(57)【要約】【課題】流量計を備えなくても、原料ガス供給器により原料ガスを適切に供給できていることを判断できる水素生成装置を提供することである。【解決手段】水素生成装置１において、水素生成器２と、原料ガス経路３と、原料供給器４と、燃焼器５と、燃料経路６と、燃料ガス弁７と、燃焼空気供給器８と、着火器９と、火炎検知器１０とを備え、原料供給器４、燃焼空気供給器８を所定の搬送能力で動作させ、第１所定時間内に着火器９を動作させることにより着火有無を確認でき、昇圧器の流量が正常であることを確認できる。そのため、流量計を備えなくても原料供給器４から供給する流量が正常であることを確認する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素を含む原料ガスを改質して水素を含む燃料ガスを生成する水素生成器と、
燃料ガスを燃焼し前記水素生成器を加熱する燃焼器と、
着火器と、
前記燃焼器の燃焼を検知する燃焼検知器と、
前記水素生成器に接続され、前記水素生成器に前記原料ガスを供給するための原料ガス経路と、
前記原料ガス経路上に配置され、前記水素生成器に前記原料ガスを供給する原料ガス供給器と、
前記水素生成器から前記燃焼器へ前記燃料ガスを供給する燃焼経路と、
前記原料ガス経路、又は、燃焼経路に配置され、上流側にかかるガスの圧力が所定の圧力以上に増加した場合に開放するよう構成された開閉弁と、
燃焼器に空気を供給する空気供給器と、
制御器と、
を備え、
前記開閉弁は、前記原料ガス供給器から供給される前記原料ガスが、前記所定の圧力より高い圧力で、その上流側へ供給されるよう構成されており、
前記制御器は、前記原料ガス供給器を所定の操作量で動作させ、前記開閉弁を閉止させ、前記着火器及び前記空気供給器を動作させ、第１所定時間内に前記燃焼検知器により燃焼を検知した場合に、前記原料ガス供給器が正常に動作していることを判定することを特徴とする水素生成装置。
【請求項２】
前記開閉弁は、燃焼経路に配置されていることを特徴とする請求項１の水素生成装置。
【請求項３】
炭化水素を含む原料ガスを改質して水素を含む燃料ガスを生成する水素生成器と、
燃料ガスを燃焼し前記水素生成器を加熱する燃焼器と、
着火器と、
前記燃焼器の燃焼を検知する燃焼検知器と、
前記水素生成器に接続され、前記水素生成器に前記原料ガスを供給するための原料ガス経路と、
前記原料ガス経路上に配置され、前記水素生成器に前記原料ガスを供給する原料ガス供給器と、
前記水素生成器から前記燃焼器へ前記燃料ガスを供給する燃焼経路と、
前記原料ガス経路の前記原料ガス供給器の下流側から分岐し、前記燃焼経路に合流するバイパス経路と、
前記バイパス経路に配置され、上流側にかかるガスの圧力が所定の圧力以上に増加した場合に開放するよう構成された圧抜き弁と、
前記原料ガス経路、又は、前記燃焼経路に供えられた開閉弁と、
前記燃焼器に空気を供給する空気供給器と、
制御器と、
を備え、
前記圧抜き弁は、前記原料ガス供給器から供給される前記原料ガスが、前記所定の圧力より高い圧力でその上流側へ供給されるよう構成されており、
前記制御器は、前記原料ガス供給器を所定の操作量で動作させ、前記第１開閉弁及び前記開閉弁を閉止させ、前記着火器及び前記空気供給器を動作させ、第１所定時間内に燃焼検知器により燃焼を検知した場合に、前記原料ガス供給器が正常に動作していることを判定することを特徴とする水素生成装置。
【請求項４】
前記開閉弁は、前記燃焼経路のうち前記バイパス経路との合流部の一次側に配置されて
いることを特徴とする請求項３の水素生成装置。
【請求項５】
前記制御器は、燃焼検知器が第１所定時間を経過しても、燃焼を検知しない場合に、前記原料ガス供給器が正常に動作していないことを判定し、前記原料ガス供給器を停止する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水素生成装置。
【請求項６】
前記制御器は、燃焼検知器が第１所定時間を経過しても、燃焼を検知しない場合に、前記原料ガス供給器が正常に動作していないことを判定し、異常を報知する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の水素生成装置。
【請求項７】
