燃料电池系统的制作方法

1.本发明涉及一种燃料电池系统。


背景技术：

2.近年来，固体氧化物型燃料电池(sofc：solid oxide fuel cell)的开发不断推进。sofc是如下一种发电机构：在空气极生成的氧化物离子透过电解质向燃料极移动，在燃料极氧化物离子与氢或一氧化碳反应，由此产生电能。sofc在目前已知的燃料电池的形态中具有发电的动作温度最高(例如900℃～1000℃)且发电效率最高的特性。
3.以往，在具备多个固体氧化物型燃料电池筒状电池单体(sofc筒状单体)的固体氧化物型燃料电池堆(sofc堆)中，为了限制向各个sofc筒状单体内导入的燃料的流量，提出了一种在燃料的导入口设置节流孔的固体氧化物型燃料电池系统(例如，参照专利文献1)。根据该燃料电池系统，能够抑制由针对各sofc堆的燃料供给的不均匀引起的发电的偏差。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2015-185303号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的问题
8.另外，近年来，使用了sofc的发电方式作为面向co2削减的发电方式之一而受到期待，要求sofc的发电输出的大容量化。例如，为了实现sofc的发电输出的大容量化，考虑将串联连接多个固体氧化物型燃料电池单体(sofc单体)而得到的sofc堆捆扎多个来构成燃料电池盒(sofc盒)，采用具备多个该sofc盒的燃料电池模块。在这样的燃料电池盒中，在多个sofc堆中具有用于供给燃料的燃料供给集管、用于从sofc堆排出燃料的燃料排出集管、用于供给氧化剂气体的氧化剂气体供给集管以及用于从sofc堆排出氧化剂气体的氧化剂气体排出集管。
9.在燃料电池模块中具备多个sofc盒的情况下，在防止sofc堆(以及构成sofc堆的sofc单体)的劣化方面，使针对各个sofc盒的燃料的流量均匀化(均等配流)是重要的。在这样的燃料电池模块中应用专利文献1的sofc堆的情况下，只能利用节流孔对每个sofc堆调整燃料流量，难以使对各sofc盒供给的燃料的流量均匀化(均等配流)。
10.本发明是鉴于该实际情况而完成的，其目的之一在于提供一种能够使针对多个燃料电池盒的燃料的流量均匀化的燃料电池系统。
11.用于解决问题的方案
12.本发明的一个方式的燃料电池系统使用了燃料电池堆，所述燃料电池堆是将通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应进行发电的燃料电池单体串联连接而得到的，所述燃料电池系统的特征在于，具备：燃料电池盒，其经由集管向多个所述燃料电池堆分别供给所述燃料气体和所述氧化剂气体，另一方面经由集管分别排出燃料废气和氧化剂废气；燃料
气体供给管路，其用于向多个所述燃料电池盒供给燃料气体；燃料废气排出管路，其用于从多个所述燃料电池盒排出燃料废气；以及第一调整构件，其设置于所述燃料气体供给管路和所述燃料废气排出管路中的至少一方，用于调整所述燃料气体或所述燃料废气的流量，其中，在所述第一调整构件的至少一处具有挠性配管。
13.发明的效果
14.根据本发明，能够使针对燃料电池盒的燃料的流量均匀化。
附图说明
15.图1是表示本实施方式所涉及的燃料电池系统所具有的燃料电池模块的一例的立体图。
16.图2是表示本实施方式所涉及的燃料电池系统所具有的燃料电池模块的一例的俯视剖面图。
17.图3是表示第一实施方式所涉及的燃料电池系统的结构的框图。
18.图4是表示第二实施方式所涉及的燃料电池系统的结构的框图。
19.图5是表示第三实施方式所涉及的燃料电池系统的结构的框图。
20.图6是用于说明第三实施方式所涉及的燃料电池系统中的流量调整阀的控制方法的流程图
具体实施方式
21.以下，说明本实施方式所涉及的燃料电池系统所具有的燃料电池模块。图1是表示本实施方式所涉及的燃料电池系统所具有的燃料电池模块的一例的立体图。图2是表示本实施方式所涉及的燃料电池系统所具有的燃料电池模块的一例的俯视剖面图。在图2中，为了便于说明，省略后述的集管30，示出了后述的燃料气体配管4的入口配管40和氧化剂气体配管5的入口配管50。此外，以下所示的燃料电池模块只不过是一例，而本发明并不限定于此，能够进行适当变更。
