(57)【要約】【課題】従来の水素生成システムの構成では、消火判定された場合、点火器を起動させ再燃焼により水素生成システムの運転継続を試みるが、再燃焼を行う場合、消火前の運転条件を継続して燃焼を試みるため炎検知器は燃焼を検知できず水素生成システムの異常と判断し燃料ガス生成が停止するといった課題があった。【解決手段】本発明の水素生成システム１００、及び、当該水素生成システム１００を備えている燃料電池システム２００は燃焼器１６へ燃料ガスが供給されている場合に炎検知器２７が燃焼器１６での消火を検知した場合、燃焼器１６での消火を検知する前より原料供給器１３の原料供給量を増加させて燃焼器１６での燃焼を行い、再燃焼時の炎検知の確度を上げることで、燃料ガスの安定供給を継続して行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料と水との改質反応から水素を含む燃料ガスを生成する燃料生成器と、
前記燃料生成器に原料を供給する原料供給器と、
前記燃料ガスを燃焼し前記燃料生成器を加熱する燃焼器と、
前記燃焼器での燃焼状態を検知する炎検知器と、
制御器と、
を備え、
前記制御器は、前記燃焼器へ前記燃料ガスが供給されている場合に前記炎検知器が前記燃焼器での消火を検知した場合、前記燃焼器での消火を検知する前より前記原料供給器の原料供給量を増加させて前記燃焼器での燃焼を行う、
水素生成システム。
【請求項２】
前記燃料生成器に水を供給する水供給器をさらに備え、
前記制御器は、前記燃焼器での消火を検知する前より前記原料供給器の原料供給量を増加させる場合は、前記燃焼器での消火を検知する前より前記水供給器の水供給量も増加させ前記原料供給量と前記水供給量の比率を、前記燃焼器での消火を検知する前と同じとする、
請求項１に記載の水素生成システム。
【請求項３】
前記燃料生成器の温度を検知する温度検知器をさらに備え、
前記制御器は、前記炎検知器が前記燃焼器での消火を検知した場合に、前記温度検知器が予め定められる第１温度以上を検知している場合は、前記燃焼器での消火を検知する前より前記原料供給器の原料供給量を増加させて前記燃焼器での燃焼を行う、
請求項１又は２に記載の水素生成システム。
【請求項４】
前記制御器は、前記炎検知器が前記燃焼器での消火を検知した場合に、前記原料供給器の原料供給量が予め定められる第１供給量より小さい場合は、前記燃焼器での消火を検知する前より前記原料供給器の原料供給量を増加させて前記燃焼器での燃焼を行う、
請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の水素生成システム。
【請求項５】
前記燃料生成器は、燃料ガス中の一酸化炭素濃度を低減するための選択酸化部と、
前記選択酸化部に空気を供給する選択酸化空気供給器と、をさらに備え、
前記制御器は、前記燃焼器での消火を検知する前より前記原料供給器の原料供給量を増加させる場合は、前記燃焼器の消火を検知する前より前記選択酸化空気供給器の空気供給量を増加させ前記原料供給量と前記空気供給量の比率を、前記燃焼器での消火を検知する前と同じとする、
請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の水素生成システム。
【請求項６】
前記炎検知器は、前記燃焼器での炎のイオン電流を検知するように構成されている、
請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の水素生成システム。
【請求項７】
前記燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池と、
前記燃焼器が前記燃料電池から排出された燃料ガスであるオフ燃料ガスを燃焼し前記燃料生成器を加熱する請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の水素生成システムと、
を備える燃料電池システム。
【請求項８】
前記制御器は、前記燃焼器での消火を検知する前より前記原料供給器の原料供給量を増加させる場合は、前記燃焼器での消火を検知する前より前記燃料電池の電力出力を減少させる、
請求項７に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、水素生成システム、及び、当該水素生成システムを備える燃料電池システムに関し、特に水素生成システムの燃焼器で消火を検知した場合の再燃焼に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原料ガスに天然ガスやＬＰＧなど炭化水素を含むガスと水とを用い改質反応により、水素を主成分とする燃料ガスを生成する燃料生成器がある。
