(57)【要約】【課題】燃焼部に燃焼検出センサを設けない場合であっても、加熱用燃料ガスや一酸化炭素ガスが高濃度のまま外部に排出されることを防止することが可能となる水素含有ガス生成装置を提供する。【解決手段】加熱用燃料ガスを燃焼させて改質処理部を加熱する燃焼部からの燃焼排ガスを外部に排気する排気ファン５８が備えられ、運転制御手段Ｃが、運転開始指令が指令されると、排気ファン５８を作動させる排気ファン作動処理を実行し、その後、燃焼部を燃焼作動させる燃焼処理を実行し、次に、改質処理開始用条件を満たすと改質処理部にて改質を行う改質処理を実行すべく運転を制御するように構成され、且つ、排気ファンが稼動状態であると予定されているときに、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、燃焼処理及び改質処理を実行しないように構成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素を含む原燃料ガスと水蒸気とを含む混合ガスを改質して水素ガスを含む改質ガスを生成する改質処理部と、
加熱用燃料ガスを燃焼させて前記改質処理部を加熱する燃焼部と、
前記改質処理部への原燃料ガスの供給を断続する原燃料ガス供給断続手段と、
前記改質処理部へ供給する水蒸気を生成する水蒸気生成手段と、
前記燃焼部への加熱用燃料ガスの供給を断続する加熱用燃料ガス供給断続手段と、
前記燃焼部に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給手段と、
前記改質処理部の温度を検出する改質温度検出手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
運転開始指令が指令されると、前記燃焼部を燃焼作動させる燃焼処理を実行し、次に、前記改質温度検出手段にて検出される温度が改質処理開始用条件を満たすと、前記改質処理部にて改質を行う改質処理を実行すべく、前記加熱用燃料ガス供給断続手段、前記燃焼用空気供給手段、前記原燃料ガス供給断続手段、及び、前記水蒸気生成手段の作動を制御するように構成された水素含有ガス生成装置であって、
前記運転制御手段が、
前記燃焼処理を開始してから前記改質処理を開始するまでの間において、前記改質温度検出手段にて検出される温度が初期時燃焼確認条件を満たさない場合には、前記燃焼処理を停止し、かつ、前記改質処理を開始した後において、前記改質温度検出手段にて検出される温度が改質時燃焼確認条件を満たさない場合には、前記燃焼処理及び前記改質処理を停止するように構成され、
前記燃焼部からの燃焼排ガスを外部に排気する排気ファンと、
前記排気ファンが回転している又は前記排気ファンによる通風が存在する稼動状態であるか否かを検出する排気ファン作動状態検出手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
前記排気ファンが前記稼動状態であると予定されているときに、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、前記燃焼処理及び前記改質処理を実行しないように構成されている水素含有ガス生成装置。
【請求項２】
炭化水素を含む原燃料ガスと水蒸気とを含む混合ガスを改質して水素ガスを含む改質ガスを生成する改質処理部と、
加熱用燃料ガスを燃焼させて前記改質処理部を加熱する燃焼部と、
前記改質処理部への原燃料ガスの供給を断続する原燃料ガス供給断続手段と、
前記改質処理部へ供給する水蒸気を生成する水蒸気生成手段と、
前記燃焼部への加熱用燃料ガスの供給を断続する加熱用燃料ガス供給断続手段と、
前記燃焼部に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給手段と、
前記改質処理部の温度を検出する改質温度検出手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
運転開始指令が指令されると、前記燃焼部を燃焼作動させる燃焼処理を実行し、次に、前記改質温度検出手段にて検出される温度が改質処理開始用条件を満たすと、前記改質処理部にて改質を行う改質処理を実行すべく、前記加熱用燃料ガス供給断続手段、前記燃焼用空気供給手段、前記原燃料ガス供給断続手段、及び、前記水蒸気生成手段の作動を制御するように構成された水素含有ガス生成装置であって、
前記運転制御手段が、
前記燃焼処理を開始してから前記改質処理を開始するまでの間において、前記改質温度検出手段にて検出される温度が初期時燃焼確認条件を満たさない場合には、前記燃焼処理を停止し、かつ、前記改質処理を開始した後において、前記改質温度検出手段にて検出される温度が改質時燃焼確認条件を満たさない場合には、前記燃焼処理及び前記改質処理を停止するように構成され、
運転開始指令が指令されるに伴って作動を開始して又は常時作動して前記燃焼部からの燃焼排ガスを外部に排気する排気ファンと、
前記排気ファンが回転している又は前記排気ファンによる通風が存在する稼動状態であるか否かを検出する排気ファン作動状態検出手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
前記運転開始指令が指令されてから前記燃焼処理を開始するまでの間において、前記排気ファンが前記稼動状態であると予定されているときに、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、前記燃焼処理を開始しないように構成されている水素含有ガス生成装置。
【請求項３】
炭化水素を含む原燃料ガスと水蒸気とを含む混合ガスを改質して水素ガスを含む改質ガスを生成する改質処理部と、
加熱用燃料ガスを燃焼させて前記改質処理部を加熱する燃焼部と、
前記改質処理部への原燃料ガスの供給を断続する原燃料ガス供給断続手段と、
前記改質処理部へ供給する水蒸気を生成する水蒸気生成手段と、
前記燃焼部への加熱用燃料ガスの供給を断続する加熱用燃料ガス供給断続手段と、
前記燃焼部に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給手段と、
前記改質処理部の温度を検出する改質温度検出手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
運転開始指令が指令されると、前記燃焼部を燃焼作動させる燃焼処理を実行し、次に、前記改質温度検出手段にて検出される温度が改質処理開始用条件を満たすと、前記改質処理部にて改質を行う改質処理を実行すべく、前記加熱用燃料ガス供給断続手段、前記燃焼用空気供給手段、前記原燃料ガス供給断続手段、及び、前記水蒸気生成手段の作動を制御するように構成された水素含有ガス生成装置であって、
前記運転制御手段が、
前記燃焼処理を開始してから前記改質処理を開始するまでの間において、前記改質温度検出手段にて検出される温度が初期時燃焼確認条件を満たさない場合には、前記燃焼処理を停止し、かつ、前記改質処理を開始した後において、前記改質温度検出手段にて検出される温度が改質時燃焼確認条件を満たさない場合には、前記燃焼処理及び前記改質処理を停止するように構成され、
運転開始指令が指令されるに伴って作動を開始して又は常時作動して前記燃焼部からの燃焼排ガスを外部に排気する排気ファンと、
前記排気ファンが回転している又は前記排気ファンによる通風が存在する稼動状態であるか否かを検出する排気ファン作動状態検出手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
前記燃焼処理を開始してから前記改質処理を開始するまでの間において、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、前記燃焼処理を停止し、かつ、前記改質処理を開始した後において、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、前記燃焼処理及び前記改質処理を停止するように構成されている水素含有ガス生成装置。
【請求項４】
炭化水素を含む原燃料ガスと水蒸気とを含む混合ガスを改質して水素ガスを含む改質ガスを生成する改質処理部と、
加熱用燃料ガスを燃焼させて前記改質処理部を加熱する燃焼部と、
前記改質処理部への原燃料ガスの供給を断続する原燃料ガス供給断続手段と、
前記改質処理部へ供給する水蒸気を生成する水蒸気生成手段と、
前記燃焼部への加熱用燃料ガスの供給を断続する加熱用燃料ガス供給断続手段と、
前記燃焼部に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給手段と、
前記改質処理部の温度を検出する改質温度検出手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
運転開始指令が指令されると、前記燃焼部を燃焼作動させる燃焼処理を実行し、次に、前記改質温度検出手段にて検出される温度が改質処理開始用条件を満たすと、前記改質処理部にて改質を行う改質処理を実行すべく、前記加熱用燃料ガス供給断続手段、前記燃焼用空気供給手段、前記原燃料ガス供給断続手段、及び、前記水蒸気生成手段の作動を制御するように構成された水素含有ガス生成装置であって、
前記運転制御手段が、
前記燃焼処理を開始してから前記改質処理を開始するまでの間において、前記改質温度検出手段にて検出される温度が初期時燃焼確認条件を満たさない場合には、前記燃焼処理を停止し、かつ、前記改質処理を開始した後において、前記改質温度検出手段にて検出される温度が改質時燃焼確認条件を満たさない場合には、前記燃焼処理及び前記改質処理を停止するように構成され、
運転開始指令が指令されるに伴って作動を開始して又は常時作動して前記燃焼部からの燃焼排ガスを外部に排気する排気ファンと、
前記排気ファンが回転している又は前記排気ファンによる通風が存在する稼動状態であるか否かを検出する排気ファン作動状態検出手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
前記運転開始指令が指令されてから前記燃焼処理を開始するまでの間において、前記排気ファンが前記稼動状態であると予定されているときに、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、前記燃焼処理を開始しないように構成され、且つ、
前記燃焼処理を開始してから前記改質処理を開始するまでの間において、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、前記燃焼処理を停止し、かつ、前記改質処理を開始した後において、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、前記燃焼処理及び前記改質処理を停止するように構成されている水素含有ガス生成装置。
【請求項５】
前記運転制御手段が、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、前記原燃料ガス供給断続手段及び前記加熱用燃料ガス供給断続手段を遮断状態に強制操作する強制操作回路を備えて構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の水素含有ガス生成装置。
【請求項６】
前記排気ファン作動状態検出手段が、前記排気ファンと一体回転する回転部材に検出作用して、その回転部材の回転速度に対応する電気信号を出力する検出部と、その検出部の電気信号と判別用基準値とを比較して、稼動状態信号及び非稼動状態信号を出力する比較部とから構成され、
前記強制操作回路が、前記比較部から非稼動状態信号が出力されると、前記原燃料ガス供給断続手段及び前記加熱用燃料ガス供給断続手段を遮断状態に強制操作するように構成されている請求項５記載の水素含有ガス生成装置。
【請求項７】
前記原燃料ガス供給断続手段が、元燃料ガスの供給を断続する元燃料弁と、その元燃料弁を通して供給される元燃料ガスが原燃料ガスとして前記改質処理部に供給されるのを断続する原燃料弁とから構成され、
前記加熱用燃料ガス供給断続手段が、前記元燃料弁と、その元燃料弁を通して供給される元燃料ガスが加熱用燃料ガスとして前記燃焼部に供給されるのを断続する燃焼燃料弁とから構成され、
前記強制操作回路が、前記元燃料弁を遮断状態に強制操作するように構成されている請求項６記載の水素含有ガス生成装置。
【請求項８】
装置全体を収納し且つ吸気口及び排気口が形成されたケーシングと、前記ケーシングの内部を換気する換気ファンと、この換気ファンが回転している又は前記換気ファンによる通風が存在する稼動状態であるか否かを検出する換気ファン作動状態検出手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
前記換気ファン作動状態検出手段にて前記換気ファンが前記稼動状態でないことが検出されると、異常対策処理を実行するように構成されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の水素含有ガス生成装置。
【請求項９】
前記換気ファン作動状態検出手段が、前記換気ファンと一体回転する回転部材に検出作用して、その回転部材の回転速度に対応する電気信号を出力する検出部と、その検出部の電気信号と判別用基準値とを比較して、稼動状態信号及び非稼動状態信号を出力する比較部とから構成されている請求項８記載の水素含有ガス生成装置。
【請求項１０】
前記燃焼部における燃焼用空間を形成する燃焼室が、前記燃焼部の熱を前記改質処理部に伝える伝熱板の一側面側に、その伝熱板の厚さ方向に薄い偏平の直方体状に形成される状態で備えられ、
前記改質処理部における改質処理用の空間を形成する改質室が、前記伝熱板の他側面側に、その伝熱板の厚さ方向に薄い偏平の直方体状に形成される状態で備えられている請求項１〜９のいずれか１項に記載の水素含有ガス生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素を含む原燃料ガスと水蒸気とを含む混合ガスを改質して水素ガスを含む改質ガスを生成する改質処理部と、
加熱用燃料ガスを燃焼させて前記改質処理部を加熱する燃焼部と、
前記改質処理部への原燃料ガスの供給を断続する原燃料ガス供給断続手段と、
前記改質処理部へ供給する水蒸気を生成する水蒸気生成手段と、
前記燃焼部への加熱用燃料ガスの供給を断続する加熱用燃料ガス供給断続手段と、
前記燃焼部に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給手段と、