22.如图1和图2所示，本实施方式所涉及的燃料电池模块1是在气密容器2的内部配置燃料电池盒3而构成的。气密容器2以覆盖燃料电池盒3的方式形成为有底圆筒状。具体地说，气密容器2具备圆形的底壁部(未图示)、从底壁部的外周缘向上方立起的圆筒形状的侧壁部21以及覆盖侧壁部21的上方开口的圆形的上壁部22。气密容器2例如由不锈钢等金属材料形成。
23.燃料电池盒3是将多个燃料电池堆(未图示)并列地设置(并列设置)而构成的，整体上具有长方体形状。燃料电池堆是将固体氧化物型燃料电池单体(sofc：solid oxide fuel cell)串联连接而构成的，例如形成为在图1的z方向即上下方向上长的中空圆筒形状。多个燃料电池堆例如在图1的x方向和y方向上以规定的间距并列地配置。各固体氧化物型燃料电池单体具有用空气极和燃料极夹着电解质层而得到的基本结构。sofc具有如下的发电机构：在空气极生成的氧化物离子透过电解质向燃料极移动，在燃料极氧化物离子与氢或一氧化碳反应，由此产生电能。
24.在本实施方式中，单个的燃料电池盒3由具有俯视时在x方向上长的矩形形状的长方体构成。另外，燃料电池盒3在气密容器2内沿作为短边方向的y方向并列地配置有两个。
在燃料电池盒3的上下端部设置有用于与后述的燃料气体配管4连接的第一集管30以及用于与氧化剂气体配管5连接的第二集管31。第一集管30、第二集管31具有大致长方体形状。燃料电池盒3经由第一集管30、第二集管31向燃料电池堆供给燃料气体和氧化剂气体，另一方面，经由第一集管30、第二集管31从燃料电池堆排出燃料废气和氧化剂废气。此外，燃料电池堆、燃料电池盒3的结构和布局不限定于此，能够适当变更。
25.另外，燃料电池模块1具备形成流路的配管，该流路用于将燃料气体或氧化剂气体作为供给气体来供给到燃料电池盒3。具体地说，配管具有形成燃料气体的流路的燃料气体配管4和形成氧化剂气体的流路的氧化剂气体配管5。作为燃料气体，例如使用城市燃气，作为氧化剂气体，例如使用空气。此外，氧化剂气体也可以在空气中混合其它气体。另外，燃料气体也可以被称为阳极气体，氧化剂气体也可以被称为阴极气体。
26.燃料气体配管4由入口配管40和出口配管41构成。入口配管40配置在侧壁部21的侧面上端侧，从气密容器2的外部连通到内部。在入口配管40的上游侧连接有未图示的燃料气体供给源。另外，入口配管40如图2所示那样在气密容器2的内侧按多个燃料电池盒3中的每一个进行分支。具体地说，入口配管40具有在燃料电池盒3的上方侧的中央分支成两部分的第一分支部42、从第一分支部42沿y方向延伸的一对第一分支配管43、在第一分支配管43的端部分支成两部分的第二分支部44、从第二分支部44沿x方向延伸的一对第二分支配管45、以及从第二分支配管45的端部向气密容器2的内侧(y方向)延伸并且向下方侧弯曲而与各燃料电池盒3的上端侧连接的连接配管46。
27.另外，出口配管41配置在各燃料电池盒3的下端侧。出口配管41配置在侧壁部21的侧面下端侧，从气密容器2的内部向外部突出。出口配管41构成为：具有与入口配管40同样的分支方式，在燃料电池盒3中反应后的燃料废气(阳极废气)向气密容器2的外部流动。
28.氧化剂气体配管5由入口配管50和出口配管51构成。入口配管50的上游侧与未图示的氧化剂气体供给源连接。另外，入口配管50在气密容器2的外侧按多个燃料电池盒3中的每一个进行分支。具体地说，入口配管50具有在侧壁部21的外侧分支成两部分的第一分支部52以及从第一分支部52沿着侧壁部21的外表面在水平方向上延伸的一对第一分支配管53。第一分支部52配置在燃料气体配管4的出口配管41的正上方。第一分支配管53分别沿着侧壁部21迂回并从与各燃料电池盒3的长边方向的侧面对应的侧壁部21的下端侧的侧面连接到内部。
29.如图2所示，各第一分支配管53具有在气密容器2的内部分支成两部分的第二分支部54以及从第二分支部54沿着侧壁部21的内表面在水平方向上延伸的一对第二分支配管55。第二分支配管55分别在侧壁部21的内表面与燃料电池盒3的侧面之间迂回到燃料电池盒3的外侧并与各燃料电池盒3的短边方向的侧面连接。
