JP2010238589A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】改質器に少量の水を正確に供給することができ、確実に運転継続できる燃料電池システムを提供すること。
【解決手段】この燃料電池システムＦＣＳでは、貯水タンクは、逆浸透膜２０を挟んで燃料電池モジュールＦＣＭ（改質器）と反対側に配置されている第１貯水タンクＷＰ２ａと、逆浸透膜２０よりも燃料電池モジュールＦＣＭ（改質器）側に配置されている第２貯水タンクＷＰ２ｂとによって構成され、ポンプは、第１貯水タンクＷＰ２ａに溜められた水を第２貯水タンクＷＰ２ｂに圧送するポンプ１１１と、第２貯水タンクＷＰ２ｂに溜められた水を燃料電池モジュールＦＣＭ（改質器）に圧送するパルスポンプ１３１とによって構成され、パルスポンプ１３１の圧送能力はポンプ１１１の圧送能力よりも低いことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、固体電解質形燃料電池（ＳＯＦＣ）セルを含む燃料電池システムに関する。

従来、このような燃料電池システムとしては、固体電解質形燃料電池（以下、ＳＯＦＣともいう）セルを無底又は有底の筒形状等に構成し、そのセルの内側又は外側に水素を含む燃料ガスを通すと共に、反対側には酸化剤ガス（空気）を通すことで発電反応を行わせるものが知られている。燃料ガスは、都市ガスといった被改質ガスを改質して得られるものであって、その改質を行う改質器においてはいわゆる水蒸気改質反応（以下、ＳＲともいう）が行われている。その改質器に純水を供給する技術が提案されている（例えば下記特許文献１参照）。

下記特許文献１では、純水を改質器に迅速に供給することが記載されている。また、断水時にあっても燃料電池システムの運転継続が可能なように、タンクに水を供給する技術が下記特許文献２に記載されている。

特開２００８−１３５２７１号公報 特開２００８−５３２０９号公報

ところで、ＳＯＦＣは発電効率が高く、使用する燃料ガスが少なくて済むため、非改質ガスも水蒸気も非常に少なくて済むという利点がある。例えば、上述した水蒸気改質反応ＳＲでは、必要とされる水の量が毎分約８ｍｌ前後である。

一方、ＳＯＦＣを含む燃料電池システム特有の起動方法に着目すると、上述した水蒸気改質反応ＳＲは吸熱反応であるから、起動当初において即座に水蒸気改質反応ＳＲを行わせてしまうとＳＯＦＣモジュールの温度が上がらず、安定した運転温度まで上昇しないものである。そこで、起動当初は改質器に空気と被改質ガスのみを送り込み、発熱反応としての部分酸化改質反応（以下、ＰＯＸともいう）を行わせている。部分酸化改質反応ＰＯＸと水蒸気改質反応ＳＲとを比較すると、水素の発生効率は水蒸気改質反応ＳＲの方が高いため、ＳＯＦＣモジュールの温度上昇に合わせて水蒸気改質反応ＳＲへと徐々に移行することが求められている。従って、改質器に供給する水量に着目すれば、全く水を用いない状態から毎分約８ｍｌの給水へと円滑に移行させる必要がある。このような移行途中においては、部分酸化改質反応ＰＯＸと水蒸気改質反応ＳＲとが併用されたオートサーマル改質反応ＡＴＲを進行させる場合もある。

上述した事情を鑑みれば、改質器に供給する水量を可能な限り少ない量から徐々に増やしていくことが好ましいはずであるが、実際にそのような給水を行うことは極めて困難である。ＳＯＦＣを含む燃料電池システムは上述したように効率の高いものであると同時に、非常に高温（約７００℃）になるものでもある。例えば、一度起動し停止した後に再起動する場合には、改質器へ水を供給する給水管の温度が高くなり、その給水管内の水は蒸発してしまっている可能性が高い。そのように水の全く無い状態の給水管に、少ない水を正確に供給することは極めて難しいものであるが、改質器へ水を正確に供給できないことを放置すれば、水が足りない場合には改質器において炭素析出が発生してセルや触媒が破損する場合があり、水が多い場合には燃料電池の温度が上がらずに安定した運転が行えない場合がある。少ない水を正確に供給することは重要であり、少ない水を正確に供給するためには流量測定方法やその測定結果を利用した制御について工夫することも必要であるけれども、少量の水を圧送するポンプが不具合無く作動する環境を整えることも重要なことである。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＳＯＦＣを含む燃料電池システムであって、改質器に少量の水を正確に供給することができ、確実に運転継続できる燃料電池システムを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る燃料電池システムは、固体電解質形の燃料電池セルを含む燃料電池システムであって、前記燃料電池セルに供給する燃料ガスの水蒸気改質を行う改質器と、前記改質器に水を供給するための水供給手段と、を備え、前記水供給手段は、前記改質器に供給する水を貯水する貯水タンクと、前記改質器に供給する水を純水とするための逆浸透膜と、を有し、前記貯水タンクは、前記逆浸透膜よりも上流側に配置されている第１タンクと、前記逆浸透膜よりも下流側である前記改質器側に配置されている第２タンクとによって構成され、前記第１タンクに溜められた水を前記逆浸透膜を通して前記第２タンクに圧送する第１ポンプと、前記第２タンクに溜められた水を前記改質器に圧送する第２ポンプとが設けられており、前記第２ポンプの圧送能力は前記第１ポンプの圧送能力よりも低いことを特徴とする。

本発明では、改質器に供給する水を貯水する貯水タンクを第１タンクと第２タンクに分離形成し、第２タンクへは第１タンクに溜められた水を第１ポンプによって送り込み、改質器へは第２タンクに溜められた水を第２ポンプによって送り込んでいる。従って、第２タンクの水が少なくなっても第１タンクから補充することができるので、改質器へ供給される水の貯留量が全体として増えることになり、燃料電池システムの運転を確実に継続することができる。更に、第１タンクから第２タンクへと水を送り込み、第２タンクから改質器へと水を送り込んでいることに加えて、改質器に水を送りこむ第２ポンプの圧送能力を第２タンクに水を送りこむ第１ポンプの圧送能力よりも低くすることで、逆浸透膜を確実に通過させて純水を生成すると共に第１ポンプの圧送の影響を第２ポンプに及ぼさずに、少量の水を確実に改質器に供給することができる。