前記改質処理部の温度を検出する改質温度検出手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
運転開始指令が指令されると、前記燃焼部を燃焼作動させる燃焼処理を実行し、次に、前記改質温度検出手段にて検出される温度が改質処理開始用条件を満たすと、前記改質処理部にて改質を行う改質処理を実行すべく、前記加熱用燃料ガス供給断続手段、前記燃焼用空気供給手段、前記原燃料ガス供給断続手段、及び、前記水蒸気生成手段の作動を制御するように構成された水素含有ガス生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記水素含有ガス生成装置は、炭化水素を含む原燃料ガスと水蒸気とを含む混合ガスを改質処理部にて改質して水素ガスを含む改質ガスを生成するようにしたものであり、例えば、改質ガスを燃料電池に供給するようになっている（例えば、特許文献１、２参照。）。
尚、水素含有ガス生成装置には、改質処理部にて改質された後の改質ガスに含まれる一酸化炭素を二酸化炭素に変成処理する変成処理部、及び、その変成処理部で処理されたガスに残っている一酸化炭素を選択的に酸化処理する選択酸化部等も備えられることになる。
【０００３】
例示した特許文献１、２には記載されていないが、一般的には、燃焼部に、火炎に作用して燃焼部の燃焼状態を検出するフレームロッド等の燃焼検出センサが設けられ、例えば、運転制御手段が、燃焼部を燃焼作動させる燃焼処理を開始したのちに、燃焼検出センサにて燃焼部の燃焼状態が検出されないと、燃焼部への着火が適正に行われていない不燃焼状態であると判別するようにしたり、燃焼部の燃焼が開始されて改質処理を開始したのちに、燃焼検出センサの検出情報に基づいて燃焼部の燃焼状態が検出されなくなると、燃焼部が失火している等の不燃焼状態であると判別するようになっている。
【０００４】
ちなみに、特許文献２に記載の水素含有ガス生成装置は、燃焼部における燃焼用空間を形成する燃焼室が、燃焼部の熱を改質処理部に伝える伝熱板の一側面側に、その伝熱板の厚さ方向に薄い偏平の直方体状に形成される状態で備えられ、改質処理部における改質処理用の空間を形成する改質室が、伝熱板の他側面側に、その伝熱板の厚さ方向に薄い偏平の直方体状に形成される状態で備えられる構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５１４４６号公報
【特許文献２】特開２００８−２４７６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の水素含有ガス生成装置では、燃焼部に燃焼検出センサが設けられるが、構成の簡素化を図ることや、装置の耐久性を向上させる等の種々の観点から、燃焼部に燃焼検出センサを設けないようにすることが検討されている。
【０００７】
装置の耐久性を向上させる必要があることについて説明を加えると、特許文献２に記載される水素含有ガス生成装置は、上述したように燃焼部における燃焼用空間を形成する燃焼室が薄い偏平の直方体状に形成されるものであり、そして、この特許文献２に記載されるような水素含有ガス生成装置において、燃焼部に燃焼検出センサを設ける場合には、燃焼部における燃焼用空間を形成する燃焼室形成部材を貫通するように燃焼検出センサを挿入して、燃焼室形成部材と燃焼検出センサとを溶接して取り付けることになる。
【０００８】
特許文献２に記載される水素含有ガス生成装置では、改質処理が行われるときには、改質処理部の温度を改質に適した高温状態に維持するために、燃焼部は例えば数百℃程度の高温になるものである。このように燃焼部は、改質処理が行われるときは高温状態になるが、改質処理を実行しないときには、加熱用燃料ガス及び燃焼用空気の供給が停止されるので、室温に近い低温の状態となり、改質処理を実行する状態と改質処理を実行しない状態とが交互に繰り返されると、燃焼部が高温状態と低温状態とを繰り返すことから、燃焼室形成部材が膨張収縮を繰り返すことになる。
その結果、水素含有ガス生成装置の使用期間が長くなると、燃焼室形成部材が膨張収縮を繰り返すことに起因して、燃焼室形成部材の壁面と燃焼検出センサとの溶接箇所が疲労破壊するおそれがあり、耐久性が低いものとなるおそれがある。
【０００９】
そこで、燃焼部に燃焼検出センサを設けないで、燃焼部の不燃焼状態又は不完全燃焼状態を検出することが考えられた。
【００１０】
すなわち、運転制御手段が、燃焼処理を開始してから改質処理を開始するまでの間において、改質温度検出手段にて検出される改質処理部の温度が適正通り上昇しない場合には、燃焼部への着火が適正に行われていない不燃焼状態や、燃焼部が燃焼はしているが燃焼に必要な空気量が燃料に対して不足している等により適正に燃焼していない不完全燃焼状態であると判別するようにし、また、改質処理を開始した後において、改質温度検出手段にて検出される改質処理部の温度が不適正に下降するような場合には、燃焼部が失火している等の不燃焼状態や燃焼部が適正に燃焼していない不完全燃焼状態であると判別するように構成することが考えられる。そして、運転制御手段が、燃焼部が不燃焼状態や不完全燃焼状態であると判別すると、燃焼処理を停止するように構成することになる。
【００１１】
ちなみに、変成処理部や選択酸化部の温度を検出するセンサが装備されている場合には、運転制御手段が、改質処理を開始した後において、変成処理部や選択酸化部の温度が不適正に下降するような場合は、不燃焼状態や不完全燃焼状態であると判別するように構成して、燃焼処理を停止するように構成するようにしてもよい。
【００１２】
ところで、運転制御手段が燃焼処理を開始しても、改質処理部の温度は急速に上昇するのではなくゆっくりと上昇していくことになるので、燃焼処理を開始してから改質処理部の温度が確実に上昇しているか否かを判別するまでの処理時間としては、長めの時間が必要となり、燃焼処理を開始してから燃焼部が不燃焼状態であると判別するまでに時間がかかる。又、不完全燃焼状態が発生している場合においても同様に、燃焼処理を開始してから燃焼部が不完全燃焼状態であると判別するまでには時間がかかるものである。
【００１３】
又、運転制御手段が改質処理を開始した後において、燃焼部が燃焼状態から不燃焼状態に切り換わったような場合には、改質処理部の温度は下降していくことになるが、改質処理部の温度はゆっくりと低下していくので、燃焼部が燃焼状態から不燃焼状態に切り換わった時点から改質処理部の温度が確実に下降しているか否かを判別するまでには、長い時間がかかる。不完全燃焼状態が発生している場合においても同様に、燃焼部が燃焼状態から不完全燃焼状態に切り換わった時点から変成処理部や選択酸化部の温度はゆっくりと低下していくので、燃焼部が燃焼状態から不完全燃焼状態に切り換わった時点から温度が確実に下降しているか否かを判別するまでには、長い時間がかかるものである。
【００１４】
このため、運転制御手段が、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態であると判別すると、燃焼処理を停止させるように構成した場合においては、燃焼処理を開始した際に、燃焼部が不燃焼状態や不完全燃焼状態であったとしても、その不燃焼状態や不完全燃焼状態であることが判別されて燃焼処理が停止されるまでの間は燃焼部に加熱用燃料ガスが供給される状態が続くことになり、改質処理を開始した後において、燃焼部が燃焼状態から不燃焼状態又は不完全燃焼状態に切り換わったとしても、その時点から燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態であると判別されて燃焼処理が停止されるまでの間は燃焼部に加熱用燃料ガスが供給される状態が続くことになる。
従って、運転制御手段が、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態であると判別すると、燃焼処理を停止させるように構成した場合においては、温度が確実に下降していることを判別して燃焼処理を停止するまでの間は、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態であるにもかかわらず燃焼部に継続して加熱用燃料ガスが供給される状態が続くことになり、その結果、燃焼部に供給された加熱用燃料ガスが高濃度のままで外部に排出される虞や、不完全燃焼に起因して発生する一酸化炭素ガスが高濃度のまま外部に排出される虞があり、このような事態は回避する必要がある。
【００１５】
本発明の目的は、燃焼部に燃焼検出センサを設けない場合であっても、加熱用燃料ガスや一酸化炭素ガスが高濃度のまま外部に排出されることを防止することが可能となる水素含有ガス生成装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る水素含有ガス生成装置は、炭化水素を含む原燃料ガスと水蒸気とを含む混合ガスを改質して水素ガスを含む改質ガスを生成する改質処理部と、
加熱用燃料ガスを燃焼させて前記改質処理部を加熱する燃焼部と、
前記改質処理部への原燃料ガスの供給を断続する原燃料ガス供給断続手段と、
前記改質処理部へ供給する水蒸気を生成する水蒸気生成手段と、
前記燃焼部への加熱用燃料ガスの供給を断続する加熱用燃料ガス供給断続手段と、
前記燃焼部に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給手段と、
前記改質処理部の温度を検出する改質温度検出手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
運転開始指令が指令されると、前記燃焼部を燃焼作動させる燃焼処理を実行し、次に、前記改質温度検出手段にて検出される温度が改質処理開始用条件を満たすと、前記改質処理部にて改質を行う改質処理を実行すべく、前記加熱用燃料ガス供給断続手段、前記燃焼用空気供給手段、前記原燃料ガス供給断続手段、及び、前記水蒸気生成手段の作動を制御するように構成されたものであって、
前記運転制御手段が、
前記燃焼処理を開始してから前記改質処理を開始するまでの間において、前記改質温度検出手段にて検出される温度が初期時燃焼確認条件を満たさない場合には、前記燃焼処理を停止し、かつ、前記改質処理を開始した後において、前記改質温度検出手段にて検出される温度が改質時燃焼確認条件を満たさない場合には、前記燃焼処理及び前記改質処理を停止するように構成され、
前記燃焼部からの燃焼排ガスを外部に排気する排気ファンと、
前記排気ファンが回転している又は前記排気ファンによる通風が存在する稼動状態であるか否かを検出する排気ファン作動状態検出手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
前記排気ファンが前記稼動状態であると予定されているときに、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、前記燃焼処理及び前記改質処理を実行しないように構成されている点にある。
【００１７】
すなわち、運転制御手段は、運転開始指令が指令されると、燃焼部を燃焼作動させる燃焼処理を実行し、次に、改質温度検出手段にて検出される温度が改質処理開始用条件を満たすと、改質処理部にて改質を行う改質処理を実行すべく、加熱用燃料ガス供給断続手段、燃焼用空気供給手段、原燃料ガス供給断続手段、及び、水蒸気生成手段の作動を制御するのであるが、燃焼処理を開始してから改質処理を開始するまでの間において、改質温度検出手段にて検出される温度が初期時燃焼確認条件を満たさない場合には、燃焼処理を停止することになる。
【００１８】
初期時燃焼確認条件としては、例えば、改質温度検出手段の検出値の温度上昇率が設定上昇率より大であるか否かという条件等があり、この条件を採用した場合であれば、運転制御手段は、改質温度検出手段の検出値の温度上昇率が設定上昇率より大であれば、初期時燃焼確認条件を満たしていると判別する。一方、改質温度検出手段の検出値の温度上昇率が設定上昇率以下であれば、初期時燃焼確認条件を満たさないと判別することになる。
尚、初期時燃焼確認条件としては、上記した条件以外にも、燃焼処理を開始したのちに改質温度検出手段の検出値が燃焼開始判定用温度にまで上昇するか否かという条件等、種々の条件を用いることができる。
【００１９】
上述したように、運転制御手段が、燃焼処理を開始してから改質処理を開始するまでの間において、初期時燃焼確認条件を満たさない場合は、燃焼処理を停止するようにしたので、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態のままで、運転制御手段が燃焼処理を継続して実行して、加熱用燃料ガスが燃焼部に供給されることを回避することができる。
【００２０】
又、運転制御手段は、改質処理を開始した後において、改質温度検出手段にて検出される温度が改質時燃焼確認条件を満たさない場合には、燃焼処理及び改質処理を停止することになる。
【００２１】
改質時燃焼確認条件としては、例えば、改質温度検出手段の検出値が設定下限値より高い状態であるか否かという条件等があり、この条件を採用した場合であれば、運転制御手段は、改質温度検出手段の検出値が設定下限値より高い状態であれば、改質時燃焼確認条件を満たしており、改質温度検出手段の検出値が設定下限値以下にまで低下すると、改質時燃焼確認条件を満たさないものと判別することになる。
尚、改質時燃焼確認条件としては、上記したような条件以外にも、例えば、改質温度検出手段の検出値の温度下降率が設定下降率より小であるか否かという条件等、種々の条件を用いることができる。
【００２２】
上述したように、運転制御手段が、改質処理を開始した後において、このような改質時燃焼確認条件を満たしていないと判別する場合は、燃焼処理及び改質処理を停止するようにしたので、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態のままで、運転制御手段が燃焼処理並びに改質処理を継続して実行して、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態のままで加熱用燃料ガスが燃焼部に供給される状態が続くことを回避できる。
【００２３】
