專利名稱：燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用燃料電池進行發(fā)電的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已有的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，主要具有在燃料極消耗富氫改性氣體(燃料氣體)且在空氣極中消耗氧氣進行發(fā)電的燃料電池、向空氣極輸送氧氣的鼓風(fēng)機、從原料氣體(例如城市煤氣和天然氣)和水蒸汽通過水蒸氣改性反應(yīng)生成改性氣體的燃料生成裝置、使在燃料極中消耗的改性氣體(廢氣)中含有的水蒸汽凝集的凝集器、利用燃燒廢氣得到的燃燒氣體的熱交換加熱燃料生成裝置的改性催化劑體的燃燒器。
在該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)啟動時，如特開昭62-276763號公報和特開2002-110207號公報中所公開的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的凈化方法那樣，利用在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部進行氮氣凈化處理可靠地抑制由空氣和燃料氣體形成的混合氣體發(fā)生異常燃燒。
另一方面，為了進行氮氣凈化處理，需要氮氣瓶和氮氣分離發(fā)生裝置專用的氮氣設(shè)備，在將燃料電池發(fā)電系統(tǒng)作為家庭用固定設(shè)置型分散發(fā)電源和電動汽車等用途使用的情況下，上述氮氣設(shè)備制約了成本的降低和小型化這兩個方面。
為此，已知有利用原料氣體凈化處理燃料電池發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部，代替燃料電池發(fā)電系統(tǒng)啟動時的氮氣凈化處理這樣的原料氣體凈化處理技術(shù)。例如，根據(jù)美國專利US2003/0104711A1號公報中記載的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，公開了如下所述進行控制的凈化氣體系統(tǒng)技術(shù)，即將通過旁路路徑的脫硫氣體(去除硫成分的原料氣體)從燃料氣體供應(yīng)配管引導(dǎo)到燃料極，在利用原料氣體對其進行凈化處理后，將原料氣體引導(dǎo)到燃料生成裝置(參照圖6及圖7以及與其相關(guān)的記載)。
但是，本申請的發(fā)明人等判斷認(rèn)為，至少在開始對燃料生成裝置提供原料氣體前預(yù)先確實完成對燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的燃料極的原料氣體凈化處理工作，由于下面所述的理由，這對于謀求燃料生成裝置的改性反應(yīng)穩(wěn)定化是重要的，在使用原料氣體凈化處理技術(shù)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中，對燃料極進行的原料氣體凈化處理工作的停止時期判定功能是不可欠缺的重要技術(shù)。
盡管如此，在上述US2003/0104711A1號公報中所述裝置中，對燃料極的原料氣體凈化處理的停止時期的判定是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述存在問題而作出的，其目的是，提供一種在系統(tǒng)啟動時利用原料氣體對該燃料極進行凈化處理之際，能夠確切地判定原料氣體凈化處理的停止時期的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)具備將原料氣體改性生成富氫燃料氣體的燃料生成裝置、向所述燃料生成裝置提供原料氣體的原料供應(yīng)機構(gòu)、使用由所述燃料生成裝置提供的燃料氣體和氧化劑氣體發(fā)電的燃料電池、所述燃料生成裝置旁路，將原料氣體提供給所述燃料電池的燃料極的旁路機構(gòu)、由所述原料供應(yīng)機構(gòu)提供原料氣體的供應(yīng)對象、在所述燃料生成裝置和所述旁路機構(gòu)之間切換的原料供應(yīng)切換機構(gòu)、配置于所述原料供應(yīng)機構(gòu)和所述燃料極之間的原料氣體通道上，測量流過所述旁路機構(gòu)的原料氣體的流量的原料流量測定機構(gòu)、以及控制裝置，在燃料電池系統(tǒng)啟動時，通過所述旁路機構(gòu)向所述燃料極注入原料氣體，并且，所述控制裝置根據(jù)由所述原料流量測定機構(gòu)輸出的輸出值，使所述原料供應(yīng)切換機構(gòu)工作，在停止對所述燃料極供應(yīng)所述原料氣體后，開始對所述燃料生成裝置提供原料氣體。
借助于此，能夠得到在系統(tǒng)啟動時利用原料氣體對燃料極進行凈化處理時能確切判定原料氣體凈化處理的停止時期的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。
而且，在這里也可以這樣構(gòu)成，即在所述原料氣體通道上具備脫硫器，利用所述脫硫器除去作為原料氣體的城市煤氣中含有的硫磺成分。
又，還可以這樣構(gòu)成，即具備加熱所述燃料生成裝置的燃燒器，經(jīng)所述旁路通道流過所述燃料極的原料氣體或由所述原料供應(yīng)機構(gòu)提供的原料氣體利用所述燃燒器燃燒。
又，也可以在所述原料供應(yīng)切換機構(gòu)的上游具備調(diào)整由所述原料供應(yīng)機構(gòu)送出的原料氣體的流量的原料流量調(diào)整機構(gòu)。
借助于此，能夠避免對燃燒器的原料氣體供應(yīng)急劇變動，能夠維持燃燒器于穩(wěn)定的燃燒狀態(tài)。
又，也可以這樣構(gòu)成，即在燃料極和所述燃料生成裝置中的至少任何一方，具備提供空氣的空氣供應(yīng)機構(gòu)，利用所述空氣供應(yīng)機構(gòu)向所述燃料極和所述燃料生成裝置中的至少任何一方提供空氣，同時在所述空氣的供應(yīng)停止后，通過所述旁路機構(gòu)的原料氣體被提供給所述燃料極。
這樣，在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)啟動時燃料極或燃料生成裝置中殘留可燃性氣體的情況下，能夠利用空氣擠出可燃性氣體或?qū)⑷剂蠘O或燃料生成裝置的內(nèi)部置換為空氣，因此燃料生成裝置的升溫能夠恰當(dāng)進行。
