(57)【要約】【課題】固体酸化物形燃料電池スタック、システムあるいはバンドル等における電池高温域の温度低減法及びそのための装置を得る。【解決手段】固体酸化物形燃料電池システムにおいて、その運転時に高温域となる固体酸化物形燃料電池の近傍に固体酸化物形燃料電池への燃料供給系とは別系統の水素製造用燃料改質器を配置し、その運転時に、前記燃料改質器における吸熱反応を利用して前記高温域の温度を低減することを特徴とする固体酸化物形燃料電池システムの電池高温域の温度低減法及び当該電池高温域の温度低減装置。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体酸化物形燃料電池システムにおいて、その運転時に高温域となる固体酸化物形燃料電池の近傍に固体酸化物形燃料電池への燃料供給系とは別系統の水素製造用燃料改質器を配置し、その運転時に、前記燃料改質器における吸熱反応を利用して前記高温域の温度を低減することを特徴とする固体酸化物形燃料電池システムの電池高温域の温度低減法。
【請求項２】
請求項１において、前記高温域の温度如何により前記燃料改質器による水素製造量を調整することにより高温域の温度低減の程度を制御することを特徴とする固体酸化物形燃料電池システムの電池高温域の温度低減法。
【請求項３】
請求項１または２において、固体酸化物形燃料電池システムの燃料電池本体が、平板型、円筒型または横縞型の固体酸化物形燃料電池であることを特徴とする固体酸化物形燃料電池システムの電池高温域の温度低減法。
【請求項４】
複数個の固体酸化物形燃料電池スタックを併置した固体酸化物形燃料電池システムにおいて、前記複数個の固体酸化物形燃料電池スタックのうち、その運転時に高温域となる固体酸化物形燃料電池スタックの近傍に、各固体酸化物形燃料電池スタックへの燃料供給系とは別系統の水素製造用燃料改質器を配置し、その運転時に、前記燃料改質器における吸熱反応を利用して前記高温域の温度を低減するようにしてなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池システムの電池高温域の温度低減装置。
【請求項５】
複数個の固体酸化物形燃料電池スタックを併置した固体酸化物形燃料電池システムにおいて、前記複数個の固体酸化物形燃料電池スタックのうち、その運転時に高温域となる固体酸化物形燃料電池スタック間に、各固体酸化物形燃料電池スタックへの燃料供給系とは別系統の水素製造用燃料改質器を配置し、その運転時に、前記燃料改質器における吸熱反応を利用して前記高温域の温度を低減するようにしてなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池システムの電池高温域の温度低減装置。
【請求項６】
複数個の円筒型固体酸化物形燃料電池セルを配置した固体酸化物形燃料電池システムにおいて、前記複数個の円筒型固体酸化物形燃料電池セルのうち、その運転時に高温域となる円筒型固体酸化物形燃料電池セル間に、各円筒型固体酸化物形燃料電池セルへの燃料供給系とは別系統の水素製造用燃料改質器を配置し、その運転時に、前記燃料改質器における吸熱反応を利用して前記高温域の温度を低減するようにしてなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池システムの電池高温域の温度低減装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項において、前記高温域の温度如何により前記燃料改質器による水素製造量を調整することにより高温域の温度低減の程度を制御するようにしてなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池システムの電池高温域の温度低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体酸化物形燃料電池（以下、適宜“ＳＯＦＣ”と略称する）の高温域の温度低減法及びそのための装置に関し、より具体的にはＳＯＦＣスタック、ＳＯＦＣシステムあるいはＳＯＦＣバンドルにおける電池高温域の温度を低減させる方法及び当該電池高温域の温度を低減させるための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＯＦＣは７００〜１０００℃程度という温度で運転されるが、その発電性能が運転温度に大きく影響される。