特許 6452744 燃料電池システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6452744

(24)【登録日】2018年12月21日

(45)【発行日】2019年1月16日

(54)【発明の名称】燃料電池システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04 20160101AFI20190107BHJP

   H01M 8/24 20160101ALI20190107BHJP

   H01M 8/12 20160101ALI20190107BHJP

【ＦＩ】

   H01M8/04 Z

   H01M8/24

   H01M8/12

【請求項の数】6

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2017-46687(P2017-46687)

(22)【出願日】2017年3月10日

(65)【公開番号】特開2018-152207(P2018-152207A)

(43)【公開日】2018年9月27日

【審査請求日】2018年7月30日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000220262

【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中島 達哉

【審査官】 橋本 敏行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−３００１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２０３２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１６３０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／００８２２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−２５０２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３１１３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３０３６２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ８／００−８／２４９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料ガスと空気との化学反応によって発電するスタックモジュールを少なくとも１つ含む多段の燃料電池スタック群と、
筐体の内部の雰囲気が予め定めた温度に維持され、当該筐体に前記多段の燃料電池スタック群を収容するホットボックスと、
前記ホットボックスの前記筐体の内外を貫通し、前記多段の燃料電池スタック群に対応して接続される少なくとも一対の端子とを有し、
前記スタックモジュール及び前記燃料電池スタック群の汎用性と、前記ホットボックス内の温度維持性との関係によって定まるタイプ毎に、前記ホットボックスの内外を貫通する前記一対の端子のセット数を特定したことを特徴とする燃料電池システム。

【請求項2】

前記燃料電池スタック群が、電気的に独立した複数のスタックモジュールを含む場合は、前記一対の端子が前記複数のスタックモジュール毎に接続され、
前記燃料電池スタック群が、電気的に相互に接続された複数のスタックモジュールを含む場合は、前記一対の端子が前記燃料電池スタック群の各々に接続され、
前記多段の燃料電池スタック群が、電気的に相互に接続されている場合は、前記一対の端子が初段の燃料電池スタック群の一方の極に接続されると共に最終段の燃料電池スタック群の他方の極に接続される、
ことを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。

【請求項3】

端子間を開成又は閉成するスイッチをさらに有し、
前記スイッチの開成及び閉成により、前記燃料電池スタック群を一括又は個別に接続することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の燃料電池システム。

【請求項4】

端子間を開成又は閉成するスイッチと、
前記スタックモジュールを、前記スイッチの開成及び閉成により、電気的に切り離す切り離し制御手段と、
をさらに有する請求項１又は請求項２記載の燃料電池システム。

【請求項5】

端子間を開成又は閉成するスイッチと、
前記多段の燃料電池スタック群の各々を、前記スイッチの開成及び閉成により、電気的に切り離す切り離し制御手段と、
をさらに有する請求項１又は請求項２記載の燃料電池システム。

【請求項6】

前記ホットボックスには、内外を貫通する端子群が集約して埋め込まれ、着脱可能なコネクタ端子ユニットが設けられ、前記コネクタ端子ユニットの端子群が前記一対の端子として利用されることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項記載の燃料電池システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料電池システムに関する。

【背景技術】

【0002】

燃料電池システムにおいて、エネルギー利用効率を向上させるための構成として、燃料電池スタックを複数設け、前段の燃料電池スタックから排出された使用済みの燃料ガス中の未反応の燃料ガスを、後段の燃料電池スタックで再生燃料ガスとして再利用する多段式が知られている。多段式の燃料電池システムは、使用済みの燃料ガスに含まれる水蒸気や二酸化炭素(ＣＯ₂)を除去できれば、反応に寄与する水素及び一酸化炭素の濃度が増加することで、再生燃料ガスが供給される燃料電池スタックの性能向上が見込める。

【0003】

ここで、多段式の燃料電池システムではないが、複数の中空型セルを並列接続したモジュールを２個以上直列接続した燃料電池において、各中空型セルから効率良く電流を取り出し、発電効率を高める燃料電池が開示されている（特許文献１参照）。

【0004】

また、特許文献２には、燃料電池容器と、セル集合体と、陽極側電気取り出し部及び陰極側電気取り出し部とを備えた燃料電池が開示されている。

【0005】

特許文献２では、燃料電池容器の各電極取り出し部が、セル集合体で発電した電気を燃料電池容器外部に取り出すようになっている。

【0006】

さらに、特許文献３には、燃料電池セルと、燃料電池セルを収容するためのセル室を形成する容器部を構成するカバー部材及びベース部材と、を備え、燃料電池セルから電気を取り出すための電極棒をつなぐ電気接続部材を周辺部材と離間配置させている構造が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００７−６６７２３号公報

【特許文献2】特開２００７−６６７２３号公報

【特許文献3】特開２００７−６６７２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

例えば、多段式燃料電池システムにおいては、雰囲気が外気よりも高温となるように断熱材を主材料として構成されたホットボックスに収容されている。このホットボックスに収容されたスタックモジュールに取り付けられた電極（端子）の取り出し部は、ホットボックスを貫通して外部に電気的に接続されることになる。

【0009】

しかしながら、電極の貫通によって、ホットボックスの断熱性が損なわれるため、その断熱性の損失分に相当する熱を補うために、燃料を追加する必要があり、発電効率に悪影響を及ぼすことになる。従って、発電効率を維持するためのホットボックス内の温度維持性を優先する場合は、ホットボックスを貫通する電極数は少ない方がよい。必要最小限の電極数は、陽極（プラス）端子と陰極（マイナス）端子の２個の端子でよい。

【0010】

一方、複数段の燃料電池スタック群及び各段を構成する複数のスタックモジュールの接続状態の汎用性を優先する場合は、それぞれの燃料電池スタック群（及びスタックモジュール）の陽極端子及び陰極端子をホットボックスから貫通させる方がよい。最大でスタックモジュールのそれぞれの陽極端子及び陰極端子の数となる。