本發(fā)明的上述目的、其他目的、特征、以及優(yōu)點在參照附圖進行的下述最佳實施形態(tài)的詳細(xì)說明中能夠更加清楚了解。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是表示本發(fā)明第1實施形態(tài)的原料供應(yīng)切換機構(gòu)的變形例的方框圖。
圖3是表示本發(fā)明第2實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖4是表示本發(fā)明第3實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖5是表示本發(fā)明第4實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖6是表示本發(fā)明第5實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖7是表示本發(fā)明第5實施形態(tài)的原料供應(yīng)切換機構(gòu)的變形例的方框圖。
圖8是表示本發(fā)明第6實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖9是表示圖8的虛線部分(空氣供應(yīng)機構(gòu)與升壓器)的變形例的方框圖。
具體實施形態(tài)以下參照附圖對本發(fā)明的實施形態(tài)進行說明。
第1實施形態(tài)圖1是表示本發(fā)明第1實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。
該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的主要部分由在燃料極11a消耗富氫改性氣體(燃料氣體)且在空氣極11c中消耗氧氣(氧化劑氣體)進行發(fā)電的燃料電池11、向空氣極11c輸送氧氣的鼓風(fēng)機43、對甲烷氣體、天然氣或丙烷氣體等至少含有由碳和氫構(gòu)成的化合物的原料氣體進行水蒸汽改性，生成富氫燃料氣體的燃料生成裝置12、向燃料生成裝置12提供原料的原料供應(yīng)機構(gòu)13構(gòu)成。
又，該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的氣體供應(yīng)系統(tǒng)，從原料氣體供應(yīng)的上游側(cè)開始說明，具有將從原料供應(yīng)機構(gòu)13流出的原料氣體引導(dǎo)到燃料生成裝置12的原料供應(yīng)路徑14、將從燃料生成裝置12流出的燃料氣體引導(dǎo)到燃料電池11的燃料極11a的燃料氣體供應(yīng)路徑16、從原料供應(yīng)路徑14的中途分岔并延伸，連接于燃料氣體供應(yīng)路徑16的中途的第1旁路(路徑)18、位于比第1旁路(路徑)18和原料供應(yīng)路徑14的分岔處更上游側(cè)并配置于原料供應(yīng)路徑14的中途，可以向下游側(cè)供應(yīng)原料氣體或截斷供應(yīng)的原料源閥門15、配置于原料供應(yīng)機構(gòu)13和原料源閥門15之間的原料供應(yīng)路徑14的中途，檢測原料氣體流量，同時測量其累計流量的原料流量計40、位于上述分岔處的下游側(cè)并配置于原料供應(yīng)路徑14的中途，能夠?qū)θ剂仙裳b置12供應(yīng)原料氣體或截斷供應(yīng)的原料供應(yīng)閥門19、配置于第1旁路(路徑)18的中途，能夠?qū)θ剂蠘O11a進行原料氣體供應(yīng)和將其截斷的原料旁路閥門20、位于第1旁路(路徑)18和燃料氣體供應(yīng)路徑16的連接處的上游側(cè)并配置于燃料氣體供應(yīng)路徑16的中途，能夠?qū)⑷剂蠚怏w的供應(yīng)對象切換到燃料電池11的燃料極11a或其他裝置(未圖示)的燃料氣體切換閥門17。又，作為原料供應(yīng)機構(gòu)13，有例如充有碳?xì)浠衔餁怏w的鋼瓶和設(shè)在城市煤氣管道上的開閉閥門。
在這里，利用第1旁路(路徑)18的原料氣體流通動作和原料供應(yīng)閥門19的開閉動作以及原料旁路閥門20的開閉動作，能夠?qū)⒘鬟^原料供應(yīng)路徑14的原料氣體，在上述分岔處通過第1旁路(路徑)18一邊使燃料生成裝置12旁路，一邊將其引向燃料氣體供應(yīng)路徑16，還再引向其下游的燃料極11a。
即，原料供應(yīng)切換動作通過原料供應(yīng)閥門19的開閉動作和原料旁路閥門20的開閉動作來實現(xiàn)。又，作為旁路機構(gòu)的具體實施形態(tài)，利用第1旁路(路徑)18和原料旁路閥門20構(gòu)成。
又，作為測定原料氣體流量并測定其累計流量的原料流量計40的代替機構(gòu)，也可以在第1旁路(路徑)18的中途配置同樣的原料流量計。
又，控制裝置36接收從原料流量計40輸出的對應(yīng)于累計流量的檢測信號，根據(jù)該信號適當(dāng)?shù)乜刂圃瞎?yīng)閥門19和原料旁路閥門20的動作。
還有，控制裝置36也控制燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的總體動作(未圖示)。
下面對第1實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的動作例進行說明。并且一邊對第1實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的動作進行說明，一邊也對該發(fā)電方法的一個實施形態(tài)進行敘述(以下，第2～第6實施形態(tài)也相同)。
在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100啟動時，控制裝置36打開原料源閥門15和原料旁路閥門20，另一方面關(guān)閉原料供應(yīng)閥門19。
又，控制裝置36進行燃料氣體切換閥門17的切換動作，將燃料氣體供應(yīng)路徑16的靠燃料生成裝置一側(cè)的部分16a連接于不對燃料電池11提供的端口(向外部的排出端口17a)。
在該狀態(tài)下，從原料供應(yīng)機構(gòu)13通過原料供應(yīng)路徑14流過的原料氣體經(jīng)由第1旁路(路徑)18被引向燃料氣體供應(yīng)路徑16的靠燃料電池一側(cè)的部分16b，接著，被導(dǎo)向該部分16b的原料氣體被注入燃料極11a，在凈化燃料極11a的內(nèi)部后，從燃料極11a的排出流路流出到其外部。