本願請求項２に係る燃料電池システムでは、前記第１タンクに溜められる水は、上水道から供給される水又は前記燃料電池システムに備えられた熱交換器において結露する水であることを特徴とする。

この態様では、上水道から供給される水を第１タンクに溜めるので、熱交換器において結露水が生成されないような状況にあっても第１タンクに確実に水を溜めることができる。また、熱交換器において結露する水も第１タンクに溜めるので、断水時等に上水道から水が供給されないような状況にあっても第１タンクに確実に水を溜めることができる。従って、燃料電池システムの運転を確実に継続することができる。更に、第１タンクと第２タンクとを分離形成しているので、上水道から水を供給する場合であっても、上水道圧の影響を改質器への圧送に影響を及ぼさないようにすることができ、少量の水を確実に改質器に供給することができる。

本願請求項３に係る燃料電池システムでは、前記貯水タンクは、一体的に構成されたタンクを内部で分割して前記第１タンクと前記第２タンクとが構成されていることを特徴とする。

上述したように本発明では第２タンクに純水を溜めて、圧送能力の低い第２ポンプで少量の水を改質器に供給している。従って、気温の低い冬季等にあっては凍結しやすくなるので、この態様では第１タンクと第２タンクとを一体的に構成されたタンクを内部で分割することで形成し、全体の熱容量を大きくして凍結しにくくしている。更に、第１タンクと第２タンクとを一体的に構成することで、貯水タンクを小型化し、ひいては燃料電池システム全体を小型化することが可能となる。

本願請求項４に係る燃料電池システムでは、前記第２タンクは前記第１タンクよりも温度が高くなる側に配置されていることを特徴とする。

この態様では、純水を貯留する第２タンクを第１タンクよりも高温となる側に配置しているので、より凍結しやすい第２タンクを凍結しにくい環境に配置することで、凍結しにくくしている。

本願請求項５に係る燃料電池システムでは、前記第２タンクが前記第１タンクよりも前記燃料電池及び前記改質器を含む燃料電池モジュールの内側寄りに配置されていることを特徴とする。

この態様では、純水を貯留する第２タンクを第１タンクよりも高温となる燃料電池モジュールの内側寄りに配置しているので、より凍結しやすい第２タンクを凍結しにくい環境に配置することで、凍結しにくくしている。

本願請求項６に係る燃料電池システムでは、前記第１タンク及び前記第２タンクを加熱するように設けられた一体のタンク加熱部を備えることを特徴とする。

この態様では、一体的に形成された第１タンクと第２タンクとを加熱するタンク加熱部を一体のものとして設けているので、加熱制御がしやすくなると共に、燃料電池システム全体を小型化することが可能となる。

本願請求項７に係る燃料電池システムでは、前記第１タンク及び前記第２タンクは前記燃料電池及び前記改質器を含む燃料電池モジュールの下方に配置され、前記第２タンクから前記燃料電池モジュールへ配管が立ち上がり、その配管の前記燃料電池モジュール寄りに前記第２ポンプが配置されていることを特徴とする。

この態様では、燃料電池モジュールの下方に配置されている第２タンクから立ち上がる配管の燃料電池モジュール寄りの位置に第２ポンプを配置しているので、第２ポンプを燃料電池モジュールの改質器近傍に配置することができる。従って、第２ポンプを作動させるとすぐに水を改質器に供給することができ、改質器の水枯れを防止できる。また、送り出す水量が少なく、純水を送り出す第２ポンプを燃料電池モジュールの近傍に配置することで、燃料電池モジュールが発する熱を第２ポンプが受けることが可能となり、第２ポンプや配管を凍結しにくくしている。

本願請求項８では、前記配管の前記第２タンク寄りの領域にのみ配管加熱部を備えることを特徴とする。

この態様では、第２タンクから燃料電池モジュールへと立ち上がる配管の第２タンク寄りの領域にのみ配管加熱部を設けているので、配管の下方を加熱することでその熱を上方に伝達させることができ、少ないエネルギーで配管全体を効率的に暖めることができる。

本願請求項９では、前記タンク加熱部は第１作動温度以下になると作動し、前記配管加熱部は第２作動温度以下になると作動するものであって、前記第１作動温度よりも前記第２作動温度が高いことを特徴とする。

本発明では、第１タンクと第２タンクとを一体的に構成して熱容量を大きくし比較的凍結しにくいように構成する一方で、第２タンクから改質器へと供給する水は純水でありその流れは少なく比較的凍結しやすい。そのため、第２タンクから改質器へと向う配管を加熱する配管加熱部の第２作動温度をタンク加熱部の第１作動温度よりも高くすることで、配管の凍結を確実に防止することができる。このように凍結しやすい配管を効果的に暖めることに加え、タンク加熱部の第１作動温度を低くすることで、比較的凍結しにくい貯水タンクを無駄に暖めることがないので、無駄なエネルギーを使うことなく効果的に凍結防止を図ることができる。

本発明によれば、改質器に少量の水を正確に供給することができ、確実に運転継続できる燃料電池システムを提供することができる。

本願発明の実施形態である燃料電池システムの全体構成を示す概略構成図である。 図１に示す燃料電池システムの制御的な構成を示すブロック図である。 図１に示す燃料電池システムの起動時における各部の温度や各部の制御電圧を示すグラフである。 図１に示す貯水タンクから流量調整ユニットを経由して燃料電池モジュールに至る配管経路を模式的に示した図である。 図４に示す第１貯水タンクと第２貯水タンクとが横並びになるように一体的に構成した例を示す図である。 図４に示す第１貯水タンクと第２貯水タンクとが縦並びになるように一体的に構成した例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１を参照しながら、本発明の一実施形態である燃料電池システムについて説明する。図１は、一実施形態としての燃料電池システムＦＣＳの全体構成を示す概略構成図である。図１に示すように、燃料電池システムＦＣＳは、燃料電池モジュールＦＣＭと、補器ユニットＡＤＵと、貯水タンクＷＰ２と、温水製造装置ＨＷとを備えている。