【0011】

なお、個別にパワーコンディショナー等に接続された燃料電池スタック群又はスタックモジュールは、当該パワーコンディショナー等によって電圧又は電流が制御される。以下において、個別にパワーコンディショナー等に接続することを、「個別接続」という。また、燃料電池スタック群又はスタックモジュールを内部で直列に接続してパワーコンディショナー等に接続することを、「一括接続」という。

【0012】

なお、燃料電池スタック群（又はスタックモジュール）を一括接続した場合、何れか１つが故障を起こすと、全ての発電機能が遮断されることになり、汎用性のない端子の取り出しでは、故障していない燃料電池スタック群（又はスタックモジュール）も停止し、無駄となる場合がある。

【0013】

すなわち、燃料電池スタック群を備えた燃料電池システムにおいて、ホットボックス内の温度維持性と、電力の接続形態の汎用性とは二律背反の関係にあり、優先度の設定により、端子の取り出し数を考慮する必要があるが、上記特許文献１〜特許文献３を含む従来技術では、優先度についての考慮はなされていない。

【0014】

本発明は上記事実を考慮し、発電効率向上のためにホットボックス内の温度維持を優先するか、出力される電源の仕様の汎用性を優先するかによる選択を一意的に特定することができる燃料電池システムを得ることが目的である。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明は、燃料ガスと空気との化学反応によって発電するスタックモジュールを少なくとも１つ含む多段の燃料電池スタック群と、筐体の内部の雰囲気が予め定めた温度に維持され、当該筐体に前記多段の燃料電池スタック群を収容するホットボックスと、前記ホットボックスの前記筐体の内外を貫通し、前記多段の燃料電池スタック群に対応して接続される少なくとも一対の端子とを有し、前記スタックモジュール及び前記燃料電池スタック群の汎用性と、前記ホットボックス内の温度維持性との関係によって定まるタイプ毎に、前記ホットボックスの内外を貫通する前記一対の端子のセット数を特定したことを特徴とする燃料電池システムである。

【0016】

本発明によれば、ホットボックスは、筐体の内部の雰囲気が予め定めた温度に維持され、当該筐体に多段の燃料電池スタック群を収容する。ホットボックスには、多段の燃料電池スタック群の電極と電気的接続された一対の端子が設けられることで、外部に配線を取り出すことができる。

【0017】

このとき、一対の端子は、ホットボックスの筐体の内外を貫通し、多段の燃料電池スタック群に対応して接続される。

【0018】

このように端子を接続することで、例えば、発電効率向上のためにホットボックス内の温度維持を優先するか、出力される電源の仕様の汎用性を優先するかによる選択を一意的に特定することができる。

【0019】

なお、本発明において端子とは、ホットボックスの内外で電気ケーブルを接続する導電性部材に限定されるものではなく、例えば、ホットボックスの内外で、単一の電気ケーブルを貫通させるような構造の場合は、ホットッボックスの内外を通過する電気ケーブルの領域を端子と定義してもよい。

【0020】

また、本発明の多段の燃料電池スタック群は、例えば、下流側の燃料電池スタック群が、上流側の燃料電池スタック群から再生燃料ガスを受けて発電するように、多段に接続される場合がある。この構成において、各段の燃料電池スタック群が複数のスタックモジュールを備える場合は、同一の条件で発電するスタックモジュールの集合体としてもよい。

【0021】

本発明において、前記燃料電池スタック群が、電気的に独立した複数のスタックモジュールを含む場合は、前記一対の端子が前記複数のスタックモジュール毎に接続され、前記燃料電池スタック群が、電気的に相互に接続された複数のスタックモジュールを含む場合は、前記一対の端子が前記燃料電池スタック群の各々に接続され、前記多段の燃料電池スタック群が、電気的に相互に接続されている場合は、前記一対の端子が初段の燃料電池スタック群の一方の極に接続されると共に最終段の燃料電池スタック群の他方の極に接続される、ことを特徴とする。

【0022】

それぞれの燃料電池スタック群の構成において、適正な端子を設けることができる。

【0023】

本発明において、端子間を開成又は閉成するスイッチをさらに有し、前記スイッチの開成及び閉成により、前記燃料電池スタック群を一括又は個別に接続することを特徴とする。

【0024】

スイッチの開成又は閉成により、燃料電池スタック群を一括又は個別に接続することができ、汎用性を高めることができる。

【0025】

本発明において、端子間を開成又は閉成するスイッチと、前記スタックモジュールを、前記スイッチの開成及び閉成により、電気的に切り離す切り離し制御手段と、をさらに有する。

【0026】

スタックモジュールを、スイッチの開成及び閉成操作によって、電気的に切り離すことで、スタックモジュールを選択して発電を継続することができる。

【0027】

本発明において、端子間を開成又は閉成するスイッチと、前記多段の燃料電池スタック群の各々を、前記スイッチの開成及び閉成により、電気的に切り離す切り離し制御手段と、をさらに有する。

【0028】

燃料電池スタック群の各々でバイパスすることで、燃料電池スタック群を選択して発電を継続することができる。

【0029】

なお、本発明において、前記ホットボックスは、前記端子群の数に依存して変動する前記ホットボックスの雰囲気の温度維持性、及び、前記温度維持性とは二律背反の関係であり、前記端子群の数に依存して変動する配線組み合わせの汎用性、の相互の優先度に基づいて、端子群の数が選択されるようにしてもよい。

【0030】

すなわち、端子群の数に依存して変動するホットボックスの雰囲気の温度維持性、及び、温度維持性とは二律背反の関係であり、端子群の数に依存して変動する配線組み合わせの汎用性、の相互の優先度に基づいて、端子群の数を選択することができる。

