JPH1167256A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 改質器を備えた燃料電池システムにおいて、
配管構造を簡素にし、更に、リフォーマ装置の触媒反応
器の保温や加熱昇温を容易に行えるようにする。 【解決手段】 筐体１００の中に、燃料を水素リッチな
改質ガスに変換するための部分酸化部１１０，ＣＯ変成
部１２０，ＣＯ選択酸化部１３０からなるリフォーマ装
置が収納され、筐体１００の外に、燃料電池２００と、
外気を加温して筐体１００に送り込む温風装置３００と
が連結されて構成されている。起動時においては、ファ
ン３０１及びバーナ３０２を作動させて温風を筐体１０
０に送り込み、部分酸化部１１０、ＣＯ変成部１２０、
ＣＯ選択酸化部１３０を加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料を水蒸気改質
し、生成した改質ガスを用いて燃料電池で発電を行う燃
料電池システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池システムにおいては、通常、リ
フォーマ装置で、比較的容易かつ安価に入手することが
できる天然ガス，ナフサ等の軽質炭化水素やメタノール
等のアルコール類の燃料を水蒸気改質することによって
水素リッチな改質ガスを生成し、この改質ガスを燃料電
池の燃料極側に送り込むと共に、燃料電池の空気極側に
はファンで空気を送り込み、電気化学的に反応させるこ
とによって発電を行う。

【０００３】この水蒸気改質の反応は、天然ガスの主成
分であるメタンを例にとると、下記化１及び化２の反応
式で示される。

【０００４】

【化１】

【０００５】

【化２】

【０００６】リフォーマ装置としては、特開平５−３０
３９７０号公報に記載されているように、改質用触媒を
備えた水蒸気改質器をバーナで加熱して高温（７５０〜
８００℃程度）に保ちながら、燃料とスチームとを流通
させることによって水蒸気改質するものが多く用いられ
ているが、特開平７−３３５２３８号公報に記載されて
いるように、燃料ガスを空気と混合して部分酸化触媒を
用いて部分酸化すると共に改質触媒を加熱し、部分酸化
したガスをこの改質触媒で水蒸気改質するものも開発さ
れている。

【０００７】また、上記のように高温で水蒸気改質した
改質ガスには、燃料電池のアノード触媒劣化の原因とな
る一酸化炭素も多く含まれるので、リフォーマ装置に
は、通常、一酸化炭素の濃度を低減するためのＣＯ変成
器も付設されている。このＣＯ変成器では、２００〜３
００℃程度の触媒層で上記化２の平衡反応を右に進める
ことにより、一酸化炭素の濃度を１％程度まで低減でき
る。

【０００８】また、固体高分子型のように比較的低温で
運転する燃料電池の場合、燃料極の触媒劣化を防止する
ために、燃料極側に供給する改質ガス中の一酸化炭素濃
度を更に低レベルにすることが必要であって、そのため
にリフォーマ装置に一酸化炭素除去器を付設した燃料電
池システムも開発されている。例えば、特開平８−１０
６９１３号公報には、改質装置で生成した改質ガスに対
して、一酸化炭素除去器で空気を混合し選択酸化触媒層
を通過させることによって一酸化炭素を１００ｐｐｍ程
度以下の低レベルに落としてから、燃料電池の燃料極側
に供給する固体高分子型の燃料電池システムが開示され
ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような燃料電池シ
ステムにおいて、燃料を改質するための各触媒反応器の
周辺には、燃料ガスや改質ガスを流通させる配管や、空
気を送り込む配管が設けられるが、これらの配管構成は
できるだけ簡素なものとすることが望まれる。特に、携
帯型の燃料電池システムにおいては、携帯性を向上させ
るためにも、配管構成は簡素であることが望まれる。

【００１０】また、燃料電池システムの起動時において
は、ＣＯ変成器や一酸化炭素除去器を運転温度まで昇温
させる必要がある。従来のＣＯ変成器の昇温方法とし
て、上記特開平５−３０３９７０号公報に示されている
ように、ＣＯ変成器の内部に取り付けた電気ヒータで昇
温したり、水蒸気改質器のバーナで生成した燃焼ガスを
ＣＯ変成器に流して加熱昇温するといった方法が知られ
ているが、このような電気ヒータや燃焼ガスの配管を設
けなくても簡単な構成でリフォーマ装置の各触媒反応器
を昇温できるようにすることが望まれる。