前記制御器は、燃焼検知器が第１所定時間より短い第２所定時間以内で燃焼検知した場合に、異常であることを判定し、前記原料ガス供給器を停止する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の水素生成装置。
【請求項８】
前記制御器は、燃焼検知器が第１所定時間より短い第２所定時間以内で燃焼検知した場合に、前記原料ガス供給器が正常に動作していないことを判定し、異常を報知する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の水素生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料ガス経路に原料ガス供給器を備えた水素生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な水素生成装置を用いた燃料電池システムの構成としては、原料ガスを供給する原料ガス供給器と、原料ガス供給器により供給する原料ガス流量を計測する原料ガス流量計を備えるものがあった（例えば、特許文献１参照）。図３は、特許文献１に記載された従来の燃料電池システムの構成を示す模式図である。
【０００３】
図３に示すように、従来の燃料電池システム１０１として、水素生成器１０２と、水素生成器１０２に原料ガスを供給するための原料ガス経路１０３と、原料ガス経路１０３上に配置され、水素生成器１０２に供給する原料ガスを昇圧する昇圧器１０４と、昇圧器１０４により供給される流量を計測する流量計１０５と、燃料電池１２３で構成されているものが開示されている。
【０００４】
従来の一般的な水素生成装置を用いた燃料電池システムの構成として、図４の構成で表される燃料電池システムがある（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
図４に示すように、燃料電池システム２０１は、水素生成器２０２と、水素生成器２０２に原料ガスを供給するための原料ガス経路２０３と、原料ガス経路２０３上に配置され、水素生成器２０２に供給する原料ガスを昇圧する昇圧器２０４と、燃料電池２２３と、水素生成器２０２から燃料ガスを燃料電池２２３に導く燃料ガス経路２０６と、燃料ガス経路２０６に配置され、燃料ガスを通流／遮断する燃料ガス弁２０７と、燃料ガス経路２０６から分岐し燃焼器２０５に導く燃焼経路２０８と、燃焼経路２０８に配置され燃料ガスを通流／遮断する燃焼ガス弁２０９と、燃焼器２０５に空気を供給する空気供給器として燃焼空気供給器２１０と、原料ガス経路に配置され原料ガスの圧力が所定以上になれば開放する圧抜き弁２２５と、圧抜き弁２２５の開放動作によりガスを排出するバイパス経路２２４を備えるものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１４０６８６号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／１３４３１７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
低コスト化を図り、昇圧器に定容積型ポンプを用い、その構成から流量計を削除し、昇圧器にガス供給と流量調整の機能を持たせた水素生成装置の技術が報告されている。
【０００８】
しかしながら、従来技術では、この昇圧器にガス流量の調整機能を付与した水素生成システムの燃料生成の技術開示はあるが、昇圧器による供給される原料ガス流量が正常であることを判定する方法に関する技術開示がなされていなかった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するもので、水素生成装置が流量計を備えない構成であっても、原料ガス供給器による供給される原料ガス流量が正常であることを判定できる水素生成装置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】
【００１０】