【0031】

本発明において、前記ホットボックスには、内外を貫通する端子群が集約して埋め込まれ、着脱可能なコネクタ端子ユニットが設けられ、前記コネクタ端子ユニットの端子群が前記一対の端子として利用されることを特徴とする。

【0032】

端子の取り出し位置を集約することができるので、温度維持特性を向上させることができる。

【発明の効果】

【0033】

以上説明した如く本発明では、発電効率向上のためにホットボックス内の温度維持を優先するか、出力される電源の仕様の汎用性を優先するかによる選択を一意的に特定することができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本実施の形態に係る燃料電池システムの概略構成図である。

【図2】本実施の形態に係る燃料電池スタック群が収容されるホットボックスの構造を示す正面図であり、（Ａ）はＡタイプ、（Ｂ）はＢタイプ、（Ｃ）はＣタイプを示す。

【図3】本実施の形態に係る燃料電池スタック群が収容されるホットボックスの構造を示す正面図であり、（Ａ）はＤタイプ、（Ｂ）はＥタイプ、（Ｃ）はＦタイプを示す。

【図4】本実施の形態に係る燃料電池スタック群が収容されるホットボックスの構造を示す正面図であり、（Ａ）はＧタイプ、（Ｂ）はＨタイプ、（Ｃ）はＩタイプを示す。

【図5】（Ａ）本実施の形態に係るホットボックスの構造タイプにおける汎用性−温度維持性の形態を示す分布図、（Ｂ）はホットボックスの構造タイプの概略を示す図表である。

【図6】本実施の形態の制御部で実行される故障診断制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図7】変形例に係る本実施の形態に係る燃料電池スタック群が収容されるホットボックスの構造（Ｊタイプ）を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

図１に従い、本実施の形態に係る燃料電池システム１０の構成を、各部の機能と共に説明する。なお、本実施の形態の燃料電池システム１０は一例であり、各部において構造が適宜改造（増設、撤去を含む）される場合もあるが、発電する基本概念は変わることはない。

【0036】

燃料電池システム１０は、主要な構成として、気化器１２、改質器１４、燃料電池スタック群としての第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８、空気供給部４６、分離部２０、第１熱交換部３０、第２熱交換部３２、第３熱交換部３４、第４熱交換部３６、燃焼器４０、タンク４２、及び制御部４４を備えている。

【0037】

第１燃料電池スタック１６は、固体酸化物形の燃料電池スタックであり、積層された複数の燃料電池セルを有している。第１燃料電池スタック１６は、燃料ガス及び空気を同等の条件で受ける複数のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ「ｎは正の整数」（図２参照）で構成してもよい。

【0038】

第２燃料電池スタック１８は、固体酸化物形の燃料電池スタックであり、積層された複数の燃料電池セルを有している。第２燃料電池スタック１８は、燃料ガス及び空気を同等の条件で受ける複数のスタックモジュール１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ「ｎは正の整数」（図２参照）で構成してもよい。

【0039】

すなわち、本実施の形態の燃料電池システム１０は、燃料電池スタックが複数段（ここでは、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８の２段）とされた、多段式の燃料電池システム１０を構成している。なお、段数は、２段に限定されず、３段以上であってもよい。なお、空気は、各段共に、同等の条件で受けるようにしてもよい。

【0040】

気化器１２には、原料ガス管Ｐ１の一端が接続されており、原料ガス管Ｐ１の他端は図示しないガス源に接続されている。ガス源からは、ブロアＢによりガス（一例として、メタン）が気化器１２へ送出される。原料ガス管Ｐ１の中間部には、水を貯留するタンク４２からの水供給管Ｐ２が接続されている。タンク４２からは、ポンプＰにより、水（液相）が気化器１２へ送出される。

【0041】

気化器１２では、水が気化される。気化には、後述する燃焼器４０の熱が用いられる。なお、本実施形態では、原料ガスとしてメタンを用いるが、改質が可能なガスであれば特に限定されず、炭化水素燃料を用いることができる。炭化水素燃料としては、天然ガス、ＬＰガス（液化石油ガス）、石炭改質ガス、バイオガス、低級炭化水素ガスなどが例示される。

【0042】

気化器１２では、供給されたメタン及び水が混合されると共に、燃焼排ガス管Ｐ１０を流通する燃焼排ガスＧ６から熱を得て加熱され、水が気化され水蒸気となる。

【0043】

メタン及び水蒸気は、気化器１２から配管Ｐ３を介して改質器１４へ送出される。改質器１４では、改質反応により、水素を含む６００℃程度の燃料ガスＧ１が生成される。燃料ガスＧ１は、燃料ガス管Ｐ４を介して第１燃料電池スタック１６のアノード１６Ａに供給される。

【0044】

第１燃料電池スタック１６のカソード１６Ｂには、分離部２０の透過部２６から排出された透過部排出ガス（空気Ａと二酸化炭素及び水蒸気の混合気体）が、酸化ガスＧ５として酸化ガス管Ｐ５を経て供給される。これにより、第１燃料電池スタック１６では、化学反応により発電が行われる。

【0045】

上記化学反応により第１燃料電池スタック１６は発熱し、６５０℃程度の温度で発電が行われる。この発電に伴い燃料電池スタック１６のアノード１６Ａからは、アノードオフガスＧ３が排出される。また、カソード１６Ｂからは、カソードオフガスＧ２が排出され、カソードオフガスＧ２は、カソードオフガス管Ｐ６を通って第２燃料電池スタック１８のカソード１８Ｂへ供給される。

【0046】

アノード１６Ａから排出されたアノードオフガスＧ３は、アノードオフガス管Ｐ７に導かれ、第２熱交換部３２、第１熱交換部３０を経て、分離部２０の流入部２４へ流入される。第２熱交換部３２では、アノードオフガスＧ３の温度は、約６５０℃からある程度温度が低下し（８０℃〜１４０℃程度の低下）、第１熱交換部３０では、アノードオフガスＧ３の温度は、適温Ｔ０に近い温度まで下げられる。