【００１１】本発明は、上記課題に鑑み、改質器を備え
た燃料電池システムにおいて、配管構造を簡素にするこ
とを目的とし、更に、リフォーマ装置の触媒反応器の保
温や加熱昇温を容易に行えるようにすることを目的とし
ている、

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、空気口から取り入れた空気を燃料ガスと混
合して部分酸化すると共に、部分酸化されたガスを水蒸
気改質することによって水素を主成分とする改質ガスを
生成する改質ガス生成器と、改質ガス生成器で生成され
た改質ガスを燃料極に導入して発電する燃料電池とを備
える燃料電池システムにおいて、外気を取り入れる外気
口を有する筐体の中に、改質ガス生成器を収納した。

【００１３】或は、燃料ガスを水蒸気改質することによ
って水素を主成分とする改質ガスを生成する改質ガス生
成器と、改質ガス生成器で生成した改質ガスを空気口か
ら取り入れた空気と混合し改質ガス中の一酸化炭素を選
択酸化する選択酸化反応器と、選択酸化反応器からの改
質ガスを燃料極に導いて発電する燃料電池とを備える燃
料電池システムにおいて、外気を取り入れる外気口を有
する筐体の中に、選択酸化反応器を収納した。

【００１４】このように改質ガス生成器や選択酸化反応
器を筐体内に収納することによって、改質ガス生成器や
選択酸化反応器の空気口が筐体の内部空間に臨むことと
なる。また、筐体は、その内部に空気をある程度閉じこ
める機能を持つので、外気口から空気を取り込めば、筐
体内を通って空気口から改質ガス生成器や選択酸化反応
器に流れ込む。

【００１５】即ち、筐体が、改質ガス生成器や選択酸化
反応器へ空気を供給する配管としての役割を兼ねるの
で、その分、空気の配管を簡略化できる。また、筐体内
に収納されている改質ガス生成器や選択酸化反応器は、
筐体内に閉じこめられた空気によって取り囲まれるの
で、この空気で改質ガス生成器や選択酸化反応器を保温
することができる。

【００１６】このような燃料電池システムにおいて、外
気口から筐体内に空気を取り込む送風器を設ければ、筐
体内に取り込まれた空気は、この送風器の風圧によっ
て、自動的に空気口から改質ガス生成器や選択酸化反応
器に送り込まれる。また、燃料電池を、空気極に空気を
供給する空気通路の入口側が、筐体の内部空間に臨んだ
状態で設ければ、筐体内に取り込まれた空気は、空気極
にも送り込まれる。即ち、筐体が、燃料電池への空気を
供給する配管やマニホールドの役割も兼ねることになる
と共に、余熱された空気が空気極に送り込まれる。

【００１７】更に、外気口から取り込まれる空気を加熱
する加熱器を設ければ、筐体内に加熱された空気を流
し、筐体内に収納されている改質ガス生成器や選択酸化
反応器や燃料電池を容易に加熱昇温したり保温したりす
ることができる。ここで、改質ガス生成器が、水蒸気改
質された改質ガス中の一酸化炭素を変成するＣＯ変成部
を備える場合、これも筐体の中に収納すれば、このＣＯ
変成部を容易に加熱昇温したり保温したりすることがで
きる。

【００１８】この加熱器をバーナとして筐体の内部に設
ければ、バーナで加熱された空気をバーナに取り込んで
燃焼に用いることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１） 〔燃料電池システムの全体構成の説明〕図１は、本発明
の一実施の形態にかかる燃料電池システムの構成図であ
る。この燃料電池システムは、天然ガス，都市ガス，ナ
フサ等の燃料ガスを用いて発電を行うものであって、筐
体１００の中にリフォーマ装置が収納されている。即
ち、本燃料電池システムは、筐体１００の中に燃料を水
素リッチな改質ガスに変換するための部分酸化部１１０
及びＣＯ変成部１２０からなる改質ガス生成器と、ＣＯ
選択酸化部１３０とが収納され、筐体１００の外に、燃
料電池２００と、外気を加温して筐体１００に送り込む
温風装置３００とが連結された構成である。