【０００３】
水素生成システムは、燃料生成器と、燃料生成器で改質反応を行うための原料と水を供給する原料供給器と水供給器と、改質反応が吸熱反応であるため燃料生成器を加熱する手段として、原料ガスあるいは燃料ガス（一部あるいは全部）を燃焼する燃焼器と、それらを制御する制御器から構成される。
【０００４】
燃料生成器で安定した燃料ガス生成を行うためには、原料および水の安定供給と、燃焼器での安定な燃焼が必要であり、水素生成システムでは、流量検知器や回転数などで定量供給できるポンプを用いこれを実現している方法が一般的である。
【０００５】
また、燃焼器での燃焼の安定は炎が継続的に存在することを検知する手段で行われ、例えば、燃焼器に備えられた温度検知器による方法や、原料ガスや燃料ガスに含まれる炭化水素が燃焼した際に発生するイオン化電流を検知するフレームロッドによる方法（特許文献１）などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２５９８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
水素生成システムによる燃料ガス生成は、水素生成システムに接続された機器（例えば燃料電池）の動作に依存する。そのため、機器の運転状態により燃焼器での燃焼条件が変動し場合によっては燃焼条件がくずれ炎検知器で消火判定となることがある。
【０００８】
炎検知器での消火判定は、本当に炎の存在がなくなった消火判定と炎は存在するが燃焼条件のずれにより炎の状態が検知困難となり消火判定をする場合がある。例えば、検知器にフレームロッドを用いた方法では、炎検知は燃料ガス中の炭化水素量に比例するイオン化電流の検知で行われる。そのため、燃焼器へ供給される燃料ガスの組成が崩れた場合（例えば、改質反応温度のバランスが崩れ原料ガスから水素への転化率が高くなり、燃料ガス中の炭化水素量が減少した場合や燃焼器での炎が小さい場合）実際には炎は継続して存在するが消火と判定することがある。
【０００９】
水素生成システムは消火判定をした場合、実際に炎の存在がないと判定した場合は可燃ガスの放出を防止するため原料や水の供給を遮断し運転を停止していた。また、炎の存在が継続されている可能性があるが消火と判定した場合は消火判定前の状態でしばらく原料や水の供給を継続するとともに点火器を再作動させ再燃焼による炎の復帰をし、水素生成システムの運転を継続する方法がある。
【００１０】
しかしながら、再燃焼を行う場合、消火する前の運転条件を継続しているため炎検知器は繰り返し炎の検知ができず消火と判定による水素生成システムの運転停止にいたる課題があった。
【００１１】
本発明は、従来の課題を解決するもので、炎検知器で燃焼器が消火したと判定された後の再燃焼時の炎検知の確度を上げ、燃料ガスの安定供給を継続できる水素生成システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
従来の課題を解決するために、本発明の水素生成システムは、原料と水との改質反応から水素を含む燃料ガスを生成する燃料生成器と、燃料生成器に原料を供給する原料供給器と、燃料ガスを燃焼し燃料生成器を加熱する燃焼器と、燃焼器での燃焼状態を検知する炎検知器と、制御器とを備えた構成である。これによって、制御器は、燃焼器へ燃料ガスが供給されている場合に炎検知器が燃焼器での消火を検知した場合、燃焼器での消火を検知する前より原料供給器の原料供給量を増加させて燃焼器での燃焼を行う水素生成システムとしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の水素生成システム、及び、当該水素生成システムを備えた燃料電池システムは燃焼器へ燃料ガスが供給されている場合に炎検知器が燃焼器での消火を検知した場合、燃焼器での消火を検知する前より原料供給器の原料供給量を増加させて燃焼器での燃焼を行い、再燃焼時の炎検知の確度を上げることで、燃料ガスの安定供給を継続して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る水素生成システムの概略構成を示す模式図
【図２】本発明の実施の形態１に係る水素生成システムの動作を模式的に示すフローチャート