【0047】

一方、空気供給部４６からは、制御部４４による分離部２０の温度Ｔのフィードバック制御により流量が制御された空気Ａが、空気供給管Ｐ８により、第１熱交換部３０を介して分離部２０の透過部２６へ送出される。第１熱交換部３０では、空気Ａの温度は、適温Ｔ０に近い温度、すなわち、第１熱交換部３０で熱交換が行われた後のアノードオフガスＧ３と略同じ温度となる。

【0048】

アノードオフガスＧ３は、第２熱交換部３２、第１熱交換部３０での熱交換を経て分離部２０の流入部２４へ流入され、二酸化炭素及び水蒸気の少なくとも一方が、分離膜２８を透過して透過部２６側へ移動することにより分離される。

【0049】

流入部２４からは再生燃料ガスＧ４が送出され、第４熱交換部３６、第２熱交換部３２を経て、６００℃程度に昇温され、再生燃料ガス管Ｐ９により第２燃料電池スタック１８のアノード１８Ａへ供給される。第２燃料電池スタック１８では、化学反応により発電が行われる。

【0050】

上記化学反応により第２燃料電池スタック１８は発熱し、６５０℃程度の温度で発電が行われる。アノード１８Ａ、カソード１８Ｂでの使用済ガスは、配管Ｐ１１、カソードオフ燃焼導入管Ｐ１２により各々燃焼器４０へ送出され、燃焼器４０で焼却に供される。

【0051】

燃焼器４０からの燃焼排ガスＧ６は、第３熱交換部３４、第４熱交換部３６、及び気化器１２を経て、燃焼排ガス管Ｐ１０によりタンク４２へ送出される。燃焼排ガスＧ６に含まれる水蒸気は、気化器１２からタンク４２までの経路やタンク４２内で冷却され、凝縮されてタンク４２に貯留される。その他の燃焼排ガスは、タンク４２から装置外に放出される。

【0052】

一方、透過部２６へ流入したスイープガスとしての空気Ａは、分離膜２８を透過して流入した二酸化炭素、水蒸気、及び、その他分離膜２８を透過したアノードオフガスＧ３中の気体と共に、透過部２６から送出される。

【0053】

送出された透過部排出ガスＧ７は、第３熱交換部３４を経て、酸化ガスＧ５として酸化ガス管Ｐ５によりカソード１６Ｂへ供給される。

【0054】

（燃料電池スタックの断熱）

【0055】

図２〜図４に示される如く、ここで、本実施の形態の第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８を含むほとんどの機器（図１の場合、分離部２４及びタンク４２を除く）は、ホットボックス５０に収容されている。

【0056】

ホットボックス５０は、主として断熱材によって筐体５０Ａが形成されており、当該筐体５０Ａに収容された第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８は、外気とは分離された雰囲気５０Ｂの環境下で、所定の温度（予め定めた許容範囲を含む）で維持される。

【0057】

ところで、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８は、それぞれ複数のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ（ｎは正の整数）で構成されている。言い換えれば、１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ毎に陽極（プラス極）及び陰極（マイナス極）を備え、適宜電気的に接続されることで、所定の電圧を出力することができる。

【0058】

出力される電圧は、制御部４４（図１参照）の一部を構成するパワーコンディショナー等によって電圧もしくは電流の少なくとも一方が制御され、電源として出力される。

【0059】

しかしながら、本実施の形態の燃料電池システム１０を含め、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８で発電した電力を、どのような電源としての仕様（電圧もしくは電流の少なくとも一方、容量等）とするかは、需要によって様々であり、一概に特定し得るものではない。従って、汎用性を持たせるためには、最も細く分類した単位（すなわち、スタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及びスタックモジュール１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ）毎に、ホットボックス５０から陽極とマイナス極とを取り出しておくことが好ましい。

【0060】

一方、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８は、ホットボックス５０によって、ほぼ一定の雰囲気温度の下で維持されることが、発電能力を保持するために重要であり、取り出す端子数は少ないことが好ましい。すなわち、本実施の形態の燃料電池システム１０（多段式〜では、燃焼器４０で得られる温度が少ないため、ホットボックス５０において、熱が逃げる要素（温度低下の要因となる端子数）を必要最小限まで減らすことが望ましい。

【0061】

すなわち、汎用性と、温度維持性とは、二律背反の関係にあり、優先度の設定によって、ホットボックス５０から取り出す端子数が異なることになる。言い換えれば、汎用性を優先するか、或いは、温度維持性を優先するかによって、ホットボックス５０内外における第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック（各１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎを含む）の配線構造が異なるため、予め、優先度に応じた配線構造を準備しておくことが重要となる。

【0062】

そこで、本実施の形態では、図５に示される如く、汎用性と温度維持性との関係において、それぞれの優位性に従って、ホットボックス５０から出力される端子数（構造的にはホットボックス５０の貫通孔数）の構成を分類することで、設定する優先度に基づいて、一意的にホットボックス５０から出力される端子数を特定することができるようにした。

【0063】

本実施の形態では、ホットボックス５０と、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８、及び、それぞれ複数のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎに設けられた電極（プラス極、マイナス極）の接続状態のバリエーションとして、９種類（図５（Ｂ）に示すＡタイプ〜Ｉタイプ）の構造を設定し、図５（Ａ）に示される如く、それぞれを、横軸が汎用性、縦軸が温度維持性としたチャートに分布した。

【0064】

図２〜図４は、各タイプ（Ａタイプ〜Ｉタイプ）のホットボックス５０の構造を示す概念図である。

【0065】

ホットボックス５０には、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８が収容され、ホットボックス５０内の雰囲気温度に維持されている。