【００２０】図２は、図１に示した燃料電池システムの
斜視図である。筐体１００は、空気を閉じこめる機能を
持った耐熱性の容器であって、外部の空気を取り込むた
めの外気口１０１が設けられている。本実施の形態で
は、筐体１００は、携帯性も考慮して軽金属板で形成さ
れている。部分酸化部１１０，ＣＯ変成部１２０，ＣＯ
選択酸化部１３０は、固定具（不図示）で筐体１００の
内部の定位置に固定されている。なお、図２に示される
ように、部分酸化部１１０の位置は外気口１０１の近傍
である。

【００２１】部分酸化部１１０は、燃料ガスに空気を混
合する空気混合管１１１と、混合ガスを部分酸化するた
めの部分酸化用触媒を充填した部分酸化反応器１１２と
からなり、空気混合管１１１は、燃料供給管１１１ａに
空気取入管１１１ｂが合流するように接続されて構成さ
れている。燃料供給管１１１ａには、筐体１００の外部
にある燃料供給源から燃料ガスが送り込まれるようにな
っている。本実施の形態では、燃料ガスとしてメタンを
主成分とする都市ガスを用いることとするが、天然ガ
ス，ナフサ等の炭化水素系の燃料を用いることもできる
し、メタノール等を液体燃料を気化させて用いることも
できる。

【００２２】空気取入管１１１ｂの先端は、筐体１００
の内部空間から空気を取り込むことができるように開放
されている。部分酸化反応器１１２は、円筒缶の中に部
分酸化反応用の触媒が充填されたものである。部分酸化
反応用の触媒の具体例としては、ハニカム状に成型され
たアルミナ多孔体に白金，パラジウム，ルテニウム，ロ
ジウム等の白金系触媒を担持させたものや、これらの触
媒をタブレット状あるいは球状に成型したものを挙げる
ことができる。

【００２３】燃料ガスと空気との混合ガスは、部分酸化
反応器１１２を通過することによって、化３の反応式に
示すような部分酸化反応を行うが、化４の反応式に示す
ような完全燃焼や、化５の反応式に示すような部分酸化
反応もなされる。この部分酸化及び完全燃焼は発熱反応
なので、部分酸化反応器１１２では、水素，一酸化炭
素，二酸化炭素，水蒸気などが混合された高温の改質ガ
スが生成され、ＣＯ変成部１２０に送られる。

【００２４】

【化３】

【００２５】

【化４】

【００２６】

【化５】

【００２７】ＣＯ変成部１２０は、部分酸化反応器１１
２から送られてくる改質ガスにスチームを混合する混合
管１２１と、ＣＯ変成の触媒反応を行うＣＯ変成器１２
２とからなる。混合管１２１は、部分酸化反応器１１２
からの改質ガスの配管１２１ａに、筐体１００の外部に
あるスチーム供給源（ボイラ等）からのスチーム配管１
２１ｂが接続されて構成されている。

【００２８】ＣＯ変成器１２２は、円筒缶の中にＣＯ変
成用の触媒が充填されたものである。この触媒として
は、従来からＣＯ変成器に用いられている触媒を用いれ
ばよく、その具体例としては、タブレット状の銅−亜鉛
系触媒を挙げることが出来る。このＣＯ変成器１２２で
は、改質ガスを化２の反応式に示されるようにＣＯ変成
することによって、一酸化炭素の濃度を低減させると共
により水素リッチなものに変換し、ＣＯ選択酸化部１３
０に送る。

【００２９】通常、ＣＯ変成器１２２は、部分酸化反応
器１１２より大きく、例えば部分酸化反応器１１２の１
０倍程度の容積に設定する。ＣＯ変成器１２２には、部
分酸化反応器１１２から３００〜４００℃程度の高温の
改質ガスが送られてくるが、ＣＯ変成器１２２の内部
は、ガスの入口側で３００℃程度、出口側で２００℃程
度となるよう温度勾配をつけることが望ましく、その温
度調整を行うために、円筒缶の周囲にフィンを取り付け
てもよい。

【００３０】このようにＣＯ変成器１２２の温度を調整
することによって、比較的高温（３００℃）の入口側で
は上記化２式に示される反応が速やかに平衡に達し、比
較的低温（約２００℃）の出口側では上記化２式の反応
の平衡が右方向に移動するので、改質ガス中の一酸化炭
素濃度はある程度低いレベル（１０，０００ｐｐｍ程
度）まで低減される。