本発明の水素生成装置は、炭化水素を含む原料ガスを改質して水素を含む燃料ガスを生成する水素生成器と、燃料ガスを燃焼し水素生成器を加熱する燃焼器と、着火器と、燃焼器の燃焼を検知する燃焼検知器と、水素生成器に接続され、水素生成器に原料ガスを供給するための原料ガス経路と、原料ガス経路上に配置され、水素生成器に原料ガスを供給する原料ガス供給器と、水素生成器から燃焼器へ燃料ガスを供給する燃焼経路と、原料ガス経路、又は、燃焼経路に供えられた開閉弁と、燃焼器に空気を供給する空気供給器と、制御器と、を備え、上流側にかかるガスの圧力が所定の圧力以上に増加した場合に開放する開閉弁であって、原料ガスの供給圧力は、所定の圧力より高くする。これによって、制御器は、原料ガス供給器を所定の操作量で動作させ、開閉弁を閉止させ、着火器及び空気供給器を動作させ、第１所定時間内に燃焼検知器により燃焼を検知した場合に、原料ガス供給器が正常に動作していることを判定する又は運転を継続することができる。ここで、所定の操作量とは、原料ガス供給器の操作量や回転数のことである。
【００１１】
また、本発明の水素生成装置は、炭化水素を含む原料ガスを改質して水素を含む燃料ガスを生成する水素生成器と、燃料ガスを燃焼し水素生成器を加熱する燃焼器と、着火器と、燃焼器の燃焼を検知する燃焼検知器と、水素生成器に接続され、水素生成器に原料ガスを供給するための原料ガス経路と、原料ガス経路上に配置され、水素生成器に原料ガスを供給する原料ガス供給器と、水素生成器から燃焼器へ燃料ガスを供給する燃焼経路と、原料ガス経路の原料ガス供給器の下流側から分岐し、燃焼経路に合流するバイパス経路と、バイパス経路上に配置され上流側にかかるガスの圧力が所定の圧力以上に増加した場合に開放するよう構成された圧抜き弁と、原料ガス経路、又は、燃焼経路に供えられた開閉弁と、燃焼器に空気を供給する空気供給器と、制御器と、を備え、原料ガスの供給圧力は、所定の圧力より高くする。これによって、制御器は、原料ガス供給器を所定の操作量で動作させ、開閉弁を閉止させ、着火器及び空気供給器を動作させ、第１所定時間内に燃焼検知器により燃焼を検知した場合に、原料ガス供給器が正常に動作していることを判定する又は運転を継続することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の水素生成装置は、流量計を備えなくても原料ガス供給器により供給される原料ガス流量が正常であることを判断できる水素生成装置を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における水素生成装置の概略図
【図２】本発明の実施の形態２における水素生成装置の概略図
【図３】従来の燃料電池システムの概略図
【図４】従来の燃料電池システムの概略図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、炭化水素を含む原料ガスを改質して水素を含む燃料ガスを生成する水素生成器と、燃料ガスを燃焼し水素生成器を加熱する燃焼器と、着火器と、燃焼器の燃焼を検知する燃焼検知器と、水素生成器に接続され、水素生成器に原料ガスを供給するための原料ガス経路と、原料ガス経路上に配置され、水素生成器に原料ガスを供給する原料ガス供給器と、水素生成器から燃焼器へ燃料ガスを供給する燃焼経路と、原料ガス経路、又は、燃焼経路に供えられた開閉弁と、燃焼器に空気を供給する空気供給器と、制御器と、を備え、上流側にかかるガスの圧力が所定の圧力以上に増加した場合に開放する開閉弁であって、原料ガスの供給圧力は、所定の圧力より高くする。これによって、制御器は、原料ガス供給器を所定の操作量で動作させ、開閉弁を閉止させ、着火器及び空気供給器を動作させ、第１所定時間内に燃焼検知器により燃焼を検知した場合に、原料ガス供給器が正常に動作していることを判定する又は運転を継続することができるため、流量計を備えなく
ても原料ガス供給器により供給される原料ガス流量が正常であることを判断できる。
【００１５】
第２の発明は、特に、第１の発明の水素生成装置の開閉弁は、燃焼経路に配置されているものする。これによって、水素生成器の下流側に第２開閉弁を備えているため、原料ガス供給器から開閉弁の間に水素生成器が含まれることから、原料ガス供給器から開閉弁間の容積が大きくなり、原料ガス供給器を所定の操作量で動作させることで、原料ガス供給器から開閉弁間の圧力上昇速度が遅くなる。開閉弁が開放するまでの圧力上昇時間が長くなり、原料ガス供給器の動作開始から燃焼開始までの第１所定時間が長くなる。そこで、第１所定時間が長くなることで、時間経過の判定がより容易になる。そのため、原料ガス供給器により供給される原料ガス流量がより正常であることを判断することができる。