このため発電性能をきちんと引き出すためには、運転温度を所定温度に制御する必要がある。運転温度が低い場合にはＳＯＦＣセルの性能が低下し、運転温度が高い場合にはＳＯＦＣセルの劣化、耐久性が問題となる。
【０００３】
ＳＯＦＣは、その運転時に電池部分の内部発熱により中心部分の電池もしくはスタックの温度が上昇し、他の部分との間に大きな温度分布、つまり大きな温度差が生じる。図１のとおり、一例として複数個の平板型ＳＯＦＣセルを積層したＳＯＦＣスタックにおいては、図１（ｂ）中高温域として示すように、中心部のセル、すなわち上下に積層したセルのうち積層中央部のセルの温度がより高温となる。また、図２のとおり、図１のようなＳＯＦＣスタックを複数個併置したＳＯＦＣシステムにおいては、図２中高温域として示すように、中央部のＳＯＦＣスタックの温度がより高温となる。本明細書においては、そのように高温となる箇所を適宜“高温域”、“電池高温部”、“電池高温域”等と称している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＳＯＦＣの運転温度の調整は通常ブロワ（＝送風機）による供給空気量の調整のみで行われる。ＳＯＦＣの温度が高い場合には空気量を増加して空冷し、ＳＯＦＣの温度が低い場合には空気量を低減させてＳＯＦＣの温度を上昇させるような制御がとられる。図２のように複数個のＳＯＦＣスタックを配置した場合、後述図３に示すように、各ＳＯＦＣスタックに供給する空気はマスフローコントローラ（ＭＦＣ）などで所定量に制御されて各スタックにおける各セルのカソードに供給される。
【０００５】
しかし、供給空気量による調整はＳＯＦＣスタックにおける温度分布を軽減する方策ではない。図１〜２のような温度分布のコントロールは空気供給量の調整では困難であり、温度分布が大きい場合には、発電性能が十分に得られなかったり、局所的に高温域が発生して電池の耐久性に影響を与えるなどの問題が生じる。
【０００６】
また、そのような局所的な温度上昇を抑制するために、ＳＯＦＣの電池部分で燃料の改質を行い、改質反応による吸熱を利用して冷却する内部改質方式の採用が検討されているが、燃料供給量と吸熱反応が相関するために内部改質により独立に温度制御を行うことはできない。
【０００７】
本発明は、従来技術における以上のような問題を解決するためになされたものであり、ＳＯＦＣスタック、ＳＯＦＣシステムあるいはＳＯＦＣバンドルにおける電池高温域の温度低減法及び当該電池高温域の温度低減装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、（１）固体酸化物形燃料電池システムにおいて、その運転時に高温域となる固体酸化物形燃料電池の近傍に固体酸化物形燃料電池への燃料供給系とは別系統の水素製造用燃料改質器を配置し、その運転時に、前記燃料改質器における吸熱反応を利用して前記高温域の温度を低減することを特徴とする固体酸化物形燃料電池システムの電池高温域の温度低減法である。
【０００９】
本発明（１）の温度低減法においては、前記高温域の温度如何により前記別系統の燃料改質器による水素製造量を調整することにより高温域の温度低減の程度を制御することができる。
【００１０】
本発明は、（２）複数個の固体酸化物形燃料電池スタックを併置した固体酸化物形燃料電池システムにおいて、前記複数個の固体酸化物形燃料電池スタックのうち、その運転時に高温域となる固体酸化物形燃料電池スタックの近傍に、各固体酸化物形燃料電池スタックへの燃料供給系とは別系統の水素製造用燃料改質器を配置し、その運転時に、前記燃料改質器における吸熱反応を利用して前記高温域の温度を低減するようにしてなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池システムの電池高温域の温度低減装置である。