上記した如く、運転制御手段が、燃焼処理を開始してから改質処理を開始するまでの間において、改質温度検出手段にて検出される温度が初期時燃焼確認条件を満たさない場合には、燃焼処理を停止し、そして、改質処理を開始した後において、改質温度検出手段にて検出される温度が改質時燃焼確認条件を満たさない場合には、燃焼処理及び改質処理を停止するようにする場合においては、つまり、運転制御手段が、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態であると判別すると、燃焼処理を停止するように構成した場合においては、運転制御手段が燃焼処理を停止するまでの間は、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態であるにもかかわらず燃焼部に継続して加熱用燃料ガスが供給される状態が続くことになるが、燃焼部からの燃焼排ガスを外部に排気する排気ファンが設けられるから、この排気ファンの作動により、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態のままで加熱用燃料ガスが燃焼部に供給されることがあっても、加熱用燃料ガスや不完全燃焼により発生する一酸化炭素ガスを、排気ファンにより通風される空気により希釈化した状態で外部に排出することができるものとなる。
【００２４】
しかも、排気ファン作動状態検出手段により排気ファンが回転している又は排気ファンによる通風が存在する稼動状態であるか否かが検出され、運転制御手段が、排気ファンが稼動状態であると予定されているときに、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、燃焼処理及び改質処理を実行しないように構成されているから、例えば、排気ファンの駆動回路が故障する等の異常により排気ファンが稼動状態でない場合には、運転開始指令が指令されていても、運転制御手段が燃焼処理を開始することがなく、排気ファンが作動していない状態で燃焼部に加熱用燃料ガスが供給されることを回避でき、又、燃焼処理及び改質処理を実行しているときに、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、燃焼処理及び改質処理を停止することになり、排気ファンが作動していない状態で燃焼部に加熱用燃料ガスが供給されることを回避できる。
【００２５】
説明を加えると、例えば、運転制御手段が排気ファンの作動及び停止を制御するように構成した場合であれば、運転制御手段にて排気ファンの作動を開始させる処理が行われたのち排気ファンの作動を停止させる処理が行われるまでのすべてのときが前記稼動状態であると予定されているときに対応し、又、常時排気ファンが作動するように構成した場合であれば、運転制御手段が起動している状態では常に排気ファンが稼動状態であると想定されるものであるから、運転制御手段が起動しているすべてのときが前記稼動状態であると予定されているときに対応することになる。
【００２６】
従って、第１特徴構成によれば、燃焼部に燃焼検出センサを設けない場合であっても、加熱用燃料ガスや一酸化炭素ガスが高濃度のままで外部に排出されることを回避することが可能な水素含有ガス生成装置を提供できるに至った。
【００２７】
本発明の第２特徴構成は、炭化水素を含む原燃料ガスと水蒸気とを含む混合ガスを改質して水素ガスを含む改質ガスを生成する改質処理部と、
加熱用燃料ガスを燃焼させて前記改質処理部を加熱する燃焼部と、
前記改質処理部への原燃料ガスの供給を断続する原燃料ガス供給断続手段と、
前記改質処理部へ供給する水蒸気を生成する水蒸気生成手段と、
前記燃焼部への加熱用燃料ガスの供給を断続する加熱用燃料ガス供給断続手段と、
前記燃焼部に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給手段と、
前記改質処理部の温度を検出する改質温度検出手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
運転開始指令が指令されると、前記燃焼部を燃焼作動させる燃焼処理を実行し、次に、前記改質温度検出手段にて検出される温度が改質処理開始用条件を満たすと、前記改質処理部にて改質を行う改質処理を実行すべく、前記加熱用燃料ガス供給断続手段、前記燃焼用空気供給手段、前記原燃料ガス供給断続手段、及び、前記水蒸気生成手段の作動を制御するように構成された水素含有ガス生成装置であって、
前記運転制御手段が、
前記燃焼処理を開始してから前記改質処理を開始するまでの間において、前記改質温度検出手段にて検出される温度が初期時燃焼確認条件を満たさない場合には、前記燃焼処理を停止し、かつ、前記改質処理を開始した後において、前記改質温度検出手段にて検出される温度が改質時燃焼確認条件を満たさない場合には、前記燃焼処理及び前記改質処理を停止するように構成され、
運転開始指令が指令されるに伴って作動を開始して又は常時作動して前記燃焼部からの燃焼排ガスを外部に排気する排気ファンと、
前記排気ファンが回転している又は前記排気ファンによる通風が存在する稼動状態であるか否かを検出する排気ファン作動状態検出手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
前記運転開始指令が指令されてから前記燃焼処理を開始するまでの間において、前記排気ファンが前記稼動状態であると予定されているときに、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、前記燃焼処理を開始しないように構成されている点にある。
【００２８】
第２特徴構成によれば、運転制御手段が、燃焼処理を開始してから改質処理を開始するまでの間において、改質温度検出手段にて検出される温度が初期時燃焼確認条件を満たさない場合には燃焼処理を停止し、かつ、改質処理を開始した後において、改質温度検出手段にて検出される温度が改質時燃焼確認条件を満たさない場合には燃焼処理及び改質処理を停止するように構成されていることから、第１特徴構成について説明した作用効果と同様に、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態のままで運転制御手段が燃焼処理を継続して実行して、加熱用燃料ガスが燃焼部に供給される状態が続くことを回避することができる。そして、前記初期時燃焼確認条件及び前記改質時燃焼確認条件、並びにその条件に基づく運転制御手段の処理内容は、第１特徴構成と同じであるから、ここでは詳細な説明は省略する。
【００２９】
又、第２特徴構成によれば、第１特徴構成について説明した作用効果と同様に、運転制御手段が、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態であると判別すると、燃焼処理を停止するように構成した場合においては、運転制御手段が燃焼処理を停止するまでの間は、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態であるにもかかわらず燃焼部に継続して加熱用燃料ガスが供給される状態が続くことになるが、燃焼部からの燃焼排ガスを外部に排気する排気ファンが設けられるから、この排気ファンの作動により、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態のままで加熱用燃料ガスが燃焼部に供給されることがあっても、加熱用燃料ガスや不完全燃焼により発生する一酸化炭素ガスを、排気ファンにより通風される空気により希釈化した状態で外部に排出することができるものとなる。
【００３０】
しかも、排気ファン作動状態検出手段により排気ファンが回転している又は排気ファンによる通風が存在する稼動状態であるか否かが検出され、運転制御手段が、運転開始指令が指令されてから燃焼処理を開始するまでの間において、排気ファンが前記稼動状態であると予定されているときに、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、燃焼処理を開始しないように構成されているから、例えば、排気ファンの駆動回路が故障する等の異常により排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出された場合には、運転開始指令が指令されていても、運転制御手段が燃焼処理を実行しないので、排気ファンが作動していない状態で燃焼部に加熱用燃料ガスが供給されることを回避できる。
【００３１】
説明を加えると、運転開始指令が指令されるに伴って作動を開始する排気ファンであれば、運転制御手段は、運転開始指令が指令されるに伴って排気ファンを作動させる操作を行ったのち燃焼処理を開始するまでの間に、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、燃焼処理を開始しないのである。つまり、この場合は、運転開始指令が指令されるに伴って排気ファンを作動させる操作の後が前記稼動状態であると予定されているときに対応することになる。
又、常時作動している排気ファンであれば、運転制御手段は、運転開始指令が指令されてから燃焼処理を開始するまでの間に、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、燃焼処理を開始しないのである。つまり、この場合は、運転開始指令が指令された後が前記稼動状態であると予定されているときに対応することになる。
【００３２】
従って、第２特徴構成によれば、燃焼部に燃焼検出センサを設けない場合であっても、加熱用燃料ガスや一酸化炭素ガスが高濃度のままで外部に排出されることを回避することが可能な水素含有ガス生成装置を提供できるに至った。
【００３３】
本発明の第３特徴構成は、炭化水素を含む原燃料ガスと水蒸気とを含む混合ガスを改質して水素ガスを含む改質ガスを生成する改質処理部と、
加熱用燃料ガスを燃焼させて前記改質処理部を加熱する燃焼部と、
前記改質処理部への原燃料ガスの供給を断続する原燃料ガス供給断続手段と、
前記改質処理部へ供給する水蒸気を生成する水蒸気生成手段と、
前記燃焼部への加熱用燃料ガスの供給を断続する加熱用燃料ガス供給断続手段と、
前記燃焼部に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給手段と、
前記改質処理部の温度を検出する改質温度検出手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
運転開始指令が指令されると、前記燃焼部を燃焼作動させる燃焼処理を実行し、次に、前記改質温度検出手段にて検出される温度が改質処理開始用条件を満たすと、前記改質処理部にて改質を行う改質処理を実行すべく、前記加熱用燃料ガス供給断続手段、前記燃焼用空気供給手段、前記原燃料ガス供給断続手段、及び、前記水蒸気生成手段の作動を制御するように構成された水素含有ガス生成装置であって、
前記運転制御手段が、
前記燃焼処理を開始してから前記改質処理を開始するまでの間において、前記改質温度検出手段にて検出される温度が初期時燃焼確認条件を満たさない場合には、前記燃焼処理を停止し、かつ、前記改質処理を開始した後において、前記改質温度検出手段にて検出される温度が改質時燃焼確認条件を満たさない場合には、前記燃焼処理及び前記改質処理を停止するように構成され、
運転開始指令が指令されるに伴って作動を開始して又は常時作動して前記燃焼部からの燃焼排ガスを外部に排気する排気ファンと、
前記排気ファンが回転している又は前記排気ファンによる通風が存在する稼動状態であるか否かを検出する排気ファン作動状態検出手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
前記燃焼処理を開始してから前記改質処理を開始するまでの間において、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると前記燃焼処理を停止し、かつ、前記改質処理を開始した後において、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると前記燃焼処理及び前記改質処理を停止するように構成されている点にある。
【００３４】
第３特徴構成によれば、運転制御手段が、燃焼処理を開始してから改質処理を開始するまでの間において、改質温度検出手段にて検出される温度が初期時燃焼確認条件を満たさない場合には燃焼処理を停止し、かつ、改質処理を開始した後において、改質温度検出手段にて検出される温度が改質時燃焼確認条件を満たさない場合には燃焼処理及び改質処理を停止するように構成されていることから、第１特徴構成について説明した作用効果と同様に、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態のままで運転制御手段が燃焼処理を継続して実行して、加熱用燃料ガスが燃焼部に供給される状態が続くことを回避することができる。そして、前記初期時燃焼確認条件及び前記改質時燃焼確認条件、並びにその条件に基づく運転制御手段の処理内容は、第１特徴構成と同じであるから、ここでは詳細な説明は省略する。
【００３５】
又、第３特徴構成によれば、第１特徴構成について説明した作用効果と同様に、運転制御手段が、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態であると判別すると、燃焼処理を停止するように構成した場合においては、運転制御手段が燃焼処理を停止するまでの間は、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態であるにもかかわらず燃焼部に継続して加熱用燃料ガスが供給される状態が続くことになるが、燃焼部からの燃焼排ガスを外部に排気する排気ファンが設けられるから、この排気ファンの作動により、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態のままで加熱用燃料ガスが燃焼部に供給されることがあっても、加熱用燃料ガスや不完全燃焼により発生する一酸化炭素ガスを、排気ファンにより通風される空気により希釈化した状態で外部に排出することができるものとなる。
【００３６】
しかも、運転制御手段が、燃焼処理を開始してから改質処理を開始するまでの間において、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると燃焼処理を停止し、かつ、改質処理を開始した後において、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると燃焼処理及び改質処理を停止するように構成されている。つまり、燃焼処理が開始されてから改質処理が開始されるまでの間や、改質処理が開始された後において、排気ファンの駆動回路が故障する等の異常により排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出された場合には、燃焼処理及び改質処理を停止することによって燃焼処理及び改質処理を実行しないようにしたので、排気ファンが作動していない状態で燃焼部に加熱用燃料ガスが供給されることを回避できる。