まず、燃料電池モジュールＦＣＭについて説明する。燃料電池モジュールＦＣＭは、燃料電池ＦＣと、改質器ＲＦと、制御ボックスＣＢと、一酸化炭素検知器ＣＯＤと、可燃ガス検知器ＧＤ１とを備えている。燃料電池ＦＣは、固体電解質形の燃料電池（ＳＯＦＣ；Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）であって、発電室ＦＣ１と燃焼室ＦＣ２とを備えている。発電室ＦＣ１には複数本の燃料電池セルＣＥが配置されている。燃料電池セルＣＥは、電解質を挟んで燃料極と空気極とが設けられているものであって、燃料極側に燃料ガスを通し、空気極側に酸化剤ガスとしての空気を通すことで発電反応を起こすことができるように構成されている。本実施形態の燃料電池ＦＣは固体電解質形燃料電池（ＳＯＦＣ）であるので、電解質を構成する材料としては、例えば、Ｙ、Ｓｃ等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニア、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリア、Ｓｒ、Ｍｇから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレートといった酸素イオン導電性酸化物を用いている。

燃料極を構成する材料としては、例えば、Ｎｉと、ＣａやＹ、Ｓｃ等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニアとの混合体、Ｎｉと、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリアとの混合体、Ｎｉと、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレートとの混合体といった材料が用いられる。空気極を構成する材料としては、例えば、Ｓｒ、Ｃａから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンマンガナイト、Ｓｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンフェライト、Ｓｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンコバルタイト、銀といった材料が用いられる。もっとも、電解質や燃料極及び空気極を構成する材料はこれらに限られるものではない。

発電室ＦＣ１において発電された電気は電力取出ラインＥＰ１によって発電電力として取り出されて利用される。燃焼室ＦＣ２は、発電室ＦＣ１に配置された燃料電池セルＣＥによって発電反応に利用された残余の燃料ガスを燃焼させる部分である。燃焼室ＦＣ２において燃料ガスが燃焼した結果生じる排気ガスは、改質器ＲＦと熱交換をした後に温水製造装置ＨＷへと供給される。温水製造装置ＨＷへと供給された排気ガスは更に熱交換を行い、水道水を昇温して温水とした後に外部へと排出される。

改質器ＲＦは、被改質ガスを改質して燃料ガスとし、燃料電池ＦＣの発電室ＦＣ１へと供給する部分である。被改質ガスの改質態様としては、部分酸化改質反応（ＰＯＸ；Ｐａｒｔｉａｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ）、オートサーマル改質反応（ＡＴＲ；Ａｕｔｏ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ）、水蒸気改質反応（ＳＲ；Ｓｔｅａｍ Ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ）があり、運転状況に応じて選択的に実行される（詳細は後述する）。改質器ＲＦは、改質部ＲＦ１と、蒸発部ＲＦ２とを備えている。

蒸発部ＲＦ２は、補器ユニットＡＤＵ側から供給される純水を蒸発させて水蒸気とし、その水蒸気を改質部ＲＦ１に供給する部分である。改質部ＲＦ１は、補器ユニットＡＤＵ側から供給される被改質ガス、空気及び蒸発部ＲＦ２から供給される水蒸気を用いて被改質ガスを改質して燃料ガスとする部分である。改質部ＲＦ１には、改質触媒が封入されている。改質触媒としては、アルミナの球体表面にニッケルを付与したもの、アルミナの球体表面にルテニウムを付与したもの、が適宜用いられる。本実施形態の場合、これらの改質触媒は球体である。

制御ボックスＣＢは、燃料電池システム制御部をその内部に収納し、操作装置や表示装置、報知装置が設けられているものである。燃料電池システム制御部、操作装置、表示装置、報知装置については後述する。

一酸化炭素検知器ＣＯＤは、本来排気ガス通路等を経て外部に排出される排気ガス中のＣＯが、燃料電池モジュールＦＣＭ及び補器ユニットＡＤＵを覆う外部ハウジング（図示せず）へ漏れたかどうかを検知するためのものである。可燃ガス検知器ＧＤ１は、ガス漏れを検知するためのもので、燃料電池モジュールＦＣＭ及び補器ユニットＡＤＵに取り付けられている。

続いて、補器ユニットＡＤＵについて説明する。補器ユニットＡＤＵは、燃料電池モジュールＦＣＭに水、被改質ガス、及び空気を供給するための補器を備えるユニットである。補器ユニットＡＤＵは、空気供給部として空気ブロワや流量調整弁等を含む流量調整ユニットＡＰ１ａ，ＡＰ１ｂ、及び電磁弁ＡＰ２と、燃料供給部として燃料ポンプや流量調整弁等を含む流量調整ユニットＦＰ１、脱硫器ＦＰ２、ガス遮断弁ＦＰ４、及びガス遮断弁ＦＰ５と、水供給部として水ポンプや流量調整弁等を含む流量調整ユニットＷＰ１と、可燃ガス検知器ＧＤ２と、を備えている。

外部の空気供給源から供給される空気は、電磁弁ＡＰ２が閉じていれば流量調整ユニットＡＰ１ａ，ＡＰ１ｂに供給されず、電磁弁ＡＰ２が開いていれば流量調整ユニットＡＰ１ａ，ＡＰ１ｂに供給される。流量調整ユニットＡＰ１ａによって流量調整された空気は改質用空気として、ヒータＡＨ１によって昇温され、被改質ガスとの混合部ＭＶに供給される。流量調整ユニットＡＰ１ｂによって流量調整された空気は発電用空気として、ヒータＡＨ２によって昇温され、燃料電池モジュールＦＣＭの発電室ＦＣ１に供給される。発電室ＦＣ１に供給された発電用空気は、燃料電池セルＣＥの空気極に供給される。

外部の燃料供給源から供給される都市ガスは、２連電磁弁であるガス遮断弁ＦＰ４及びガス遮断弁ＦＰ５によってその流入が制御される。ガス遮断弁ＦＰ４，ＦＰ５のいずれもが開いていれば、都市ガスは脱硫器ＦＰ２に供給され、ガス遮断弁ＦＰ４，ＦＰ５のいずれかが閉じていれば、都市ガスは遮断される。脱硫器ＦＰ２に供給された都市ガスは、硫黄成分を除去されて被改質ガスとなり、流量調整ユニットＦＰ１に供給される。流量調整ユニットＦＰ１によって流量調整された被改質ガスは、改質用空気との混合部ＭＶに供給される。混合部ＭＶにおいて混合された被改質ガスと改質用空気とは、燃料電池モジュールＦＣＭの改質器ＲＦに供給される。