【００１１】
本発明は、（３）複数個の固体酸化物形燃料電池スタックを併置した固体酸化物形燃料電池システムにおいて、前記複数個の固体酸化物形燃料電池スタックのうち、その運転時に高温域となる固体酸化物形燃料電池スタック間に、各固体酸化物形燃料電池スタックへの燃料供給系とは別系統の水素製造用燃料改質器を配置し、その運転時に、前記燃料改質器における吸熱反応を利用して前記高温域の温度を低減するようにしてなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池システムの電池高温域の温度低減装置である。
【００１２】
本発明は、（４）複数個の円筒型固体酸化物形燃料電池セルを配置した固体酸化物形燃料電池システムにおいて、前記複数個の円筒型固体酸化物形燃料電池セルのうち、その運転時に高温域となる円筒型固体酸化物形燃料電池セル間に、各円筒型固体酸化物形燃料電池セルへの燃料供給系とは別系統の水素製造用燃料改質器を配置し、その運転時に、前記燃料改質器における吸熱反応を利用して前記高温域の温度を低減するようにしてなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池システムの電池高温域の温度低減装置である。
【００１３】
本発明（２）〜（４）の温度低減装置においては、前記電池高温域の温度如何により前記別系統の燃料改質器による水素製造量を調整することにより電池高温域の温度低減の程度を制御するようにすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
従来のＳＯＦＣスタック、ＳＯＦＣシステムあるいはＳＯＦＣバンドルにおいては電池高温域の部分的な温度を効果的且つ独立にコントロールすることはできなかったが、本発明によれば、それらの電池高温域にＳＯＦＣスタック、ＳＯＦＣシステムあるいはＳＯＦＣバンドルへの燃料供給系とは別系統の水素製造用燃料改質器からなる水素製造系を配置することにより、それらの電池高温部の温度を独立に制御することを可能とし、ＳＯＦＣスタック、ＳＯＦＣシステムあるいはＳＯＦＣバンドル自体の発電量に関わらず、独立に電池高温部の温度を迅速に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
ＳＯＦＣスタック、ＳＯＦＣシステムあるいはＳＯＦＣバンドルについては、従来、原燃料の改質反応を利用して電池の温度上昇を抑制するように検討されている。図３〜４は、そのうちＳＯＦＣシステムに供給する原燃料を改質する際の改質反応すなわち吸熱反応を利用して電池の温度上昇を抑制する態様を説明する図で、一例として４個のＳＯＦＣスタックを配置したＳＯＦＣシステムの例を示し、図４には、図３に示す各ＳＯＦＣスタックへの燃料供給系、空気供給系のうち燃料供給系を示している。
【００１６】
なお、本明細書ではＳＯＦＣスタック、ＳＯＦＣシステムあるいは円筒型ＳＯＦＣバンドルでの発電用として供給する燃料を適宜“原燃料”と称し、ＳＯＦＣスタック、ＳＯＦＣシステムあるいは円筒型ＳＯＦＣバンドルへの燃料供給系とは別系統の水素製造用燃料改質器へ供給する燃料を適宜“燃料”と称している。原燃料、燃料に硫黄化合物が含まれていると改質触媒が被毒し性能劣化を来たすので硫黄化合物は予め除去される。
【００１７】
図３〜４のとおり、ＳＯＦＣシステムに供給する原燃料を改質する改質器を電池高温域となるＳＯＦＣスタックの近傍に配置する。改質器での改質反応は吸熱反応であるので、その運転時に改質器近傍のＳＯＦＣスタックを吸熱により冷却するものである。
【００１８】