【００３１】ＣＯ選択酸化部１３０は、ＣＯ変成器１２
２からの改質ガスに空気を混合する空気混合管１３１
と、一酸化炭素を触媒を用いて選択酸化するＣＯ選択酸
化反応器１３２とからなり、一酸化炭素を選択酸化する
ことによってその濃度を更に低レベル（１００ｐｐｍ程
度）まで低減して燃料電池２００に供給する。空気混合
管１３１は、ＣＯ変成器１２２からの改質ガスの配管１
３１ａに空気取入管１３１ｂが接続されており、この空
気取入管１３１ｂの端は、筐体１００の内部空間から空
気を取り込めるように開放されている。

【００３２】ＣＯ選択酸化反応器１３２は、円筒缶の中
に選択酸化用触媒が充填されたものである。選択酸化用
触媒としては、１００℃〜２００℃程度の温度において
一酸化炭素を選択的に酸化する触媒（即ち、一酸化炭素
は酸化しやすく水素は酸化しにくいもの）を用いる。そ
の具体例としては、ハニカム状に成型されたアルミナ多
孔体あるいは粒状のアルミナ担体に、白金系触媒やルテ
ニウム系触媒を担持させたもの、あるいは、これらの触
媒を粒状のゼオライト等に担持させたものを挙げること
ができる。

【００３３】燃料電池２００は、りん酸を含浸した電解
質マトリックスに燃料極２０１と空気極２０２とが配さ
れてなるセルが、多数枚積層されて構成されたりん酸型
の燃料電池であって、ＣＯ選択酸化部１３０から配管２
１１及びマニホールド２１３を経由して燃料極２０１側
の通路に改質ガスを取り入れると共に、ファン２１０か
らマニホールド２２０を経由して空気極２０２側の通路
に空気を送り込んで発電を行なう。

【００３４】温風装置３００は、ファン３０１とバーナ
３０２と熱交換器３０３とからなり、ファン３０１で筐
体１００に送られる空気が、熱交換器３０３を通過する
ときに、バーナ３０２によって加熱されるようになって
いる。バーナ３０２には、バーナ用燃料の他に、燃料電
池２００の燃料極２０１側の通路から排出される未反応
ガスを配管２１２を経由して送り込み燃焼できるように
なっている。なお、バーナ用燃料として、燃料供給源の
燃料を用いることもできるが、別の燃料を用いてもよ
い。

【００３５】〔運転時における動作の説明〕 起動時：起動時においては、まず、ファン３０１及びバ
ーナ３０２を作動させて温風を筐体１００に送り込み、
部分酸化部１１０、ＣＯ変成部１２０、ＣＯ選択酸化部
１３０を加熱する。

【００３６】ＣＯ選択酸化反応器１３２が所定の運転温
度（１００〜２００℃）まで昇温すれば、燃料供給源か
ら燃料ガスを部分酸化部１１０に送り込み、スチーム供
給源からスチームをＣＯ変成部１２０に送り込む。部分
酸化部１１０では、筐体１００内に送り込まれた空気を
空気取入管１１１ｂから取入れ、燃料供給源からの燃料
ガスと混合して、部分酸化反応器１１２で部分酸化反応
を行う。

【００３７】この部分酸化反応に伴って発生する熱で部
分酸化反応器１１２自体が昇温すると共に、生成した高
温のガスは、ＣＯ変成部１２０でスチーム供給源からの
スチームと混合され、ＣＯ変成器１２２に流れてこれを
昇温すると共に水蒸気改質反応によって水素リッチな改
質ガスとなる。そして、更に、ＣＯ選択酸化部１３０に
流れ、一酸化炭素濃度の低い水素リッチな改質ガスとな
る。

【００３８】この改質ガスを燃料電池２００の燃料極２
０１に供給すると共に、ファン２１０を駆動して空気極
２０２へ空気を供給することによって、燃料電池２００
は、発電を開始すると共に発熱によって昇温する。そし
て、燃料電池２００の温度が所定の運転温度（９０〜１
６０℃程度）になれば、通常運転に入る。 通常運転時：部分酸化部１１０では、部分酸化反応器１
１２の温度が５００〜７００℃程度となるように燃料ガ
スの流量等を調整する。