【図３】本発明の実施の形態２に係る水素生成システムの動作を模式的に示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態３に係る水素生成システムの動作を模式的に示すフローチャート
【図５】本発明の実施の形態４に係る水素生成システムの動作を模式的に示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態１に係る燃料電池システムの概略構成を示す模式図
【図７】本発明の実施の形態５に係る燃料電池システムの動作を模式的に示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の発明は、原料と水との改質反応から水素を含む燃料ガスを生成する燃料生成器と、燃料生成器に原料を供給する原料供給器と、燃料ガスを燃焼し燃料生成器を加熱する燃焼器と、燃焼器での燃焼状態を検知する炎検知器と、制御器とを備え、制御器は燃焼器へ燃料ガスが供給されている場合に炎検知器が燃焼器での消火を検知した場合、燃焼器での消火を検知する前より原料供給器の原料供給量を増加し燃焼器での燃焼を行う構成とした水素生成システムである。このような構成とすることで、炎検知器が消火を検知する前より燃焼器へ供給する燃料ガスの供給量が増加し、それに伴い燃料ガス中の炭化水素量も増加することとなり、再燃焼時の炎検知の確度を上げ燃料ガスの安定供給を継続して行うことができる。
【００１６】
第２の発明は、燃料生成器に水を供給する水供給器をさらに備え、制御器は、での消火を検知する前より原料供給器の原料供給量を増加させる場合は、燃焼器での消火を検知する前より水供給器の水供給量も増加する構成とした水素生成システムである。このような構成とすることで、消火後、改質反応により安定した組成の燃料ガスを得るために増加した原料ガス量に対して適した水供給量とすることができ再燃焼時も安定した燃料生成器での改質反応による燃料ガス生成を行うことができる。ここでの原料供給量と水供給量の比率は原料中の炭素数と水との物質量の比率が最適な改質反応となる値とするとよい。
【００１７】
第３の発明は、燃料生成器の温度を検知する温度検知器をさらに備え、制御器は炎検知器が燃焼器での消火を検知した場合に、温度検知器が予め定められる第１温度以上を検知している場合は、燃焼器で消火を検知する前より原料供給器の原料供給量を増加し燃焼器での燃焼を行う構成とした水素生成システムである。このような構成とすることで、原料ガスから水素への転化率が上昇し燃料ガス中の炭化水素の比率が低くなる改質温度を第１温度とし、例えば負荷上昇後に改質温度のオーバーシュートにより第１温度以上で消火した場合は、原料供給量を増加し燃料ガス中の炭化水素量を増加することで、再燃焼時の炎検知の確度を上げ燃料ガスの安定供給を継続して行うことができる。
【００１８】
第４の発明は、制御器は、炎検知器が燃焼器での消火を検知した場合に、原料供給器の原料供給量が予め定められる第１供給量より小さい場合は、燃焼器での消火を検知する前より原料供給器の原料供給量を増加させて燃焼器での燃焼を行う構成とした水素生成システムである。このような構成とすることで、炎検知器が消火を検知する前より燃焼器へ供給される燃料ガスの供給量を増加し燃料ガス中の炭化水素量を増加することで再燃焼時の炎検知の確度を上げ燃料ガスの安定供給を継続して行うことができる。
【００１９】
第５の発明は、燃料生成器は、燃料ガス中の一酸化炭素濃度を低減するための選択酸化部と、選択酸化部に空気を供給する選択酸化空気供給器と、をさらに備え、制御器は、燃焼器での消火を検知する前より原料供給器の原料供給量を増加させる場合は、燃焼供給器の消火を検知する前より選択酸化空気供給器の空気供給量を増加させる構成とした水素生成システムである。このような構成とすることで、水素生成システムの下流に接続され燃料ガスを使用する機器が燃料ガス中の一酸化炭素により性能に影響を受ける機器である場合、その機器に適した燃料ガス組成とするための原料供給量に対応した空気供給量とすることで再燃焼時も安定したガス組成の燃料ガス生成を行うことができる。
【００２０】
第６の発明は、炎検知器は、燃焼器での炎のイオン電流を検知するように構成とした水素生成システムである。このような構成とすることで、燃焼器での炎発生を電流値で検知することができ消火または点火の検知瞬時に行うことができ、消火前後で燃料生成器の運転状態を継続し安定した燃料ガス生成を行うことができる。
【００２１】