しかし、この態様では、燃料の改質、供給系が一系統であり、発電に供する原燃料はすべて改質器を通過して行くために、発電量と改質による吸熱量を独立に制御できない。その結果、電池温度が局所的に高く、燃料改質量を増加させて高温部の温度を低下させたい場合でも、その制約から燃料改質量を増加させることはできない。逆に、燃料改質量を増加させて発電量を増加させないと、燃料利用率が低下して発電効率が低下する。一方、改質器における相対的な吸熱量が多く、電池温度が低下した場合にも原燃料の改質量を低減させることができず、独自の温度制御ができない。
【００１９】
このほか、特許第３７８１９４２号公報（以下“９４２号公報”と略記する）や特開２００２−３３４７１４号公報（以下“７１４号公報”と略記する）などではＳＯＦＣの余剰熱を利用して水素を製造するシステムが提案されている。
【００２０】
９４２号公報では、その余剰熱を都市ガスの水蒸気改質用に利用して発電と同時に水素を製造するもので、その概略を図５に示している。図５のとおり、原燃料である都市ガスを予備改質器に通して粗改質ガスを生成した後、分岐し、一方はＳＯＦＣユニットに供給して発電し、他方はＳＯＦＣの余剰熱を熱源とする改質器つまり水素製造装置に供給して水素を製造する。なお、粗改質ガスは、水素のほか、メタン及びＣＯを含む改質ガスで、そのうちメタンはＳＯＦＣのアノードでの内部改質により水素となる。
【００２１】
７１４号公報においては、ＳＯＦＣのアノードオフガスを精製して高純度水素を製造するもので、その概略を図６に示している。図６のとおり、原燃料を水蒸気とともにＳＯＦＣユニットに供給して内部改質して発電し、ＳＯＦＣのアノードオフガスを浄化装置に通して純水素を製造する。浄化装置では、アノードオフガスを、例えばＣＯ変成器に通し、あるいはＣＯ変成器に続きＣＯ2吸着剤層に通すことにより純水素を製造する。
【００２２】
【特許文献１】特許第３７８１９４２号公報
【特許文献２】特開２００２−３３４７１４号公報
【００２３】
これらの先行技術は、ＳＯＦＣユニットによる発電に際して、原燃料供給系で改質反応を利用すること、またＳＯＦＣの余剰熱を効果的に利用して水素を製造することに主眼を置いたものであり、特に本発明で課題とする、電池高温域の温度コントロールを行うことについては言及していない。また、これらの先行技術では燃料供給系が一系統であることから、水素製造により吸熱量を増加させることは、すなわち原燃料の供給量を増加させることはＳＯＦＣユニットでの発熱量の増加に繋がる。
【００２４】
これに対して、本発明においては、ＳＯＦＣスタック、ＳＯＦＣシステムあるいは円筒型ＳＯＦＣバンドルの電池部分のうち電池高温域に、ＳＯＦＣスタック、ＳＯＦＣシステムあるいは円筒型ＳＯＦＣバンドルへの原燃料供給系とは別系統の燃料供給系を備える水素製造用燃料改質器を配置する。そして、それらの運転時に、ＳＯＦＣスタック、ＳＯＦＣシステムあるいは円筒型ＳＯＦＣバンドルへの原燃料供給系とは別系統である当該水素製造用燃料改質器における吸熱反応を利用して高温域の温度を低減するものである。
【００２５】
また、本発明においては、電池高温域の温度を低減するのに加えて、ＳＯＦＣの電池高温域の温度如何により、燃料改質器による水素製造量を制御することにより高温域の温度低減の程度を制御することができる。例えば、ＳＯＦＣスタックの電池高温域の温度が高いときには、燃料改質器による水素製造量を増やして電池高温域の温度低減の程度を制御し、ＳＯＦＣスタックの電池高温域の温度が低いときには、燃料改質器による水素製造量を減らして電池高温域の温度低減の程度を制御することができる。
【００２６】
ここで、上記「ＳＯＦＣの電池高温域の温度が低いとき」における当該低い「温度」とは、電池高温部以外の部分の温度に対しては、それよりも高い温度を意味している。また、ＳＯＦＣには平板型、円筒型、横縞型、その他各種タイプがあるが、本発明はそれらいずれのタイプのＳＯＦＣに対しても適用される。
【００２７】
以下、本発明の態様を順次説明する。
【００２８】
〈本発明の態様１〉