【００３９】熱を発生する部分酸化部１１０が外気口１
０１の近くに位置しているので外気口１０１から筐体１
００内に取り込まれた空気は、部分酸化反応器１１２に
よって加熱され、ＣＯ変成部１２０及びＣＯ選択酸化部
１３０の方に流れる。従って、通常運転時においては、
バーナ３０２において燃料電池２００からの未反応ガス
だけを燃焼させれば、ＣＯ変成部１２０及びＣＯ選択酸
化部１３０を所定の運転温度に保つことができると考え
られるが、それだけで不十分な場合には、バーナ３０２
の出力を上げることによって温度を調整する。

【００４０】これによって、ＣＯ選択酸化部１３０から
燃料電池２００には、一酸化炭素濃度が１００ｐｐｍ以
下の水素リッチなガスが継続的に送られ、燃料電池２０
０では安定した運転ができる。通常運転時には、燃料電
池２００は外部負荷（不図示）に対して電力供給を行
う。

【００４１】〔本実施の形態の燃料電池システムの効果
について〕以上のように、本実施の形態の燃料電池シス
テムでは、筐体１００内にリフォーマ装置を収納し、筐
体１００内を、部分酸化部１１０やＣＯ選択酸化部１３
０への空気の流通路としているので、リフォーマ装置に
おける空気の配管が簡素であり携帯性にも優れる。ま
た、筐体１００内に温風装置３００から温風を送り込む
ことによって、部分酸化部１１０、ＣＯ変成部１２０、
ＣＯ選択酸化部１３０を周囲から効率よく加熱したり保
温したりすることもできる。

【００４２】なお、ＣＯ選択酸化部１３０と燃料電池２
００との間の配管２１１、筐体１００と温風装置３００
との間の配管３１０、燃料供給管１１１ａ、スチーム配
管１２１ｂ及び配管２１２を、カプラで着脱自在な配管
構成にしておけば、筐体１００，燃料電池２００，温風
装置３００は各々別個に持ち運びすることができる。 （実施の形態２）図３は、本実施の形態にかかる燃料電
池システムの構成図である。図中、実施の形態１と同じ
構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。

【００４３】本実施の形態の燃料電池システムは、実施
の形態１の燃料電池システムと同様の構成であるが、温
風装置３００が筐体１００の中に収納されている点が異
なっている。温風装置３００は、外気口１０１から外気
を取り込めるように、ファン３０１の位置が外気口１０
１の内側に来るように設置されている。また、温風装置
３００が筐体１００の中に収納されているため、バーナ
３０２にバーナ用燃料を供給する燃料配管並びにバーナ
３０２から燃焼ガスを排出する排気管は筐体１００を貫
通して設置されている。

【００４４】また、燃料電池２００は筐体１００の外部
に設けられているので、ＣＯ選択酸化部１３０から燃料
電池２００への配管２１１及び燃料電池２００からバー
ナ３０２への配管２１２は、筐体１００を貫通して設け
られている。本実施の形態の燃料電池システムは、動作
及び効果についても実施の形態１と同様であるが、ファ
ン３０１によって外気口１０１から筐体１００内に取り
込まれた空気がバーナ３０２で加熱される点が異なって
いる。

【００４５】温風装置３００が筐体１００内に収納され
ているため、より優れた保温効果を得ることができる。
また、バーナ３０２では、筐体１００内の温空気を用い
て燃焼を行うことができる。なお、運搬時には、筐体１
００内のリフォーマ装置と温風装置３００とを一体で持
ち運ぶことになる。

【００４６】（実施の形態３）図４は、本実施の形態に
かかる燃料電池システムの構成図である。本図におい
て、図１と同じ構成要素には同一の番号を付し、その説
明を省略する。本実施の形態の燃料電池システムは、実
施の形態２の燃料電池システムと同様の構成であるが、
燃料電池２００も筐体１００の中に収納されている点が
異なっている。

【００４７】本実施の形態では、実施の形態１のファン
２１０のように燃料電池２００に空気を送り込む専用の
ファンは設けられず、燃料電池２００の空気極２０２側
の通路は、その入口側が筐体１００の内部空間に臨んで
おり、出口側には、排空気を筐体１００の外部へ導く排
気管が取り付けられている。本実施の形態の燃料電池シ
ステムは、動作及び効果が、実施の形態２と同様である
が、温風装置３００から筐体１００内に送り込まれる温
空気は、燃料電池２００の空気極２０２側の通路にも送
り込まれる。即ち、燃料電池２００に空気を送り込むフ
ァン２１０や空気用のマニホールド２２０を設けなくて
も、空気極２０２への空気供給が可能であり、且つ送り
込まれる空気が予熱されていることになる。