第７の発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電する燃料電池と、燃焼器が燃料電池から排出された燃料ガスであるオフ燃料ガスを燃焼し燃料生成器を加熱する水素生成システムとを備えた構成とした燃料電池システムである。このような構成とすることで、炎検知器が消火を検知する前より燃焼器へ供給する燃料ガスの供給量が増加し、それに伴い燃料ガス中の炭化水素量も増加することとなり、再燃焼時の炎検知の確度が上がり燃料ガスの安定供給が継続され、燃料電池システムを停止すことなく発電を継続することができる。
【００２２】
第８の発明は、制御器は、燃焼器での消火を検知する前より燃料電池の電力出力を減少させる構成とする燃料電池システムである。このような構成とすることで、燃料電池へ供給する燃料ガス量が増加することと燃料電池で消費する水素量を減らし燃焼器へ供給されるオフ燃料ガス供給量を増加することができ再燃焼時の炎検知の確度を上げ燃料ガスの安
定供給及び燃料電池の運転の継続を行うことができる。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明は限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る水素生成システムの構成について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態１に係る水素生成システムの概略構成を示す模式図である。
【００２６】
図１に示すように本発明の水素生成システム１００は、炭化水素を含む原料と水とから改質反応により水素を含む燃料ガスを生成する燃料生成器１１、燃料生成器１１に接続され燃料生成器１１に原料ガスを供給するための原料供給経路１２、原料供給経路１２上に配置され、燃料生成器１１に原料を供給する原料供給器１３、燃料生成器１１に接続され燃料生成器１１に水を供給するための水供給経路１４、水供給経路１４上に配置され、燃料生成器１１に水を供給する水供給器１５、燃料生成器１１を加熱する燃焼器１６、燃料生成器１１から生成された燃料ガスを導出する燃料ガス導出経路１７、燃料ガス導出経路１７から分岐し燃焼器１６へ燃料ガスを供給する燃料ガスバイパス経路１８、制御器１９を備えている。
【００２７】
燃料生成器１１は、内部に改質触媒を備えた改質部が配置された構成をしており、炭化水素を含む原料と水とを用い、改質反応により水素を含む燃料ガスを生成する。また、原料と水とから燃料ガスを生成する改質反応は吸熱反応であり、その反応をすすめるためには熱量が必要である。燃料生成器１１は燃焼器１６の燃焼から必要な熱量を受け、その熱量調整は制御器１９が燃料生成器１１の改質部に配置した温度検知器２０の温度情報によって行う。
【００２８】
温度検知器２０は改質部温度が測定できればどのような構成でもよく、例えば、熱電対などで構成されてもよい。
【００２９】
また、燃料ガスを利用する機器に燃料電池のような機器が燃料ガス導出経路１７を介して水素生成システム１００に接続された場合は、接続した機器性能へ燃料ガス中の一酸化炭素が影響を及ぼすため、燃料ガス中に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）を低減する手段として、燃料生成器１１は、改質部に加え、ＣＯを二酸化炭素（ＣＯ２）に変える変性触媒を備えた変性部、さらに、変成部を通過した燃料ガス中のＣＯを酸化させＣＯ２に変える選択酸化触媒を備えた選択酸化部が配置された構成としてもよい。この場合、燃料生成器１１に接続され、選択酸化部へ空気を供給するための選択酸化空気供給経路２１と空気を供給する選択酸化空気供給器２２を備える。選択酸化空気供給器２２は選択酸化部へ空気を供給することができればどのような構成でもよく、例えば電磁誘導式のダイアフラムポンプやプランジャー式のポンプなどで構成されてもよい。
【００３０】
水素生成システム１００へ供給される原料は天然ガスやＬＰＧであり、インフラから供給されるときは一般的に１．０ｋＰから３．０ｋＰａの圧力範囲で供給されるのが一般的である。水素生成システム１００は燃料生成器１１などを備えるため経路の圧力損失が原料の供給圧力より大きい。そのため原料供給器１３は、原料を昇圧し燃料生成器１１へ供給できればどのような構成でもよく、例えば電磁誘導式のダイアフラムポンプなどで構成されてもよい。
【００３１】
原料の供給量の調整は、ここでは図示していないが原料供給経路１２上に流量計を配置し、制御器１９が流量計の値を計測しながら制御する方法や燃料生成器１１の改質部に備えた温度検知器２０の温度を所定値に保つよう制御する方法などで行われてもよい。