在這里，控制裝置36監(jiān)視從原料流量計40輸出的檢測信號并檢測通過該處的原料氣體的累計流量，將該累計流量與第1旁路(路徑)18的容積和燃料極11a的容積等相加的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的內(nèi)容量(已知量)相比較。
而且，控制裝置36控制燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的氣體供應(yīng)系統(tǒng)，使凈化處理用的原料氣體的累計流量至少大于上述內(nèi)容量。
為了利用原料氣體對充填于燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100內(nèi)部的氣體進行充分的凈化處理，原料氣體供應(yīng)量至少必須在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的內(nèi)容量(4～5升)以上，最好要在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的內(nèi)容量的3倍左右。
接著，控制裝置36在例如作為凈化處理用的原料氣體的累計流量將規(guī)定的量(例如燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的內(nèi)容量的3倍)輸送到燃料極11a的時刻，關(guān)閉原料旁路閥門20。
而且在這之后，控制裝置36打開原料供應(yīng)閥門19。然后，在向燃料極11a注入燃料氣體結(jié)束之后，開始對燃料生成裝置12供應(yīng)原料氣體。
即控制裝置36具有根據(jù)由原料流量計40得到的原料氣體累計流量(原料流量計40的輸出值)判定對燃料極11a的原料氣體凈化處理的停止時期的功能。
另一方面，輸送到燃料生成裝置12的原料氣體利用高溫狀態(tài)的改性催化劑體(未圖示)與水蒸汽一起進行改性反應(yīng)，其反應(yīng)的結(jié)果是，生成富氫燃料氣體。又，燃料生成裝置12具備能夠適當(dāng)?shù)爻ジ男苑磻?yīng)后的燃料氣體中含有的一氧化碳?xì)怏w的功能，借助于此，能夠?qū)⒁谎趸細(xì)怏w濃度降低到對燃料電池11的白金系(Pt)電極催化劑不造成損害的水平以下。
又，在從燃料生成裝置12的啟動時刻起規(guī)定的期間內(nèi)，燃料生成裝置12內(nèi)部的溫度低，因而不能夠充分發(fā)揮去除一氧化碳?xì)怏w的功能，導(dǎo)致難以將燃料氣體中的一氧化碳?xì)怏w濃度降低到規(guī)定水平以下。
因此，上述規(guī)定期間的時間內(nèi)，控制裝置36將燃料氣體切換閥門17維持于原來的狀態(tài)(連通燃料氣體供應(yīng)路徑16的靠燃料生成裝置一側(cè)的部分16a與外部的排出側(cè)端口17a的狀態(tài))不變，以防止對燃料極11a供應(yīng)燃料氣體。
排出到外部的燃料氣體也可以提供給加熱燃料生成裝置12的燃燒器或其他燃燒器(未圖示)，在該處進行燃燒處理。
而且，當(dāng)燃燒氣體中的一氧化碳?xì)怏w濃度被降低到規(guī)定水平以下時，控制裝置36執(zhí)行燃料氣體切換閥門17的切換動作，連通燃料氣體供應(yīng)路徑16和燃料極11a，流過燃料氣體供應(yīng)路徑16的燃燒氣體被供給于燃料極11a，與空氣極11c的空氣一起被用于燃料電池的發(fā)電。
不使用于發(fā)電的廢氣(氫氣、水蒸汽、二氧化碳?xì)怏w和一氧化碳?xì)怏w的混合氣體)從燃料極11a排出到燃料電池11的外部。排出到外部的廢氣也可以被提供給加熱燃料生成裝置12的燃燒器或其他燃燒器(未圖示)在該處進行燃燒處理。
這樣的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100產(chǎn)生以下的作用效果。
第1，控制裝置36具有根據(jù)由原料流量計40得到的原料氣體的累計流量決定對燃料極11a進行的原料氣體凈化處理的停止時期這樣的原料氣體凈化處理停止功能，借助于此，能夠可靠地得到在結(jié)束對原料極11a的原料氣體凈化處理后對燃料生成裝置12開始供應(yīng)原料氣體這樣的處理步驟。
假如同時進行兩個方面的處理，由于基于燃料生成裝置12的內(nèi)部的改性反應(yīng)的進行而分子量增大并且燃料生成裝置12內(nèi)部溫度的上升，增加了燃料生成裝置12的內(nèi)部體積，因此增大了燃料生成裝置12的內(nèi)部壓力的損失，帶來供應(yīng)燃料生成裝置12的原料氣體流量和凈化處理燃料極11a的原料氣體流量的變動，最終有可能會影響燃燒火焰的穩(wěn)定和燃料生成裝置12的改性反應(yīng)的穩(wěn)定。
又，假如把上述處理步驟顛例，在對燃料極11a開始供應(yīng)原料氣體的瞬間，提供給燃燒器的流量平衡會打破，與上述相同，有可能影響燃燒火焰的穩(wěn)定和燃料生成裝置12的改性反應(yīng)穩(wěn)定。
第2，如下所示，能夠?qū)θ剂蠚怏w和空氣的混合造成的異常燃燒進行抑制，將由于原料氣體凈化處理而滯留于燃料極11a的空氣適當(dāng)?shù)嘏懦龅酵獠俊?br> 即在系統(tǒng)停止期間內(nèi)，將空氣混入燃料電池11的下游側(cè)的流路，該混入的空氣擴散到燃料極11a，滯留于燃料極11a的內(nèi)部的白金系電極催化劑體近旁。或者存在于空氣極11c的空氣通過電解質(zhì)膜(未圖示)，從而擴散到燃料極11a，滯留于燃料極11a的內(nèi)部的電極催化劑的近旁。
這樣的話，在下一次啟動時，如果不經(jīng)意就將燃料氣體(氫氣)提供給空氣滯留的燃料極11a，則氫氣和氧氣的混合所形成的可燃范圍(氫氣的可燃范圍4％～75％)擴大，而且氫氣和氧氣構(gòu)成的混合氣體由于白金系催化劑的作用，發(fā)生低溫反應(yīng)是可能的，因此這些混合氣體能夠通過燃料極11a的白金電極催化劑的作用進行異常燃燒。
另一方面，原料氣體(例如甲烷氣體)和氧氣的混合所形成的可燃范圍與氫氣相比要小得多(甲烷的可燃范圍5％～15％)，而且由于甲烷與氧構(gòu)成的混合氣體的反應(yīng)在低溫下不進行，因此通過預(yù)先在燃料極11a注入原料氣體，原料氣體將滯留于燃料極11a的氣體(例如空氣)擠出，能夠防止氫氣和氧氣在燃料極11a中混合。