【００３７】
ちなみに、燃焼処理が開始されるのと同時に排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出された場合には、一時的に燃焼部に加熱用燃料ガスが供給されるおそれがあるが、その後、すぐに燃焼処理が停止されることになるので、燃焼部に供給される加熱用燃料ガスは微量であるから問題はない。
【００３８】
従って、第３特徴構成によれば、燃焼部に燃焼検出センサを設けない場合であっても、加熱用燃料ガスや一酸化炭素ガスが高濃度のまま外部に排出することを回避することが可能な水素含有ガス生成装置を提供できるに至った。
【００３９】
本発明の第４特徴構成は、炭化水素を含む原燃料ガスと水蒸気とを含む混合ガスを改質して水素ガスを含む改質ガスを生成する改質処理部と、
加熱用燃料ガスを燃焼させて前記改質処理部を加熱する燃焼部と、
前記改質処理部への原燃料ガスの供給を断続する原燃料ガス供給断続手段と、
前記改質処理部へ供給する水蒸気を生成する水蒸気生成手段と、
前記燃焼部への加熱用燃料ガスの供給を断続する加熱用燃料ガス供給断続手段と、
前記燃焼部に燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給手段と、
前記改質処理部の温度を検出する改質温度検出手段と、
運転を制御する運転制御手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
運転開始指令が指令されると、前記燃焼部を燃焼作動させる燃焼処理を実行し、次に、前記改質温度検出手段にて検出される温度が改質処理開始用条件を満たすと、前記改質処理部にて改質を行う改質処理を実行すべく、前記加熱用燃料ガス供給断続手段、前記燃焼用空気供給手段、前記原燃料ガス供給断続手段、及び、前記水蒸気生成手段の作動を制御するように構成された水素含有ガス生成装置であって、
前記運転制御手段が、
前記燃焼処理を開始してから前記改質処理を開始するまでの間において、前記改質温度検出手段にて検出される温度が初期時燃焼確認条件を満たさない場合には、前記燃焼処理を停止し、かつ、前記改質処理を開始した後において、前記改質温度検出手段にて検出される温度が改質時燃焼確認条件を満たさない場合には、前記燃焼処理及び前記改質処理を停止するように構成され、
運転開始指令が指令されるに伴って作動を開始して又は常時作動して前記燃焼部からの燃焼排ガスを外部に排気する排気ファンと、
前記排気ファンが回転している又は前記排気ファンによる通風が存在する稼動状態であるか否かを検出する排気ファン作動状態検出手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
前記運転開始指令が指令されてから前記燃焼処理を開始するまでの間において、前記排気ファンが前記稼動状態であると予定されているときに、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、前記燃焼処理を開始しないように構成され、且つ、
前記燃焼処理を開始してから前記改質処理を開始するまでの間において、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、前記燃焼処理を停止し、かつ、前記改質処理を開始した後において、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、前記燃焼処理及び前記改質処理を停止するように構成されている点にある。
【００４０】
第４特徴構成によれば、運転制御手段が、燃焼処理を開始してから改質処理を開始するまでの間において、改質温度検出手段にて検出される温度が初期時燃焼確認条件を満たさない場合には燃焼処理を停止し、かつ、改質処理を開始した後において、改質温度検出手段にて検出される温度が改質時燃焼確認条件を満たさない場合には燃焼処理及び改質処理を停止するように構成されていることから、第１特徴構成について説明した作用効果と同様に、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態のままで、運転制御手段が燃焼処理を継続して実行して、可燃性ガスである加熱用燃料ガスが燃焼部に供給される状態が続くことを回避することができる。そして、前記初期時燃焼確認条件及び前記改質時燃焼確認条件、並びにその条件に基づく運転制御手段の処理内容は、第１特徴構成と同じであるから、ここでは詳細な説明は省略する。
【００４１】
又、第４特徴構成によれば、第１特徴構成について説明した作用効果と同様に、運転制御手段が、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態であると判別すると、燃焼処理を停止するように構成した場合においては、運転制御手段が燃焼処理を停止するまでの間は、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態であるにもかかわらず燃焼部に継続して加熱用燃料ガスが供給される状態が続くことになるが、燃焼部からの燃焼排ガスを外部に排気する排気ファンが設けられるから、この排気ファンの作動により、燃焼部が不燃焼状態又は不完全燃焼状態のままで加熱用燃料ガスが燃焼部に供給されることがあっても、加熱用燃料ガスや不完全燃焼により発生する一酸化炭素ガスを、排気ファンにより通風される空気により希釈化した状態で外部に排出することができるものとなる。
【００４２】
しかも、排気ファン作動状態検出手段により排気ファンが回転している又は排気ファンによる通風が存在する稼動状態であるか否かが検出され、運転制御手段が、運転開始指令が指令されてから燃焼処理を開始するまでの間において、排気ファンが前記稼動状態であると予定されているときに、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、燃焼処理を開始しないように構成されているから、例えば、排気ファンの駆動回路が故障する等の異常により排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出された場合には、運転開始指令が指令されていても、運転制御手段が燃焼処理を実行しないので、排気ファンが作動していない状態で燃焼部に加熱用燃料ガスが供給されることを回避できる。
【００４３】
説明を加えると、運転開始指令が指令されるに伴って作動を開始する排気ファンであれば、運転制御手段は、運転開始指令が指令されるに伴って排気ファンを作動させる操作を行ったのち燃焼処理を開始するまでの間に、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、燃焼処理を開始しないのである。つまり、この場合は、運転開始指令が指令されるに伴って排気ファンを作動させる操作の後が前記稼動状態であると予定されているときに対応することになる。
又、常時作動している排気ファンであれば、運転制御手段は、運転開始指令が指令されてから燃焼処理を開始するまでの間に、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、燃焼処理を開始しないのである。つまり、この場合は、運転開始指令が指令された後が前記稼動状態であると予定されているときに対応することになる。
【００４４】
さらに、第４特徴構成によれば、運転制御手段が、燃焼処理を開始してから改質処理を開始するまでの間において、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると燃焼処理を停止し、かつ、改質処理を開始した後において、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると燃焼処理及び改質処理を停止するように構成されているから、燃焼処理が開始されてから改質処理が開始されるまでの間や、改質処理が開始された後において、例えば、排気ファンの駆動回路が故障する等の異常により排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出された場合には、燃焼処理及び改質処理を停止することによって燃焼処理及び改質処理を実行しないようにしたので、排気ファンが作動していない状態で燃焼部に加熱用燃料ガスが供給されることを回避できる。
【００４５】
ちなみに、燃焼処理が開始されるのと同時に排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出された場合には、一時的に燃焼部に加熱用燃料ガスが供給されるおそれがあるが、その後、すぐに燃焼処理が停止されることになるので、燃焼部に供給される加熱用燃料ガスは微量であるから問題はない。
【００４６】
要するに、第４特徴構成によれば、運転開始指令が指令されてから燃焼処理を開始するまでの間で且つ排気ファンが稼動状態であると予定されているとき、燃焼処理が開始されてから改質処理が開始されるまでの間、及び、改質処理を開始した後において、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、燃焼処理及び改質処理が停止されるから、どのような時点で排気ファンが異常状態になっても、排気ファンが作動していない状態で燃焼部に加熱用燃料ガスが供給されることを回避することができる。
【００４７】
従って、第４特徴構成によれば、燃焼部に燃焼検出センサを設けない場合であっても、加熱用燃料ガスや一酸化炭素ガスが高濃度のまま外部に排出することを回避することが可能な水素含有ガス生成装置を提供できるに至った。
【００４８】
本発明の第５特徴構成は、第１特徴構成〜第４特徴構成のいずれかに加えて、前記運転制御手段が、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、前記原燃料ガス供給断続手段及び前記加熱用燃料ガス供給断続手段を遮断状態に強制操作する強制操作回路を備えて構成されている点にある。
【００４９】
すなわち、運転制御手段が、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、原燃料ガス供給断続手段及び加熱用燃料ガス供給断続手段を遮断状態に強制操作する強制操作回路を備えることから、例えば、制御プログラムに従って処理を実行するマイクロコンピュータを用いて構成するものに比べて、誤作動を起すおそれが少なく、排気ファンが稼動状態でないときに、確実に原燃料ガス供給断続手段及び加熱用燃料ガス供給断続手段を遮断状態に切り換えて、燃焼部への加熱用燃料ガスの供給と改質処理部への原燃料ガスの供給を的確に停止させることが可能となる。
【００５０】
従って、第５特徴構成によれば、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、原燃料ガス供給断続手段及び加熱用燃料ガス供給断続手段を的確に遮断状態に切り換えることが可能となる水素含有ガス生成装置を提供できるに至った。
【００５１】
本発明の第６特徴構成は、第５特徴構成に加えて、前記排気ファン作動状態検出手段が、前記排気ファンと一体回転する回転部材に検出作用して、その回転部材の回転速度に対応する電気信号を出力する検出部と、その検出部の電気信号と判別用基準値とを比較して、稼動状態信号及び非稼動状態信号を出力する比較部とから構成され、
前記強制操作回路が、前記比較部から非稼動状態信号が出力されると、前記原燃料ガス供給断続手段及び前記加熱用燃料ガス供給断続手段を遮断状態に強制操作するように構成されている点にある。
【００５２】
すなわち、排気ファン作動状態検出手段は、検出部が、排気ファンと一体回転する回転部材に検出作用して、その回転部材の回転速度に対応する電気信号を出力し、前記比較部が、検出部の電気信号と判別用基準値とを比較して、稼動状態信号及び非稼動状態信号を出力することになる。
そして、強制操作回路が、排気ファン作動状態検出手段における比較部から非稼動状態信号が出力されると、原燃料ガス供給断続手段及び加熱用燃料ガス供給断続手段を遮断状態に強制操作することになる。
【００５３】
このように、排気ファン作動状態検出手段は、排気ファンと一体回転する回転部材に検出作用してその回転部材の回転速度に対応する電気信号を出力して、その電気信号と判別用基準値とを比較することにより、排気ファンが稼動状態であるか否かに対応する信号として稼動状態信号及び非稼動状態信号を出力するのであり、排気ファンが燃焼排ガスを外部に排気するために回転しているか否かを検出することにより、排気ファンが稼動状態であるか否かを的確に検出することができるものとなる。
【００５４】
従って、第６特徴構成によれば、排気ファンが稼動状態であるか否かを的確に検出して、その検出結果により排気ファンが稼動状態でないときには、原燃料ガス供給断続手段及び加熱用燃料ガス供給断続手段を的確に遮断状態に操作することが可能となる水素含有ガス生成装置を提供できるに至った。
【００５５】
本発明の第７特徴構成は、第６特徴構成に加えて、
前記原燃料ガス供給断続手段が、元燃料ガスの供給を断続する元燃料弁と、その元燃料弁を通して供給される元燃料ガスが原燃料ガスとして前記改質処理部に供給されるのを断続する原燃料弁とから構成され、
前記加熱用燃料ガス供給断続手段が、前記元燃料弁と、その元燃料弁を通して供給される元燃料ガスが加熱用燃料ガスとして前記燃焼部に供給されるのを断続する燃焼燃料弁とから構成され、
前記強制操作回路が、前記元燃料弁を遮断状態に強制操作するように構成されている点にある。
【００５６】
すなわち、原燃料ガス供給断続手段を遮断状態に切り換えるには、元燃料弁と原燃料弁のうちのいずれかを遮断状態に切り換えることで対応でき、一方、加熱用燃料ガス供給断続手段を遮断状態に切り換えるには、元燃料弁と燃焼燃料弁のうちのいずれかを遮断状態に切り換えることで対応できる。つまり、元燃料弁を遮断状態に切り換えると、原燃料ガス供給断続手段及び加熱用燃料ガス供給断続手段の夫々を遮断状態に一挙に切り換えることができる。
【００５７】