【００３２】
水供給器１５は、燃料生成器１１へ継続して水供給できればどのような構成でもよく、例えば自給式である軸流式のプランジャーポンプなどで構成されてもよい。
【００３３】
燃焼器１６は、ここでは図示していないが燃料ガスバイパス経路１８から供給された燃料ガスを燃焼するためのバーナーを備えている。バーナーには燃料ガスを燃焼するための燃焼用空気を供給するための燃焼空気供給経路２３と燃焼空気供給経路２３上に燃焼用空気を供給する燃焼空気供給器２４と燃焼後の排気ガスを水素生成システム１００系外へ排出する排ガス経路２５が配置されている。
【００３４】
燃焼空気供給器２４は、バーナーへ空気を供給することができればどのような構成でもよく、例えば回転式のモーターファンなどで構成されてもよい。
【００３５】
燃焼器１６は、バーナーへ供給された原料と燃焼空気とを燃焼させるための点火器２６を備えている。点火器２６は原料と燃焼空気とを燃焼させるための火種を発生することができればどのような構成でもよく、例えば、電気点火器であるイグナイターなどで構成されてもよい。
【００３６】
さらに燃焼器１６は、燃焼器１６での燃焼状態を検知する炎検知器２７を備えている。炎検知器２７は炎を検知できる方法であればどのような構成でもよいが、本発明では炎検知の手段としては、燃焼器１６に供給される燃料ガス中の炭化水素成分が燃焼時に発生するイオン化電流による方法が好ましく、炎検知器２７はイオン化電流を検知できればどのような構成でもよく、例えば電極式のフレームロッドで構成されてもよい。また、フレームロッドで検知されたイオン化電流は、回路により電流値を電圧値に変換し、さらにその電圧を昇圧し、制御器１９で電圧値として制御される構成であってもよい。また、燃焼器１６では、炎検知器２７で炎を検知するためフレームロッド電極間に安定した炎が存在するようバーナー内は原料と空気の混合状態を調整した構成とされていることが好ましい。
【００３７】
制御器１９は、水素生成システム１００を構成する各機器を制御する機器であれば、どのような形態であってもよい。制御器１９は、マイクロプロセッサ、ＣＰＵなどに例示される演算処理部と、各制御動作を実行するためのプログラムを格納した、メモリ等から構成される記憶部を備えている。そして、制御器１９は、演算処理部が、記憶部に格納された所定の制御プログラムを読み出し、これを実行することにより、これらの情報を処理し、かつ、これらの制御を含む水素生成システム１００に関する各種制御を行う。
【００３８】
なお、制御器１９は、単独の制御器で構成される形態だけでなく、複数の制御器が協同して水素生成システム１００の制御を実行する制御器群で構成される形態であっても構わない。また、制御器１９は、マイクロコンピュータで構成されていてもよく、ＭＰＵ、ＰＬＣ（ＰｒＯｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌＯｇｉＣ  ＣＯｎｔｒＯｌｌｅｒ）、論理回路などによって構成されてもよい。
【００３９】
次に本実施の形態１に係る水素生成システム１００の動作について、図１、図２を参照しながら説明する。
【００４０】
図２は、本実施の形態１に係る水素生成システム１００における燃焼器１６で燃料ガスを燃焼して燃料生成を行なっている動作を模式的に示すフローチャートである。
【００４１】
図２示すように、制御器１９は、ステップＳ１０１では燃料生成器１１で必要な燃料ガスを得るための改質反応を進めるため温度検知器２０の温度（Ｔ０）を計測しステップＳ１０２へ進む。ステップＳ１０２では温度（Ｔ０）が所定温度範囲であった場合（Ｓ１０２でＹｅｓ）は原料供給量を変更せずステップＳ１０３へ進み、所定温度範囲外であった場合（Ｓ１０２でＮＯ）はステップＳ１０４へ進む。Ｓ１０４では改質温度が所定温度範囲内となるようフィードバック制御で原料供給量を原料供給器１３の出力調整で行いステップＳ１０３へ進む。Ｓ１０３では改質温度が所定温度となる原料供給量（Ｆ０）を記憶しステップ１０５へ進む。ここで記憶したＦ０は消火検知前の原料流量値となる。Ｓ１０５では燃焼器１６での燃焼状態を確認するため炎検知器２７であるフレームロッドのイオン化電流を計測しステップＳ１０６へ進む。Ｓ１０６では計測したイオン化電流を電圧へ変換しステップＳ１０７へ進む。Ｓ１０７では測定電圧値を炎が存在した場合に示す所定の電圧と比較する。測定電圧値が所定の電圧値以上の場合（Ｓ１０７でＮＯ）は燃焼が正常に行われていると判断しＳ１０１へもどる。測定電圧値が所定の電圧値より小さい場合（Ｓ１０７でＹｅｓ）はステップＳ１０８へ進み消火と判定しステップ１０９へ進む。Ｓ１０８での消火判定では水素生成システム１００の運転が過渡的な運転状態で実際は燃焼が継続されている場合が含まれるのでステップＳ１０９以後のステップでその確認を実施する。