30.出口配管51具有从与各燃料电池盒3的长边方向的侧面对应的侧壁部21的上端侧的侧面突出的一对第三分支配管56以及使一对第三分支配管56合流的合流部57。第三分支配管56沿着侧壁部21的外表面迂回并在与燃料电池盒3的短边方向的侧面对应的侧壁部21的外侧连接于合流部57。合流部57位于燃料气体配管4的入口配管40的正下方。此外，为了便于说明，省略气密容器2内的出口配管51的结构。
31.如图1所示，以覆盖外周的方式在构成燃料气体配管4的入口配管40和出口配管41处设置了筒状的绝热罩6、7。另外，在构成氧化剂气体配管5的入口配管50和出口配管51处
设置了筒状的绝热罩8、9。这些绝热罩与气密容器2同样由不锈钢等金属材料形成，在这些绝热罩与各配管的外周面之间形成有规定的间隙。例如，通过在绝热罩与配管之间配置玻璃棉等高温用绝热材料(省略图示)，能够防止配管的热向外扩散。此外，绝热材料也可以设置在绝热罩的外周侧。另外，绝热材料也可以以缠绕绑扎线等金属制线的方式而被固定。
32.在像这样构成的燃料电池模块1中，来自燃料气体供给源的燃料气体经由燃料气体配管4被供给到燃料电池盒3。另一方面，来自氧化剂气体供给源的氧化剂气体经由氧化剂气体配管5被供给到燃料电池盒3。在燃料电池盒3内燃料气体和氧化剂气体发生化学反应，由此产生电能(直流电力)。所产生的直流电力例如通过未图示的逆变器而被转换为交流电力。反应后的燃料气体和氧化剂气体经由各个配管被排出到燃料电池模块1外。
33.另外，在燃料电池模块1中具备多个燃料电池盒3的情况下，在防止燃料电池堆(以及构成燃料电池堆的燃料电池单体)的劣化方面，使针对各个燃料电池盒3的燃料的流量均匀化(均等配流)是重要的。在使针对燃料电池盒3的燃料的流量均匀化的情况下，优选以不导致燃料电池模块1整体的大型化和制造成本的上升的方式实现该均匀化。特别是在将本发明应用于例如固体氧化物型燃料电池(sofc)或熔融碳酸盐型燃料电池(mcfc)的情况下，由于燃料电池堆由陶瓷构成，因此陶瓷烧制后的尺寸难以均匀化。因此，通过设计实现的尺寸的均匀化存在极限，每个燃料电池盒的燃料流量产生偏差(氧化剂气体也同样)。在动作最高点约为1000℃、电池堆的烧制温度超过1500℃的固体氧化物型燃料电池(sofc)中，该课题特别显著。
34.本发明人注意到，在燃料电池模块1中，在多个燃料电池盒3中流动的燃料气体的流量的不均匀对燃料流量的均匀化产生影响。而且，发现使燃料气体的流量按每个燃料电池盒一致有助于使针对燃料电池盒3的燃料的流量的均匀化，从而想到了本发明。
35.即，本发明所涉及的燃料电池系统的重点在于，对用于向多个燃料电池盒3供给燃料气体的燃料气体供给管路以及用于从多个燃料电池盒排出燃料废气的燃料废气排出管路中的至少一方设置挠性配管，来作为用于调整燃料气体或燃料废气的流量的调整构件的一部分，使燃料气体的流量按每个燃料电池盒一致。
36.根据本发明所涉及的燃料电池系统，由于对燃料气体供给管路和燃料废气排出管路中的至少一方设置挠性配管来作为用于调整燃料气体或燃料废气的流量的调整构件的一部分，因此能够使燃料气体的流量按每个燃料电池盒一致，因此能够使针对多个燃料电池盒的燃料的流量均匀化。
37.以下，说明本发明的实施方式所涉及的燃料电池系统的结构。
38.(第一实施方式)
39.图3是表示第一实施方式所涉及的燃料电池系统100的结构的框图。在图3中，为了便于说明，仅示出了与本发明相关联的构成要素。此外，在图3中，对于与图1共通的构成要素标注同一附图标记并省略说明。在图3中，用实线示出燃料气体、氧化剂气体等流体的流路。此外，为了方便，用单点划线示出sofc盒3内的流体的流路。
40.如图3所示，燃料电池系统100具有燃料电池模块1。在燃料电池模块1中设置有一对燃料电池盒(以下称为“sofc盒”)3(3a、3b)。此外，由于sofc盒3a、3b的结构共通，因此以sofc盒3a为代表进行说明。sofc盒3a具有氧化剂气体流路(阴极气体流路)32和燃料气体流路(阳极气体流路)34。