従って、第７特徴構成によれば、元燃料弁を遮断状態に切り換えることで、原燃料ガス供給断続手段及び加熱用燃料ガス供給断続手段の夫々を遮断状態に一挙に切り換えることができ、原燃料ガス供給断続手段と加熱用燃料ガス供給断続手段とを各別に切り換え操作するものに比べて、強制操作回路の構成を簡素なものにすることが可能な水素含有ガス生成装置を提供できるに至った。
【００５８】
本発明の第８特徴構成は、第１特徴構成〜第７特徴構成のいずれかに加えて、装置全体を収納し且つ吸気口及び排気口が形成されたケーシングと、前記ケーシングの内部を換気する換気ファンと、この換気ファンが回転している又は前記換気ファンによる通風が存在する稼動状態であるか否かを検出する換気ファン作動状態検出手段とが設けられ、
前記運転制御手段が、
前記換気ファン作動状態検出手段にて前記換気ファンが前記稼動状態でないことが検出されると、異常対策処理を実行するように構成されている点にある。
【００５９】
すなわち、装置全体がケーシングに収納されており、このケーシングの内部は換気ファンにより換気されることになる。そして、例えば、排気ファンの駆動回路が故障する等の異常により換気ファンが故障したり、運転制御手段が誤作動して換気すべき状態であるにもかかわらず、換気ファンが稼動状態でない場合も考えられる。
【００６０】
そこで、第８特徴構成では、換気ファン作動状態検出手段により、換気ファンが回転している又は換気ファンによる通風が存在する稼動状態であるか否かが検出され、運転制御手段が、換気ファン作動状態検出手段により換気ファンが稼動状態でないことが検出されると、異常対策処理を実行するのである。
【００６１】
換気ファンはケーシング内の発熱部を空冷するだけでなく、水素含有ガス、原燃料ガス、及び、燃焼排ガス等がケーシング内部へ漏洩した場合に、それらのガスがケーシング内部で滞留するのを防止する役割を持つ。このため、異常対策処理としては、例えば、原燃料ガス供給断続手段を遮断状態に切り換えて、改質処理部への原燃料ガスの供給を遮断させ、加熱用燃料ガス供給断続手段を遮断状態に切り換えて、燃焼部への加熱用燃料ガスの供給を遮断させること等がある。
【００６２】
従って、第８特徴構成によれば、換気ファンが稼動状態でない場合に、例えば、原燃料ガスや加熱用燃料ガスの供給を停止する等の異常対策処理を実行することで、異常状態に対する対策を迅速に取ることが可能となる水素含有ガス生成装置を提供できるに至った。
【００６３】
本発明の第９特徴構成は、第８特徴構成に加えて、前記換気ファン作動状態検出手段が、前記換気ファンと一体回転する回転部材に検出作用して、その回転部材の回転速度に対応する電気信号を出力する検出部と、その検出部の電気信号と判別用基準値とを比較して、稼動状態信号及び非稼動状態信号を出力する比較部とから構成されている点にある。
【００６４】
すなわち、換気ファン作動状態検出手段は、検出部が、換気ファンと一体回転する回転部材に検出作用して、その回転部材の回転速度に対応する電気信号を出力し、比較部が、検出部の電気信号と判別用基準値とを比較して、稼動状態信号及び非稼動状態信号を出力することになる。
【００６５】
このように、換気ファン作動状態検出手段は、換気ファンと一体回転する回転部材に検出作用してその回転部材の回転速度に対応する電気信号を出力して、その電気信号と判別用基準値とを比較することにより、換気ファンが稼動状態であるか否かに対応する信号として稼動状態信号及び非稼動状態信号を出力するのであり、換気ファンがケーシング内部を換気するために回転しているか否かを検出することにより、換気ファンが稼動状態であるか否かを的確に検出することができるものとなる。
【００６６】
従って、第９特徴構成によれば、換気ファンが稼動状態であるか否かを的確に検出して、その検出結果により換気ファンが稼動状態でないときには、的確に異常対策処理を実行することが可能となる水素含有ガス生成装置を提供できるに至った。
【００６７】
本発明の第１０特徴構成は、第１特徴構成〜第９特徴構成のいずれかに加えて、
前記燃焼部における燃焼用空間を形成する燃焼室が、前記燃焼部の熱を前記改質処理部に伝える伝熱板の一側面側に、その伝熱板の厚さ方向に薄い偏平の直方体状に形成される状態で備えられ、
前記改質処理部における改質処理用の空間を形成する改質室が、前記伝熱板の他側面側に、その伝熱板の厚さ方向に薄い偏平の直方体状に形成される状態で備えられている点にある。
【００６８】
すなわち、燃焼部における燃焼用空間を形成する燃焼室が、伝熱板の厚さ方向に薄い偏平の直方体状に形成される状態で備えられ、改質処理用の空間を形成する改質室が、伝熱板の他側面側に、その伝熱板の厚さ方向に薄い偏平の直方体状に形成される状態で備えられるものであるから、燃焼室にて発生した熱は伝熱板を介して改質室に伝えられるが、そのとき、偏平の直方体状に形成される燃焼室及び改質室の夫々の広い面積の一側面同士が伝熱板に接するので、伝熱面積が広くなり伝熱効率が高いものになる。しかも、燃焼室及び改質室の夫々が、伝熱板の厚さ方向の寸法は小さいものになり、全体としてコンパクトな形状にて構成することができる。
【００６９】
従って、第１０特徴構成によれば、燃焼部の熱を高い伝熱効率で改質処理部を加熱することができるものでありながら、燃焼部と改質処理部とをコンパクトな形状に収めることが可能となる水素含有ガス生成装置を提供できるに至った。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】燃料ガス生成手段の概略構成図である。
【図２】燃料ガス生成手段の縦断側面図である。
【図３】改質処理部の斜視図である。
【図４】改質処理部の縦断側面図である。
【図５】ケーシング内部の配置状態を示すブロック図である。
【図６】強制操作回路の構成を示す図である。
【図７】運転制御手段による動作タイムチャートである。
【図８】制御動作のフローチャートである。
【図９】強制操作回路の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
〔第１実施形態〕
以下、図面に基づいて、本発明に係る水素含有ガス生成装置の第１実施形態を水素含有ガスとして燃料電池に供給するための燃料ガスを生成する水素含有ガス生成装置に適用した場合について説明する。
【００７２】
前記水素含有ガス生成装置は、前記燃料ガスを生成する燃料ガス生成手段Ｐと、運転を制御する運転制御手段Ｃとを備えて構成されており、前記燃料ガス生成手段Ｐは次のように構成されている。
すなわち、前記燃料ガス生成手段Ｐは、図１及び図２に示すように、供給される天然ガスベースの都市ガスなどの炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫処理部１、原燃料ガスを改質処理する改質処理部３、原燃料ガス及び燃料電池Ｇから排出された排燃料ガスを燃焼させて改質処理部３を加熱する燃焼部４、改質処理用の水蒸気を生成する水蒸気生成手段としての水蒸気生成部Ｓ、改質処理部３にて改質処理された改質ガスに含まれる一酸化炭素ガスを低減するように処理する変成処理部５、その変成処理部５から排出される変成処理ガス中に残留している一酸化炭素を除去する選択酸化処理部６等が備えられ、一酸化炭素ガス濃度の低い（例えば１０ｐｐｍ以下）水素リッチな燃料ガスを生成するように構成されている。
【００７３】
前記水蒸気生成部Ｓは、燃焼部４から排出された燃焼排ガスを通流させる水蒸気生成用加熱通流部１１と、原料水供給路２５を通して原料水を供給するポンプ２０と、供給される原料水を水蒸気生成用加熱通流部１１による加熱にて蒸発させる蒸発処理部２とから構成されている。
【００７４】
そして、前記改質処理部３は、ルテニウム、ニッケル、白金などの改質触媒を保持したセラミック製の多孔質粒状体の多数が通気可能な状態で充填されるとともに、被改質ガス（脱硫処理された原燃料ガスと水蒸気との混合ガス）を通流させて原燃料ガスを改質処理するように構成されている。
【００７５】
前記燃焼部４には、加熱用のバーナ４４が備えられ、このバーナ４４に供給される原燃料ガス及び排燃料ガスを燃焼させて原燃料ガスを改質処理するための燃焼熱を発生するように構成されている。説明を加えると、燃焼部４は、加熱用燃料ガスを火炎を形成する状態で前記バーナ４４にて燃焼させる有炎燃焼部４Ｆと、その有炎燃焼部４Ｆに対して、その有炎燃焼部４Ｆの火炎形成方向下手側に配置されて、有炎燃焼部４Ｆにて燃焼しなかった排燃料ガスを燃焼触媒４ｃにて燃焼させる触媒燃焼部４Ｃを備えて構成されている。
【００７６】
又、前記燃料ガス生成手段Ｐには、改質処理部３から排出された高温の改質ガスを通流させて、改質処理部３を保温する保温用通流部７と、高温の改質ガスにより改質処理部３に供給される被改質ガスを加熱する被改質ガス用熱交換器Ｅｐと、高温の改質ガスにより脱硫処理部１に供給される原燃料ガスを加熱する原燃料ガス用熱交換器Ｅａと、変成処理部５を冷却するために冷却用流体を通流させる変成部冷却用通流部８と、同じく、変成処理部５を冷却するために冷却用流体を通流させる変成部冷却用通流部９と、変成処理部５および選択酸化処理部６を冷却する冷却用ファン１０とが設けられている。
【００７７】
前記被改質ガス用熱交換器Ｅｐは、保温用通流部７から排出された改質ガスを通流させる上流側改質ガス通流部１２と、改質処理部３に供給する被改質ガスを通流させる被改質ガス通流部１３とを熱交換させるように構成されている。
前記原燃料ガス用熱交換器Ｅａは、上流側改質ガス通流部１２から排出された改質ガスを通流させる下流側改質ガス通流部１５と、脱硫処理部１に供給する原燃料ガスを通流させる原燃料ガス通流部１６とを熱交換させるように構成されている。
【００７８】
図１および図２において、白抜き線矢印にて示すように、原燃料ガス用熱交換器Ｅａの原燃料ガス通流部１６にガス供給路２１を接続し、並びに、原燃料ガス通流部１６、脱硫処理部１、被改質ガス用熱交換器Ｅｐの被改質ガス通流部１３、改質処理部３、保温用通流部７、被改質ガス用熱交換器Ｅｐの上流側改質ガス通流部１２、原燃料ガス用熱交換器Ｅａの下流側改質ガス通流部１５、各変成処理部５、選択酸化処理部６の順に流れるガス処理経路を形成するように、それらをガス処理用流路２２にて接続するようにしている。
【００７９】
そして、ガス供給路２１から供給される原燃料ガスを脱硫処理部１で脱硫処理し、その脱硫原燃料ガスと水蒸気路２６からの水蒸気とを混合して、改質処理部３に供給して改質処理し、その改質ガスを４段の変成処理部５に順次供給して、一酸化炭素ガスを二酸化炭素ガスに変成処理し、その変成処理ガスを選択酸化処理部６に供給して一酸化炭素ガスを選択的に酸化処理する。
【００８０】
その選択酸化処理部６から排出された選択酸化処理ガスが前記燃料ガスとして燃料ガス路２３を通じて燃料電池Ｇに供給され、その燃料電池Ｇから排出される排燃料ガス（排ガス）を排燃料ガス路２４を通してバーナ４４に加熱用燃料ガスとして供給するように構成されている。
また、選択酸化処理部６から排出された選択酸化処理ガスの温度は１１０℃程度であり、高分子型の燃料電池Ｇの動作温度は８０℃程度であるので、燃料ガス路２３には、選択酸化処理部６から排出された選択酸化処理ガスを、燃料電池Ｇの動作温度付近にまで冷却する燃料ガス冷却用熱交換器３３が設けられている。
【００８１】
前記燃料ガス路２３には、選択酸化処理ガス（燃料ガス）が燃料電池Ｇに供給される状態と供給を停止する供給停止状態とに切り換え自在な燃料ガス供給弁Ｖ２が設けられ、燃料ガス路２３の燃料ガス供給弁Ｖ２よりもガス流動方向上手側箇所から、他端側が外方に向けて開口している排気用通路５１が分岐接続され、この排気用通路５１には圧力逃がし弁Ｖ３が設けられている。又、前記燃料ガス路２３の分岐箇所よりもガス流動方向上手側箇所に内部圧力を検出する圧力センサ５２が設けられている。
【００８２】
前記改質処理部３においては、メタンガスを主成分とする天然ガスが原燃料ガスである場合は、例えば７００〜７５０℃程度の加熱下でメタンガスと水蒸気とが下記の反応式にて改質反応して、水素ガスと一酸化炭素ガスを含むガスに改質処理される。
【００８３】
〔化１〕
ＣＨ4＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ2
【００８４】
前記変成処理部５においては、改質ガス中の一酸化炭素ガスと水蒸気とが、例えば２００℃程度の反応温度にて下記の反応式にて変成反応して、一酸化炭素ガスが二酸化炭素ガスに変成処理される。
【００８５】
〔化２〕
ＣＯ＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋Ｈ2
【００８６】
前記選択酸化処理部６においては、ルテニウムの触媒作用によって、１００℃程度の反応温度にて、変成処理ガス中に残っている一酸化炭素ガスが選択酸化される。
【００８７】
最後段の変成処理部５と選択酸化処理部６とを接続するガス処理用流路２２には、原料水供給路２５を流れる原料水を変成処理ガスにて予熱する原料水予熱用熱交換器１７が設けられている。
そして、変成処理ガスから凝縮水を除去するドレントラップ３４が、その原料水予熱用熱交換器１７よりも下流側の箇所に設けられ、変成処理ガスと原料水との熱交換により原料水を予熱するとともに、変成処理ガスを冷却するようにしている。
【００８８】
前記変成処理部５から排出された変成処理ガスの温度は２００℃程度であり、選択酸化処理部６における反応温度は１００℃程度であるので、原料水予熱用熱交換器１７においては、変成処理ガスを選択酸化処理部６における反応温度付近の温度にまで冷却し、その冷却によって回収された熱量を原料水の予熱に用いている。
【００８９】
図１および図２において、実線矢印にて示すように、水蒸気生成用の原料水を供給する原料水供給路２５を水蒸気生成部Ｓの蒸発処理室２に接続し、蒸発処理室２にて生成された水蒸気を送出する水蒸気路２６を、脱硫処理部１と被改質ガス通流部１３とを接続するガス処理用流路２２に接続して、ガス処理用流路２２を通流する脱硫原燃料ガスに改質用の水蒸気を混合させるように構成されている。
【００９０】
原料水供給路２５の途中には、原料水予熱用熱交換器１７が設けられ、原料水供給路２５における原料水予熱用熱交換器１７よりも下流側の箇所には、原料水を蛇行状に流す蛇行状通流部１８が設けられている。
その蛇行状通流部１８は、燃料ガス生成手段Ｐの外壁部のうちの燃焼部４を覆う箇所に熱伝導可能に当て付けて設けられ、燃料ガス生成手段Ｐの外壁部からの伝導熱および輻射熱により、蛇行状通流部１８を通流する原料水を予熱するように構成されている。
そして、原料水予熱用熱交換器１７および蛇行状通流部１８によって、水蒸気生成部Ｓに供給する原料水を予熱するようにしている。
