくはプロトンイオン導電性セラミックスが電解質として利用される。
【０１０７】
ＭＣＦＣについても、公知のＭＣＦＣから適宜選んで採用できる。
【０１０８】
ＳＯＦＣやＭＣＦＣは単セルであってもよいが、実用上は複数の単セルを配列させたスタック（円筒型の場合はバンドルと呼ばれることもあるが、本明細書でいうスタックはバンドルも含む）が好ましく用いられる。この場合、スタックは１つでも複数でもよい。
【０１０９】
高温型燃料電池のなかでも、間接内部改質型ＳＯＦＣはシステムの熱効率を高めることができる点で優れている。間接内部改質型ＳＯＦＣは、水蒸気改質反応を利用して炭化水素系燃料から水素を含む改質ガスを製造する改質器と、ＳＯＦＣとを有する。この改質器では、水蒸気改質反応を行うことができ、また、水蒸気改質反応に部分酸化反応が伴うオートサーマルリフォーミングを行ってもよい。ＳＯＦＣの発電効率の観点からは起動完了後、部分酸化反応は起きない方が好ましい。オートサーマルリフォーミングにおいても、起動完了後は水蒸気改質が支配的になるようにされ、従って改質反応はオーバーオールで吸熱になる。そして、改質反応に必要な熱がＳＯＦＣから供給される。改質器とＳＯＦＣが一つのモジュール容器に収容されモジュール化される。改質器はＳＯＦＣから熱輻射を受ける位置に配される。こうすることによって、発電時にＳＯＦＣからの熱輻射によって改質器が加熱される。また、ＳＯＦＣから排出されるアノードオフガスをセル出口で燃焼させることにより、ＳＯＦＣを加熱することもできる。
【０１１０】
間接内部改質型ＳＯＦＣにおいて、改質器は、ＳＯＦＣから改質器の外表面へと直接輻射伝熱可能な位置に配することが好ましい。従って改質器とＳＯＦＣとの間には実質的に遮蔽物は配置しないこと、つまり改質器とＳＯＦＣとの間は空隙にすることが好ましい。また、改質器とＳＯＦＣとの距離は極力短くすることが好ましい。
【０１１１】
各供給ガスは必要に応じて適宜予熱されたうえで改質器もしくはＳＯＦＣに供給される。
【０１１２】
モジュール容器としては、ＳＯＦＣと改質器とを収容可能な適宜の容器を用いることができる。その材料としては、例えばステンレス鋼など、使用する環境に耐性を有する適宜の材料を用いることができる。容器には、ガスの取り合い等のために、適宜接続口が設けられる。
【０１１３】
セル出口がモジュール容器内で開口している場合は特に、モジュール容器の内部と外界（大気）とが連通しないように、モジュール容器が気密性を持つことが好ましい。
【０１１４】
燃焼領域は、ＳＯＦＣのアノードから排出されるアノードオフガスを燃焼可能な領域である。例えば、アノード出口を筐体内に開放し、アノード出口近傍の空間を燃焼領域とすることができる。酸素含有ガスとして例えばカソードオフガスを用いてこの燃焼を行なうことができる。このために、カソード出口を筐体内に開放することができる。
【０１１５】
燃焼用燃料もしくはアノードオフガスを燃焼させるために、イグナイターなどの着火手段を適宜用いることができる。
【０１１６】
〔改質器〕
改質器は、炭化水素系燃料から水素を含む改質ガスを製造する。
【０１１７】
改質器においては、水蒸気改質、部分酸化改質、および、水蒸気改質反応に部分酸化反応が伴うオートサーマルリフォーミングのいずれを行ってもよい。
【０１１８】
改質器には、水蒸気改質能を有する水蒸気改質触媒、部分酸化改質能を有する部分酸化改質触媒、部分酸化改質能と水蒸気改質能とを併せ持つ自己熱改質触媒を適宜用いることができる。
【０１１９】
改質器の構造は、改質器として公知の構造を適宜採用できる。例えば、密閉可能な容器内に改質触媒を収容する領域を有し、改質に必要な流体の導入口と改質ガスの排出口を有する構造とすることができる。
【０１２０】
改質器の材質は、改質器として公知の材質から、使用環境における耐性を考慮して適宜選んで採用できる。
【０１２１】
改質器の形状は、直方体状や円管状など適宜の形状とすることができる。
【０１２２】
炭化水素系燃料（必要に応じて予め気化される）および水蒸気、さらに必要に応じて空気等の酸素含有ガスをそれぞれ単独で、もしくは適宜混合した上で改質器（改質触媒層）に供給することができる。また、改質ガスはＳＯＦＣのアノードに供給される。
【０１２３】
〔改質触媒〕
改質器で用いる水蒸気改質触媒、部分酸化改質触媒、オートサーマル改質触媒のいずれも、それぞれ公知の触媒を用いることができる。部分酸化改質触媒の例としては白金系触媒、水蒸気改質触媒の例としてはルテニウム系およびニッケル系、オートサーマル改質触媒の例としてはロジウム系触媒を挙げることができる。
【０１２４】
部分酸化改質反応が進行可能な温度は例えば２００℃以上、水蒸気改質反応が進行可能な温度は例えば４００℃以上である。