図７は本発明の態様１を説明する図である。複数個のＳＯＦＣスタック、各ＳＯＦＣスタックへの原燃料配管系及び空気配管系、本発明の特徴部分の概略を図７（ａ）に示し、そのうち本発明の特徴部分を含む部分を図７（ｂ）に示している。図７には原燃料を各ＳＯＦＣスタックの電池部分で内部改質する場合を示しており、原燃料は各ＳＯＦＣスタックの電池部分で水蒸気で内部改質されて水素、一酸化炭素を生成し、発電に使用される。
【００２９】
図７（ａ）のとおり、本ＳＯＦＣシステムにおける各ＳＯＦＣスタックへの燃料供給系は、原燃料及び水（水蒸気）を供給する配管、それから分岐して各スタックへ供給する配管、各スタックからのアノードオフガスを排出してオフガス燃焼器に供給する配管、オフガス燃焼器、等により構成されている。そのうち、原燃料及び水（水蒸気）を供給する配管、それから分岐して各スタックへ供給する配管部分を図７（ｂ）中「ＳＯＦＣ用原燃料供給ライン」として示している。
【００３０】
本発明の態様１においては、各ＳＯＦＣスタックへの原燃料の供給系に加えて、各ＳＯＦＣスタックのうち、その運転時に高温域となるところのＳＯＦＣスタック、図７で言えばＳＯＦＣスタック２及びＳＯＦＣスタック３の側部近傍に、水素製造用の燃料改質器Ｂを配置する。燃料改質器Ｂを含む系は、各ＳＯＦＣスタックへの原燃料供給系とは別系統の燃料供給、水素製造系であり、発電用に供する原燃料の流量と水素製造用の燃料流量とはそれぞれ独立に調整できる構成になっている。
【００３１】
その結果、電池部分での発電量とは独立に、すなわち電池部分における発電量とは別個に水素製造用燃料流量を調整することができる。これにより、電池部分での発電量とは独立に、ＳＯＦＣシステムの運転時に、電池高温部の温度を低減させることができる。また、電池高温部の温度如何により燃料改質器Ｂへの水素製造用燃料流量を調整することで、その温度低減の程度を調整することができることから、ＳＯＦＣシステムの運転時に、水素製造用燃料改質器Ｂによる水素製造量を制御することにより、電池高温部の温度低減の程度を制御することができる。
【００３２】
ここで“水素製造量を制御する”とは、電池高温部の温度如何により燃料改質器Ｂでの水素製造を停止する場合を含む意味である。
【００３３】
そして、それらの制御により、電池高温部（図７で言えばＳＯＦＣスタック２、３）における電池温度とそれ以外の部分（図７で言えばＳＯＦＣスタック１、４）における電池温度を均等化乃至より均等化することができるものである。これらの点は、以下に述べる〈本発明の態様２〉〜〈本発明の態様４〉についても同様であり、またこれら以外の態様においても同様である。
【００３４】
ＳＯＦＣスタックにおける電池高温部には温度検出用のセンサ、例えば熱電対等を配置するが、図７中その記載は省略している。温度センサの配置箇所はＳＯＦＣスタックの作動時において、電池高温部となることが予想される箇所に配するが、好ましくはその運転中最も高温となることが予想される箇所、例えばＳＯＦＣスタックのうちの中央部に位置するセルに配置する。
【００３５】
この点、後述〈本発明の態様２〉〜〈本発明の態様４〉についても同様である。このうち〈本発明の態様４〉の場合を例に説明すると、複数個の円筒型ＳＯＦＣセルを配置したＳＯＦＣバンドルにおいては、前記複数個の円筒型ＳＯＦＣセルのうち、その運転時に高温域となることが予想される箇所、好ましくはその運転中最も高温となることが予想される箇所、例えばＳＯＦＣバンドルのうちの中央部に位置する円筒型ＳＯＦＣセルに温度センサを配置する。
【００３６】
〈本発明の態様２〉
図８は本発明の態様２を説明する図である。複数個のＳＯＦＣスタックへの原燃料及び空気の配管系、本発明の特徴部分の概略を図８（ａ）に示し、そのうち本発明の特徴部分を含む部分を図８（ｂ）に示している。図８のとおり、各ＳＯＦＣスタックへの原燃料供給系に加えて、各ＳＯＦＣスタックのうち、その運転時に高温域となるところのＳＯＦＣスタック間、図８で言えばＳＯＦＣスタック２とＳＯＦＣスタック３の間に水素製造用燃料改質器Ｂを配置する。他の構成は前述〈本発明の態様１〉と同様である。
【００３７】