【００９１】
図１および図２において、破線矢印にて示すように、燃焼部４から排出された燃焼排ガスを、水蒸気生成用加熱通流部１１、変成部冷却用通流部８の順に流すように、それら燃焼部４、水蒸気生成用加熱通流部１１、変成部冷却用通流部８が燃焼排ガス路２７により接続されている。
そして、水蒸気生成用加熱通流部１１においては、燃焼排ガスによって蒸発処理室２を加熱し、変成部冷却用通流部８においては、燃焼排ガスによって、発熱反応である変成反応が行われる変成処理部５を冷却するように構成されている。
【００９２】
ちなみに、水蒸気生成用加熱通流部１１から排出された燃焼排ガスの温度は１２０℃程度であり、その燃焼排ガスが変成部冷却用通流部８を通流して変成処理部５を冷却するので、変成部冷却用通流部８から排出された燃焼排ガスの温度は１５０℃程度に上がっているので、図示しない排熱回収用熱交換器を設けて、燃焼排ガスから排熱を回収して、水蒸気や温水を生成する。
【００９３】
図１および図２において、一点鎖線矢印にて示すように、燃焼用ブロア２８からの空気を燃焼用空気として、変成部冷却用通流部９を通流させてからバーナ４４に供給するように、燃焼用ブロア２８および変成部冷却用通流部９が燃焼用空気路２９にて接続されている。そして、燃焼用空気を変成部冷却用通流部９を迂回させて通流させるように、燃焼用空気路２９に燃焼用空気バイパス路３０が接続されている。
また、燃焼用ブロア２８からの空気を酸化用空気として選択酸化処理部６に供給するように、燃焼用ブロア２８に接続した酸化用空気供給路３１が、最後段の変成処理部５と選択酸化処理部６とを接続するガス処理用流路２２に接続されている。
【００９４】
前記バーナ４４に対して、燃焼用空気を、変成部冷却用通流部９を通流させて供給する状態と、変成部冷却用通流部９を迂回させて燃焼用空気バイパス路３０を通じて供給する状態とに切り換えるために、開閉弁３５、３６が設けられている。
ちなみに、通常は、開閉弁３５、３６は、燃焼用空気が燃焼用空気バイパス路３０を通流する状態となるように切り換えられるが、変成処理部５の冷却能力が不足したとき、例えば、夏期の高気温時には、開閉弁３５、３６は、燃焼用空気が変成部冷却用通流部９を通流する状態となるように切り換えられ、燃焼用空気にて変成処理部５が冷却される。
【００９５】
図２に示すように、前記燃料ガス生成手段Ｐは、矩形板状の偏平な容器Ｂの複数が板状形状の厚さ方向に並べて設けられて、各容器Ｂにより、各処理部、各通流部、燃焼部４などが夫々構成されている。そして、複数の容器Ｂは、伝熱させる必要のあるもの同士は互いに密着させた状態で、且つ、伝熱量を調節する必要のあるもの同士の間に伝熱量調節用の断熱材１９を介在させた状態で並べてある。
【００９６】
容器Ｂのうち、改質処理部３を形成するための改質部用容器Ｂｋは、図２〜図４に示すように、伝熱板４３の一側面側に設けられた燃焼部４の燃焼室５０は、伝熱板４３の一側面側に位置する皿型容器形成部材４１にて伝熱板４３の厚さ方向に薄い偏平な直方体状に形成され、伝熱板４３の他側面側に設けられた改質処理部３の改質室４９は、伝熱板４３の他側面側に位置する皿型容器形成部材４１にて伝熱板４３の厚さ方向に薄い偏平な直方体状に形成されている。
【００９７】
前記改質処理部３は、改質室４９内に改質触媒を保持したセラミック製の多孔質粒状体の多数が通気可能な状態で充填されており、その改質室４９内にて、供給される原燃料ガスを水蒸気にて改質処理して水素ガスを主成分とする改質ガスに改質するように構成されている。そして、この改質処理部３における改質温度Ｔｒを検出する改質温度検出手段としての改質温度センサ３８が設けられている。
【００９８】
図１に示すように、ガス供給路２１には、そのガス供給路２１を通して供給される元燃料ガスの供給を断続する元燃料弁Ｖ１が設けられている。又、ガス供給路２１に連なるガス処理用流路２２における脱硫部１のガス流動方向上手側には、元燃料弁Ｖ１を通して供給される元燃料ガスが原燃料ガスとして改質処理部３に供給されるのを断続する原燃料弁としてのプロセスガス弁Ｖ４が設けられている。さらに、ガス処理用流路２２におけるプロセスガス弁Ｖ４よりもガス流動方向上手側から加熱用流路５３が分岐形成され、この加熱用流路５３には元燃料弁Ｖ１を通して供給される元燃料ガスが加熱用燃料ガスとしてバーナ４４に供給されるのを断続する燃焼燃料弁としてのバーナガス弁Ｖ５が設けられている。前記プロセスガス弁Ｖ４及び前記バーナガス弁Ｖ５は、夫々、ガス流量を変更調整自在で且つ全閉状態にも切り換え自在に設けられている。
尚、図１では、元燃料弁Ｖ１は１個だけ備える構成となっているが、安全性を向上させるために、複数個の元燃料弁Ｖ１を直列状態で並べて設けて、それらの複数の元燃料弁Ｖ１を同時に開閉すべく制御する構成としてもよい。
【００９９】
従って、原燃料ガスを改質処理部３に供給する燃料供給状態と供給を停止する供給停止状態とに切り換え自在な原燃料ガス供給断続手段Ｖｇが、元燃料弁Ｖ１とプロセスガス弁Ｖ４とにより構成される。又、加熱用燃料ガスをバーナ４４に供給する燃料供給状態と供給を停止する供給停止状態とに切り換え自在な加熱用燃料ガス供給断続手段Ｖｋが、元燃料弁Ｖ１とバーナガス弁Ｖ５とにより構成される。
【０１００】
図５に前記燃料ガス生成手段Ｐ及び燃料電池Ｇを含む燃料電池システムの配置状態を示しており、この燃料電池システムは、前記燃料ガス生成手段Ｐ及び燃料電池Ｇを含む装置全体が、ケーシング５４の内部に収納される状態で配備されている。そして、前記ケーシング５４は、吸入口５５及び排気口５６が夫々形成されており、排気口５６からケーシング５４内部の空気をケーシング５４外部に排気する換気ファン５７が設けられている。この換気ファン５７は、ケーシング５４内部の空気を排気することにより吸入口５５から外気が吸入されてケーシング５４内部を換気するように構成されている。
【０１０１】
前記燃料電池Ｇは、例えば、高分子型の燃料電池を備え、燃料ガス生成手段Ｐにて生成されて燃料ガス路２３を通して供給される燃料ガス中の水素と、反応用ブロア１４から反応用空気路３２を通して供給される空気中の酸素とを電気化学反応させて発電するように構成されている。
【０１０２】
又、前記換気ファン５７とは別に、燃焼部４にて加熱用燃料ガスが燃焼して発生する燃焼排ガスを排気する排気ファン５８が設けられている。この排気ファン５８は回転作動して送風状態になると、燃焼排ガス路２７を通して燃焼部４内の燃焼排ガスを吸引して排気口５９からケーシング５４の外部に排気するように構成されている。
【０１０３】
説明を加えると、図５に示すように、排気ファン５８は、吸気部５８ａから外気を吸気して排気部５８ｂから外部に排出させるようになっており、その排気部５８ｂに燃焼排ガス路２７の出口を臨ませてあり、排気ファン５８による通風作動に伴い燃焼排ガス路２７を通して燃焼排ガスを吸引して、排気口５９からケーシング５４の外部に排気する構成となっている。このように構成することで、燃焼排ガス路２７を通して燃焼排ガスが、吸気部５８ａから吸気される空気によって希釈された状態で外部に排出されることになる。
尚、図５では、排気ファン５８として、プロペラファンを用いるようにしているが、シロッコファン等の他の形式のファンを用いてもよい。
【０１０４】
そして、運転制御手段Ｃは、マイクロコンピュータにて構成される制御装置６０を主要部として備えており、この制御装置６０が、運転開始指令が指令されると、排気ファン５８の作動を開始させる排気ファン作動処理を実行した後に、前記燃焼処理及び前記改質処理を実行するように構成されている。
つまり、制御装置６０が、運転開始指令が指令されると、排気ファン５８を作動させる排気ファン作動処理を実行し、その後、燃焼部４を燃焼作動させる燃焼処理を実行し、次に、改質温度センサ３８にて検出される温度が改質処理開始用条件を満たすと、改質処理部３にて改質を行う改質処理を実行すべく、加熱用燃料ガス供給断続手段Ｖｋ、燃焼用ブロア２８、原燃料ガス供給断続手段Ｖｇ、及び、水蒸気生成手段Ｓの作動を制御するように構成されている。
【０１０５】
又、前記制御装置６０が、前記燃焼処理を開始してから前記改質処理を開始するまでの間において、前記改質温度センサ３８にて検出される温度が初期時燃焼確認条件を満たさない場合には、前記燃焼処理を停止し、かつ、前記改質処理を開始した後において、前記改質温度センサ３８にて検出される温度が改質時燃焼確認条件を満たさない場合には、前記燃焼処理及び前記改質処理を停止するように構成されている。
【０１０６】
詳細な構成については後述するが、図６に示すように、運転開始指令が指令されるに伴って作動を開始して燃焼部４からの燃焼排ガスを外部に排気することになる排気ファン５８が回転している稼動状態であるか否かを検出する排気ファン作動状態検出手段Ｈ１が設けられている。そして、図示はしていないが、この排気ファン作動状態検出手段Ｈ１の判別結果が制御装置６０に入力されており、制御装置６０が、排気ファン５８が稼動状態であると予定されているときに、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１にて稼動状態でないことが検出されると、燃焼処理及び改質処理を実行しないように構成されている。
すなわち、制御装置６０が、運転開始指令が指令されてから燃焼処理を開始するまでの間において、排気ファン５８が稼動状態であると予定されているときに、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１にて稼動状態でないことが検出されると、燃焼処理を開始しないように構成され、且つ、燃焼処理を開始してから改質処理を開始するまでの間において、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１にて稼動状態でないことが検出されると、燃焼処理を停止し、かつ、改質処理を開始した後において、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１にて稼動状態でないことが検出されると、燃焼処理及び改質処理を停止するように構成されている。
【０１０７】
尚、運転制御手段Ｃは、前記燃焼処理及び前記改質処理等を実行する主制御部としての制御装置６０に加えて、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１にて稼動状態でないことが検出されると、前記原燃料ガス供給断続手段Ｖｇ及び前記加熱用燃料ガス供給断続手段Ｖｋを遮断状態に強制操作する強制操作回路６１を備えて構成されている。
【０１０８】
次に、図７を参照しながら制御装置６０の制御動作について説明する。
制御装置６０は、燃料電池Ｇの運転を開始する起動タイミングになり、例えば、燃料電池Ｇの運転管理を行う燃料電池用の制御装置等の他の制御手段あるいは手動操作具等により運転開始指令が指令されると、排気ファン５８の作動を開始させる排気ファン作動処理を実行する。つまり、制御装置６０は、排気ファン５８を回転するためのファン駆動回路５８Ａに、ファン運転制御端子をハイレベルに切り換える運転開始指令及びファン運転制御端子をローレベルに切り換える運転停止指令とを指令する構成となっており、排気ファン５８による作動を開始させるときは運転開始指令をファン駆動回路５８Ａを指令することになる。
【０１０９】
排気ファン５８の作動を開始させる排気ファン作動処理を実行した後に、前記燃焼処理を実行する。つまり、前記イグナイタ４ｉを作動させた状態で、元燃料弁Ｖ１を開弁し、且つ、バーナガス弁Ｖ５を開弁して、燃焼用ブロア２８の作動を開始して燃焼用空気を供給して、バーナ４４の燃焼を開始する。このとき、バーナガス弁Ｖ５の開度は起動用の設定原燃料供給量になるように開度調節する。
【０１１０】
バーナ４４の燃焼を開始して改質処理部３の温度が上昇して、前記改質温度センサ３８にて検出される改質温度が水蒸気パージ開始用設定温度になると、ポンプ２０の運転を開始して水蒸気生成器２にて生成した水蒸気の供給を開始して、後述するように燃料ガス生成手段Ｐ及び燃料電池Ｇに充填されている原燃料ガス等を水蒸気にて置換する水蒸気置換制御を実行する。続いて、改質温度センサ３８にて検出される改質温度Ｔｒが原燃料供給開始用設定温度Ｔｓ１（例えば、６５０℃）になると、そのとき元燃料弁Ｖ１は既に開弁しているので、プロセスガス弁Ｖ４を開弁して改質処理部３への原燃料ガスの供給を開始する。このとき、プロセスガス弁Ｖ４の開度は改質用の設定原燃料供給量になるように開度調節する。原燃料ガスの供給開始後、燃料ガス供給弁Ｖ２を開弁して燃料ガス生成手段Ｐにて生成された燃料ガスの燃料電池Ｇへの供給を開始する。
【０１１１】
又、プロセスガス弁Ｖ４を開弁して改質処理部３への原燃料ガスの供給を開始したのちにバーナガス弁Ｖ５を閉弁する。すなわち、燃料電池Ｇから排燃料ガスが排出されて、その排燃料ガスによる燃焼熱により、原燃料ガスの改質処理が可能な状態となると、バーナ４４への原燃料ガスの供給を停止して、燃料電池Ｇから排出された排燃料ガスの全量をバーナ４４に供給して燃焼部４にて燃焼させ、その燃焼熱により改質処理部３にて原燃料ガスを改質処理させるのである。
【０１１２】
バーナ４４の燃焼を開始して改質温度Ｔｒが原燃料供給開始用設定温度Ｔｓ１になるまでの間が起動運転に対応しており、改質温度Ｔｒが原燃料供給開始用設定温度Ｔｓ１以上の高い温度に上昇したのちであって且つ運転停止が指令されるまでの間が発電運転に対応している。
【０１１３】
燃料電池Ｇの運転を停止させる停止タイミングになり、前記他の制御手段あるいは手動操作具等により運転停止指令が指令されると、運転制御手段Ｃが、元燃料弁Ｖ１、プロセスガス弁Ｖ４、及び、燃料ガス供給弁Ｖ２を閉弁して、改質処理部３における改質処理を停止し、燃料電池Ｇの発電を停止させるが、このとき、改質処理部３を含む水素含有ガス生成装置内を水蒸気で置換する水蒸気パージ処理を実行する。
【０１１４】
この水蒸気パージ処理について説明すると、改質処理部３への原燃料ガスの供給が停止されたのちも水蒸気生成器２への水の供給が継続されて水蒸気の生成が継続されることになり、又、水蒸気がガス処理用流路２２内に供給されるように、圧力逃がし弁Ｖ３又は燃料ガス供給弁Ｖ２を設定時間のみ開弁させる処理を間欠的に行う圧力逃がし処理を行う。そのことにより、生成される水蒸気によりガス処理用流路２２内に残留していた装置内ガスは排出され、改質処理部３を含む水素含有ガス生成装置内が水蒸気にて置換される。
【０１１５】