外部の水供給源から供給される水道水は、純水とされてから貯水タンクＷＰ２に貯水される。貯水タンクＷＰ２に貯水されている純水は、流量調整ユニットＷＰ１によって流量が調整されて燃料電池モジュールＦＣＭの改質器ＲＦへと供給される。

可燃ガス検知器ＧＤ２は、燃料供給部としての系統であるガス遮断弁ＦＰ５、ガス遮断弁ＦＰ４、脱硫器ＦＰ２、流量調整ユニットＦＰ１において、ガス漏れが発生していわゆる生ガスが外部に放出されないか検知するためのセンサである。

続いて、図２を参照しながら本実施形態の燃料電池システムＦＣＳの制御的な構成について説明する。図２は、燃料電池システムＦＣＳの制御的な構成を示すブロック図である。図２に示すように、燃料電池システムＦＣＳは、燃料電池モジュールＦＣＭと、燃料電池モジュールＦＣＭに空気を供給する空気供給部ＡＰと、燃料電池モジュールＦＣＭに燃料ガスとなる被改質ガスを供給する燃料供給部ＦＰと、燃料電池モジュールＦＣＭに水を供給する水供給部ＷＰと、燃料電池モジュールＦＣＭから電力を取り出す電力取出部ＥＰとを備えている。空気供給部ＡＰ、燃料供給部ＦＰ、水供給部ＷＰ、及び電力取出部ＥＰは補器ユニットＡＤＵに収められている。

燃料電池モジュールＦＣＭ、空気供給部ＡＰ、燃料供給部ＦＰ、水供給部ＷＰ、及び電力取出部ＥＰは、燃料電池システム制御部ＣＳから出力される制御信号に基づいて制御される。燃料電池システム制御部ＳＣは、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭといったメモリ、及び制御信号やセンサ信号を授受するためのインターフェイスによって構成されている。燃料電池システム制御部ＳＣには、操作装置ＣＳ１、表示装置ＣＳ２、及び報知装置ＣＳ３が取り付けられている。操作装置ＣＳ１から入力される操作指示信号は燃料電池システム制御部ＣＳに出力され、燃料電池システム制御部ＣＳは、その操作指示信号に基づいて、燃料電池モジュールＦＣＭ等を制御する。燃料電池システム制御部ＣＳが制御した情報や、所定の警告情報は、表示装置ＣＳ２及び報知装置ＣＳ３に出力される。操作装置ＣＳ１、表示装置ＣＳ２、及び報知装置ＣＳ３の具体的なハードウェア構成は特に限定されるものではなく、必要となる機能に応じて最適なハードウェア構成が選択される。一例としては、操作装置ＣＳ１として、キーボード、マウス、タッチパネルといったハードウェアが用いられる。表示装置ＣＳ２としては、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイといった表示系のハードウェアが用いられる。報知装置ＣＳ３としては、スピーカー、点灯器といったハードウェアが用いられる。燃料電池システム制御部ＣＳは制御ボックスＣＢに収められている。また操作装置ＣＳ１、表示装置ＣＳ２、報知装置ＣＳ３は、図示しないボックスに収められ屋内に配置されている。

燃料電池システム制御部ＣＳには、燃料電池システムＦＣＳの各所に設けられたセンサからセンサ信号が出力される。燃料電池システム制御部ＣＳに信号を出力するセンサとしては、改質器温度センサＤＳ１、スタック温度センサＤＳ２、排気温度センサＤＳ３、改質器内圧力センサＤＳ４、水位センサＤＳ５、水流量センサＤＳ６、燃料流量センサＤＳ７、改質用空気流量センサＤＳ８、発電用空気流量センサＤＳ９、電力状態検出部ＤＳ１０、貯湯状態検出センサＤＳ１１、一酸化炭素検出センサＤＳ１２、可燃ガス検出センサＤＳ１３が設けられている。

改質器温度センサＤＳ１は、改質器ＲＦの温度を測定するためのセンサであって、本実施形態の場合は２つ設けられている。スタック温度センサＤＳ２は、発電室ＦＣ１に配置されている燃料電池セルＣＥの温度を測定するためのセンサであって、複数の燃料電池セルＣＥからなる燃料電池セルスタック近傍に配置されている。排気温度センサＤＳ３は、燃焼室ＦＣ２から排出される排気ガスの温度を測定するためのセンサであって、燃焼室ＦＣ２から改質器ＲＦ近傍を通って温水製造装置ＨＷに至る経路に配置されている。改質器内圧力センサＤＳ４は、改質器ＲＦ内の圧力を測定するためのセンサである。なお、ここでは改質器ＲＦ内の圧力をセンサで測定するようにしているが、改質器ＲＦの前段で燃料と水が混合される部分の圧力を検出するものであっても良い。

水位センサＤＳ５は、貯水タンクＷＰ２の水位を測定するためのセンサであって、本実施形態の場合は４つ設けられている。水流量センサＤＳ６は、補器ユニットＡＤＵから燃料電池モジュールＦＣＭへと供給される純水の流量を測定するためのセンサである。燃料流量センサＤＳ７は、補器ユニットＡＤＵから燃料電池モジュールＦＣＭへと供給される被改質ガスの流量を測定するためのセンサである。改質用空気流量センサＤＳ８は、補器ユニットＡＤＵから燃料電池モジュールＦＣＭの改質器ＲＦへと供給される改質用空気の流量を測定するためのセンサである。発電用空気流量センサＤＳ９は、補器ユニットＡＤＵから燃料電池モジュールＦＣＭへと供給される発電用空気の流量を測定するためのセンサである。

電力状態検出部ＤＳ１０は、センシング手段の集合体であって、燃料電池モジュールＦＣＭから取り出す発電電力の状態を検出する部分である。貯湯状態検出センサＤＳ１１は、センシング手段の集合体であって、温水製造装置ＨＷの貯湯状態を検出する部分である。