【００１６】
第３の発明は、炭化水素を含む原料ガスを改質して水素を含む燃料ガスを生成する水素生成器と、燃料ガスを燃焼し水素生成器を加熱する燃焼器と、着火器と、燃焼器の燃焼を検知する燃焼検知器と、水素生成器に接続され、水素生成器に原料ガスを供給するための原料ガス経路と、原料ガス経路上に配置され、水素生成器に原料ガスを供給する原料ガス供給器と、水素生成器から燃焼器へ燃料ガスを供給する燃焼経路と、原料ガス経路の原料ガス供給器の下流側から分岐し、燃焼経路に合流するバイパス経路と、バイパス経路上に配置され上流側にかかるガスの圧力が所定の圧力以上に増加した場合に開放するよう構成された圧抜き弁と、原料ガス経路、又は、燃焼経路に供えられた開閉弁と、燃焼器に空気を供給する空気供給器と、制御器と、を備え、原料ガスの供給圧力は、所定の圧力より高くする。これによって、制御器は、原料ガス供給器を所定の操作量で動作させ、開閉弁を閉止させ、着火器及び空気供給器を動作させ、第１所定時間内に燃焼検知器により燃焼を検知した場合に、原料ガス供給器が正常に動作していることを判定する又は運転を継続することができるため、流量計を使用しなくても、原料ガス供給器により供給される原料ガス流量が正常であることを判断することができる。
【００１７】
第４の発明は、特に、第３の発明の水素生成装置の開閉弁は、燃焼経路のうち、バイパス経路との合流部の一次側（上流側）に配置されているものする。これによって、水素生成器の下流側に開閉弁を備えているため、原料ガス供給器から開閉弁の間に水素生成器が含まれることから、原料ガス供給器から第２開閉弁間の容積が大きくなり、原料ガス供給器を所定の操作量で動作させることで、原料ガス供給器から開閉弁間の圧力上昇速度が遅くなる。開閉弁が開放するまでの圧力上昇時間が長くなり、原料ガス供給器の動作開始から燃焼開始までの第１所定時間が長くなる。第１所定時間が長くなることで、時間経過の判定がより容易になる。そのため、原料ガス供給器により供給される原料ガス流量がより正常であることを判断することができる。
【００１８】
第５の発明は、特に、第１〜第４の発明の水素生成装置の制御器は、燃焼検知器が第１所定時間を経過しても、燃焼を検知しない場合に、原料ガス供給器が正常に動作していないことを判定し、原料ガス供給器を停止する。これによって、原料ガス供給器の動作異常による二次被害を防止できる。
【００１９】
第６の発明は、特に、第１〜第５の発明の水素生成装置の制御器は、燃焼検知器が第１所定時間を経過しても、燃焼を検知しない場合に、原料ガス供給器が正常に動作していないことを判定し、異常を報知する。これによって、原料ガス供給器が異常であることを報知することができる。
【００２０】
第７の発明は、特に、水素生成装置の制御器は、燃焼検知器が第１所定時間より短い第２所定時間以内で燃焼を検知した場合に、異常であることを判定し、原料ガス供給器を停止する。これによって、所定の操作量で動作している原料ガス供給器から供給される流量が多い、第２開閉弁が開放している等の異常が発生しており、原料ガス供給器を停止させ
ることで、二次被害を防止できる。
【００２１】
第８の発明は、特に、水素生成装置の制御器は、燃焼検知器が第１所定時間より短い第２所定時間以内で燃焼を検知した場合に、異常であることを判定し、異常を報知する。これによって、所定の操作量で動作している原料ガス供給器から供給される流量が多い、第１開閉弁が開放している等が異常であることを報知することができる。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における水素生成装置１の構成例を示したブロック図を示すものである。
【００２３】
図１において、原料ガスを改質して水素を多く含む燃料ガスに変換する水素生成器２と、原料ガスを水素生成器２に供給する原料ガス経路３と、原料ガス経路３に配置され原料ガスを昇圧して原料ガスを流す原料ガス供給器４（例えば、ブースタポンプ）と、燃料ガスを燃焼して水素生成器を加熱する燃焼器５と、水素生成器２から燃焼器５へ燃料ガスを供給する燃料経路６と、燃料経路６に配置され燃焼器への燃料ガスを連通／遮断する燃料ガス弁７と、燃焼器５に空気を供給する燃焼空気供給器８（例えば、ファン）と、着火器９（例えば、イグナイタ）と、燃焼器５の燃焼の有無を検知する燃焼検知器１０（例えば、フレームロッド）とを備える。ここで、図示しないが、水素利用装置は燃焼経路に配置するものとする。