又，在這里原料供應(yīng)切換機構(gòu)由圖1所示的相當(dāng)于虛線包圍的部分的第1旁路(路徑)18(旁路機構(gòu))、原料供應(yīng)閥門19、原料旁路閥門20(旁路機構(gòu))構(gòu)成，但是作為該原料供應(yīng)切換機構(gòu)的變形例，也可以由圖2所示的第1旁路(路徑)18、以及切換于將流過原料供應(yīng)路徑14的原料氣體引入燃料生成裝置12的情況和引入第1旁路(路徑)18的情況的原料切換源閥門21構(gòu)成。
又，在這種情況下，作為旁路機構(gòu)的具體實施形態(tài)是由第1旁路(路徑)18、以及原料切換閥門21構(gòu)成的。借助于此，在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100啟動時，控制裝置36打開原料源閥門15并且進行原料切換閥門21的切換動作，連通原料供應(yīng)路徑14和第1旁路(路徑)18。而且，利用由原料供應(yīng)機構(gòu)13輸送的原料氣體能夠經(jīng)由第1旁路(路徑)18注入燃料極11a。
第2實施形態(tài)圖3是表示本發(fā)明第2實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。但是，對與圖1相同的構(gòu)件賦予相同的符號并省略其說明。
在該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)110中，除了圖1所示的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)外，還設(shè)有用于除去作為包含于城市煤氣的腐臭成分的硫磺成分的脫硫器22和將城市煤氣升壓到規(guī)定壓力的升壓器23。因而，在這里作為原料供應(yīng)機構(gòu)13，使用設(shè)在城市煤氣配管13a上的開閉閥門(未圖示)。
下面對該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)110的動作例進行說明。但是，對與第1實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的動作共同的部分簡化敘述。
燃料電池發(fā)電系統(tǒng)110啟動時，控制裝置36打開原料源閥門15和原料旁路閥門20并關(guān)閉原料供應(yīng)閥門19。同時，將原料氣體切換閥門17切換到燃料氣體的排出側(cè)，使升壓器23工作。
利用城市煤氣配管13a引入脫硫器22的城市煤氣，在脫硫器22中除去硫磺成分后，利用升壓器23升壓到規(guī)定壓力，再輸送到原料供應(yīng)路徑14。然后，輸送到原料供應(yīng)路徑14的城市煤氣經(jīng)由第1旁路(路徑)18被引入燃料極11a。被引入燃料極11a的城市煤氣對燃料極11a內(nèi)部進行凈化處理，然后從燃料極11a的排出流路排出到其外部。
接著，控制裝置36關(guān)閉原料旁路閥門20，停止對燃料池11注入城市煤氣。其后，控制裝置36打開原料供應(yīng)閥門19，將利用升壓器23升壓的城市煤氣提供給燃料生成裝置12。
又，此后的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)110的動作與第1實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)100的動作相同，因此，在這里省略其說明。
該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)110不但得到第1實施形態(tài)的效果，而且還得到以下的效果。
由于是將脫硫后的城市煤氣注入到燃料極11a，因此能夠防止燃料極11a的硫磺中毒，借助于此，能夠謀求提高燃料電池11的耐用性。又，通常在升壓器23中將約2kPa壓力的城市煤氣升壓，進行凈化處理時，能夠通過任意變動該升壓器23的升壓能力，改變凈化用的城市煤氣流量，能夠以最合適的城市煤氣流量，在最合適的凈化處理時間實行凈化處理。
在這里，原料供應(yīng)切換機構(gòu)由圖3所示的相當(dāng)于虛線包圍的部分的第1旁路(路徑)18(旁路機構(gòu))、原料供應(yīng)閥門19、以及原料旁路閥門20(旁路機構(gòu))構(gòu)成，作為該原料供應(yīng)切換機構(gòu)的變形例，也可以由圖2所示的第1旁路(路徑)18、以及在將流過原料供應(yīng)路徑14的城市煤氣引入燃料生成裝置12的情況和將其引入第1旁路(路徑)18的情況之間切換的原料切換閥門21構(gòu)成。
又，在這種情況下，作為旁路機構(gòu)的具體實施形態(tài)是由第1旁路(路徑)18和原料切換閥門21構(gòu)成的。
第3實施形態(tài)圖4是表示本發(fā)明第3實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。但是，對與圖3相同的構(gòu)件賦予相同符號并省略其說明。
在該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)120中，除了圖3所示的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)110的結(jié)構(gòu)外，還設(shè)置為進行改性反應(yīng)將燃料生成裝置12保持于高溫的燃燒器24、將從燃料極11a排出的排出用燃料氣體(廢氣和凈化處理后的氣體)提供給燃燒器24的燃料氣體排出路徑25、配置于燃料氣體排出路徑25的中途，除去在燃料氣體中含有的水蒸汽的凝集器45、利用燃料氣體切換閥門17的切換動作，連接燃料氣體供應(yīng)路徑16和燃料氣體排出路徑25中間，將燃料電池11的燃料極11a旁路地引導(dǎo)從燃料生成裝置12送出的氣體的第2旁路(路徑)26。
下面對該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)120的動作例進行說明。但是，與第1實施形態(tài)及第2實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的動作相同的部分簡化敘述。
燃料電池發(fā)電系統(tǒng)120啟動時，控制裝置36打開原料源閥門15和原料旁路閥門20，并關(guān)閉原料供應(yīng)閥門19。同時，控制裝置36對燃料氣體切換閥門17進行切換動作，以連通燃料氣體供應(yīng)路徑16和第2旁路(路徑)26，使升壓器23工作。