一酸化炭素検出センサＤＳ１２は、一酸化炭素検知器ＣＯＤに備えられているセンサであって、燃料電池モジュールＦＣＭ内における一酸化炭素のハウジング内への漏れを検出するセンサである。可燃ガス検出センサＤＳ１３は、可燃ガス検知器ＧＤ１，ＧＤ２に備えられているセンサであって、燃料電池モジュールＦＣＭ及び補器ユニットＡＤＵ内における可燃ガスの漏洩を検出するセンサである。

続いて、燃料電池システムＦＣＳの起動時（起動モード）における各種改質反応の切り替えについて図３を参照しながら説明する。図３は、燃料電池システムＦＣＳの起動時における各部の温度や各部の制御電圧を示すグラフである。

本実施形態における燃料電池システムＦＣＳの起動モードにおいては、燃焼運転と、部分酸化改質反応ＰＯＸと、第１オートサーマル改質反応ＡＴＲ１と、第２オートサーマル改質反応ＡＴＲ２と、水蒸気改質反応ＳＲとを順次切り替えながら改質反応を進行している。図３を説明するのに先立って、各改質反応について説明する。

部分酸化改質反応ＰＯＸは、改質器ＳＲに被改質ガスと空気とを供給して行う改質反応であって、化学反応式（１）に示す反応が進行する。
Ｃ_mＨ_n＋ｘＯ₂ → aＣＯ₂＋ｂＣＯ＋ｃＨ₂ （１）
部分酸化改質反応ＰＯＸは、発熱反応であるので起動性が高く、燃料電池システムＦＣＳの起動当初において好適な改質反応である。ただし、部分酸化改質反応ＰＯＸは、水素収率が理論上少なく、発熱反応を制御するのも難しいことから、燃料電池モジュールＦＣＭへ熱供給が必要な起動当初においてのみ利用されるのが好ましい改質反応である。尚、部分酸化改質反応ＰＯＸのみに着目すれば、空間速度を高く設定するので、例えば改質器ＲＦを分割形成して部分酸化改質反応ＰＯＸ専用の改質器を設ける場合には、その専用の改質器を小型化することができる。

水蒸気改質反応ＳＲは、改質器ＳＲに被改質ガスと水蒸気とを供給して行う改質反応であって、化学反応式（２）に示す反応が進行する。
Ｃ_mＨ_n＋ｘＨ₂Ｏ → aＣＯ₂＋ｂＣＯ＋ｃＨ₂ （２）
水蒸気改質反応ＳＲは、水素収率が最も高く、高効率な反応である。ただし、水蒸気改質反応ＳＲは、吸熱反応であるので熱源が必要であり、燃料電池システムＦＣＳの起動当初よりはある程度温度が上昇した段階において好適な改質反応である。尚、水蒸気改質反応ＳＲのみに着目すれば、空間速度を低く設定するので、改質器ＲＦが大型化する傾向にある。

第１オートサーマル改質反応ＡＴＲ１及び第２オートサーマル改質反応ＡＴＲ２からなるオートサーマル改質反応ＡＴＲは、部分酸化改質反応ＰＯＸと水蒸気改質反応ＳＲとの中間的な改質反応であって、改質器ＲＦに被改質ガスと空気と水蒸気とを供給して行う改質反応であり、化学反応式（３）に示す反応が進行する。
Ｃ_mＨ_n＋ｘＯ₂＋ｙＨ₂Ｏ → aＣＯ₂＋ｂＣＯ＋ｃＨ₂ （３）
オートサーマル改質反応ＡＴＲは、水素収率が部分酸化改質反応ＰＯＸと水蒸気改質反応ＳＲとの中間であり、反応熱のバランスが取りやすく、部分酸化改質反応ＰＯＸと水蒸気改質反応ＳＲとを繋ぐ反応として好適な改質反応である。本実施形態の場合は、水を少なく供給して部分酸化改質反応ＰＯＸにより近い第１オートサーマル改質反応ＡＴＲ１を先に行い、温度が上昇した後に水を増やすように供給して水蒸気改質反応ＳＲにより近い第２オートサーマル改質反応ＡＴＲ２を後に行っている。

図３に戻って、燃料電池システムＦＣＳの起動モードについて説明する。図３は、横軸に起動開始後の経過時間を取り、左縦軸には各部の温度を取っている。制御電圧であるため特段の目盛りは付していないが、改質用空気を供給するための流量調整ユニットＡＰ１ａに含まれる改質用空気ブロワの制御電圧、発電用空気を供給するための流量調整ユニットＡＰ１ｂに含まれる発電用空気ブロワの制御電圧、被改質ガスを供給するための流量調整ユニットＦＰ１に含まれる燃料ポンプの制御電圧、及び純水を供給するための流量調整ユニットＷＰ１に含まれる水ポンプの制御電圧は、図中上方に行くほど電圧が高くなる（供給量が増える）ように示している。図３には、改質器ＲＦの温度、燃料電池セルＣＥのスタック温度、燃焼室ＦＣ２の温度（改質器ＲＦの温度等から推定している）、流量調整ユニットＡＰ１ａに含まれる改質用空気ブロワの制御電圧、流量調整ユニットＡＰ１ｂに含まれる発電用空気ブロワの制御電圧、流量調整ユニットＦＰ２に含まれる燃料ポンプの制御電圧、流量調整ユニットＷＰ１に含まれる水ポンプの制御電圧を示している。

まず、改質用空気を増やすように流量調整ユニットＡＰ１ａ、電磁弁ＡＰ２、ヒータＡＨ１、及び混合部ＭＶを制御し、改質器ＲＦに空気を供給する。また、被改質ガスの供給を増やすように流量調整ユニットＦＰ１、ガス遮断弁ＦＰ４，ＦＰ５、及び混合部ＭＶを制御し、改質器ＲＦに被改質ガスを供給する。このように、空気と被改質ガスを供給し、イグナイタによって着火して燃焼運転を実行する（尚、条件によっては自然着火によって着火して燃焼運転を実行する）。この場合の、改質器ＲＦに供給する改質用空気の流量は毎分１０．０Ｌ（リットル）、改質器ＲＦに供給する被改質ガスの流量は毎分６．０Ｌである。また、起動モード全体を通して、発電室ＦＣ１に供給する発電用空気の流量は毎分１００．０Ｌとなるように流量調整ユニットＡＰ１ｂが制御される。発電室ＦＣ１上方の燃焼室ＦＣ２においては、改質器ＲＦを通過した燃料ガスと発電用空気とが混合して燃焼しており、燃焼室ＦＣ２の温度が徐々に上昇する。