【００２４】
燃料ガス弁７の一次側（上流側）の圧力が所定の圧力以上に増加した場合に開放する所定圧力は、原料供給器４の締め切り圧力に比べて低く設定する。また、原料供給器４は、下流側の圧力損失が増加しても、原料ガス流量が低下しないものを使用する。また、燃料ガス弁７は、燃料経路６に配置され一次側（上流側）の圧力が所定の圧力以上に増加した場合に開放する機能を備え、所定の圧力は原料供給器４の締め切り圧力より低い圧力とする。
【００２５】
制御器１３は、少なくとも、原料供給器４、燃料ガス弁７、燃焼空気供給器８、着火器９を制御し、火炎検知器１０による燃焼有無を検知する。
【００２６】
なお、本実施の形態の構成部材である原料供給器４、燃料ガス弁７、燃焼空気供給器８、着火器９、ならびに火炎検知器１０は、各々、原料ガス供給器、開閉弁、空気供給器、着火器、ならびに燃焼検知器の具体的な実施の一例である。
【００２７】
まず、本実施の形態における水素生成装置１の具体的動作を説明する。
【００２８】
図１に示す水素生成装置１では、原料供給器４を動作させることにより、原料供給源から原料ガス経路３を通じて水素生成器２に供給される。水素生成器２では触媒を用いて改質することにより水素を多く含んだ燃料ガスを生成する。生成された燃料ガスは、燃焼経路に設置した燃料電池などの水素利用装置（図示しない）に供給し、使用されなかった燃料ガスは燃焼器（例えば、バーナ）に供給される。
【００２９】
燃料ガス弁７を開放して燃焼器５に供給し、燃焼させることにより、燃焼熱を水素生成器２に供給し、水素生成器２を加温する。
【００３０】
次に、本実施の形態のおける、原料供給器４の動作確認に関して、具体的動作を説明する。
【００３１】
原料供給器４の動作確認として、制御器１３は、燃料ガス弁７を遮断し、原料供給器４
を規定出力で起動させる。また、燃焼空気供給器８を動作させ、燃焼器５で燃焼可能な流量に流しておく。このとき、燃料ガス弁７が遮断していることから、原料供給器４の下流側にある水素生成器２の圧力が増加しており、燃焼器５に燃料ガスは供給されていない。燃料ガス弁７の上流側が所定圧力以上になれば、燃料ガス弁７が開放して、燃焼器５に燃料ガスが供給されるため、燃料ガス弁７が所定圧力以上で開放する時間より長い時間であるＴ１で、着火器９を動作させて、火炎検知器１０により燃焼有無を確認する。
【００３２】
このとき、火炎検知器１０により、燃焼していることを検知しなければ、燃焼器５に燃料ガスが到達しておらず、原料供給器４により供給される原料ガス流量が少ないと判定し、異常であると判定することができる。また、火炎検知器１０により、燃焼していることを検知すれば、燃焼器５に燃料ガスが到達しており、原料供給器４により供給される原料ガス流量が正常であると判定することができる。
【００３３】
ここで、例えば、原料供給器４により供給する原料ガス流量が正常であるときの燃料ガスが燃焼器に到達する時間Ｔ０は、状態方程式Ｐ１Ｖ１＝Ｐ２Ｖ２より算出することができ、原料供給器４動作前の圧力Ｐ１＝０（ｋＰａ）、原料供給器４から燃料ガス弁７及び燃料ガス弁７までの容積Ｖ１＝Ａ（Ｌ）、燃料ガス弁７の開放圧力Ｐ２をＢ（ｋＰａ）とすると、Ｖ２＝１０１．３Ａ／（１０１．３＋Ｂ）（Ｌ）となる。燃料ガス弁７から燃焼器５までの容積をＶ３（Ｌ）、原料供給器４の規定流量をＸ（Ｌ／ｍｉｎ）とすると、Ｔ０＝（１０１．３＋Ｂ）Ｘ／１０１．３Ａ＋Ｖ３／Ｘ（ｍｉｎ）となる。原料供給器４の動作開始から燃焼開始（着火）までの所定時間Ｔ１は、例えば、Ｔ０から２０％のマージンを持つ場合、Ｔ１＝１．２×Ｔ０と設定する。
【００３４】
以上のように、原料供給器４から燃料ガス弁７までの容積Ａ（Ｌ）と燃料ガス弁７の開放圧力Ｂ（ｋＰａ）により、原料供給器４の動作開始から燃焼開始（着火）までの所定時間Ｔ１を規定でき、所定時間Ｔ１で着火器９を動作させて火炎検知器１０により着火有無を確認することで、燃料ガスが燃焼器５に到達していることを確認できるため、流量計を使用しなくても、原料供給器４により供給する原料ガス流量が正常であることを判断することができる。