41.向氧化剂气体流路32的入口部32a供给反应空气鼓风机(氧化剂气体供给器)b10所取入的氧化剂气体(空气)及其它气体，从氧化剂气体流路32的出口部32b排出氧化剂废气。氧化剂气体(空气)经由将反应空气鼓风机b10的出口部b11与氧化剂气体流路32的入口部32a连接的氧化剂气体供给管路p10被供给到氧化剂气体流路32的入口部32a。然后，氧化剂废气经由与氧化剂气体流路32的出口部32b连接的氧化剂气体排出管路p11被从氧化剂气体流路32的出口部32b排出。
42.从燃料气体供给器(省略图示)向燃料气体流路34的入口部34a供给燃料气体(燃料)及其它气体。从燃料气体流路34的出口部34b排出燃料废气。燃料气体(燃料)经由将阀v10与燃料气体流路34的入口部34a连接的燃料气体供给管路p12被供给到燃料气体流路34的入口部34a。然后，燃料废气经由与燃料气体流路34的出口部34b连接的燃料气体排出管路p13被从燃料气体流路34的出口部34b排出。
43.在燃料电池系统100中，对氧化剂气体供给管路p10和氧化剂气体排出管路p11连接了热交换器h10。热交换器h10将在氧化剂气体排出管路p11中流动的氧化剂废气的热向在氧化剂气体供给管路p10中流动的氧化剂气体进行热交换。由此，用反应空气鼓风机b10取入的氧化剂气体(空气)在热交换器h10中被加热后供给到氧化剂气体流路32的入口部32a。
44.另外，在燃料电池模块1的外侧，在燃料气体排出管路p13与燃料气体供给管路p12之间连接了燃料气体再循环管路p14。在该燃料气体再循环管路p14中设置有用于使燃料废气进行再循环的鼓风机b12。从sofc盒3a、3b排出到燃料气体排出管路p13中的燃料废气的一部分被鼓风机b12取入到燃料气体再循环管路p14中，并被送入燃料气体供给管路p12。由此，来自燃料气体供给器(省略图示)的燃料气体(燃料)在通过与燃料废气混合而被加热后供给到燃料气体流路34的入口部34a。另外，随着燃料废气的再循环，能够将在燃料极产生的水分作为燃料气体的重整水来利用，因此能够省略用于在燃料电池模块1的运转中从外部供给重整水蒸气的结构。其结果是，能够使燃料电池系统小型化并且减少其制造成本。
45.在图3所示的燃料电池系统100中，例如，氧化剂气体供给管路p10由氧化剂气体配管5的入口配管50构成，氧化剂气体排出管路p11由氧化剂气体配管5的出口配管51构成(参照图1)。同样地，燃料气体供给管路p12由燃料气体配管4的入口配管40构成，燃料气体排出管路p13由燃料气体配管4的出口配管41构成。
46.在燃料电池系统100中，在燃料气体配管4的入口配管40中的与sofc盒3a连接的第一分支配管43中设置有流量调整构件(以下，简称为“调整构件”)ad10(参照图3)。调整构件ad10由用于调整在燃料气体配管4的入口配管40(第一分支配管43)中流向sofc盒3a的燃料气体的流量的构件构成。调整构件ad10是构成第一调整构件的一例的构件。此外，调整构件ad10也可以被称为在第一分支配管43中流动的燃料气体的阻力器。其它的调整构件也是同样的。
47.调整构件ad10能够以调整在燃料气体配管4的入口配管40(第一分支配管43)中流动的燃料气体的流量为条件来选择任意的构件。例如，调整构件ad10由挠性配管、节流孔、调节阀或它们的组合构成。在本实施方式中，第一分支配管43使用挠性配管，并且由配置在第一分支配管43与第二分支部44之间的节流孔43a来构成调整构件ad10构成(参照图2)。
48.通过由挠性配管构成调整构件ad10，能够一边吸收伴随燃料电池模块1的运转而
引起的配管的热延伸，一边调整入口配管40中的燃料气体的流量。此外，能够基于燃料电池模块1的运转中的实测数据进行燃料气体的流量的调整。例如在由挠性配管构成调整构件ad10的情况下，能够通过基于实测数据选择挠性配管的长度或弯曲情况来调整燃料气体的流量。
49.例如，在与sofc盒3a连接的第一分支配管43的流量比与sofc盒3b连接的第一分支配管43的流量少的情况下，设为通过提高在第一分支配管43中流动的流体的阻力来减少流量的方式。例如，在由挠性配管构成调整构件ad10的情况下，通过使挠性配管的长度延长或使形状弯曲，能够提高在第一分支配管43中流动的流体的阻力。
50.相反，在与sofc盒3a连接的第一分支配管43的流量比与sofc盒3b连接的第一分支配管43的流量多的情况下，以通过降低在第一分支配管43中流动的流体的阻力来降低流量的方式进行调整。例如，在由挠性配管构成调整构件ad10的情况下，通过将挠性配管的形状设为直线形状，能够降低在第一分支配管43中流动的流体的阻力。