利用城市煤氣配管13a引入脫硫器22的城市煤氣，在脫硫器22中除去硫磺成分后，利用升壓器23升壓到規(guī)定壓力后輸送到原料供應(yīng)路徑14。而且，輸送到原料供應(yīng)路徑14的城市煤氣經(jīng)由第1旁路(路徑)18被引導(dǎo)到燃料極11a。被引導(dǎo)到燃料極11a的城市煤氣對燃料極11a的內(nèi)部進行凈化處理，并從燃料極11a流出到其外部。流出到外部的城市煤氣通過燃料氣體排出路徑25被輸送到燃燒器24，在該處燃燒處理后生成高溫燃燒氣體。而且，通過與燃燒氣體的熱交換對燃料生成裝置12進行加熱。又，該燃燒氣體在加熱燃料生成裝置12之后，被排出到大氣中。
接著，控制裝置36關(guān)閉原料旁路閥門20，停止對燃料電池11注入城市煤氣。其后，控制裝置36打開原料供應(yīng)閥門19，以此將利用升壓器23升壓的城市煤氣向燃料生成裝置12提供。
輸送到燃料生成裝置12的城市煤氣在高溫狀態(tài)的改性催化劑體(未圖示)中與水蒸汽一起進行改性反應(yīng)，作為該反應(yīng)的結(jié)果生成富氫燃料氣體。又，燃料生成裝置12中，內(nèi)藏有可以適當(dāng)除去改性反應(yīng)后的燃料氣體中含有的一氧化碳?xì)怏w的功能，借助于此，能夠?qū)⒁谎趸細(xì)怏w濃度降低到對燃料電池11的白金系(Pt)電極催化劑不造成損害的水平以下。
又，在從燃料生成裝置12啟動時開始的規(guī)定期間內(nèi)，由于燃料生成裝置12內(nèi)部的溫度低而不能夠充分發(fā)揮去除一氧化碳?xì)怏w的功能，導(dǎo)致難以將燃料氣體中的一氧化碳?xì)怏w濃度降低到規(guī)定水平以下。
因此，控制裝置36在上述規(guī)定期間內(nèi)，將燃料氣體切換閥門17維持于原來的狀態(tài)(連通燃料氣體供應(yīng)路徑16與第2旁路(路徑)26的狀態(tài))不變，以防止將燃料氣體提供給燃料極11a。而且，大量含有一氧化碳?xì)怏w的燃料氣體經(jīng)由第2旁路(路徑)26輸送到燃料氣體排出路徑25之后，被提供給加熱燃料生成裝置12的燃燒器24，在該處進行燃燒處理。
另一方面，當(dāng)燃料氣體中的一氧化碳濃度被降低到規(guī)定的水平以下時，控制裝置36進行對燃料氣體切換閥門17的切換動作，連通燃料氣體供應(yīng)路徑16與燃料極11a，借助于此，流過燃料氣體供應(yīng)路徑16的燃料氣體被提供給燃料極11a，與空氣極11c的空氣一起被利用燃料電池11的發(fā)電。又，不被燃料極11a用于發(fā)電的廢氣(與氫氣、水蒸汽、二氧化碳?xì)怏w及一氧化碳?xì)怏w的混合氣體)從燃料極11a排出到燃料氣體排出路徑25。流出到燃料氣體排出路徑25的廢氣被提供給加熱燃料生成裝置12的燃燒器24，在此處對其進行燃燒處理。
該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)120除了得到第1實施形態(tài)及第2實施形態(tài)的效果之上，還得到以下的效果。
凈化處理燃料電池11的內(nèi)部并從其燃料極11a流出的脫硫的城市煤氣，在燃料生成裝置12的燃燒器24中進行燃燒處理后作為燃料生成裝置12的加熱用燃燒氣體進行處理，因此能夠適當(dāng)處置凈化處理完的可燃?xì)怏w，能夠防止向系統(tǒng)外部不經(jīng)意地排放可燃?xì)怏w而且能夠有效利用可燃?xì)怏w的燃燒熱量。
在這里，原料供應(yīng)切換機構(gòu)由圖4所示的相當(dāng)于虛線包圍的部分的第1旁路(路徑)18(旁路機構(gòu))、原料供應(yīng)閥門19、原料旁路閥門20(旁路機構(gòu))構(gòu)成，但是作為該原料供應(yīng)切換機構(gòu)的變形例，也可以由圖2所示的第1旁路(路徑)18、以及在將流過原料供應(yīng)路徑14的城市煤氣引入燃料生成裝置12的情況與將其引入第1旁路(路徑)18的情況之間切換的原料切換閥門21構(gòu)成。
又，在這樣的情況下，作為旁路機構(gòu)的具體實施形態(tài)由第1旁路(路徑)18和原料切換閥門21構(gòu)成。
第4實施形態(tài)圖5是表示本發(fā)明第4實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。但是，對與圖4相同的構(gòu)件賦予相同符號并省略其說明。
在該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)130中，除了圖4所示的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)120的結(jié)構(gòu)外，還設(shè)置從城市煤氣配管13a分岔并延伸到燃燒器24，將城市煤氣提供給燃燒器24的原料氣體分岔路徑27、配置于原料氣體分岔路徑27的中途，對燃燒器24提供城市煤氣或?qū)⑵淝袛嘤玫娜紵饔迷瞎?yīng)閥門28、以及配置于城市煤氣配管13a和原料氣體分岔路徑27的分岔處上，可以調(diào)整流過原料氣體分岔路徑27的城市煤氣流量和流過原料供應(yīng)路徑14的城市煤氣流量的分流閥門44。又，該燃燒器用原料供應(yīng)閥門28的開閉動作及分流閥門44的分流動作利用控制裝置36控制。
下面對該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)130的動作例進行說明。但是，對與第1實施形態(tài)～第3實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的動作相同的部分簡化敘述。
燃料電池發(fā)電系統(tǒng)130啟動時，流過城市煤氣配管13a的城市煤氣以適當(dāng)?shù)谋壤诜至鏖y門44中分流為流過原料氣體分岔路徑27的城市煤氣和流過原料供應(yīng)路徑14的城市煤氣。
在該狀態(tài)下，控制裝置36打開燃燒器用原料供應(yīng)閥門28，經(jīng)由原料氣體分岔路徑27將城市煤氣提供給燃燒器24。而且，利用與燃燒器24中的城市煤氣燃燒生成的燃料氣體的熱交換使燃料生成裝置12快速升溫。又，與燃料生成裝置12熱交換的燃燒氣體排放到大氣中。