【００３５】
また、燃料ガス弁７を水素生成器２の下流側である燃料排出経路に設けていることから、原料供給器４と燃料ガス弁７との間に水素生成器２が含まれており、原料供給器４から燃料ガス弁７との間の容積が大きくなることで、燃料ガス弁７が開放するまでの燃料ガス弁７の二次側の圧力上昇時間が長くなり、原料供給器４の動作開始から燃焼開始までの第１所定時間が長くなる。第１所定時間が長くなることで、時間経過の判定がより容易になる。そのため、原料供給器４により供給する原料ガス流量がより正常であることを判断することができる。
【００３６】
なお、制御器１３は原料供給器４から供給する原料ガス流量が正常でないと判断したときに、原料供給器４の異常による拡大被害を防止するために、停止させることが望ましい。また、制御器１３は原料供給器４から供給する原料ガス流量正常でないと判断したときに、原料ガス流量が正常でないことを報知してもよい。
【００３７】
なお、燃料ガス弁７の上流側が所定の圧力まで上昇せず、燃焼器５に燃料ガスが到達しない時間Ｔ１所定時間より短い時間であり、例えばＴ１の半分の時間であるＴ２を設定し、時間Ｔ２で着火器９を動作させて火炎検知器１０により着火有無を確認してもよい。燃焼器５に燃料ガスが到達しない時間Ｔ２で、火炎検知器１０により燃焼していることを検知すれば、燃焼器５に燃料ガスが到達していることから、原料供給器４から供給する原料ガス流量が多い、燃料ガス弁７が開放している等異常があると判定することができる。
【００３８】
なお、制御器１３は原料供給器４から供給する原料ガス流量が正常でないと判断したときに、原料供給器４等の異常による拡大被害を防止するために、停止させることが望ましい。また、制御器１３は原料供給器４から供給する原料ガス流量正常でないと判断したときに、原料ガス流量が正常でないことを報知してもよい。
【００３９】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における水素生成装置２１を使用した燃料電池システム２２の構成を示す概略図である。なお、図２において、図１と互いに同一あるいは、相当する部材には同じ符号を付し、重複した説明は省略する。
【００４０】
図２に示すように燃料電池システム２２は図１に示す水素生成装置１と比較して、燃料経路６上の燃料ガス弁７の上流側に水素と酸素により発電する燃料電池２３が設けられている。また、燃料経路６のうち燃料電池２３の入口側から燃料電池２３の出口側にバイパスする燃料電池バイパス経路２８と燃料電池バイパス弁２９を設けられている。
【００４１】
また、燃料ガス弁７は、上流側にかかるガスの圧力が所定の圧力以上に増加した場合に開放する機能は備えておらず、燃料ガスを「連通／遮断」する機能のみを備える点で異なっている。
【００４２】
また、原料ガス経路３の原料供給器４の下流側から分岐し燃料経路６の燃料ガス弁７の下流側に合流するバイパス経路２４を備え、バイパス経路２４上に上流側にかかるガスの圧力が所定の圧力以上に増加した場合に開放するバイパス弁２５（例えば、圧抜き弁）を備える点で異なっている。
【００４３】
バイパス弁２５の入口側圧力が所定の圧力以上に増加した場合に開放する圧力は、原料供給器４の締め切り圧力に比べて低く設定する。
【００４４】
次に、本実施の形態における、原料供給器４の動作確認に関して、具体的動作を説明する。
【００４５】
原料供給器４の動作確認として、制御器１３は、燃料ガス弁７および燃料電池バイパス弁２９を遮断させ、原料供給器４を規定出力で起動させる。また、燃焼空気供給器８を動作させ、燃焼器５で燃焼可能な流量に流しておく。このとき、燃料ガス弁７及び燃料電池バイパス弁２９が遮断していることから、原料供給器４の下流側にある水素生成器２及び燃料電池２３の圧力が増加する。バイパス弁２５は、バイパス弁２５の上流側が所定圧力以上で開放することで、燃料ガスが燃焼器５に供給されるため、所定圧力以上で開放する時間より長い時間Ｔ２１で、着火器９を動作させて、火炎検知器１０により燃焼有無を確認する。
【００４６】