続いて、改質器ＲＦの温度が約３００℃程度になった際に改質器がＰＯＸ運転可能な状態になることから３００℃前後になった時に成行きで部分酸化改質反応ＰＯＸが進行する。部分酸化改質反応ＰＯＸは発熱反応なので、各部の温度が上昇する。部分酸化改質反応ＰＯＸを開始してから所定時間が経過した後、改質用空気の供給量を更に増やして部分酸化改質反応ＰＯＸをより進行させる。具体的には、改質器ＲＦに供給する改質用空気の流量は毎分１８．０Ｌ、改質器ＲＦに供給する被改質ガスの流量は毎分５．０Ｌである。

続いて、改質器ＲＦの温度が約６００℃以上になり、且つ燃料電池セルＣＥによって構成されるセルスタックの温度が約２５０℃を超えたことを条件として、第１オートサーマル改質反応ＡＴＲ１へと移行させる。第１オートサーマル改質反応ＡＴＲ１では、改質器ＲＦに供給する改質用空気の流量は毎分８．０Ｌに減らし、改質器ＲＦに供給する被改質ガスの流量は毎分５．０Ｌを維持する。更に、毎分１．０ｍｌの極微量な純水を改質器ＲＦに供給する。オートサーマル改質反応ＡＴＲは、部分酸化改質反応ＡＴＲと水蒸気改質反応ＳＲとを混合した反応であって、熱的に内部バランスが取れるので改質器ＲＦ内では熱自立しながら反応が進行する。また、第１オートサーマル改質反応ＡＴＲ１は，空気が比較的多く部分酸化改質反応ＰＯＸに近い反応であり、発熱が支配的な反応となっている。尚、第１オートサーマル改質反応ＡＴＲ１中において、燃料電池セルＣＥによって構成されるセルスタックの温度は約２５０℃から約４００℃である。

続いて、改質器ＲＦの温度が６００℃以上となり、且つ燃料電池セルＣＥによって構成されるセルスタックの温度が約４００℃を超えたことを条件として、第２オートサーマル改質反応ＡＴＲ２へと移行させる。第２オートサーマル改質反応ＡＴＲ２では、改質器ＲＦに供給する改質用空気の流量は毎分４．０Ｌに減らし、改質器ＲＦに供給する被改質ガスの流量も毎分４．０Ｌに減らす。更に、毎分３．０ｍｌの微量な純水を改質器ＲＦに供給する。第２オートサーマル改質反応ＡＴＲ２は，空気が比較的少なく水が多いため水蒸気改質反応ＳＲに近い反応であり、吸熱が支配的な反応となっている。しかしながら、発電室ＦＣ１内の温度を示すセルスタック温度が約４００℃を超えているため、吸熱反応が支配的であっても大幅な温度低下を招くことはない。尚、第２オートサーマル改質反応ＡＴＲ２中において、蒸発部ＲＦ２の温度は約１００℃以上である。

続いて、改質器ＲＦの温度が６５０℃以上となり、且つ燃料電池セルＣＥによって構成されるセルスタックの温度が約６００℃を超えたことを条件として、水蒸気改質反応ＳＲへと移行させる。水蒸気改質反応ＳＲでは、改質器ＲＦに供給する改質用空気は遮断し、改質器ＲＦに供給する被改質ガスの流量は毎分３．０Ｌに減らす。更に、毎分８．０ｍｌの純水を改質器ＲＦに供給する。この水蒸気改質反応ＳＲは、吸熱反応であるので、燃焼室ＦＣ２からの燃焼熱による熱バランスをとりながら反応が進行する。この段階では、既に起動の最終段階であるため、発電室ＦＣ１内が十分高温に昇温されているので、吸熱反応を主体としても大幅な温度低下を招くことはない。また水蒸気改質反応ＳＲが進行しても燃焼室ＦＣ２では継続して燃焼反応が持続する。

上述したように着火から燃焼工程の進行に合わせて改質工程を切り替えていくことで、発電室ＦＣ１内の温度が徐々に上昇する。発電室ＦＣ１の温度（セルスタックの温度）が、燃料電池モジュールＦＣＭを安定的に作動させる定格温度（約７００℃）よりも低い所定の発電温度に達したら、燃料電池モジュールＦＣＭを含む電気回路を閉じる。それにより、燃料電池モジュールＦＣＭは発電を開始し、回路に電流が流れて外部に電力を供給することができる。燃料電池セルＣＥの発電により、燃料電池セルＣＥ自体も発熱し、更に、燃料電池セルＣＥの温度が上昇する。その結果、燃料電池モジュールＦＣＭを作動させる定格温度、例えば７００℃〜８００℃になる。

その後、定格温度を維持するために、燃料電池セルＣＥで消費される燃料ガス及び空気の量よりも多い量の燃料ガス及び空気を供給し、燃焼室ＦＣ２での燃焼を継続させる。尚、発電中は、改質効率の高い水蒸気改質反応ＳＲで発電が進行する。水蒸気改質反応ＳＲ自体は厳密には４００℃〜８００℃程度で行われるが、燃料電池セルＣＥとの組み合わせにおいては５００℃〜７００℃程度で反応が進行するように設定している。

本実施形態では、図３に示す第１オートサーマル改質反応ＡＴＲ１の開始時に、毎分１ｍｌという極めて微量な水を改質器ＳＲに供給している。このように微量な水を正確に供給するための一実施形態について、図４を参照しながら説明する。図４は、図１に示す貯水タンクＷＰ２から流量調整ユニットＷＰ１を経由して燃料電池モジュールＦＣＭに至る配管経路を模式的に示した図である。