51.此外，也可以通过在入口配管40中变更相应的部位的形态来构成调整构件ad10。例如，也可以通过变更相当于调整构件ad10的部位的配管直径或配管长度或者通过对相当于调整构件ad10的部位实施弯曲加工来构成调整构件ad10。通过像这样变更相应的部位的形态来构成调整构件ad10，由此能够减少制造燃料气体配管4所需的成本的上升。
52.这样，在第一实施方式所涉及的燃料电池系统100中，在与sofc盒3a连接的燃料气体配管4中设置有用于调整燃料气体的流量的调整构件ad10。由此，能够使在与sofc盒3a、3b连接的燃料气体配管4的入口配管40中流动的燃料气体的流量一致，因此能够使针对sofc盒3a、3b的燃料的流量均匀化。其结果是，能够防止由于针对sofc盒3的燃料的流量的不均匀而导致sofc堆(以及构成sofc堆的sofc单体)劣化，因此能够稳定地进行大容量的发电。
53.特别是由于在与sofc盒3连接的燃料气体配管4中设置调整构件ad10来调整在燃料气体配管4中流动的燃料气体的流量，因此与调整针对构成sofc盒3的sofc堆以及构成sofc堆的sofc单体的燃料气体的流量的情况相比，能够抑制制造燃料气体配管4所需要的成本的上升。其结果是，能够在抑制制造成本的上升的同时使针对sofc盒3的燃料的流量均匀化。
54.另外，在燃料电池系统100中，在氧化剂气体配管5的出口配管51中的与sofc盒3b连接的第三分支配管56中设置有调整构件ad20。调整构件ad20由与调整构件ad10同样的构件构成，由用于调整在氧化剂气体配管5的出口配管51(第三分支配管56)中流动的氧化剂气体的流量的构件构成。调整构件ad20构成第二调整构件的一例。
55.通过利用调整构件ad20调整在第三分支配管56中流动的氧化剂气体的流量，能够使在与sofc盒3a、3b连接的双方的第三分支配管56中流动的氧化剂废气的流量一致。因此，能够使从sofc盒3a、3b排出的氧化剂废气的流量均匀化。其结果是，能够避免由于来自sofc盒3的氧化剂废气的流量的不均匀而导致任一个sofc盒3的温度上升的情形，因此能够防止sofc盒3的破损等。
56.(第二实施方式)
57.第二实施方式所涉及的燃料电池系统与第一实施方式所涉及的燃料电池系统100的不同之处在于：在燃料气体配管4的入口配管40中配置的流量调整构件的数量以及在氧
化剂气体配管5的出口配管51中配置的流量调整构件的数量。
58.以下，以与第一实施方式所涉及的燃料电池系统100的不同点为中心来说明第二实施方式所涉及的燃料电池系统的结构。图4是表示第二实施方式所涉及的燃料电池系统200的结构的框图。此外，在图4中，对与图3共通的构成要素标注同一附图标记并省略说明。
59.如图4所示，在燃料电池系统200中，在燃料气体配管4的入口配管40中的第一分支配管43中除了设置有调整构件ad10以外，还设置有调整构件ad11。与调整构件ad10同样地，调整构件ad11由用于调整在燃料气体配管4的入口配管40(第一分支配管43)中流向sofc盒3b的燃料气体的流量的构件构成。此外，调整构件ad10、ad11既可以由同一构件构成，也可以由不同的构件构成。
60.在第二实施方式所涉及的燃料电池系统200中，由调整构件ad10和调整构件ad11这双方来调整在第一分支配管43中流动的燃料气体的流量。因而，与由单个调整构件ad10调整入口配管40的流量的情况相比，能够有效地调整入口配管40整体的流量。由此，能够使针对sofc盒3a、3b的燃料气体的流量高精度地均匀化。
61.另外，在燃料电池系统200中，在氧化剂气体配管5的出口配管51中的第三分支配管56中，除了设置有调整构件ad20以外，还设置有调整构件ad21。与调整构件ad20同样地，调整构件ad21由用于调整在氧化剂气体配管5的出口配管51(第三分支配管56)中流动的氧化剂气体的流量的构件构成。此外，调整构件ad20、ad21既可以由同一构件构成，也可以由不同的构件构成。