【００４２】
Ｓ１０９ではＳ１０３で記憶した消火判定前の原料流量Ｆ０を増加させ、そのときの原料流量をＦ１（＝Ｆ０＋α）としステップＳ１１０へ進む。増加量αの決定は予め実験などでイオン化電流が測定でき、かつ改質温度制御を逸脱しないことを確認した値とするとよい。Ｓ１１０では改質反応を行うのに適した原料流量と水量の比率とするためＳ１０９で決定した原料流量Ｆ１に対して水供給器１５で供給される水供給量を調整しステップＳ１１１へ進む。Ｓ１１１では点火器２６を動作させ点火動作を行いステップＳ１１２へ進む。Ｓ１１２では原料供給量と水供給量を調整した状態で再び炎検知器２７のフレームロッドでイオン化電流を計測しステップＳ１１３へ進む。Ｓ１１３ではＳ１０６同様に電流を電圧に変化しステップＳ１１４へ進む。Ｓ１１４ではＳ１０７と同様に測定電圧と所定電圧を比較し、測定電圧が所定電圧以上の場合（Ｓ１１４でＮＯ）は燃焼が正常に行われていると判断しＳ１０１へ戻る。測定電圧が所定電圧より小さい場合（Ｓ１１４でＹｅｓ）はステップＳ１１５へ進む。Ｓ１１５では原料供給量を増加しても消火と判定されたので消火確定と判断しステップＳ１１６へ進む。Ｓ１１６では水素生成システム１００は燃焼異常の報知を行いステップＳ１１７へ進む。Ｓ１１７では燃焼異常の報知を元に水素生成システムを停止し、動作をエンドする。
【００４３】
以上のように、本実施の形態１においては原料と水との改質反応から水素を含む燃料ガスを生成する燃料生成器と燃料生成器に原料を供給する原料供給器と水を供給する水供給器と燃料ガスを燃焼し燃料生成器を加熱する燃焼器と燃焼器での燃焼状態を検知する炎検知器と制御器とを備え、制御器が、燃焼器へ燃料ガスが供給されている場合に炎検知器が燃焼器での消火を検知した場合、燃焼器での消火を検知する前より原料供給器の原料供給量を増加させ、それに伴って水供給量を調整し燃焼器での燃焼を行う構成とすることで再燃焼時の炎検知の確度を上げ、かつ燃料ガスの安定供給を継続して行うことができる。
また、本実施の形態１の図２では水量調整を点火動作前のＳ１１０で行ったがこれに限定されず、例えばＳ１１４の測定電圧と所定電圧比較のあと燃焼状態が確認されてからでもよい。
【００４４】
（実施の形態２）
続いて、本発明の実施の形態１に係る水素生成システムついて、図面を参照しながら説明する。
【００４５】
実施の形態２の水素生成システムの構成は図１と同様であるので説明を省略する。
【００４６】
図３は、本実施の形態１に係る水素生成システム１００における燃焼器１６で燃料ガスを燃焼して燃料生成を行なっている動作を模式的に示すフローチャートである。
【００４７】
図３のステップＳ２０１からＳ２０８までは実施の形態１で示した動作と同じであるので説明は省略し、ステップＳ２０９以後の動作について説明する。
【００４８】
Ｓ２０８で消火判定となった後、ステップＳ２０９では温度検知器２０で再度改質温度を測定しその温度Ｔ１を記憶し、ステップ２１０へ進む。Ｓ２１０では予め実験などにより決定された転化率が高く燃料ガス中の炭化水素比率が低くなりイオン化電流を検知しにくくなる改質反応温度を所定温度と設定し、Ｔ１とその所定温度とを比較する。Ｔ１が所定温度以上の場合（Ｓ２１０でＮＯ）はステップＳ２１４へ進む。Ｔ１が所定温度より小さい場合（Ｓ２１０ｄｅＹｅｓ）はステップＳ２１１へと進む。Ｓ２１１以後ステップ２１１、２１２、２１３は、実施の形態１のステップＳ１１５からエンドまでと同様の動作を行う。Ｓ２１４以後ステップＳ２１９までは、実施の形態１のステップＳ１０９からＳ１１４までと同様の動作を行う。
【００４９】
以上のように、本実施の形態２においては原料と水との改質反応から水素を含む燃料ガスを生成する燃料生成器と燃料生成器に原料を供給する原料供給器と水を供給する水供給器と燃料ガスを燃焼し燃料生成器を加熱する燃焼器と燃焼器での燃焼状態を検知する炎検知器と制御器と燃料成績に温度検知器を備え、制御器が、炎検知器が燃焼器での消火を検知した場合に、温度検知器が予め定められる第１温度以上を検知しているは、燃焼器での消火を検知する前より原料供給器の原料供給量を増加させて燃焼器での燃焼を行う構成とすることで燃料生成器の運転状態が過渡期にあり消火判定とされた場合においても再燃焼時の炎検知の確度を上げ、かつ燃料ガスの安定供給を継続して行うことができる。