燃料改質器Ｂを含む系は、各ＳＯＦＣスタックへの原燃料供給系統とは別系統の水素製造系であり、発電用に供する原燃料の流量と水素製造用の燃料流量とはそれぞれ独立に調整できる構成になっている。その結果、電池部分の発電量とは独立に、つまり電池部分における発電量とは別個に水素製造用燃料流量を調整することができる。これにより、電池部分の発電量とは独立に、当該ＳＯＦＣシステムの運転時に、電池高温部の温度を低減させることができる。また、電池高温部の温度如何により燃料改質器Ｂへの水素製造用燃料流量を調整することで、その温度低減の程度を調整することができることから、ＳＯＦＣの運転時に、水素製造用燃料改質器Ｂによる水素製造量を制御することにより、電池高温部の温度低減の程度を制御することができる。
【００３８】
〈本発明の態様３〉
本発明の態様３は、原燃料を予備改質器により粗改質ガスとした後、ＳＯＦＣスタックのアノードに供給して電池部分で内部改質した改質ガスを発電用の燃料とする場合に、本発明を適用する態様である。図９は本発明の態様３を説明する図で、都市ガスを原燃料とする場合を示している。また、図９中、一個または複数個のＳＯＦＣスタック、ＳＯＦＣモジュール、あるいはＳＯＦＣバンドル、その他ＳＯＦＣの各種構造体を含めてＳＯＦＣユニットと記載しているが、それらは適宜、熱交換器、原燃料供給系その他、各種配管系などをも含めてＳＯＦＣシステムとも称される。
【００３９】
原燃料は、脱硫器で脱硫後、熱交換器１を経て予備改質器に導入され、気化器すなわち水蒸気発生器からの水蒸気を導入することでメタン、水素、ＣＯを含む粗改質ガスを生成し、熱交換器２に導入される。粗改質ガスは、熱交換器２でオフガス燃焼器からの燃焼ガスにより加熱された後、ＳＯＦＣユニットに供給される。粗改質ガス中のメタンは電池部分すなわち、そのアノードでの内部改質（ＣＨ4＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ）により水素、ＣＯとなることで電池反応に使用される。
【００４０】
本発明の態様３においては、例えば複数個のＳＯＦＣスタックからなるＳＯＦＣシステムの場合、各ＳＯＦＣスタックへの原燃料供給系に加えて、各ＳＯＦＣスタックのうち、その運転時に高温域となるところのＳＯＦＣスタックの近傍またはその運転時に高温域となるところのＳＯＦＣスタック間に、燃料改質器Ｂを配置する。燃料改質器Ｂをその運転時に高温域となるところのＳＯＦＣスタックの近傍に配置する場合には前述図７（ｂ）のようになり、燃料改質器Ｂをその運転時に高温域となるところのＳＯＦＣスタック間に配置する場合には前述図８（ｂ）のようになる。他の構成は前述〈本発明の態様１〉〜〈本発明の態様２〉と同様である。
【００４１】
燃料改質器Ｂを含む系は、各ＳＯＦＣスタックへの原燃料供給系とは別系統の水素製造系であり、発電用に供する原燃料の流量と水素製造用の燃料流量とはそれぞれ独立に調整できる構成になっている。その結果、電池部分の発電量と独立に、つまり電池部分における発電量とは別個に水素製造用燃料流量を調整することができる。これにより、電池部分の発電量とは独立に、ＳＯＦＣシステムの運転時に、電池高温部の温度を低減させることができる。また、電池高温部の温度如何により燃料改質器Ｂへの水素製造用燃料流量を調整することで、その温度低減の程度を調整することができることから、ＳＯＦＣシステムの運転時に、水素製造用燃料改質器Ｂによる水素製造量を制御することにより、電池高温部の温度低減の程度を制御することができる。
【００４２】
〈本発明の態様４〉
本発明の態様４は、複数個の円筒型ＳＯＦＣセルを併置した円筒型ＳＯＦＣバンドルに対して適用する態様である。図１０〜１１は本発明の態様４を説明する図で、それぞれ本発明の特徴部分を示している。図１０のとおり、複数個の円筒型ＳＯＦＣセルを４つのグループに分け、バンドルを構成する各円筒型ＳＯＦＣセルへの原燃料供給系に加えて、その運転時に高温域となるところの各円筒型ＳＯＦＣセル間に、原燃料供給系とは別系統の燃料供給系を有する水素製造用の燃料改質器Ｂを配置する。