【0066】

（Ａタイプ）

【0067】

図２（Ａ）に示される如く、Ａタイプは、第１燃料電池スタック１６のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び第２燃料電池スタック１８のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎのそれぞれのプラス極の端子５０Ｃ及びマイナス極の端子５０Ｃがホットボックス５０に設けられた端子５０Ｃを介して、外部に取り出されている。この状態では、それぞれが独立した個別接続である。取り出された端子５０Ｃは、様々なバリエーションの接続状態（一括接続又は個別接続）とすることができる。また、最小単位で取捨選択が可能である。

【0068】

図２（Ａ）に示される如く、Ａタイプは、最小単位で端子５０Ｃが取り出されているため汎用性が高く、端子５０Ｃの数が最も多いため温度維持性が低い位置に分布される（図５（Ａ）のＡ点参照）。

【0069】

（Ｂタイプ）

【0070】

図２（Ｂ）に示される如く、Ｂタイプは、第１燃料電池スタック１６のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び第２燃料電池スタック１８のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎのそれぞれのプラス極の端子５０Ｃ及びマイナス極の端子５０Ｃがホットボックス５０に設けられた端子５０Ｃを介して、外部に取り出されている。

【0071】

外部に取り出された第１燃料電池スタック１６のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎは、それぞれ一括に接続されている。

【0072】

また、外部に取り出された第２燃料電池スタック１８の１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎは、それぞれ一括に接続されている。

【0073】

すなわち、Ｂタイプは、第１燃料電池スタック１６と第２燃料電池スタック１８とが独立した形態（燃料電池スタック段数毎）で出力される。

【0074】

図２（Ｂ）に示される如く、Ｂタイプは、温度維持性はＡタイプと同等であるが、基本的には第１燃料電池スタック１６と第２燃料電池スタック１８の単位で既に接続状態であるため、Ａタイプよりも若干汎用性が低い位置に分布される（図５（Ａ）のＢ点参照）。

【0075】

（Ｃタイプ）

【0076】

図２（Ｃ）に示される如く、Ｃタイプは、第１燃料電池スタック１６のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び第２燃料電池スタック１８のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎのそれぞれのプラス極の端子５０Ｃ及びマイナス極の端子５０Ｃがホットボックス５０に設けられた端子５０Ｃを介して、外部に取り出されている。

【0077】

外部に取り出された第１燃料電池スタック１６のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎと、第２燃料電池スタック１８のスタックモジュール１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎとが一括に接続されている。

【0078】

すなわち、Ｃタイプは、第１燃料電池スタック１６と第２燃料電池スタック１８とが一体化した形態（スタック全段一括接続）で出力される。

【0079】

図２（Ｃ）に示される如く、Ｃタイプは、温度維持性はＡタイプ及びＢタイプと同等であるが、基本的には全てのスタック（第１燃料電池スタック１６と第２燃料電池スタック１８）が既に一括接続状態であるため、Ｂタイプよりも若干汎用性が低い位置に分布される（図５（Ａ）のＣ点参照）。

【0080】

なお、Ａタイプ、Ｂタイプ、及びＣタイプは、個別のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎから独立して端子５０Ｃが出力される構造において、１つのグループ（第１グループ）として分類可能であり、汎用性の差異は無視できる範囲であるため、図５（Ａ）の分布位置を同一としてもよい。

【0081】

（Ｄタイプ）

【0082】

図３（Ａ）に示される如く、Ｄタイプは、第１燃料電池スタック１６のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び第２燃料電池スタック１８のスタックモジュール１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎのそれぞれが、ホットボックス４０内で一括接続されており、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８が、それぞれ独立して一対の電極（プラス極及びマイナス極）が端子５０Ｃを介して、外部に取り出されている。

【0083】

このＤタイプの場合、本実施の形態では、燃料電池スタックの数が、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８の２基であるので、端子５０Ｃの数は、４となる（燃料電池スタック×２）。

【0084】

図３（Ａ）に示される如く、Ｄタイプは、第１燃料電池スタック１６、及び第２燃料電池スタック１８が独立した個別接続状態であり、温度維持性及び汎用性共に、Ａタイプ〜Ｆタイプの相対評価において平均的であり、原点位置に分布される（図５（Ａ）のＤ点参照）。言い換えれば、温度維持性及び汎用性の評価は、このＤタイプを基準として、Ａタイプ〜Ｃタイプ、Ｅタイプ及びＦタイプの評価が設定される。

【0085】

（Ｅタイプ）

【0086】

図３（Ｂ）に示される如く、Ｅタイプは、第１燃料電池スタック１６のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び第２燃料電池スタック１８のスタックモジュール１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎのそれぞれが、一括接続されており、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８が、それぞれ独立して一対の電極（プラス極及びマイナス極）が端子５０Ｃを介して、外部に取り出されている。

【0087】

また、外部に取り出された第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８は、一括接続されている。

【0088】

このＥタイプの場合、本実施の形態では、Ｄタイプと同様に燃料電池スタックの数が、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８の２基であるので、端子５０Ｃの数は、４となる（燃料電池スタック×２）。

【0089】

図３（Ｂ）に示される如く、Ｅタイプは、第１燃料電池スタック１６、及び第２燃料電池スタック１８が一括接続状態であり、温度維持性は平均的であるが、Ｄタイプよりも若干汎用性が低くなる位置に分布される（図５（Ａ）のＤ点参照）。

【0090】

なお、Ｄタイプ及びＥタイプは、燃料電池スタック単位で、端子５０Ｃが出力される構造において、１つのグループ（第２グループ）として分類可能であり、汎用性の差異は無視できる範囲であるため、図５（Ａ）の分布位置を同一としてもよい。