【００５０】
（実施の形態３）
続いて、本発明の実施の形態３に係る水素生成システムついて、図面を参照しながら説明する。
【００５１】
実施の形態３の水素生成システムの構成は図１と同様であるので説明を省略する。
【００５２】
図４は、本実施の形態３に係る水素生成システム１００における燃焼器１６で燃料ガスを燃焼して燃料生成を行なっている動作を模式的に示すフローチャートである。
【００５３】
図４のステップＳ３０１からＳ３０８までは実施の形態１で示した動作と同じであるので説明は省略し、ステップＳ３０９以後の動作について説明する。
【００５４】
Ｓ２０８で消火判定となった後、ステップ３０９ではＳ３０３で記憶した原料流量を予め実験などにより決定された炭化水素量が少なくイオン化電流を検知しにくい原料流量を所定流量と設定し、Ｆ０とその所定流量とを比較する。Ｆ０が所定流量より大きい場合（Ｓ３０９でＮＯ）は、ステップＳ３１３へ進む。Ｆ０が所定流量以下である場合（Ｓ３０９でＹｅｓ）は、ステップＳ３１０へ進む。Ｓ３１０以後ステップ３１１、３１２は、実施の形態１のステップＳ１１５からエンドまでと同様の動作を行う。Ｓ３１３以後ステップＳ３１８までは、実施の形態１のステップＳ１０９からＳ１１４までと同様の動作を行う。
【００５５】
以上のように、本実施の形態３においては原料と水との改質反応から水素を含む燃料ガスを生成する燃料生成器と燃料生成器に原料を供給する原料供給器と水を供給する水供給器と燃料ガスを燃焼し燃料生成器を加熱する燃焼器と燃焼器での燃焼状態を検知する炎検
知器と制御器とを備え、制御器が、炎検知器が燃焼器での消火を検知した場合に、原料供給器の原料供給量が予め定められる第１供給量より小さい場合は、燃焼器での消火を検知する前より原料供給器の原料供給量を増加させて燃焼器での燃焼を行う構成とすることで燃料ガス生成の負荷が小さかったため炎が小さく消火判定とされた場合においても再燃焼時の炎検知の確度を上げ、かつ燃料ガスの安定供給を継続して行うことができる。
【００５６】
（実施の形態４）
続いて、本発明の実施の形態４に係る水素生成システムついて、図面を参照しながら説明する。
【００５７】
実施の形態３の水素生成システムの構成は図１と同様であるので説明を省略する。
【００５８】
図５は、本実施の形態４に係る水素生成システム１００における燃焼器１６で燃料ガスを燃焼して燃料生成を行なっている動作を模式的に示すフローチャートである。
【００５９】
図５のステップは実施の形態１で示した動作のＳ１１０における動作がステップＳ４１０では原料流量増加にあわせて水流量調整と選択酸化空気量調整を実施している以外は同様の動作である。
以上のように、本実施の形態３においては原料と水との改質反応から水素を含む燃料ガスを生成する燃料生成器と燃料生成器に原料を供給する原料供給器と水を供給する水供給器と燃料ガスを燃焼し燃料生成器を加熱する燃焼器と燃焼器での燃焼状態を検知する炎検知器と燃料ガス中の一酸化炭素濃度を低減するための選択酸化部と選択酸化部に空気を供給する選択酸化空気供給器とを備え、制御器が、燃焼器での消火を検知する前より原料供給器の原料供給量を増加させる場合は、燃焼供給器の消火を検知する前より選択酸化空気供給器の空気供給量を増加させ原料供給量と空気供給量の比率を燃焼器での消火を検知する前と同じにする構成とすることで再燃焼時の炎検知の確度を上げ、かつ水素生成器の下流に配置された機器が燃料ガス中の一酸化炭素濃度の影響を受けやすい機器に対しても一酸化炭素濃度を低減した燃料ガスの安定供給を継続して行うことができる。
【００６０】
（実施の形態５）
続いて、本発明の実施の形態５に係る燃料電池システムついて、図面を参照しながら説明する。
【００６１】
図６は、本発明の実施の形態５に係る燃料電池システムの概略構成を示す模式図である。
【００６２】
本実施の形態５の燃料電池システム２００の概略構成図は実施の形態１の水素生成システムの概略構成図である図１の水素生成システム１００の下流側に配置され燃料ガスを利用する機器が燃料電池３１である場合である。
【００６３】