その後、改質温度センサ３８にて検出される改質温度Ｔｒが降下判定用設定温度Ｔｓ２以下にまで低下すると、元燃料弁Ｖ１及びプロセスガス弁Ｖ４を開弁して原燃料ガスを供給することにより、改質処理部３を含む水素含有ガス生成装置内を原燃料ガスにて置換させるガスパージ処理を実行する。
このとき、燃料ガス供給弁Ｖ２及び圧力逃がし弁Ｖ３は共に閉状態であるから、原燃料ガスの供給により内部圧力が上昇するのであり、圧力センサ５２の検出圧力Ｐが設定上限値としての第１設定圧力Ｐｓ１以上（例えば、３ｋＰａ以上）になると、元燃料弁Ｖ１及びプロセスガス弁Ｖ４を閉じてガスパージ処理を終了する。尚、前記降下判定用設定温度Ｔｓ２は、熱分解による炭素の析出を防止できる程度の温度（例えば、２００℃）に設定されている。
【０１１６】
そして、その後は、圧力センサ５２の検出圧力Ｐが第１設定圧力Ｐｓ１よりも低い設定下限値としての第２設定圧力Ｐｓ２以下（例えば、１ｋＰａ以下）になると、元燃料弁Ｖ１及びプロセスガス弁Ｖ４を開状態に切り換えて、第１設定圧力Ｐｓ１以上になると元燃料弁Ｖ１及びプロセスガス弁Ｖ４を閉状態（遮断状態）に切り換えて、装置内の圧力を第２設定圧力Ｐｓ２と第１設定圧力Ｐｓ１との間に維持する装置内圧力維持処理を実行することになる。
【０１１７】
制御装置６０は、図７に示すように、運転停止指令が指令された後も排気作動を継続して行い、上記したように元燃料弁Ｖ１及びプロセスガス弁Ｖ４を開弁して原燃料ガスを供給し、且つ、圧力センサ５２の検出圧力Ｐが第１設定圧力Ｐｓ１以上になると、元燃料弁Ｖ１及びプロセスガス弁Ｖ４を閉じるガスパージ処理を終了してから設定時間Ｘが経過すると排気作動を停止させるように、排気ファン５８の作動を制御する。
又、制御装置６０は、図７に示すように、前記装置内圧力維持処理を実行しているときは、圧力センサ５２の検出圧力Ｐが前記第２設定圧力Ｐｓ２よりも少し高めに設定された第３設定圧力以下にまで低下すると、排気作動を開始させ、その後、圧力維持のために、元燃料弁Ｖ１及びプロセスガス弁Ｖ４を開状態に切り換えて原燃料ガスの供給が行われてから設定時間Ｘが経過すると排気作動を停止させるように、排気ファン５８の作動を制御する。以降、このような制御を繰り返し実行する。従って、圧力センサ５２の検出圧力Ｐが第２設定圧力Ｐｓ２以下になり元燃料弁Ｖ１及びプロセスガス弁Ｖ４を開状態に切り換えるときには、排気ファン５８は作動状態に切り換わっていることになる。
【０１１８】
具体的には、圧力センサ５２の検出圧力Ｐが前記第３設定圧力Ｐｓ３以下にまで低下して排気ファン５８の作動を開始させ、その後、圧力センサ５２の検出圧力Ｐが前記第２設定圧力Ｐｓ２以下になって元燃料弁Ｖ１及びプロセスガス弁Ｖ４を開弁して原燃料ガスを供給し、その後、圧力センサ５２の検出圧力Ｐが第１設定圧力Ｐｓ１以上になって元燃料弁Ｖ１及びプロセスガス弁Ｖ４を閉じた時点から設定時間Ｘが経過したのちに、排気ファン５８の作動を停止させるのである。
【０１１９】
次に、図８を参照しながら、前記不燃焼時燃料供給停止処理について説明する。
すなわち、運転開始指令が指令されて、前記バーナ４４の燃焼を開始して改質温度Ｔｒが原燃料供給開始用設定温度Ｔｓ１になるまでの間の起動運転の実行中であって、且つ、バーナ４４に加熱用燃料ガスの供給が行われている状態であれば（ステップ１、２）、前記改質温度センサ３８にて検出される改質温度Ｔｒの温度上昇率が設定温度上昇率より大であるか否かを判別する（ステップ３）。具体的には、前記バーナ４４の燃焼を開始してから設定経過時間（３分間）が経過するまでの間における改質温度Ｔｒの上昇量が設定量（４５度）を越えているときは、温度上昇率が設定温度上昇率より大であると判断し、改質温度Ｔｒの上昇量が設定量（４５度）未満であれば温度上昇率が設定温度上昇率より小であると判断する。
【０１２０】
改質温度Ｔｒの上昇量が設定量（４５度）未満であり温度上昇率が設定温度上昇率より小であると判断すると、バーナ４４に着火されていない不燃焼状態、又は、バーナ４４が燃焼はしているものの燃焼に必要な空気量が燃料に対して不足している等により適正に燃焼していない不完全燃焼状態であると考えられるから、元燃料弁Ｖ１を閉弁状態に切り換えるために弁制御信号として閉弁用制御信号を出力する（ステップ４）。
【０１２１】
バーナ４４の燃焼を開始して改質温度Ｔｒが原燃料供給開始用設定温度Ｔｓ１以上になった後の発電運転の実行中であるときは、前記改質温度センサ３８にて検出される改質温度Ｔｒが判定用下限値Ｔｓ３（例えば、６００℃）よりも低い温度であって、且つ、その判定用下限値Ｔｓ３よりも低い温度である状態が設定待機時間（２分間）以上継続すると、バーナ４４が失火している不燃焼状態又は上記したような不完全燃焼状態であると考えられるから、元燃料弁Ｖ１を閉弁状態に切り換えるために弁制御信号として閉弁用制御信号を出力する（ステップ５、６、４）。
【０１２２】
従って、燃焼処理を開始してから改質処理を開始するまでの間においては、改質温度Ｔｒの温度上昇率が設定温度上昇率より小であることが、改質温度センサ３８にて検出される温度が初期時燃焼確認条件を満たさない場合に対応する。そして、前記改質処理を開始した後においては、改質温度センサ３８にて検出される温度が改質時燃焼確認条件を満たさない場合に対応するものである。
【０１２３】
次に、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１及び強制操作回路６１について説明する。
排気ファン作動状態検出手段Ｈ１は、排気ファン５８と一体回転する回転部材としての回転軸６３に検出作用して、その回転部材６３の回転速度に対応する電気信号を出力する検出部６４と、その検出部６４の電気信号と判別用基準値とを比較して、稼動状態信号及び非稼動状態信号を出力する比較部６５とから構成され、強制操作回路６１が、前記比較部６５から非稼動状態信号が出力されると、原燃料ガス供給断続手段Ｖｇ及び加熱用燃料ガス供給断続手段Ｖｋを遮断状態に強制操作するように構成されている。
【０１２４】
以下、具体的な構成について説明する。
排気ファン作動状態検出手段Ｈ１は、図６に示すように、排気ファン５８と一体回転する回転部材である回転軸６３における一体形成された突起部６６に検出作用して回転部材の回転速度に対応するパルス信号を出力するパルス発生器６７と、そのパルス発生器６７のパルス信号の周波数を電圧信号に変換する電圧変換回路としてのＦ／Ｖ（周波数・電圧）変換器６８と、そのＦ／Ｖ変換器６８の電気信号（電圧信号）と判別用基準値としての基準電圧発生器６９にて発生する基準電圧とを比較して、稼動状態信号に対応するハイレベル信号及び非稼動状態信号に対応するローレベル信号を出力するコンパレータ７０とを備えて構成されている。従って、パルス発生器６７とＦ／Ｖ変換器６８とにより前記検出部６４が構成され、基準電圧発生器６９とコンパレータ７０により比較部６５が構成されている。
【０１２５】
強制操作回路６１は、制御装置６０のようにマイクロコンピュータを備えるものではなく、図６に示すように、コンパレータ７０の出力と制御装置６０からの弁制御信号とが夫々入力されるＡＮＤ回路７１と、ＡＮＤ回路７１の出力がハイレベル状態になると、導通状態となり、ＡＮＤ回路７１の出力がローレベル状態になると非導通状態となるスイッチングトランジスタ７２と、ＡＮＤ回路７１の出力によりスイッチングトランジスタ７２を駆動するための駆動回路７１Ａとを備えて構成されている。
前記スイッチングトランジスタ７２が導通状態になると、元燃料弁Ｖ１の弁体操作用のソレノイドに通電して、バネにより閉付勢されている弁体を開状態に操作して元燃料弁Ｖ１が開弁状態になり、又、スイッチングトランジスタ７２が非導通状態になると、弁体はバネの付勢力により閉状態に復帰し、元燃料弁Ｖ１が閉弁状態になるように構成されている。
【０１２６】
次に、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１及び前記強制操作回路６１の処理動作について説明する。
排気ファン５８が回転して排気作動を開始すると、パルス発生器６７がパルス信号を出力し、そのパルス信号がＦ／Ｖ変換器６８にてパルス信号の周波数が高いほど高い電圧となるような電圧信号に変換される。ところで、バーナ４４の燃焼排ガスを希釈して排気するのに必要となる送風量を得るためには、排気ファン５８が設定回転速度以上で回転している必要がある。そこで、設定回転速度に対応する電圧が予め基準電圧として設定されて、その基準電圧を基準電圧発生器６９にて発生するように構成され、前記Ｆ／Ｖ変換器６８の出力電圧がコンパレータ７０の非反転入力端子に入力され、基準電圧発生回路６９にて発生した基準電圧がコンパレータ７０の反転入力端子に入力される。そして、コンパレータ７０は、Ｆ／Ｖ変換器６８の出力電圧が基準電圧より高いときはハイレベル信号を出力し、Ｆ／Ｖ変換器６８の出力電圧が基準電圧より低いときはローレベル信号を出力する。
【０１２７】
コンパレータ７０の出力信号及び制御装置６０からの弁制御信号が共にハイレベル信号であれば、ＡＮＤ回路７１の出力がハイレベル状態になり、スイッチングトランジスタ７２が導通状態になって元燃料弁Ｖ１が開状態になる。一方、コンパレータ７０の出力信号及び制御装置６０からの弁制御信号のうちの少なくともいずれか一方がローレベル信号であれば、ＡＮＤ回路７１の出力がローレベル状態になり、スイッチングトランジスタ７２が非導通状態になって元燃料弁Ｖ１が遮断状態すなわち閉弁状態になる。
【０１２８】
従って、強制操作回路６１は、コンパレータ７０から非稼動状態信号（ローレベル信号）が出力されると、元燃料弁Ｖ１を遮断状態（閉弁状態）にすることにより、原燃料ガス供給断続手段Ｖｇ及び加熱用燃料ガス供給断続手段Ｖｋを夫々遮断状態に強制操作することになる。
【０１２９】
そして、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１の判別結果であるコンパレータ７０の出力信号（稼動状態信号に対応するハイレベル信号及び非稼動状態信号に対応するローレベル信号）が制御装置６０にも入力されており、制御装置６０は、運転開始指令に伴って、排気ファン作動処理を実行し、その後、燃焼処理を開始するまでの間において、コンパレータ７０から非稼動状態信号が出力されると、燃焼処理を開始しないように構成されている。
【０１３０】
又、制御装置６０は、燃焼処理を開始してから改質処理を開始するまでの間において、コンパレータ７０から非稼動状態信号が出力されると、燃焼処理を停止し、且つ、改質処理を開始した後において、コンパレータ７０から非稼動状態信号が出力されると、燃焼処理及び改質処理を停止するように構成されている。
【０１３１】
すなわち、制御装置６０が、運転開始指令が指令されるに伴って排気ファン作動処理を実行してから燃焼処理を開始するまでの間に、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１にて稼動状態でないことが検出されると、制御装置６０は燃焼処理を開始しないのである。又、燃焼処理が開始されてから改質処理が開始されるまでの間、及び、改質処理が開始された後において、排気ファンの駆動回路が故障する等の異常により排気ファン作動状態検出手段Ｈ１にて稼動状態でないことが検出された場合には、制御装置６０は燃焼処理及び改質処理を停止することになる。
【０１３２】
この実施形態では、運転開始指令が指令されるに伴って排気ファン５８を作動させる操作が行われた後、具体的には、制御装置６０が排気ファン作動処理を実行した後が前記稼動状態であると予定されているときに対応することになる。
【０１３３】
又、この実施形態では、制御装置６０に加えて強制操作回路６１が設けられ、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１にて稼動状態でないことが検出されると、この強制操作回路６１が、元燃料弁Ｖ１を遮断状態（閉弁状態）にすることにより、原燃料ガス供給断続手段Ｖｇ及び加熱用燃料ガス供給断続手段Ｖｋを夫々遮断状態に強制操作することになるから、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１にて稼動状態でないことが検出されているにもかかわらず、制御装置６０が誤作動によって、元燃料弁Ｖ１を開弁させるための弁制御信号を出力することがあっても、元燃料弁Ｖ１が遮断状態（閉弁状態）を維持することになる。
【０１３４】
従って、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１にて稼動状態でないことが検出されているにもかかわらず、運転開始指令が指令されて、制御装置６０が誤作動により燃焼処理を開始しようとすることがあっても、元燃料弁Ｖ１が遮断状態（閉弁状態）に維持されることから、燃焼処理を開始することがない。又、燃焼処理が開始されてから改質処理が開始されるまでの間、及び、改質処理が開始された後において、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１にて稼動状態でないことが検出された場合、制御装置６０が誤作動していても、元燃料弁Ｖ１が遮断状態（閉弁状態）に強制操作されることから、燃焼処理及び改質処理を停止することができる。
【０１３５】
又、上記構成では、強制操作回路６１が設けられることから、運転開始指令が指令されていない状態であって、制御装置６０が、燃焼処理及び改質処理のいずれも実行していない状態において、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１にて稼動状態でないことが検出されると、その後に運転開始指令が指令されても、燃焼処理や改質処理を実行しないようにすることができる。
【０１３６】
燃料電池Ｇの運転管理を行う燃料電池用の制御装置が備えられる場合には、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１にて稼動状態でないことが検出されると、燃料電池用の制御装置が、燃料電池Ｇの運転を開始させないようにしたり、燃料電池Ｇの運転を停止させるようにする等、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１の検出情報に基づいて燃料電池Ｇの運転管理を行う必要がある。
【０１３７】
〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態を説明する。