62.在第二实施方式所涉及的燃料电池系统200中，由调整构件ad20和调整构件ad21这双方来调整在第三分支配管56中流动的氧化剂气体的流量。因而，与由单个调整构件ad20调整出口配管51的流量的情况相比，能够有效地调整出口配管51整体的流量。由此，能够使从sofc盒3a、3b排出的氧化废气的流量高精度地均匀化。
63.(第三实施方式)
64.第三实施方式所涉及的燃料电池系统与第二实施方式所涉及的燃料电池系统200的不同之处在于：在燃料气体配管4的入口配管40以及氧化剂气体配管5的出口配管51配置的流量调整构件中包括调整阀，基于燃料电池模块1的状态来控制调整阀。另外，第三实施方式所涉及的燃料电池系统与第二实施方式所涉及的燃料电池系统200的不同点在于：为了确保作为流量调整构件的调整阀的动作，在燃料电池模块1的外部配置调整阀。基于燃料电池模块1的外部的调整阀的配置关系，变更了燃料气体配管4的入口配管40以及氧化剂气体配管5的出口配管51的一部分路径。
65.以下，以与第二实施方式所涉及的燃料电池系统200的不同点为中心来说明第三实施方式所涉及的燃料电池系统的结构。图5是表示第三实施方式所涉及的燃料电池系统300的结构的框图。此外，在图5中，对与图4共通的构成要素标注同一附图标记并省略说明。另外，在图5中，用实线示出燃料气体、氧化剂气体等流体的流路，用虚线示出燃料电池系统300的控制信号的信号线。
66.如图5所示，在燃料电池系统300中，在燃料气体配管4的入口配管40中的与sofc盒3a连接的第一分支配管43中设置有调整阀ad12，来代替调整构件ad10。在燃料电池系统300中，由于在第一分支配管43中设置调整阀ad12，因此与第二实施方式所涉及的燃料电池系统200不同，成为使第一分支配管43的一部分暴露在燃料电池模块1的外部的结构。调整阀
ad12在后述的控制部301的控制下，调整在燃料气体配管4的入口配管40(第一分支配管43)中流向sofc盒3a的燃料气体的流量。
67.另外，在燃料电池系统300中，在氧化剂气体配管5的出口配管51中的与sofc盒3b连接的第三分支配管56中设置调整阀ad22，来代替调整构件ad21。与调整阀ad12同样地，调整阀ad22在后述的控制部301的控制下，调整在氧化剂气体配管5的出口配管51(第三分支配管56)中流动的氧化剂气体的流量。
68.在燃料电池系统300中设置有用于检测sofc盒3a、3b的内部温度的温度传感器t和用于检测sofc盒3a、3b的电压的电压传感器v。另外，在面对sofc盒3a、3b的氧化剂气体供给管路p10中设置有用于检测氧浓度的浓度传感器(第一浓度检测部)s1。并且，在从sofc盒3a、3b起的燃料气体排出管路p13中设置有用于检测燃料废气浓度的浓度传感器(第二浓度检测部)s2。这些温度传感器t、电压传感器v以及浓度传感器s1、s2将检测结果输出到后述的控制部301。
69.另外，在燃料电池系统300中设置有对调整阀ad12、ad22进行控制的控制部301。控制部301基于从温度传感器t、电压传感器v以及浓度传感器s1、s2接收到的各种检测结果来控制调整阀ad12和/或调整阀ad22。例如，控制部301基于来自温度传感器t和/或浓度传感器s1的检测结果来控制调整阀ad22。由此，调整氧化剂气体配管5的出口配管51的流量的结果是，来自sofc盒3a、3b的空气(氧化剂气体)的流量被调整。另外，控制部301基于来自电压传感器v和/或浓度传感器s2的检测结果来控制调整阀ad12。由此，调整燃料气体配管4的入口配管40的流量的结果是，针对sofc盒3a、3b的燃料气体的流量被调整。
70.在此，参照图6说明在燃料电池系统300中对调整阀ad12、ad22进行控制的动作。图6是用于说明第三实施方式所涉及的燃料电池系统300中的调整阀ad12、ad22的控制的流程图。此外，在图6中，为了便于说明，对基于电压传感器v和温度传感器t的检测结果来控制调整阀ad12、ad22的情况进行说明。
71.在燃料电池系统300中，当通过燃料电池模块1开始发电时，控制部301判定sofc盒3a、3b的劣化可能性。在此，控制部301从与sofc盒3a、3b连接的电压传感器v获取电压值v1、v2(步骤(以下，称为“st”)601)。然后，控制部301判定电压值v1与电压值v2的差的绝对值是否大于预先决定的电压值v
