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公開番号2025004653
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-15
出願番号2023104486
出願日2023-06-26
発明の名称燃料電池装置
出願人京セラ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 8/04746 20160101AFI20250107BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】燃料電池の過昇温を抑制しながら水の回収効率を向上させる。
【解決手段】燃料電池装置10はモジュール11と熱媒流路12と放熱部13と制御装置14とを有する。モジュール11は燃料電池及び排ガス処理部を有する。燃料電池は燃料ガス及び空気を用いて発電する。排ガス処理部は燃料電池から排出される排ガスを処理する燃焼触媒を収容する。熱媒流路12はモジュール11から排出される排ガスと熱交換させる熱媒を流動させる。放熱部13を熱媒流路12に設ける。放熱部13は熱媒の熱を放熱させるファンを有する。制御装置14は燃料電池の温度が第1の温度以上である場合又は燃焼触媒の温度が第2の温度以上である場合に燃料電池に供給する空気の量を増加させ且つファンの回転数を増大させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料ガス及び空気を用いて発電する燃料電池、及び前記燃料電池から排出される排ガスを処理する燃焼触媒を収容する排ガス処理部を有するモジュールと、
前記モジュールから排出される前記排ガスと熱交換させる熱媒の熱媒流路と、
前記熱媒流路に設けられ、前記熱媒の熱を放熱させるファンを有する放熱部と、
前記燃料電池の温度が第１の温度以上である場合、又は前記燃焼触媒の温度が第２の温度以上である場合、前記燃料電池に供給する空気の量を増加させ且つ前記ファンの回転数を増大させる制御装置と、を備える
燃料電池装置。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池装置において、
前記モジュールは、原燃料及び水を水蒸気改質することにより前記燃料ガスを生成する改質器を更に有し、
前記制御装置は、前記燃料電池の温度が、前記第１の温度より高い第３の温度以上である場合、前記改質器に供給する水の量を増加させる
燃料電池装置。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池装置において、
前記制御装置は、前記燃料電池の温度が前記第３の温度以上である場合、前記燃料電池に供給する空気の量を更に増加させる
燃料電池装置。
【請求項４】
請求項２に記載の燃料電池装置において、
前記制御装置は、前記燃料電池の温度が、前記第１の温度より高く且つ前記第３の温度より低い第４の温度未満に低下する場合、前記燃料電池に供給する水及び空気の量を減少させる
燃料電池装置。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料電池装置において、
前記制御装置は、前記燃料電池の温度が、前記第１の温度より低い第５の温度より低下する場合、前記ファンの回転数を低下させる
燃料電池装置。
【請求項６】
燃料ガス及び空気を用いて発電する燃料電池、及び原燃料及び水を水蒸気改質することにより前記燃料ガスを生成する改質器を有するモジュールと、
前記燃料電池の温度が第１の温度以上である場合、前記改質器に供給する水の量を増加させる制御装置と、を備える
燃料電池装置。
【請求項７】
請求項６に記載の燃料電池装置において、
前記モジュールは、前記燃料電池から排出される排ガスを処理する燃焼触媒を収容する排ガス処理部を更に有し、
前記制御装置は、モジュールから排出される前記排ガスと熱交換させる熱媒の熱媒流路に設けられる放熱部が有する熱媒の熱を放熱させるファンの回転数を、前記燃料電池の温度が第１の温度以上である場合に増加させる
燃料電池装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池装置に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
固体酸化物形燃料電池等の燃料電池は、発電時に比較的高温に維持する必要がある。それゆえ、燃料電池は高温に維持する必要のある改質器とともに断熱材等によって覆われることが一般的である。定格運転において燃料電池は適切な温度範囲に維持されるように設計されている。しかし、定格運転において想定されている条件と異なる条件で運転されることにより断熱材内の温度が過度に上昇しえる。例えば、燃料電池を含む燃料電池装置に供給する原燃料が、バイオガスのように想定されている組成が変動する、特にメタン等の炭化水素濃度が想定されている組成より高い場合に、過昇温が生じることも考えられる。
【０００３】
過昇温を防ぐために、燃料電池に供給する空気の流量及び水の量を増加させることが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２－２１６２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、空気流量を増加させると、水蒸気を含む排ガスが外部に排出されるため、水の回収効率が低下する。
【０００６】
かかる点に鑑みてなされた本開示の目的は、燃料電池の過昇温を抑制しながら、本開示の構成を用いない構成と比べ水の回収効率を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した諸課題を解決すべく、第１の観点による燃料電池装置は、
燃料ガス及び空気を用いて発電する燃料電池、及び前記燃料電池から排出される排ガスを処理する燃焼触媒を収容する排ガス処理部を有するモジュールと、
前記モジュールから排出される前記排ガスと熱交換させる熱媒の熱媒流路と、
前記熱媒流路に設けられ、前記熱媒の熱を放熱させるファンを有する放熱部と、
前記燃料電池の温度が第１の温度以上である場合、又は前記燃焼触媒の温度が第２の温度以上である場合、前記燃料電池に供給する空気の量を増加させ且つ前記ファンの回転数を増大させる制御装置と、を備える。
【０００８】
第２の観点による燃料電池装置は、
燃料ガス及び空気を用いて発電する燃料電池、及び原燃料及び水を水蒸気改質することにより前記燃料ガスを生成する改質器を有するモジュールと、
前記燃料電池の温度が第１の温度以上である場合、前記改質器に供給する水の量を増加させる制御装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、燃料電池の過昇温を抑制しながら水の回収効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本実施形態に係る燃料電池装置の概略構成を示す構成図である。
図１のモジュールの内部構成を示す概略的な断面図である。
図１の制御装置が実行する第１の過昇温抑制処理を説明するためのフローチャートである。
図１の制御装置が実行する第２の過昇温抑制処理を説明するためのフローチャートである
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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