【０１２５】
〔改質器の運転条件〕
以下、水蒸気改質、オートサーマル改質、部分酸化改質のそれぞれにつき、改質器における負荷追従運転時の条件について説明する。
【０１２６】
水蒸気改質では、灯油等の改質原料にスチームが添加される。水蒸気改質の反応温度は例えば４００℃〜１０００℃、好ましくは５００℃〜８５０℃、さらに好ましくは５５０℃〜８００℃の範囲で行うことができる。反応系に導入するスチームの量は、炭化水素系燃料に含まれる炭素原子モル数に対する水分子モル数の比（スチーム／カーボン比）として定義され、この値は好ましくは１〜１０、より好ましくは１．５〜７、さらに好ましくは２〜５とされる。炭化水素系燃料が液体の場合、この時の空間速度（ＬＨＳＶ）は炭化水素系燃料の液体状態での流速をＡ（Ｌ／ｈ）、触媒層体積をＢ（Ｌ）とした場合Ａ／Ｂで表すことができ、この値は好ましくは０．０５〜２０ｈ-1、より好ましくは０．１〜１０ｈ-1、さらに好ましくは０．２〜５ｈ-1の範囲で設定される。
【０１２７】
オートサーマル改質ではスチームの他に酸素含有ガスが改質原料に添加される。酸素含有ガスとしては純酸素でも良いが入手容易性から空気が好ましい。水蒸気改質反応に伴う吸熱反応をバランスし、かつ、改質触媒層やＳＯＦＣの温度を保持もしくはこれらを昇温できる発熱量が得られるように酸素含有ガスを添加することができる。酸素含有ガスの添加量は、炭化水素系燃料に含まれる炭素原子モル数に対する酸素分子モル数の比（酸素／カーボン比）として好ましくは０．００５〜１、より好ましくは０．０１〜０．７５、さらに好ましくは０．０２〜０．６とされる。オートサーマル改質反応の反応温度は例えば４００℃〜１０００℃、好ましくは４５０℃〜８５０℃、さらに好ましくは５００℃〜８００℃の範囲で設定される。炭化水素系燃料が液体の場合、この時の空間速度（ＬＨＳＶ）は、好ましくは０．０５〜２０、より好ましくは０．１〜１０、さらに好ましくは０．２〜５の範囲で選ばれる。反応系に導入するスチームの量は、スチーム／カーボン比として好ましくは１〜１０、より好ましくは１．５〜７、さらに好ましくは２〜５とされる。
【０１２８】
部分酸化改質では酸素含有ガスが改質原料に添加される。酸素含有ガスとしては純酸素でも良いが入手容易性から空気が好ましい。反応を進めるための温度を確保するため、熱のロス等において適宜添加量は決定される。その量は、炭化水素系燃料に含まれる炭素原子モル数に対する酸素分子モル数の比（酸素／カーボン比）として好ましくは０．１〜３、より好ましくは０．２〜０．７とされる。部分酸化反応の反応温度は、例えば４５０℃〜１０００℃、好ましくは５００℃〜８５０℃、さらに好ましくは５５０℃〜８００℃の範囲で設定することができる。炭化水素系燃料が液体の場合、この時の空間速度（ＬＨＳＶ）は、好ましくは０．１〜３０の範囲で選ばれる。反応系においてすすの発生を抑制するためにスチームを導入することができ、その量は、スチーム／カーボン比として好ましくは０．１〜５、より好ましくは０．１〜３、さらに好ましくは１〜２とされる。
【０１２９】
〔他の機器〕
本発明で用いる高温型燃料電池システムにおいて、高温型燃料電池システムの公知の構成要素は、必要に応じて適宜設けることができる。具体例を挙げれば、炭化水素系燃料に含まれる硫黄分を低減する脱硫器、液体を気化させる気化器、各種流体を加圧するためのポンプ、圧縮機、ブロワなどの昇圧手段、流体の流量を調節するため、あるいは流体の流れを遮断／切り替えるためのバルブ等の流量調節手段や流路遮断／切り替え手段、熱交換・熱回収を行うための熱交換器、気体を凝縮する凝縮器、スチームなどで各種機器を外熱する加熱／保温手段、炭化水素系燃料や可燃物の貯蔵手段、計装用の空気や電気系統、制御用の信号系統、制御装置、出力用や動力用の電気系統などである。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、例えば定置用もしくは移動体用の発電システムに、またコージェネレーションシステムに利用される高温型燃料電池システムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明を実施することのできる間接内部改質型ＳＯＦＣシステムの例について概要を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１  水気化器
２  水気化器に付設された電気ヒータ
３  改質器
４  改質触媒層
５  熱電対
６  ＳＯＦＣ
７  イグナイター
８  モジュール容器
９  改質器に付設された電気ヒータ
【図１】
0005078697.tif 000004