t
(st602)。
72.在电压值v1与电压值v2的差的绝对值大于电压值v
t
的情况下(st602：“是”)，控制部301判定为sofc盒3a、3b有可能劣化。这是考虑到sofc盒3a、3b中的电压值v1、v2根据所供给的燃料气体的浓度而上升的特性。当sofc盒3a、3b中的电压值v1、v2中的一方低时，估计电压值低的一方的sofc盒3要劣化或正在劣化的可能性。因此，控制部301通过利用调整阀ad12调整入口配管40的流量，来调整向sofc盒3a、3b供给的燃料的流量(st603)。
73.在此，通过调整向sofc盒3a、3b供给的燃料的流量，使向sofc盒3a、3b供给的燃料的流量均匀化。由此，能够通过电压传感器v来避免针对被认定为电压值低的sofc盒3a、3b的燃料供给变少的情形，能够抑制该sofc盒3的劣化加剧。
74.在st603中调整了向sofc盒3a、3b供给的燃料的流量之后或者电压值v1与电压值v2的差的绝对值为电压值v
t
以下的情况下(st602：“否”)，控制部301判定sofc盒3a、3b的破损的可能性。在此，控制部301从与sofc盒3a、3b连接的温度传感器t获取温度t1、t2(st604)。然后，控制部301判定温度t1与温度t2的差的绝对值是否大于预先决定的温度t
t
(st605)。
75.在温度t1与温度t2的差的绝对值大于温度t
t
大的情况下(st605：“是”)，控制部301判定为sofc盒3a、3b有可能破损。这是考虑到当sofc盒3a、3b的温度t1、t2极度上升时会破损的情况。当sofc盒3a、3b的温度t1、t2中的一方低时，估计温度高的一方的sofc盒3发生破损的可能性。因此，控制部301通过利用调整阀ad22调整出口配管51的流量，来调整从sofc盒3a、3b排出的空气(氧化剂废气)的流量(st606)。
76.在此，通过调整从sofc盒3a、3b排出的空气(氧化剂废气)的流量，使向sofc盒3a、3b供给的空气的流量均匀化。由此，能够通过温度传感器t来避免被认定为温度高的sofc盒3a、3b的温度极度上升的情形，能够抑制该sofc盒3的破损。
77.另一方面，在温度t1与温度t2的差的绝对值为温度t
t
以下的情况下(st605：“否”)，控制部301使处理返回到st601，重复进行st601～st606的处理。即，控制部301重复进行sofc盒3a、3b的劣化可能性以及sofc盒3a、3b的破损可能性的判定动作。在st606中，在调整了从sofc盒3a、3b排出的空气的流量之后，控制部301结束一系列的动作。然后，在动作结束后，例如在经过固定时间后再次执行图6所示的控制。
78.这样，在第三实施方式所涉及的燃料电池系统300中，基于sofc盒3a、3b的电压值来调整在燃料气体配管4的入口配管40(第一分支配管43)中流动的燃料气体的流量。由此，能够根据sofc盒3a、3b的电压状况灵活地调整燃料气体的流量，能够使针对sofc盒3a、3b的燃料气体的流量高精度地均匀化。
79.另外，在第三实施方式所涉及的燃料电池系统300中，基于sofc盒3a、3b的温度来调整在氧化剂气体配管5的出口配管51(第三分支配管56)中流动的氧化剂废气的流量。由此，能够根据sofc盒3a、3b的温度状况灵活地调整氧化剂废气的流量，能够使从sofc盒3a、3b排出的氧化剂废气的流量高精度地均匀化。
80.在图6所示的流程中，说明了基于电压传感器v和温度传感器t的检测结果来控制调整阀ad12、ad22的情况。然而，在控制调整阀ad12、ad22时利用的传感器的检测结果不限定于此，能够适当变更。例如，控制部301也可以基于浓度传感器s1的检测结果来控制调整阀ad22，基于浓度传感器s2的检测结果来控制调整阀ad12。这样，即使在使用浓度传感器s1、s2的检测结果来控制调整阀ad12、ad22的情况下，也能够得到与上述实施方式同样的效果。
81.此外，本发明不限定于上述实施方式，能够进行各种变更来实施。在上述实施方式中，附图所图示的构成要素的大小、形状、功能等不限定于此，能够在发挥本发明的效果的范围内进行适当变更。此外，只要不脱离本发明的目的的范围，就能够进行适当变更来实施。