燃料電池３１は、水素生成システム１００で生成された燃料ガスと酸化剤である空気を利用し電気化学反応により電気を発生する機器である。燃料電池３１は燃料ガスを供給する燃料極と空気を供給する酸化剤極とそれら電極の間に位置した電解質膜からなる膜電極接合体を複数積層した構成をとる、燃料極では燃料ガス中の水素から水素イオンと電子を発生する反応、酸化剤極では電解質を通過してきた水素イオンと空気中の酸素が反応しその際に電気と水を生成する。燃料極には水素の酸化触媒として貴金属の白金が一般的に用いられる。この白金触媒は一酸化炭素のとの吸着力が高く、燃料ガス中に一酸化炭素が多く存在すると触媒の活性が低下し発電性能が低下する。そのため水素生成システムは燃料生成器１１に変成部、選択酸化部を備えた構成が一般的となる。
【００６４】
燃料電池の酸化剤極には空気を供給するための酸化剤供給経路３２と空気供給経路上に配置された酸化剤供給器３３と燃料電池３１で発電のための酸素を消費したオフ酸化剤ガスを排出するオフ酸化剤排出経路３４が備えられている。
【００６５】
酸化剤供給器３３は、燃料電池３１へ酸化剤である空気を供給できればどのようなものでもよく、例えば、電磁誘導式のダイアフラムポンプでもよい。
【００６６】
続いて本実施の形態５に係る燃料電池システム２００の動作について図７を用いて説明する。
【００６７】
本実施の形態５の燃料電池システム２００の動作は、実施の形態４記載の水素生成システム１００のステップ４０３およびステップＳ４０９の動作内容が異なる点以外の動作は同じであるのでここでは動作の違うステップのみ説明する。
【００６８】
ステップＳ５０３において、燃料電池システム２００は原料流量（Ｆ０）の記憶と燃料電池の出力（Ｗ０）の記憶を行い、ステップＳ５０５へ進む。Ｓ５０５以後、Ｓ５０８で消火判定となった後、ステップＳ５０９で原料流量をＦ０からα分増加する動作と燃料電池の出力をＷ１からβ分減少する動作を行う。減少量βの決定は予め実験などでイオン化電流が測定でき、かつ改質温度制御を逸脱しないことを確認した値とするとよい。ステップ５１０以後は実施の形態４のＳ４１０以後と同様の動作を行う。
【００６９】
以上のように、本実施の形態５においては原料と水との改質反応から水素を含む燃料ガスを生成する燃料生成器と燃料生成器に原料を供給する原料供給器と水を供給する水供給器と燃料ガスを燃焼し燃料生成器を加熱する燃焼器と燃焼器での燃焼状態を検知する炎検知器と燃料ガス中の一酸化炭素濃度を低減するための選択酸化部と選択酸化部に空気を供給する選択酸化空気供給器と燃料ガスと酸化剤から発電を行う燃料電池を備え、制御器が、燃焼器での消火を検知する前より原料供給器の原料供給量を増加させる場合は、燃焼供給器の消火を検知する前より選択酸化空気供給器の空気供給量を増加させ原料供給量と空気供給量の比率を燃焼器での消火を検知する前と同じにする動作と燃焼器での消火を検知する前より原料供給器の原料供給量を増加させる場合は、燃焼器での消火を検知する前より燃料電池の電力出力を減少させる構成とすることで再燃焼時の炎検知の確度を上げ、かつ水素生成器の下流に配置された機器が燃料ガス中の一酸化炭素濃度の影響を受けやすい機器に対しても一酸化炭素濃度を低減した燃料ガスの安定供給を継続して行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明に係る水素生成システム、及び、当該水素生成システムを備えている燃料電池システムは、燃焼器へ燃料ガスが供給されている場合に炎検知器が燃焼器での消火を検知した場合、再燃焼時の炎検知の確度を上げ燃料ガスの安定供給を行うことができるので、炭化水素を原料とし水素を主成分とする燃料ガスを生成する水素生成システム、及び、燃料ガスを使用する機器などの用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００７１】
１１  燃料生成器
１２  原料供給経路
１３  原料供給器
１４  水供給経路
１５  水供給器
１６  燃焼器
１７  燃料ガス導出経路
１８  燃料ガスバイパス経路
１９  制御器
２０  温度検知器
２１  選択酸化空気供給経路
２２  選択酸化空気供給器
２３  燃焼空気供給経路
２４  燃焼空気供給器
２５  排ガス経路
２６  点火器
２７  炎検知器
３１  燃料電池
３２  酸化剤供給経路
３３  酸化剤供給器
３４  オフ酸化剤排出経路
１００  水素生成システム
２００  燃料電池システム
【図１】
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【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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