【００４８】（実施の形態４）図５は、本実施の形態に
かかる燃料電池システムの構成図である。本図におい
て、図１と同じ構成要素には同一の番号を付し、その説
明を省略する。本実施の形態の燃料電池システムは、実
施の形態３の燃料電池システムと同様の構成であるが、
部分酸化部１１０の代わりに水蒸気改質部１４０が設け
られ、筐体１００内の改質ガス生成器が水蒸気改質部１
４０及びＣＯ変成部１２０で構成されている点が異なっ
ている。

【００４９】水蒸気改質部１４０は、燃料ガス供給源か
らの燃料ガスにスチームを混合する混合管１４１と、水
蒸気改質反応を行う水蒸気改質器１４２とからなる。混
合管１４１は、燃料供給管１４１ａにボイラ等のスチー
ム供給源からのスチーム配管１４１ａが合流するように
接続されて構成されている。燃料供給管１４１ａには、
筐体１００の外部にある燃料供給源から燃料ガスが送り
込まれるようになっている。

【００５０】水蒸気改質器１４２は、円筒缶内に、改質
用の触媒（例えばニッケル系、貴金属系の触媒）が充填
されたものである。水蒸気改質器１４２は、温風装置３
００に隣接して設けられ、温風装置３００からの温空気
によって、６００〜８００℃に加熱されるようになって
いる。なお、水蒸気改質器１４２を効率よく加熱昇温す
るために、バーナ３０２での燃焼空気を水蒸気改質器１
４２に送り込むようにしてもよい。

【００５１】水蒸気改質器１４２では、上記化１の反応
式に示されるように、燃料ガスを水蒸気改質することに
よって、水素リッチな改質ガスを生成し、ＣＯ変成部１
２０に送る。ＣＯ変成部１２０では、上記化２のＣＯ変
成反応を進行させて、一酸化炭素の濃度を低減し、ＣＯ
選択酸化部１３０に送る。本実施の形態のように、部分
酸化改質器を設けずに水蒸気改質を行う場合において
も、実施の形態１の燃料電池システムと同様の効果を得
ることができる。

【００５２】なお、本実施の形態の燃料電池システムに
おいて、水蒸気改質部１４０及びＣＯ変成部１２０を筐
体１００の外に設けて、ＣＯ選択酸化部１３０，燃料電
池２００，温風装置３００だけを筐体１００の中に設置
することもでき、この場合も同様の効果を奏する。 （実施の形態５）図６は、本実施の形態にかかる燃料電
池システムの構成図である。本図において、図１と同じ
構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。

【００５３】本実施の形態の燃料電池システムは、実施
の形態１の燃料電池システムと同様の構成であるが、空
気極２０２に空気を送り込むファン２１０は設けられ
ず、代わりに温風装置３００から筐体１００に到る配管
３１０から分岐して、燃料電池２００の空気極２０２に
到る配管３１１が設けられている。また、配管３１０に
は、三方弁３２０が介挿され、これに外気を送り込むフ
ァン３２１が接続されている。

【００５４】本実施の形態の燃料電池システムでは、燃
料電池２００の空気極２０２に温風装置３００から温空
気を送り込むことができる。また、三方弁３２０を操作
することにより、冷たい外気と温風装置３００からの温
空気とを切り換えて、筐体１００の中に送り込むことが
できる。従って、起動時には、実施の形態１で説明した
ように、温風装置３００から温空気を送り込んで、部分
酸化部１１０、ＣＯ変成部１２０、ＣＯ選択酸化部１３
０を加熱昇温し、通常運転時には、ファン３２１から冷
たい外気を送り込んで、部分酸化部１１０、ＣＯ変成部
１２０、ＣＯ選択酸化部１３０の温度を調整するといっ
た運転方法をとることもできる。

【００５５】（その他の事項）なお、上記実施の形態１
〜５においては、ファン３０１によって筐体１００内に
空気を取り込むことによって、部分酸化部１１０やＣＯ
選択酸化部１３０に、筐体１００内の空気が空気取入管
１１１ｂや空気取入管１３１ｂから自動的に取り込まれ
るようになっていたが、空気混合管１１１や空気混合管
１３１をエゼクタ構造にして筐体１００内の空気を吸引
するようにすれば、ファン３０１を設置しなくても、外
気口１０１から筐体１００の中に外気を取り込み、更に
その空気を部分酸化部１１０やＣＯ選択酸化部１３０に
取り込むことができる。