このとき、火炎検知器１０により、燃焼していることを検知しなければ、燃焼器５に燃料ガスが到達しておらず、原料供給器４により供給する原料ガス流量が少ないと判定し、異常であると判定することができる。また、火炎検知器１０により、燃焼していることを検知すれば、燃焼器５に燃料ガスが到達しており、原料供給器４により供給する原料ガス流量が正常であると判定することができる。
【００４７】
ここで、例えば、原料供給器４により供給する原料ガス流量が正常であるときの燃料ガスが燃焼器に到達する時間Ｔ２０は、状態方程式Ｐ１Ｖ１＝Ｐ２Ｖ２より算出することができ、原料供給器４動作前の圧力Ｐ１＝０（ｋＰａ）、原料供給器４からバイパス弁２５、燃料ガス弁７及び燃料電池バイパス弁２９までの容積Ｖ１＝Ｃ（Ｌ）、バイパス弁２５の開放圧力Ｖ２をＤ（ｋＰａ）とすると、Ｖ２＝１０１．３Ｃ／（１０１．３＋Ｄ）（Ｌ
）となる。バイパス弁２５から燃焼器５までの容積をＶ４（Ｌ）、原料供給器４の規定流量をＹ（Ｌ／ｍｉｎ）とすると、所定時間Ｔ２０＝（１０１．３＋Ｄ）Ｙ／１０１．３Ｃ＋Ｖ４／Ｙ（ｍｉｎ）となる。原料供給器４の動作開始から燃焼開始（着火）までの所定時間Ｔ２１は、例えば、Ｔ２０から１０％のマージンを持つ場合、Ｔ２１＝１．１×Ｔ２０と設定する。
【００４８】
以上のように、原料供給器４から燃料ガス弁７、燃料電池バイパス弁２９及びバイパス弁２５までの容積Ｃ（Ｌ）とバイパス弁２５の開放圧力Ｄ（ｋＰａ）により、原料供給器４の動作開始から燃焼開始（着火）までの所定時間Ｔ２１を規定でき、所定時間Ｔ２１で着火器９を動作させて火炎検知器１０により着火有無を確認することで、燃料ガスが燃焼器５に到達していることが分かるため、流量計を使用しなくても、原料供給器４により供給する原料ガス流量が正常であることを判断することができる。
【００４９】
また、燃料ガス弁７および燃料電池バイパス弁２９を水素生成器２の下流側である燃料経路６に設けていることから、原料供給器４と燃料電池バイパス弁２９との間に水素生成器２が含まれており、原料供給器４から燃料ガス弁７および燃料電池バイパス弁２９との間の容積が大きくなることで、バイパス弁２５が開放するまでのバイパス弁２５の二次側の圧力上昇時間が長くなり、原料供給器４の動作開始から燃焼開始までの第１所定時間が長くなる。第１所定時間が長くなることで、時間経過の判定がより容易になる。そのため、原料供給器４により供給する原料ガス流量がより正常であることを判断することができる。
【００５０】
なお、バイパス弁２５の上流側が所定の圧力まで上昇せず、燃焼器５に燃料ガスが到達しない所定時間Ｔ２２（Ｔ２１より十分短い、例えばＴ２１の半分の時間）を設定し、時間Ｔ２２で着火器９を動作させて火炎検知器１０により着火有無を確認してもよい。このとき、火炎検知器１０により燃焼していることを検知すれば、燃焼器５に燃料ガスが到達しており、原料供給器４から供給する原料ガス流量が多いと判定し、異常であると判定することができる。
【００５１】
なお、制御器１３は原料ガス流量が正常でないと判断したときに、原料供給器４等の異常による拡大被害を防止するために、停止させることが望ましい。また、制御器１３は原料供給器４から供給する原料ガス流量正常でないと判断したときに、原料ガス流量が正常でないことを報知してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の燃料電池システムは、たとえば原料ガス経路に原料ガス供給器を備える水素生成装置もしくは燃料電池システム等に有用である。
【符号の説明】
【００５３】
１、２１  水素生成装置
２、１０２、２０２  水素生成器
３、１０３、２０３  原料ガス経路
４  原料供給器
５、２０５  燃焼器
６  燃料経路
７、２０７  燃料ガス弁
８，２１０  燃焼空気供給器
９  着火器
１０  火炎検知器
１３  制御器
２２、１０１、２０１  燃料電池システム
２３、１２３、２２３  燃料電池
２４、２２４  バイパス経路
２５  バイパス弁
２８  燃料電池バイパス経路
２９  燃料電池バイパス弁
１０４  昇圧器
１０５  流量計
２０４  昇圧器
２０８  燃焼経路
２０９  燃焼ガス弁
２２５  圧抜き弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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