【0091】

（Ｆタイプ）

【0092】

図３（Ｃ）に示される如く、Ｆタイプは、第１燃料電池スタック１６のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び第２燃料電池スタック１８のスタックモジュール１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎのそれぞれが、ホットボックス４０内で一括接続され、かつ第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８がホットボックス４０内で一括接続されている。

【0093】

すなわち、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８の一方の電極（例えば、マイナス極）と、第２燃料電池スタック１８の一方の電極（例えば、プラス極）とがホットボックス５０内で接続された一括接続状態であり、第１燃料電池スタック１６の他方の電極（例えば、プラス極）と、第２燃料電池スタック１８の他方の電極（例えば、マイナス極）とが、それぞれ端子５０Ｃを介してホットボックス５０の外部に取り出されている。すなわち、最小数である２個の端子５０Ｃであり、温度維持性が最も高いが、汎用性は最も低い位置に分布される（図５（Ａ）のＦ点参照）。

【0094】

以下に示すＧタイプ、Ｈタイプ、Ｉタイプの３タイプは、上記Ａタイプ〜Ｆタイプの６タイプとの分類とは異なり、Ａタイプ〜Ｆタイプの追加機能という位置付けとなる。

【0095】

（Ｇタイプ）

【0096】

図４（Ａ）に示される如く、Ｇタイプは、第１燃料電池スタック１６のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び第２燃料電池スタック１８のスタックモジュール１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎのそれぞれのプラス極の端子５０Ｃ及びマイナス極の端子５０Ｃがホットボックス５０に設けられた単一のコネクタ端子５０Ｃを介して、外部に取り出されている。但し、単一のコネックタ端子内で端子同士は絶縁されており、ショートしない構成となっている。

【0097】

図４（Ａ）に示される如く、Ｇタイプは、最小単位でコネクタ端子５０Ｃが取り出されているが、コネクタ端子５０Ｃを用いる場合に、最小単位である必要はなく、全てのタイプ（Ａタイプ〜Ｆタイプ）に適用可能である。例えば、Ｅタイプの場合は、４線が集約されることになる。また、コネクタ端子５０Ｃは１箇所に限らず、複数の配線を束ねた複数のコネクタ端子５０Ｃを設けてもよい。さらには、プラス極とマイナス極とを分けてもよい。

【0098】

（Ｈタイプ）

【0099】

図４（Ｂ）に示される如く、Ｈタイプは、第１燃料電池スタック１６のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び第２燃料電池スタック１８のスタックモジュール１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎのそれぞれのプラス極及びマイナス極がホットボックス５０の内部で相互に接続され、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８のそれぞれ一対の電極（プラス極及びマイナス極）が端子５０Ｃを介して、外部に取り出されている（ここまでは、Ｅタイプと同一構成の例を示した）。

【0100】

また、Ｈタイプは、第１燃料電池スタック１６の一方の電極（例えば、マイナス極）と、第２燃料電池スタック１８の一方の電極（例えば、プラス極）とが、ホットボックス５０の外部において、スイッチ５２を介して接続されている。

【0101】

すなわち、Ｈタイプは、ホットボックス５０の外部で、各段の燃料電池スタック群の一括接続又は個別接続をスイッチ５２の閉成又は開成制御によって選択可能である。このようなホットボックス５０の外部に取り出した配線に、スイッチ切り替え機能を持たせる構成は、Ａタイプ〜Ｅタイプに適用可能である。

【0102】

（Ｉタイプ）

【0103】

図４（Ｃ）に示される如く、Ｉタイプは、第１燃料電池スタック１６のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び第２燃料電池スタック１８のスタックモジュール１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎのそれぞれのプラス極の端子５０Ｃ及びマイナス極の端子５０Ｃがホットボックス５０に設けられた端子５０Ｃを介して、外部に取り出されている。この状態では、それぞれが独立した個別接続であるが、取り出された端子５０Ｃは、様々なバリエーションの接続状態（一括接続又は個別接続）とすることができる。また、最小単位で取捨選択が可能である。

【0104】

ここで、Ｉタイプは、第１燃料電池スタック１６のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び第２燃料電池スタック１８のスタックモジュール１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎの電極間を導通させる第１スイッチ５４と、それぞれの電極の少なくとも一方に介在された第２スイッチ５６と、を備える。

【0105】

これにより、図４（Ｃ）に示される如く、一部のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ及び１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎの何れかが故障した場合、第１スイッチ５２及び第２スイッチ５４の開成及び閉成制御によって、当該故障したスタックモジュールを電気的に切り離すことができ（図４（Ｃ）の点線参照）、正常に稼働している他のスタックモジュールを有効利用するという特有の効果を得ることができる。

【0106】

Ａタイプ〜Ｆタイプは、図５（Ａ）に示される如く、温度維持性及び汎用性によって分類可能であるが、パワーコンディショナー等で電圧を昇圧するときの効率という観点で差別化することができる。効率は、パワーコンディションー等に投入される電圧が高い方が、つまりは出力端子数が少ない方が効率がよいため、Ｃタイプ、Ｅタイプ、及びＦタイプが、最も高効率である。次にＢタイプとＥタイプが、Ｃタイプ、Ｄタイプ、及びＦタイプの次に効率がよい。そして、Ａタイプが効率の面では最も低効率となる。

【0107】

また、追加機能としてのＧタイプは、効果として温度維持性を向上することができる。追加機能としてのＨタイプは、汎用性を向上することができる。さらに、Ｉタイプは、故障モジュールを切り離すことができ、燃料電池システムの損失を最小限に抑えることができる。

【0108】

以下に、本実施の形態の作用を説明する。

【0109】

（多段式燃料電池スタックの発電動作）

【0110】

本実施の形態の燃料電池システムでは、まず、初段である第１燃料電池スタックを対象として、気化器１２には、ガス源からメタンが供給されると共に、水が供給される。供給されたメタンと水は、混合されると共に、燃焼排ガスから熱を得て加熱され、水が気化され水蒸気となる。