この実施形態では、前記換気ファン５７が回転している又は前記換気ファン５７による通風が存在する稼動状態であるか否かを検出する換気ファン作動状態検出手段Ｈ２が設けられ、前記運転制御手段Ｃが、前記換気ファン作動状態検出手段Ｈ２にて前記換気ファン５７が前記稼動状態でないことが検出されると、異常対策処理を実行するように構成されている点が第１実施形態と異なるが、それ以外の構成は第１実施形態と同じであるから、異なる点についてのみ説明する。
【０１３８】
つまり、この実施形態では、図９に示すように、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１に加えて前記換気ファン作動状態検出手段Ｈ２が設けられ、この換気ファン作動状態検出手段Ｈ２は、前記換気ファン５７と一体回転する回転部材としての回転軸８０に検出作用して、その回転軸８０の回転速度に対応する電気信号を出力する検出部８１として、第１実施形態の排気ファン作動状態検出手段Ｈ１における検出部と同様なパルス発生器８２とＦ／Ｖ変換器８３とを備え、その検出部８１の電気信号と判別用基準値とを比較して、稼動状態信号（ハイレベル信号）及び非稼動状態信号（ローレベル信号）を出力する比較部８４として、基準電圧発生器８５とコンパレータ８６とを備えている。
【０１３９】
そして、前記強制操作回路６１が、第１実施形態のＡＮＤ回路７１とスイッチングトランジスタ７２に加えて、前記コンパレータ８６の出力と制御装置６０からの弁制御信号とが夫々入力されるＡＮＤ回路８７と、このＡＮＤ回路８７の出力とＡＮＤ回路７１の出力とが夫々入力されるＡＮＤ回路８８と、このＡＮＤ回路８８の出力がハイレベル状態になると導通状態となり、ＡＮＤ回路８８の出力がローレベル状態になると非導通状態となるスイッチングトランジスタ７２と、ＡＮＤ回路８８の出力によりスイッチングトランジスタ７２を駆動するための駆動回路８８Ａとを備えて構成されている。
【０１４０】
このような構成であれば、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１及び換気ファン作動状態検出手段Ｈ２の夫々が、稼動状態であることを検出しており、且つ、制御装置６０により開弁させるための弁制御信号が出力された場合に、元燃料弁Ｖ１が開状態に操作されるのであり、排気ファン作動状態検出手段Ｈ１及び換気ファン作動状態検出手段Ｈ２の少なくともいずれか一方が稼動状態でないことを検出すると、元燃料弁Ｖ１は閉状態（遮断状態）となる。
【０１４１】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
【０１４２】
（イ）  前記排気ファン作動状態検出手段として、次のように構成するものでもよい。
すなわち、前記排気ファンが回転しているか否かにより稼動状態であるか否かを検出するにあたり、上記実施形態では、排気ファン５８と一体回転する回転部材である回転軸６３における一体形成された突起部６６に検出作用して回転部材の回転速度に対応するパルス信号を出力するパルス発生器６７を備える構成としたが、このような突起部を設ける構成に代えて、回転部材の外周部に磁性体を備えて、回転部材の回転に伴って磁性体が接近離間するような箇所に位置固定状態で磁気センサが設けられ、この磁気センサが、前記磁性体に対して検出作用して回転部材の回転速度に対応するパルスを発生するように構成するものでもよい。
【０１４３】
又、前記排気ファンが回転しているか否かにより稼動状態であるか否かを検出する構成に代えて、前記排気ファンによる通風が存在するか否かにより稼動状態であるか否かを検出する構成としてもよい。例えば、排気ファンによる送風量を検出する風量センサ、排気ファンによる送風の風速を検出する風速センサ、排気ファンによる送風の風圧を検出する風圧センサ、排気ファンによる送風の風圧が設定風圧以上あるか否かを検出する風圧スイッチ等のいずれかを設けて、これらのセンサにて検出される検出値の情報を電気信号に変換して、上記各実施形態と同様に、送風量が設定量以上であるか否かを判別して、元燃料弁Ｖ１の開閉状態を切り換える構成としてもよい。
【０１４４】
例えば、風圧スイッチを設けるものでは、風圧スイッチが、換気ファンによる送風の風圧が設定風圧以上であればオン状態となりハイレベル信号を出力し、換気ファンによる送風の風圧が設定風圧未満であればオフ状態となりローレベル信号を出力するように構成してもよい。その結果、ハイレベル信号を出力すると、強制操作回路６１が元燃料弁Ｖ１を開状態に切り換え、ローレベル信号を出力すると、強制操作回路６１が元燃料弁Ｖ１を閉状態に切り換えることになる。
【０１４５】
（ロ）  前記運転制御手段が、前記排気ファン作動処理を開始してから前記燃焼処理を開始するまでに、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、前記燃焼処理を開始しないように構成され、且つ、前記燃焼処理を開始してから前記改質処理を開始するまでの間、及び、前記改質処理を開始した後においては、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されても、前記燃焼処理及び前記改質処理を停止しないように構成してもよい。そして、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出され、前記燃焼処理を開始しないときは、報知手段による報知作動を実行して異常状態であることを使用者に報知する構成とする。
【０１４６】
（ハ）  前記運転制御手段が、前記燃焼処理を開始してから前記改質処理を開始するまでの間において、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、前記燃焼処理を停止し、かつ、前記改質処理を開始した後において、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、前記燃焼処理及び前記改質処理を停止するように構成され、且つ、前記排気ファン作動処理を開始してから前記燃焼処理を開始するまでにおいては、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されても、前記燃焼処理を開始するように構成してもよい。そして、燃焼処理や改質処理の実行中に、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出され、前記燃焼処理や前記改質処理を継続しないときは、報知手段による報知作動を実行して異常状態であることを使用者に報知する構成とする。
【０１４７】
（ニ）  上記実施形態においては、運転開始指令が指令されるに伴って排気ファンが作動を開始する構成、つまり、運転制御手段が、運転開始指令が指令されると、排気ファンの作動を開始させる排気ファン作動処理を実行した後に、燃焼処理及び改質処理を実行するように構成されているものを例示したが、このような構成に代えて、排気ファンが常時作動するように構成するものでもよい。
例えば、水素含有ガス生成装置が設置場所に設置されて電源が投入されるに伴って、排気ファンが作動を開始する駆動回路が設けられる構成としてもよい。又、運転制御手段に対する駆動用電源が入り操作されるに伴って排気ファンが作動を開始する構成としてもよい。そして、これらの構成においては、運転制御手段に対して電源が供給されているときは排気ファンに駆動用の電力が供給されている状態となるから、運転制御手段に対して電源が供給されている状態、つまり、運転制御手段が起動している状態のすべてのときが、排気ファンが稼動状態であると予定されているときに対応することになる。
【０１４８】
そして、このように排気ファンが常時作動する構成においては、運転制御手段は、排気ファンが稼動状態であると予定されているとき、つまり、排気ファンに駆動用の電力が供給されているときに、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、燃焼処理及び改質処理を実行しないように構成されることになる。
【０１４９】
つまり、運転制御手段は、運転開始指令が指令されてから燃焼処理を開始するまでの間において、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、燃焼処理を開始しないのである。又、運転制御手段が、燃焼処理を開始してから改質処理を開始するまでの間において、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、燃焼処理を停止し、かつ、改質処理を開始した後において、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、燃焼処理及び改質処理を停止することになる。
【０１５０】
又、運転開始指令が指令されていない状態であって運転制御手段により燃焼処理及び改質処理のいずれも実行していない運転停止状態において、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、その後に運転開始指令が指令されても、その後の処理を行わないように構成することもできる。
【０１５１】
さらに、排気ファン作動状態検出手段を備える構成において、排気ファンが常時作動するものでは、次のように構成するものでもよい。
【０１５２】
例えば、手動操作具にて運転制御手段に運転開始指令が指令される構成であれば、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、手動操作具から運転制御手段へ運転開始指令が指令されるのを阻止する指令阻止手段を備える構成としてもよい。
又、運転制御手段以外の他の制御手段から運転制御手段に運転開始指令が指令される構成であれば、前記他の制御手段が、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、運転制御手段に運転開始指令を指令しないように構成されるものでもよい。
【０１５３】
要するに、運転開始指令が指令されていない状態であって、運転制御手段により燃焼処理及び改質処理のいずれも実行していない運転停止状態において、排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、運転制御手段に対して運転開始指令が指令されないように構成するものでもよい。
【０１５４】
（ホ）  上記実施形態においては、前記運転制御手段Ｃが、マイクロコンピュータからなる制御装置６０と強制操作回路６１とを備えるようにしたが、このような強制操作回路を備えることなく、前記制御装置６０が、前記排気ファン作動処理を開始してから前記燃焼処理を開始するまでに、前記排気ファン作動状態検出手段にて稼動状態でないことが検出されると、前記燃焼処理を開始しないように制御を実行し、さらに、前記燃焼処理を開始してから前記改質処理を開始するまでの間において、前記排気ファン作動状態検出手段Ｈ１にて稼動状態でないことが検出されると、前記燃焼処理を停止し、かつ、前記改質処理を開始した後において、前記排気ファン作動状態検出手段Ｈ１にて稼動状態でないことが検出されると、前記燃焼処理及び前記改質処理を停止するように制御を実行する構成としてもよい。
【０１５５】
（ヘ）  上記実施形態においては、燃料ガス生成手段に変成部５及び選択酸化部６を備えさせる場合について例示したが、燃料電池にて燃料ガス中の一酸化炭素濃度の低いことが要求されない場合は、選択酸化部６を省略したり、変成部５及び選択酸化部６を省略することが可能である。尚、燃料電池としては、高分子型に限らず、固体酸化物型、リン酸型等の種々の形式の燃料電池を用いることができる。
【０１５６】
（ト）  炭化水素系の原燃料ガスとしては、上記の実施形態において例示した天然ガスベースの都市ガスに限定されるものではなく、灯油、プロパンガス、メタノール等のアルコール類等、種々のものを用いることができる。
【０１５７】
（チ）  上記実施形態においては、燃焼部及び改質処理部が扁平の直方体状に形成されるものを例示したが、例えば、内部を燃焼部とする円筒状体を設け、そして、燃焼部を形成する円筒状体よりも大径の円筒状体を、燃焼部を形成する円筒状体と同心状に設けて、内外の円筒状体の間にて改質処理部を形成するようにする、いわゆる円筒状に形成する等、燃焼部や改質処理部の形態は種々変更することができる。
【０１５８】
（リ）  上記実施形態においては、前記改質温度検出手段として、改質処理部３の温度を検出する改質温度センサ３８を用いる構成としたが、この改質温度センサ３８に代えて、燃焼部の温度を検出する温度センサを備えて、その温度センサの検出情報に基づいて改質処理部３の温度を間接的に検出する構成としてもよい。
又、上記実施形態では、改質温度検出手段にて検出される改質処理部３の温度の検出情報に基づいて不燃焼状態又は不完全燃焼状態を判別するようにしたが、このような構成に加えて、例えば、上記実施形態の如く、燃焼部及び改質処理部だけでなく変成処理部、選択酸化部等の各部を形成するための複数の容器が、矩形板状の偏平な容器Ｂの複数を板状形状の厚さ方向に並べて設けられるような構成のものであれば、変成処理部や選択酸化部が燃焼部の燃焼状態により熱的な影響を受けるため、変成処理部や選択酸化部の温度を検出する温度センサを備えて、運転制御手段が、改質処理を開始した後において、前記温度センサにて検出される変成処理部や選択酸化部の温度が不適正に下降するような場合は、不燃焼状態や不完全燃焼状態であると判別するように構成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１５９】
３      改質処理部
４      燃焼部
２８    燃焼用空気供給手段
３８    改質温度検出手段
４３    伝熱板
４９    改質室
５０    燃焼室
５４    ケーシング
５７    換気ファン
５８    排気ファン
６１    強制操作回路
６３    回転部材
６４    検出部
６５    比較部
８１    検出部
８４    比較部
Ｃ      運転制御手段
Ｈ１    排気ファン作動状態検出手段
Ｈ２    換気ファン作動状態検出手段
Ｓ      水蒸気生成手段
Ｖ１    元燃料弁
Ｖ４    原燃料弁
Ｖ５    燃焼燃料弁
Ｖｋ    加熱用燃料ガス供給断続手段
Ｖｇ    原燃料ガス供給断続手段
【図１】
2010202477.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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