對于流過原料供應(yīng)路徑14的城市煤氣的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)130的動作，由于與第3實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)120的動作相同，因此在這里省略其說明。
該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)130除了得到第1實施形態(tài)～第3實施形態(tài)的效果之外，還得到以下的效果。
利用與燃燒氣體的熱交換進行的燃料生成裝置12的升溫動作與利用對燃料極11a注入脫硫的城市煤氣進行的凈化動作同時進行，借助于此能夠謀求縮短燃料電池發(fā)電系統(tǒng)130的啟動時間。
在這里，原料供應(yīng)切換機構(gòu)由圖5所示的相當(dāng)于在虛線包圍的部分的第1旁路(路徑)18(旁路機構(gòu))、原料供應(yīng)閥門19、原料旁路閥門20(旁路機構(gòu))構(gòu)成，但是作為該原料供應(yīng)切換機構(gòu)的變形例，也可以由圖2所示的第1旁路(路徑)18、以及在將流過原料供應(yīng)路徑14的城市煤氣引入燃料生成裝置12的情況與將其引入第1旁路(路徑)18的情況之間切換的原料切換閥門21構(gòu)成。
又，在這種情況下，作為旁路機構(gòu)的具體實施形態(tài)，由第1旁路(路徑)18和原料切換閥門21構(gòu)成。
第5實施形態(tài)圖6是表示本發(fā)明第5實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。但是，對與圖5相同的構(gòu)件賦予相同符號并省略其說明。
在該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)140中，除了圖5所示的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)130的結(jié)構(gòu)外，還設(shè)置位于升壓器23的下游側(cè)且在第1旁路(路徑)18與原料供應(yīng)路徑14的分岔處上游側(cè)，并配置于原料供應(yīng)路徑14的中途，可以調(diào)整城市煤氣流量的原料流量調(diào)整閥門29(原料流量調(diào)整機構(gòu))。又，該原料流量調(diào)整閥門29的調(diào)整動作由控制裝置36進行控制。
下面對該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)140的動作例進行說明。但是，對與第1實施形態(tài)～第4實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的動作相同的部分簡化敘述。
燃料電池發(fā)電系統(tǒng)140啟動時，流過城市煤氣配管13a的城市煤氣以適當(dāng)?shù)谋壤诜至鏖y門44中分流為流過的原料氣體分岔路徑27的城市煤氣和流過原料供應(yīng)路徑14的城市煤氣。在該狀態(tài)下，控制裝置36打開燃燒器用原料供應(yīng)閥門28，經(jīng)由原料氣體分岔路徑27將城市煤氣提供給燃燒器24。而且，利用與燃燒器24中城市煤氣燃燒生成的燃料氣體的熱交換使燃料生成裝置12快速升溫。
另一方面，控制裝置36打開原料閥門15和原料旁路閥門20并關(guān)閉原料供應(yīng)閥門19。而且，控制裝置36進行燃料氣體切換閥門17的切換動作，連通燃料氣體供應(yīng)路徑16與第2旁路(路徑)26，以使升壓器23動作。
這樣，利用城市煤氣配管13a引向脫硫器22的城市煤氣在脫硫器22中除去硫磺成分后，利用升壓器23升壓到規(guī)定壓力，輸送到原料供應(yīng)路徑14。而且，輸送到原料供應(yīng)路徑14的城市煤氣經(jīng)由第1旁路(路徑)18被引向燃料極11a。引向燃料極11a的城市煤氣對燃料極11a的內(nèi)部進行凈化處理，然后從燃料極11a流出到燃料氣體排出路徑25。流出到燃料氣體排出路徑25的城市煤氣通過燃料氣體排出路徑25被輸送到燃燒器24，在該處進行燃燒處理生成高溫燃燒氣體。從而能夠利用與燃燒氣體的熱交換加熱燃料生成裝置12。又，該燃燒氣體在加熱燃料生成裝置12后被排出到大氣中。
接著，控制裝置36在判斷為已經(jīng)利用所說明的規(guī)定量的城市煤氣對燃料極11a進行了凈化處理時，關(guān)閉原料旁路閥門20，停止將城市煤氣引向燃料極11a。接著，控制裝置36打開原料供應(yīng)閥門19，開始將城市煤氣提供給燃料生成裝置12。
在這里，在開始將城市煤氣注入燃料極11a時，作為原料流量調(diào)整閥門29的動作，該調(diào)整閥門29的打開程度由控制裝置36調(diào)整，從全封閉狀態(tài)逐漸打開，穩(wěn)定于規(guī)定的氣體流量。又，在對燃料極11a注入城市煤氣結(jié)束時，作為原料流量調(diào)整閥門29的動作，利用控制裝置36調(diào)整該調(diào)整閥門29的打開程度，從規(guī)定的打開程度逐漸關(guān)閉到全封閉狀態(tài)。
又，這之后的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)140的動作與第4實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)130的動作相同，因此省略其說明。
該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)140除了得到第1實施形態(tài)～第4實施形態(tài)的效果之外，還得到以下的效果。
利用原料流量調(diào)整閥門29的打開程度調(diào)整動作進行控制，在開始將城市煤氣注入燃料極11a時，城市煤氣的注入量從0流量(調(diào)整閥門29的打開程度全封閉狀態(tài))逐漸增加到規(guī)定的流量，在對燃料極11a注入城市煤氣結(jié)束時，控制使城市煤氣注入量從規(guī)定的流量逐漸減少到0流量，因而從燃料極11a輸出的凈化處理后的城市煤氣的流量急劇變化地提供給燃燒器的不良的變化受到抑制，可以穩(wěn)定地維持燃燒器24的燃燒狀態(tài)。