図４に示すように、貯水タンクＷＰ２は、第１貯水タンクＷＰ２ａと第２貯水タンクＷＰ２ｂとを備えている。第１貯水タンクＷＰ２ａには、上水が供給される給水管１０が繋がれている。給水管１０には電磁弁１０１が設けられており、電磁弁１０１を開閉することで第１貯水タンクＷＰ２ａに上水を供給したり停止したりすることができる。第１貯水タンクＷＰ２ａは、温水製造装置ＨＷの熱交換器ＨＷ１において結露した水を受け入れることが可能なように配置されている。従って、第１貯水タンクＷＰ２ａには、温水製造装置ＨＷの熱交換器ＨＷ１において結露した水を貯めつつ、水量が不足した場合には給水管１０から水を補給することが可能である。第１貯水タンクＷＰ２ａにはヒータＨ１が設けられていて、第１貯水タンクＷＰ２ａ内の水が凍結しないように構成されている。

第１貯水タンクＷＰ２ａと第２貯水タンクＷＰ２ｂとを繋ぐ管路１１には、ポンプ１１１（第１ポンプ）と逆浸透膜２０とが設けられている。ポンプ１１１は、毎分１Ｌの水を第１貯水タンクＷＰ２ａから第２貯水タンクＷＰ２ｂへと送り込むことができる。ポンプ１１１にて、逆浸透膜２０を通して水を第２貯水タンクＷＰ２ｂ側へと押し込むので、逆浸透膜２０を通過した水は純水となって第２貯水ダンクＷＰ２ｂへ貯水される。第２貯水タンクＷＰ２ｂにはヒータＨ２が設けられていて、第２貯水タンクＷＰ２ｂ内の水が凍結しないように構成されている。

第２貯水タンクＷＰ２ｂと燃料電池モジュールＦＣＭとを繋ぐ管路１３には、パルスポンプ１３１（第２ポンプ）と水流量センサＤＳ６とが設けられている。従って、管路１３は、第２貯水タンクＷＰ２ｂからパルスポンプ１３１までの管路１３ａと、パルスポンプ１３１から水流量センサＤＳ６までの管路１３ｂと、水流量センサＤＳ６から燃料電池モジュールＦＣＭまでの管路１３ｃとによって構成されている。管路１３ａの第２貯水タンクＷＰ２ｂ近傍にはヒータＨ３が設けられていて、管路１３ａ内の水、特に燃料電池モジュールＦＣＭから離れた位置の水が凍結しないように構成されている。

上述した第１貯水タンクＷＰ２ａと第２貯水タンクＷＰ２ｂとは、その熱容量を増大させて凍結防止を図る観点から一体的に構成することがより好ましく、ヒータＨ１及びヒータＨ２も一体的に構成することが好ましい。その例を図５及び図６に示す。図５は、第１貯水タンクＷＰ２ａと第２貯水タンクＷＰ２ｂとが横並びになるように一体的に構成し、第２貯水タンクＷＰ２ｂを燃料電池モジュールＦＣＭの内側に近くなるように配置した例を示している。図６は、第１貯水タンクＷＰ２ａと第２貯水タンクＷＰ２ｂとが縦並びになるように一体的に構成し、第２貯水タンクＷＰ２ｂを燃料電池モジュールＦＣＭ側（上側）になるように配置した例を示している。また、図４に示したヒータＨ１及びヒータＨ２を一体的なヒータＨ１２として構成し、第１貯水タンクＷＰ２ａと第２貯水タンクＷＰ２ｂとの双方を暖めることができるように配置している。

本実施形態では、第２貯水タンクＷＰ２ｂに純水を溜めて、圧送能力の低いパルスポンプ１３１で少量の水を燃料電池モジュールＦＣＭ（改質器ＲＦ）に供給している。従って、気温の低い冬季等にあっては凍結しやすくなるので、第１貯水タンクＷＰ２ａと第２貯水タンクＷＰ２ｂとを一体的に構成されたタンクを内部で分割することで形成し、全体の熱容量を大きくして凍結しにくくしている。更に、第１貯水タンクＷＰ２ａと第２貯水タンクＷＰ２ｂとを一体的に構成することで、貯水タンクＷＰを小型化し、ひいては燃料電池システムＦＣＳ全体を小型化することが可能となる。

また、純水を貯留する第２貯水タンクＷＰ２ｂを第１貯水タンクＷＰ２ａよりも高温となる側に配置しているので、より凍結しやすい第２貯水タンクＷＰ２ｂを凍結しにくい環境に配置することで、凍結しにくくしている。具体的には、図５に示すように、第２貯水タンクＷＰ２ｂが第１貯水タンクＷＰ２ａよりも燃料電池モジュールＦＣＭの内側寄りに配置されている。純水を貯留する第２貯水タンクＷＰ２ｂを第１貯水タンクＷＰ２ａよりも高温となる燃料電池モジュールＦＣＭの内側寄りに配置しているので、より凍結しやすい第２貯水タンクＷＰ２ｂを凍結しにくい環境に配置することで、凍結しにくくしている。

また、図５及び図６に示すように、第１貯水タンクＷＰ２ａと第２貯水タンクＷＰ２ｂを加熱するように設けられた一体のヒータＨ１２（タンク加熱部）を第１貯水タンクＷＰ２ａ及び第２貯水タンクＷＰ２ｂの外側に備えている。このように、一体的に形成された第１貯水タンクＷＰ２ａと第２貯水タンクＷＰ２ｂを加熱するヒータＨ１２を一体のものとして設けているので、加熱制御がしやすくなると共に、燃料電池システムＦＣＳ全体を小型化することが可能となる。

また、図５及び図６に示すように、第１貯水タンクＷＰ２ａ及び第２貯水タンクＷＰ２ｂは燃料電池モジュールＦＣＭの下方に配置され、第２貯水タンクＷＰ２ｂから燃料電池モジュールＦＣＭへ配管が立ち上がり、その配管の燃料電池モジュールＦＣＭ寄りに第２ポンプが配置されている。燃料電池モジュールＦＣＭの下方に配置されている第２貯水タンクＷＰ２ｂから立ち上がる配管の燃料電池モジュールＦＣＭ寄りの位置にパルスポンプ１３１を配置しているので、パルスポンプ１３１を燃料電池モジュールＦＣＭの改質器ＲＦ近傍に配置することができる。従って、パルスポンプ１３１を作動させるとすぐに水を改質器ＲＦに供給することができ、改質器ＲＦの水枯れを防止できる。また、送り出す水量が少なく、純水を送り出すパルスポンプ１３１を燃料電池モジュールＦＣＭの近傍に配置することで、燃料電池モジュールＦＣＭが発する熱をパルスポンプ１３１が受けることが可能となり、パルスポンプや配管を凍結しにくくしている。