【００４３】
図１１に示す態様は、複数個の円筒型ＳＯＦＣセルを併置した円筒型ＳＯＦＣバンドルのうち、外周域の円筒型ＳＯＦＣセルの内側に燃料改質器Ｂを配置する場合である。図１０〜１１には複数個の円筒型ＳＯＦＣを４つのグループに分けた場合を示しているが、例えば３つのグループ、５つのグループと言うように複数のグループに分け、各グループ間で且つ、その運転時に高温域となるところの各円筒型ＳＯＦＣセル間に水素製造用の燃料改質器Ｂを配置することができる。他の構成は前述〈本発明の態様１〉〜〈本発明の態様３〉と同様である。
【００４４】
燃料改質器Ｂを含む系は、各ＳＯＦＣバンドルへの原燃料供給系統とは別系統の水素製造系であり、発電用に供する原燃料の流量と水素製造用の燃料流量とはそれぞれ独立に調整できる構成になっている。その結果、電池部分の発電量と独立に、つまり電池部分における発電量とは別個に水素製造用燃料流量を調整することができる。これにより、電池部分の発電量とは独立に、ＳＯＦＣバンドルの運転時に、電池高温部の温度を低減させることができる。また、電池高温部の温度如何により燃料改質器Ｂへの水素製造用燃料流量を調整することで、その温度低減の程度を調整することができることから、ＳＯＦＣの運転時に、水素製造用燃料改質器Ｂによる水素製造量を制御することにより、電池高温部の温度低減の程度を制御することができる。
【００４５】
本発明におけるＳＯＦＣへの燃料供給系での原燃料、また、それとは別系統の水素製造用燃料改質器で改質する燃料としては、メタン、エタン、エチレン、プロパン、ブタン等の炭化水素系気体燃料、これらの二種以上の混合ガス、天然ガス、石油ガス、石炭ガス、発生炉ガス、水性ガス、高炉ガス、石油分解ガスなどの気体燃料、ガソリン、軽油、灯油、ディーゼル油などの炭化水素系液体燃料、ジメチルエーテルなどのエーテル系液体燃料、メタノールやエタノールなどのアルコール系液体燃料、各種有機性廃棄物のメタン発酵や木材チップなどのガス化により得られるバイオマス燃料のほか、それら気体燃料、液体燃料の二種以上の混合燃料、すなわち二種以上の気体燃料の混合燃料、ガソリンとエタノールの混合物などの二種以上の液体燃料の混合燃料、少なくとも一種の気体燃料と少なくとも一種の液体燃料の混合燃料なども用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】ＳＯＦＣスタックの運転時に発生する“電池高温域”を説明する図
【図２】複数ＳＯＦＣスタックの運転時に発生する“電池高温域”を説明する図
【図３】複数のＳＯＦＣスタックを配置した場合における空気量制御及び原燃料を改質する際の吸熱反応を利用して電池の温度上昇を抑制する態様を説明する図（先行技術）
【図４】ＳＯＦＣシステムに供給する燃料を改質する際の吸熱反応を利用して電池の温度上昇を抑制する態様を説明する図（先行技術）
【図５】ＳＯＦＣのアノードオフガスを精製して高純度水素を製造する態様を示す図（９４２号公報）
【図６】ＳＯＦＣのアノードオフガスを精製して高純度水素を製造する態様を示す図（７１４号公報）
【図７】本発明の態様１を説明する図
【図８】本発明の態様２を説明する図
【図９】本発明の態様３を説明する図
【図１０】本発明の態様４を説明する図
【図１１】本発明の態様４を説明する図
【符号の説明】
【００４７】
１〜４  ＳＯＦＣスタック                                                                                
【図１】
2009037814.tif 000003
【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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【図１１】
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