在這里，原料供應(yīng)切換機構(gòu)由圖6所示的相當(dāng)于虛線包圍的部分的第1旁路(路徑)18(旁路機構(gòu))、原料供應(yīng)閥門19、原料旁路閥門20(旁路機構(gòu))、以及原料流量調(diào)整閥門29構(gòu)成，但是作為該原料供應(yīng)切換機構(gòu)的變形例，也可以由圖7所示的第1旁路(路徑)18、原料供應(yīng)閥門19、可以調(diào)整流過第1旁路(路徑)18的氣體流量的旁路(路徑)流量調(diào)整閥門30構(gòu)成。即利用旁路(路徑)流量調(diào)整閥門30的打開程度調(diào)整動作進行控制，在開始將城市煤氣注入燃料極11a時，城市煤氣的注入量從0流量(調(diào)整閥門30的打開程度全封閉狀態(tài))逐漸增加到規(guī)定的流量，在將城市煤氣注入燃料極11a結(jié)束時，可以控制使城市煤氣的注入量從規(guī)定的流量逐漸減少到流量為0。
又，在這種情況下，作為旁路機構(gòu)的具體實施形態(tài)，由第1旁路(路徑)18和旁路(路徑)流量調(diào)整閥門30構(gòu)成。
第6實施形態(tài)圖8是表示本發(fā)明第6實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。但是，對與圖5相同的構(gòu)件賦予相同的符號并省略其說明。
在該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)150中，除了圖5所示的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)130的結(jié)構(gòu)外，還設(shè)置向原料供應(yīng)路徑14輸送空氣的鼓風(fēng)機33、從鼓風(fēng)機33將空氣引向原料供應(yīng)路徑14的空氣供應(yīng)路徑31、配置于空氣供應(yīng)路徑31的中途，進行對原料供應(yīng)路徑14的空氣供應(yīng)或?qū)⑵浣財嗟牡?空氣供應(yīng)閥門32、以及為了防止被引向原料供應(yīng)路徑14的空氣向脫硫器22的方向逆流流動，配置于升壓器23的下游側(cè)且位于空氣供應(yīng)路徑31與原料供應(yīng)路徑14的連接處的上游側(cè)，原料供應(yīng)路徑14的中途的空氣逆流防止閥門34。
在這里，空氣供應(yīng)機構(gòu)的具體實施形態(tài)，由圖8所示的空氣供應(yīng)路徑31、第1空氣閥門32、鼓風(fēng)機33和空氣逆流防止閥門34構(gòu)成的。又，第1空氣閥門32的開閉動作由控制裝置36進行控制。
下面對該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)140的動作例進行說明。但是，對與第1實施形態(tài)～第4實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的動作相同的部分簡化敘述。
燃料電池發(fā)電系統(tǒng)140啟動時，控制裝置36打開原料供應(yīng)閥門19和第1空氣閥門32，且關(guān)閉原料旁路閥門20及空氣逆流防止閥門34，還利用燃料氣體切換閥門17的切換動作連通燃料氣體供應(yīng)路徑16和燃料極11a。
在這種狀態(tài)下，控制裝置36使鼓風(fēng)機33動作。而且，由鼓風(fēng)機33送出的空氣，在通過空氣供應(yīng)路徑31被引向原料供應(yīng)路徑14后，利用空氣逆流防止閥門34阻止該空氣向脫硫器22的方向的流動，將其輸送到燃料生成裝置12。被輸送到燃料生成裝置12的空氣，在對其內(nèi)部凈化處理后被輸送到燃料氣體供應(yīng)路徑16。其后，被輸送到燃料氣體供應(yīng)路徑16的空氣被輸送到燃料極11a。輸送到燃料極11a的空氣對燃料極11a進行凈化處理后被輸送到燃料氣體排出路徑25。而后，輸送到燃料氣體排出路徑25的空氣通過凝集器45流過燃料氣體排出路徑25，被輸送到燃燒器24，在該處得到處理。又，在停止對原料供應(yīng)路徑14供應(yīng)空氣時，控制裝置36停止鼓風(fēng)機33的動作，同時關(guān)閉第1空氣閥門32。
此后的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)150的動作與第4實施形態(tài)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)130的動作相同，因此省略其說明。
該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)150除了得到的第1實施形態(tài)～第4實施形態(tài)的效果外，還得到以下的效果。
燃料電池發(fā)電系統(tǒng)150啟動時，作為滯留于燃料極11a和燃料生成裝置12的氣體的例子，可以認(rèn)為是在該停止期間在流路下游處從大氣混入，擴散到燃料極11a的空氣。
又，還可以想像由于停電或燃燒器火焰熄滅等事故使可燃?xì)怏w(城市煤氣、甲烷、丙烷或天然氣)向燃料極11a混入和擴散。
尤其是，在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)150停止期間可燃?xì)怏w混入燃料極11a的情況下，進行下一次啟動時進行利用城市煤氣的凈化處理時，由于將設(shè)想的熱量以上的可燃性氣體輸送到燃燒器24，因此有燃料生成裝置12溫度升得過高的懸念。
為確切地應(yīng)對這一問題，在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)150啟動時，利用空氣將滯留于燃料極11a及燃料生成裝置12中的氣體排出到系統(tǒng)外部。以此可以將燃料極11a和燃料生成裝置12的內(nèi)部氣體置換為空氣這樣的特定氣體，因此能夠恰當(dāng)?shù)貙嵭衅浜蟮睦贸鞘忻簹鈨艋膭幼鳌＜茨軌驅(qū)嵭袑⑷剂蠘O11a及燃料生成裝置12的內(nèi)部氣體置換為空氣這樣的氣體氣氛重新設(shè)置動作。
又，在這里對由利用空氣供應(yīng)路徑31、第1空氣閥門32、鼓風(fēng)機33及空氣逆流防止閥門34構(gòu)成的空氣供應(yīng)機構(gòu)對在升壓器23下游側(cè)且位于原料供應(yīng)路徑14與第1旁路(路徑)18的分岔處的上游側(cè)的原料供應(yīng)路徑14提供空氣的例子進行說明，但是這也可以采用能夠?qū)γ摿蚱?2與升壓器23之間的原料供應(yīng)路徑14進行空氣供應(yīng)的構(gòu)成。