また、図５及び図６に示すように、第２貯水タンクＷＰ２ｂから燃料電池モジュールＦＣＭに至る配管の第２貯水タンクＷＰ２ｂ寄りの領域にのみヒータＨ３（配管加熱部）を備えている。このようにヒータＨ３を設けているので、配管の下方を加熱することでその熱を上方に伝達させることができ、少ないエネルギーで配管全体を効率的に暖めることができる。

また、上述した本実施形態では、ヒータＨ１２（タンク加熱部）は第１作動温度以下になると作動し、ヒータＨ３（配管加熱部）は第２作動温度以下になると作動するものであって、第１作動温度よりも第２作動温度が高いように構成されている。

本実施形態では、第１貯水タンクＷＰ２ａ及び第２貯水タンクＷＰ２ｂを一体的に構成して熱容量を大きくし比較的凍結しにくいように構成する一方で、第２貯水タンクＷＰ２ｂから改質器ＲＦへと供給する水は純水でありその流れは少なく比較的凍結しやすい。そのため、第２貯水タンクＷＰ２ｂから改質器ＲＦへと向う配管を加熱するヒータＨ３（配管加熱部）の第２作動温度をヒータＨ１２（タンク加熱部）の第１作動温度よりも高くすることで、配管の凍結を確実に防止することができる。このように凍結しやすい配管を効果的に暖めることに加え、ヒータＨ１２（タンク加熱部）の第１作動温度を低くすることで、比較的凍結しにくい貯水タンクＷＰ２を無駄に暖めることがないので、無駄なエネルギーを使うことなく効果的に凍結防止を図ることができる。

ＡＤＵ：補器ユニット
ＡＨ１：ヒータ
ＡＨ２：ヒータ
ＡＰ：空気供給部
ＡＰ１ａ，ＡＰ１ｂ：流量調整ユニット
ＡＰ２：電磁弁
ＡＴＲ：オートサーマル改質反応
ＡＴＲ１：オートサーマル改質反応
ＡＴＲ２：オートサーマル改質反応
ＣＢ：制御ボックス
ＣＥ：燃料電池セル
ＣＯＤ：一酸化炭素検知器
ＣＳ：燃料電池システム制御部
ＣＳ１：操作装置
ＣＳ２：表示装置
ＣＳ３：報知装置
ＤＳ１：改質器温度センサ
ＤＳ２：スタック温度センサ
ＤＳ３：排気温度センサ
ＤＳ４：改質器内圧力センサ
ＤＳ５：水位センサ
ＤＳ６：水流量センサ
ＤＳ７：燃料流量センサ
ＤＳ８：改質用空気流量センサ
ＤＳ９：発電用空気流量センサ
ＤＳ１０：電力状態検出部
ＤＳ１１：貯湯状態検出センサ
ＤＳ１２：一酸化炭素検出センサ
ＤＳ１３：可燃ガス検出センサ
ＥＰ：電力取出部
ＥＰ１：電力取出ライン
ＦＣ：燃料電池
ＦＣ１：発電室
ＦＣ２：燃焼室
ＦＣＭ：燃料電池モジュール
ＦＣＳ：燃料電池システム
ＦＰ：燃料供給部
ＦＰ１：流量調整ユニット
ＦＰ２：脱硫器
ＦＰ４，ＦＰ５：ガス遮断弁
ＧＤ１，ＧＤ２：可燃ガス検知器
ＨＷ：温水製造装置
ＭＶ：混合部
ＰＯＸ：部分酸化改質反応
ＲＦ：改質器
ＲＦ１：改質部
ＲＦ２：蒸発部
ＳＣ：燃料電池システム制御部
ＳＲ：水蒸気改質反応
ＷＰ：水供給部
ＷＰ１：流量調整ユニット
ＷＰ２：貯水タンク

Claims (9)

1. 固体電解質形の燃料電池セルを含む燃料電池システムであって、
   前記燃料電池セルに供給する燃料ガスの水蒸気改質を行う改質器と、前記改質器に水を供給するための水供給手段と、を備え、
   前記水供給手段は、
   前記改質器に供給する水を貯水する貯水タンクと、
   前記改質器に供給する水を純水とするための逆浸透膜と、を有し、
   前記貯水タンクは、前記逆浸透膜よりも上流側に配置されている第１タンクと、前記逆浸透膜よりも下流側である前記改質器側に配置されている第２タンクとによって構成され、
   前記第１タンクに溜められた水を前記逆浸透膜を通して前記第２タンクに圧送する第１ポンプと、前記第２タンクに溜められた水を前記改質器に圧送する第２ポンプとが設けられており、
   前記第２ポンプの圧送能力は前記第１ポンプの圧送能力よりも低いことを特徴とする燃料電池システム。
2. 前記第１タンクに溜められる水は、上水道から供給される水又は前記燃料電池システムに備えられた熱交換器において結露する水であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
3. 前記貯水タンクは、一体的に構成されたタンクを内部で分割して前記第１タンクと前記第２タンクとが構成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
4. 前記第２タンクは前記第１タンクよりも温度が高くなる側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池システム。
5. 前記第２タンクが前記第１タンクよりも前記燃料電池及び前記改質器を含む燃料電池モジュールの内側寄りに配置されていることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システム。
6. 前記第１タンク及び前記第２タンクを加熱するように設けられた一体のタンク加熱部を備えることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池システム。
7. 前記第１タンク及び前記第２タンクは前記燃料電池及び前記改質器を含む燃料電池モジュールの下方に配置され、
   前記第２タンクから前記燃料電池モジュールへ配管が立ち上がり、その配管の前記燃料電池モジュール寄りに前記第２ポンプが配置されていることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池システム。
8. 前記配管の前記第２タンク寄りの領域にのみ配管加熱部を備えることを特徴とする請求項７に記載の燃料電池システム。
9. 前記タンク加熱部は第１作動温度以下になると作動し、前記配管加熱部は第２作動温度以下になると作動するものであって、
   前記第１作動温度よりも前記第２作動温度が高いことを特徴とする請求項８に記載の燃料電池システム。

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