【0111】

メタン及び水蒸気は、気化器１２から改質器１４へ送出される。改質器１４では、改質反応により、水素を含む６００℃程度の燃料ガスＧ１が生成される。燃料ガスＧ１は、第１燃料電池スタック１６のアノード１６Ａに供給される。第１燃料電池スタック１６のカソード１６Ｂには、酸化ガスＧ５が供給される。これにより、第１燃料電池スタック１６では、化学反応により発電が行われる。

【0112】

この発電に伴い燃料電池スタック１６のアノード１６Ａからは、アノードオフガスＧ３が排出される。また、カソード１６Ｂからは、カソードオフガスＧ２が排出され、カソードオフガスＧ２は、第２燃料電池スタック１８のカソード１８Ｂへ供給される。

【0113】

アノード１６Ａから排出されたアノードオフガスＧ３は、分離部２０の流入部２４へ流入され、二酸化炭素及び水蒸気の少なくとも一方が、分離膜２８を透過して透過部２６側へ移動することにより分離される。

【0114】

一方、空気供給部４６からは、空気Ａが分離部２０の透過部２６へ送出される。

【0115】

流入部２４からは再生燃料ガスＧ４が送出され、第２燃料電池スタック１８のアノード１８Ａへ供給される。第２燃料電池スタック１８では、化学反応により発電が行われる。

【0116】

第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８は、ホットボックス５０に収容され、外気とは分離された雰囲気温度（予め定めた許容範囲を含む）の下で維持される。この温度維持により、発電効率を最適な状態で安定させることができる。

【0117】

ここで、本実施の形態は、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８で発電した電力を、どのような電源としての仕様（電圧もしくは電流の少なくとも一方、容量等）とするかを、図５（Ａ）に示される如く、汎用性と温度維持性とのそれぞれの優先度に基づいて、一意的にホットボックス５０から出力される端子数を特定することができるようにした。

【0118】

本実施の形態の燃料電池システム１０の設計者又は利用者は、運転時の仕様に基づき、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８の電極の配線構造にバリエーションを持たせるための汎用性、並びにホットボックス５０の内部の雰囲気温度を維持し、発電効率を安定させるための温度維持性の何れを優先させるかを決定する。例えば、図５（Ａ）に示される如く、それぞれの特性を、原点を中心に、プラス側（特性が優位側となる事象と、マイナス側となる事象とに分類することで、大きく分けて４事象を設定する。

【0119】

その中で、決定した優先度に対応するタイプを選択する。以下に、選択要件を列挙する。

【0120】

（選択要件１） 温度維持性は低くてもよいが、汎用性の高い方がよい場合は、タイプＡ又はタイプＢを選択する。

【0121】

（選択要件２） 汎用性は低くてもよいが、温度維持性の高い方がよい場合は、タイプＦが選択される。

【0122】

（選択要件３） 温度維持性及び汎用性が共に平均的でよい場合は、タイプＤ又はタイプＥが選択される。

【0123】

（選択要件４） 選択したタイプに対して、Ｇタイプ又はＨタイプの構成を追加機能として適用可能である。

【0124】

（故障診断）

【0125】

燃料電池システム１０において、特に、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８は、それぞれ複数のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎで構成されている。

【0126】

このとき、その一部のスタックモジュールが故障した場合、全ての発電機能を失うことになる。

【0127】

そこで、故障診断により故障と診断したスタックモジュールを電気的に切り離すことができるようにした。

【0128】

図６は、制御部４４において実行される故障診断制御ルーチンの流れを示すフローチャートである。

【0129】

ステップ６０では、故障診断を実行する。例えば、スタックモジュール毎の電圧（起電力）を計測して、しきい値を逸脱しているか否かを判断する。電圧計測は、予め装置に電圧計を設置してもよいし、検査員が定期又は不定期に検査機を用いて計測した値を、手動又は自動で故障診断制御の入力部に入力するようにしてもよい。また、電圧計測は、装置の非稼働時であって稼働中であってもよい。

【0130】

次のステップ６２では、ステップ６０での故障診断の結果、故障しているスタックモジュールが有るか否かを判断する。

【0131】

ステップ６２で否定判定された場合は、故障したスタックモジュールは存在しないと判断し、このルーチンは終了する。

【0132】

また、ステップ６２で肯定判定された場合は、故障したスタックモジュールが存在していると判断し、ステップ６４へ移行して、故障したスタックモジュールを特定し、ステップ６６へ移行する。

【0133】

ステップ６６では、特定したスタックモジュールを、その他のスタックモジュールに対して電気的接続状態を回避（電気的に切り離す）するための、第１スイッチ５４と第２スイッチ５６のスイッチング状態を設定し、ステップ６８へ移行する。

【0134】

ステップ６８では、ステップ６６で設定したスイッチング状態に基づいて、第１スイッチ５４及び第２スイッチ５６のスイッチング処理を実行し、ステップ７０へ移行する。

【0135】

これにより、図４（Ｃ）の点線で示される如く、電流を故障したスタックモジュールを回避して流すことができ、一部のスタックモジュールの故障が起きても、その他のスタックモジュールで起電力を得ることができる。

【0136】

ステップ７０では、一部のスタックモジュールを電気的に切り離したことによる電圧の変化に基づき、パワーコンディショナー等による電圧もしくは電流の少なくとも一方の調整（コンバータの電圧もしくは電流の少なくとも一方の調整等）を実行し、このルーチンは終了する。

【0137】

以上説明した如く本発明では、多段式の燃料電池システム１０において、それぞれの段の燃料電池スタック（ここでは、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８）をホットボックス５０に収容することで、予め定めた雰囲気温度の環境下に維持することで、発電能力の安定化を図っている。