又，在這里，作為注入空氣的步驟，說明了將空氣提供給燃料生成裝置12，接著將提供給燃料生成裝置12的空氣輸送到燃料電池11這樣的串聯(lián)供應(yīng)方法，但是也可以利用原料旁路閥門20的開閉動作與燃料氣體切換閥門17的開閉動作對燃料生成裝置12進行空氣供應(yīng)和對燃料電池11進行空氣供應(yīng)同時進行，也可以使兩者獨立進行。
圖8所示的虛線部分包圍的構(gòu)成要素(空氣供應(yīng)機構(gòu)和升壓器23)，可以用圖9所示的升壓器23、位于升壓器23的上游側(cè)且配置于原料供應(yīng)路徑14的中途的空氣逆流防止閥門34、一端向大氣開放且將另一端連通于升壓器23與空氣逆流防止閥門34之間的原料供應(yīng)路徑14上配置的空氣供應(yīng)路徑31、以及配置于空氣供應(yīng)路徑31中途的第2空氣閥門35加以置換。即在對燃料生成裝置12進行空氣注入時，控制裝置36關(guān)閉空氣逆流防止閥門34并且打開第2空氣閥門35，在該狀態(tài)下使升壓器23開始動作。借助于此，升壓器23能夠兼起向原料供應(yīng)路徑14送空氣用的鼓風(fēng)機的作用，可以將從第2空氣閥門35的一端吸入的空氣引向原料供應(yīng)路徑14(正確地說，是升壓器23與空氣逆流防止閥門34之間的原料供應(yīng)路徑14)。
又，燃料生成裝置12中，設(shè)有容納由本鉑族貴金屬(白金、釕、銠或鈀)中的至少一種或一種以上及金屬氧化物構(gòu)成的變質(zhì)催化劑體的變質(zhì)部、以及對變質(zhì)部供應(yīng)含有一氧化碳?xì)怏w和水蒸汽作為副成分的氫氣的氫氣供應(yīng)部。這樣做，由于提高燃料生成裝置12的變質(zhì)催化劑體的耐酸性，能夠謀求提高在燃料生成裝置12中注入空氣的狀態(tài)下的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的耐用性。
根據(jù)上述說明，本行業(yè)的普通技術(shù)人員是能夠清楚了解本發(fā)明的諸多改良和其他實施形態(tài)的。從而，上述說明只應(yīng)該作為例示來解釋，是為了向本行業(yè)的普通技術(shù)人員說明實施本發(fā)明的最佳實施形態(tài)而作出的。在不超過本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)，其結(jié)構(gòu)和/或功能的詳細(xì)情況可以有實質(zhì)性的變更。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，使在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)啟動時能夠恰當(dāng)?shù)貙θ剂想姵氐娜剂蠘O利用原料氣體進行凈化處理，從而對作為家庭用或汽車用的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)是有用的。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，具備將原料氣體改性生成富氫燃料氣體的燃料生成裝置、向所述燃料生成裝置提供原料氣體的原料供應(yīng)機構(gòu)、使用由所述燃料生成裝置提供的燃料氣體和氧化劑氣體發(fā)電的燃料電池、所述燃料生成裝置旁路，將原料氣體提供給所述燃料電池的燃料極的旁路機構(gòu)、由所述原料供應(yīng)機構(gòu)提供原料氣體的供應(yīng)對象、在所述燃料生成裝置和所述旁路機構(gòu)之間切換的原料供應(yīng)切換機構(gòu)、配置于所述原料供應(yīng)機構(gòu)和所述燃料極之間的原料氣體通道上，測量流過所述旁路機構(gòu)的原料氣體的流量的原料流量測定機構(gòu)、以及控制裝置，在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)啟動時，通過所述旁路機構(gòu)向所述燃料極注入原料氣體，并且，所述控制裝置根據(jù)由所述原料流量測定機構(gòu)輸出的輸出值，使所述原料供應(yīng)切換機構(gòu)工作，在停止對所述燃料極供應(yīng)所述原料氣體后，開始對所述燃料生成裝置提供原料氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，在所述原料氣體通道上具備脫硫器，利用所述脫硫器除去在作為原料氣體的城市煤氣中含有的硫磺成分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，具備加熱所述燃料生成裝置的燃燒器，經(jīng)所述旁路通道流過所述燃料極的原料氣體或由所述原料供應(yīng)機構(gòu)提供的原料氣體利用所述燃燒器燃燒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，在所述原料供應(yīng)切換機構(gòu)的上游具備調(diào)整由所述原料供應(yīng)機構(gòu)送出的原料氣體的流量的原料流量調(diào)整機構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，在燃料極和所述燃料生成裝置中的至少任何一方，具備提供空氣的空氣供應(yīng)機構(gòu)，利用所述空氣供應(yīng)機構(gòu)向所述燃料極和所述燃料生成裝置中的至少任何一方提供空氣，同時在所述空氣供應(yīng)停止后，通過所述旁路機構(gòu)的原料氣體被提供給所述燃料極。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種燃料電池系統(tǒng)。該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)(100)在啟動時經(jīng)由旁路機構(gòu)(18、20)向所述燃料極注入原料氣體，且控制裝置(36)根據(jù)由原料流量測定機構(gòu)(40)輸出的輸出值，使原料供應(yīng)切換機構(gòu)工作，在停止對所述燃料極(11a)提供所述原料氣體之后，開始向燃料生成裝置(12)供應(yīng)原料氣體。
文檔編號H01M8/06GK1717833SQ20048000160
公開日2006年1月4日 申請日期2004年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月7日
發(fā)明者中村彰成, 尾關(guān)正高, 田中良和 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社