82.例如，在上述第三实施方式所涉及的燃料电池系统300中，对在氧化剂气体配管5的出口配管51(第三分支配管56)中配置调整阀ad22来调整在出口配管51中流动的氧化剂废气的流量的情况进行了说明。然而，调整阀ad22的配置并不限定于此，能够进行适当变更。
83.例如，调整阀ad22也可以设置于氧化剂气体供给管路p10(氧化剂气体配管5的入口配管50)的一部分。在该情况下，调整阀ad22既可以配置在燃料电池模块1的内部，也可以配置在燃料电池模块1的外部。在前者的情况下，设置在入口配管50的第二分支配管55中，在后者的情况下，设置在入口配管50的第一分支配管53中。在燃料电池模块1的外部(入口
配管50的第一分支配管53)中设置调整阀ad22的情况下，不需要在燃料电池模块1中准备用于配置调节阀ad22的空间，因此能够使燃料电池模块1的尺寸小型化。
84.此外，在以上的实施例中，说明了固体氧化物型燃料电池(sofc)，但本发明不限于此，只要是具有对于多个燃料电池堆分别供给或排出燃料气体和氧化剂气体的集管的燃料电池，就能够应用本发明，这是不言而喻的。作为这样的燃料电池，例如存在固体高分子型燃料电池(pefc)、磷酸型燃料电池(pafc)、熔融碳酸盐型燃料电池(mcfc)。
85.下面，整理上述实施方式中的特征点。
86.上述实施方式中记载的燃料电池系统，使用了燃料电池堆，所述燃料电池堆是将通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应进行发电的燃料电池单体串联连接而得到的，所述燃料电池系统的特征在于，具备：多个燃料电池盒，其具备集管，所述燃料电池盒是将所述燃料电池堆并列配置而构成的，经由集管向多个所述燃料电池堆分别供给所述燃料气体及和所述氧化剂气体，另一方面经由集管、分别排出燃料废气和氧化剂废气；燃料气体供给管路，其用于向多个所述燃料电池盒供给燃料气体；燃料废气排出管路，其用于从多个所述燃料电池盒排出燃料废气；以及第一调整构件，其设置于所述燃料气体供给管路和所述燃料废气排出管路中的至少一方，用于调整所述燃料气体或所述燃料废气的流量，其中，在所述第一调整构件的至少一处具有挠性配管。
87.另外，上述实施方式中记载的燃料电池系统的特征在于，具备：氧化剂气体供给管路，其用于向所述燃料电池盒供给氧化剂气体；氧化剂气体排出管路，其用于从所述燃料电池盒排出氧化剂废气；以及第二调整构件，其设置于所述氧化剂气体供给管路和所述氧化剂气体排出管路中的至少一方，用于调整所述氧化剂气体或所述氧化剂废气的流量，其中，在所述第二调整构件的至少一处具有挠性配管。
88.另外，上述实施方式中记载的燃料电池系统的特征在于，在所述第一调整构件和所述第二调整构件中的至少一方具备调整阀。
89.另外，上述实施方式中记载的燃料电池系统的特征在于，还具备控制所述调整阀的控制部。
90.另外，上述实施方式中记载的燃料电池系统的特征在于，具备温度检测部，所述温度检测部检测所述燃料电池盒的温度，所述控制部根据所述温度检测部的检测结果来控制所述调整阀。
91.另外，上述实施方式中记载的燃料电池系统的特征在于，具备电压检测部，所述电压检测部检测所述燃料电池盒的电压，所述控制部根据所述电压检测部的检测结果来控制所述调整阀。
92.另外，上述实施方式中记载的燃料电池系统的特征在于，具备第一浓度检测部，所述第一浓度检测部检测从所述燃料电池盒排出的所述氧化剂气体的浓度，所述控制部根据所述第一浓度检测部的检测结果来控制所述调整阀。
93.另外，上述实施方式中记载的燃料电池系统的特征在于，具备第二浓度检测部，所述第二浓度检测部检测向所述燃料电池盒供给的所述燃料气体的浓度，所述控制部根据所述第二浓度检测部的检测结果来控制所述调整阀。
94.另外，上述实施方式中记载的燃料电池系统的特征在于，作为所述燃料电池单体，具有固体氧化物型电池单体。
95.产业上的可利用性
96.如以上所说明的那样，本发明具有能够使针对燃料电池盒的燃料的流量均匀化的效果，特别是对于具备固体氧化物型燃料电池模块的燃料电池系统是有用的。
97.本技术基于2019年12月25日申请的日本特愿2019-234467。该内容全部包含于此。