【００５６】上記実施の形態１〜５においては、りん酸
型の燃料電池システムの例を示したが、燃料電池２００
の代わりに固体高分子型の燃料電池を設けることによっ
て、固体高分子型の燃料電池システムにも本発明を適用
することができる。ただし、固体高分子型の場合は、Ｃ
Ｏ選択酸化部から燃料電池に送る改質ガスを加湿するた
めに加湿器も設ける必要がある。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、燃料電
池システムにおいて、外気を取り入れる外気口を有する
筐体の中に、改質ガス生成器或は選択酸化反応器を収納
することによって、筐体が、改質ガス生成器や選択酸化
反応器へ空気を供給する配管としての役割を兼ねるの
で、その分、空気の配管を簡素化できる。

【００５８】携帯型の燃料電池システムの場合、配管構
成が簡素であることは、携帯性の向上にもつながる。ま
た、筐体内に閉じこめられた空気で、改質ガス生成器や
選択酸化反応器を保温したり加熱したりすることもでき
るので、起動時においてこの改質ガス生成器や選択酸化
反応器を容易に昇温することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１にかかる燃料電池システムの構成
図である。

【図２】上記燃料電池システムの斜視図である。

【図３】実施の形態２にかかる燃料電池システムの構成
図である。

【図４】実施の形態３にかかる燃料電池システムの構成
図である。

【図５】実施の形態４にかかる燃料電池システムの構成
図である。

【図６】実施の形態５にかかる燃料電池システムの構成
図である。

【符号の説明】

１００ 筐体 １０１ 外気口 １１０ 部分酸化部 １１２ 部分酸化反応器 １２０ ＣＯ変成部 １２２ ＣＯ変成器 １３０ ＣＯ選択酸化部 １３２ ＣＯ選択酸化反応器 １４０ 水蒸気改質部 １４２ 水蒸気改質器 ２００ 燃料電池 ２０１ 燃料極 ２０２ 空気極 ３００ 温風装置 ３０１ ファン ３０２ バーナ ３０３ 熱交換器

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気口から取り入れた空気を燃料ガスと
   混合して部分酸化すると共に、部分酸化されたガスを水
   蒸気改質することによって水素を主成分とする改質ガス
   を生成する改質ガス生成器と、前記改質ガス生成器で生
   成された改質ガスを燃料極に導入して発電する燃料電池
   とを備える燃料電池システムにおいて、 前記改質ガス生成器は、 外部から空気を取り入れる外気口を有する筐体の中に収
   納されていることを特徴とする燃料電池システム。
2. 【請求項２】 燃料ガスを水蒸気改質することによって
   水素を主成分とする改質ガスを生成する改質ガス生成器
   と、前記改質ガス生成器で生成した改質ガスを空気口か
   ら取り入れた空気と混合し改質ガス中の一酸化炭素を選
   択酸化する選択酸化反応器と、前記選択酸化反応器から
   の改質ガスを燃料極に導いて発電する燃料電池とを備え
   る燃料電池システムにおいて、 前記選択酸化反応器は、 外気を取り入れる外気口を有する筐体の中に収納されて
   いることを特徴とする燃料電池システム。
3. 【請求項３】 前記外気口から前記筐体内に空気を取り
   込む送風器を備えていることを特徴とする請求項１又は
   ２記載の燃料電池システム。
4. 【請求項４】 前記燃料電池は、 空気極に空気を供給する空気通路の入口側が前記筐体の
   内部空間に臨んだ状態で設けられていることを特徴とす
   る請求項３記載の燃料電池システム。
5. 【請求項５】 前記外気口から取り込まれる空気を加熱
   する加熱器が設けられていることを特徴とする請求項１
   〜４のいずれかに記載の燃料電池システム。
6. 【請求項６】 前記改質ガス生成器は、 水蒸気改質された改質ガス中の一酸化炭素を変成するＣ
   Ｏ変成部を備え、当該ＣＯ変成部は、 前記筐体の中に収納されていることを特徴とする請求項
   ５記載の燃料電池システム。
7. 【請求項７】 前記加熱器は、 バーナであって、 前記筐体の内部に設けられていることを特徴とする請求
   項５記載の燃料電池システム。