【0138】

一方、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８で発電した電力を、どのような電源としての仕様（電圧もしくは電流の少なくとも一方、容量等）とするかは、需要によって様々であり、一概に特定し得るものではない。そこで、本実施の形態では、電源としての仕様の汎用性と温度維持性との関係において、それぞれの優位性に従って、ホットボックス５０から出力される端子数の構成を分類することで、設定する優先度に基づいて、一意的にホットボックス５０から出力される端子数を特定することができるようにした。これにより、使用者が要求する汎用性及び温度維持性を維持した燃料電池システム１０を構築することができる。

【0139】

なお、本実施の形態では、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８、及び、それぞれ複数のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ、及び１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎに設けられた電極（プラス極、マイナス極）の接続状態、並びに端子数の組み合わせとして、Ａタイプ〜Ｆタイプ、及びＧタイプ〜Ｉタイプを例示したが、これらのタイプに限定されるものではなく、様々なタイプを図５（Ａ）の事象に分布させて、選択対象としてもよい。

【0140】

また、本実施の形態では、分離部２０を備えた燃料電池システム１０（図１参照）を一例として挙げたが、図１に示す燃料電池システム１０に限定されず、例えば、分離膜２０の有無を含め、吸収材の有無、アノードガスの凝縮の有無、排ガスの凝縮の有無等、異なるシステム構成であってもよい。

【0141】

さらに、本実施の形態では、図５（Ａ）に示される如く、評価項目として、汎用性と温度維持性を設定し、当該汎用性と温度維持性関係において、それぞれの優位性に従って、ホットボックス５０の貫通孔数の構成を分類するようにしたが、評価項目として、部品点数をいれてもよい。例えば、端子数が増えれば増えるほど、例えば、それぞれに電圧を昇圧する部品が必要となり、コストアップにつながる。評価項目が３以上の場合、図５（Ａ）の特性図に代えて、各タイプのレーダーチャートを生成することが好ましい。

【0142】

（変形例）

【0143】

前述したＩタイプ（図４（Ｃ）参照）は、一部のスタックモジュール１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ及び１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎの何れかが故障した場合、第１スイッチ５２及び第２スイッチ５４の開成及び閉成制御によって、当該故障したスタックモジュールを電気的に切り離し、正常に稼働している他のスタックモジュールを有効利用する構成としたが、図７に示される如く、Ｉタイプの変形例として、切り離しを燃料電池スタック群単位で切り離すようにしてもよい（Ｊタイプという）。

【0144】

図７に示される如く、Ｊタイプの構成は、各端子５０Ｃに接続された配線には、それぞれ第３スイッチ５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ、５５Ｄの第１接点ａが接続されている。また、各燃料電池スタック群の電極間には、第３スイッチ５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ、５５Ｄの第２接点側ｂで第４スイッチ５７Ａ、５７Ｂが介在されている。

【0145】

第１燃料電池スタック１６の一方の極性の電極１６Ｒと、第２の燃料電池スタック１８の他方の極性の電極１８Ｌは，図７の中央の２個の第３スイッチ５５Ｂ、５５Ｃがオンのとき、導通可能となっている。

【0146】

ここで、図７は、第１燃料電池スタック１６を切り離して、第２燃料スタック１８だけで運転する状態を図示している。なお、第３スイッチ５５及び第４スイッチ５７のそれぞれのオン・オフを切り替えることで、第２燃料電池スタック１８を切り離して、第１燃料スタック１６だけで運転する状態とすることができる。

【0147】

当然、第１燃料電池スタック１６及び第２燃料電池スタック１８に限らず、３以上の数の燃料電池スタックが存在する場合は、それぞれを個別に切り離すことができる。なお、故障診断制御は、図６のスタックモジュールを燃料電池スタックに読み替え、適宜第３スイッチ５５及び第４スイッチ５７の切り替えを制御すればよい。

【0148】

また、ここでは、スタックモジュールや燃料電池スタック群での故障時について述べたが、故障に限らず、それぞれのスタックモジュールや燃料電池スタック群に通電させたくない事情が生じた場合には、同様の手段で切り離すようにしてもよい。

【符号の説明】

【0149】

Ａ 空気
Ｐ ポンプ
Ｐ１ 原料ガス管
Ｐ２ 水供給管
Ｐ３ 配管
Ｐ４ 燃料ガス管
Ｐ５ 酸化ガス管
Ｐ６ カソードオフガス管
Ｐ７ アノードオフガス管
Ｐ８ 空気供給管
Ｐ９ 再生燃料ガス管
Ｐ１０ 燃焼排ガス管
Ｐ１１ 配管
Ｐ１２ カソードオフ燃焼導入管
Ｇ１ 燃料ガス
Ｇ２ カソードオフガス
Ｇ３ アノードオフガス
Ｇ４ 再生燃料ガス
Ｇ５ 酸化ガス
Ｇ６ 燃焼排ガス
Ｇ７ 透過部排出ガス
１０ 燃料電池システム
１２ 気化器
１４ 改質器
１６ 第１燃料電池スタック
１６Ａ アノード
１６Ｂ カソード
１６Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ スタックモジュール
１８ 第２燃料電池スタック
１８Ａ アノード
１８Ｂ カソード
１８Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ スタックモジュール
２０ 分離部
２４ 流入部
２６ 透過部
２８ 分離膜
３０ 第１熱交換部
３２ 第２熱交換部
３４ 第３熱交換部
３６ 第４熱交換部
４０ 燃焼器
４２ タンク
４４ 制御部
４６ 空気供給部
５０ ホットボックス
５０Ａ 筐体
５０Ｂ 雰囲気
５０Ｃ 端子
５２ スイッチ
５４ 第１スイッチ
５６ 第２スイッチ
５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ、５５Ｄ 第３スイッチ
５７Ａ、５７Ｂ 第４スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】