(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電をする燃料電池と、
少なくとも炭化水素ガスを含む原料ガスと水蒸気とを改質させ、水素を含む前記燃料ガスを生成する水素生成装置と、
少なくとも前記燃料電池から排出されるオフ燃料ガスを燃焼するように構成されており、前記水素生成装置を加熱する燃焼器と、
前記燃焼器に燃焼用の空気を供給する燃焼空気供給装置と、
前記燃焼器の火炎が燃焼状態か消火状態かを推定する消火推定手段と、
前記燃料電池の発電出力を制御する制御器と、
を備え、
前記制御器は、前記消火推定手段が消火状態と推定した場合、前記燃料電池の出力指令値を消火状態と推定する前の出力指令値より上昇させて前記燃料電池の発電を継続させる、又は、燃料電池システムの運転を停止させ、その後、前記燃料電池システムの運転を行う場合、前記燃料電池の出力指令値を消火状態と推定する前の出力指令値より上昇させるよう制御する、
燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御器は、前記消火推定手段が消火状態と推定した場合、前記水素生成装置に供給する原料ガスの供給指令値を消火状態と推定する前の供給指令値より上昇させて前記燃料電池の発電を継続させる、又は、燃料電池システムの運転を停止させ、その後、前記燃料電池システムの運転を行う場合、前記水素生成装置に供給する原料ガスの供給指令値を消火状態と推定する前の供給指令値より上昇させるよう制御する、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記燃焼器の火炎を受けて発生する電流値によって前記燃焼器の燃焼状態を検知する火炎検知装置を備え、
前記消火推定手段は、火炎検知装置で計測された電流値が予め定められる第１電流値以下に低下した場合、消火状態と推定する、請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記制御器は、前記火炎検知装置で計測された電流値が、予め定められる第１運転時間又は第１回数、前記第１電流値より大きい状態になった場合、前記燃料電池の出力指令値を、上昇させる前の出力指令値に戻す、
請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記水素生成装置は、原料ガスと水蒸気との改質反応を行う改質器と、前記改質器の温度を検出する温度検出器と、を備え、
前記消火推定手段は、前記制御器が前記燃料電池の発電出力を低下させるよう制御しており、かつ、前記改質器の温度が予め定められている第１温度以上である場合、消火状態と推定する、請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記制御器は、前記温度検出器で検出される温度が、予め定められる第２運転時間又は第２回数、前記第１温度より低い状態になった場合、前記燃料電池の出力指令値を、上昇させる前の出力指令値に戻す、
請求項５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、燃焼器の燃焼状態を消火と誤検知しない燃料電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に燃料電池システムで発電する場合、都市ガス等の原料ガスを水素生成装置にて水素リッチな燃料ガスに改質し燃料電池に供給している。水素生成装置での改質は触媒反応により行なうが、この反応は吸熱反応であり、一定量の熱エネルギーが必要なため、水素生成装置を加熱するために燃焼器を備え、そこで主にオフ燃料ガス（燃料電池から排出される反応後の燃料ガスで可燃成分を含んでいる）を燃焼させている。燃焼器には燃料電池システムの外部から新鮮な空気を燃焼用空気として取り込んで、燃焼状態を維持するようにしている。
【０００３】
しかし、燃料電池の発電量は負荷に応じて変化するので、それに応じてオフ燃料ガスの量や組成も変化する。そのような状態でも安定した燃焼が出来るよう燃焼用空気の量等を調節しているが、発電量等に急激な変化があると燃焼状態も悪くなり、場合によっては燃焼器の火炎が消火する場合がある。
【０００４】
このような課題に対応するために、外部負荷の変化に応じて出力電流を低減させる場合には、酸化剤ガスの流量の低減率が、原料ガス流量の低減率と同じに又はそれより大きくなるように調整し、原料ガスの流量に対する酸化剤ガスの流量の割合が増加することを抑制することにより、消火（失火）を抑制することが提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図７は、特許文献１に記載された従来の燃料電池システムを示す。図７に示すように、燃料電池システム１０１は、燃料電池１０２、原料ガスを供給する原料ガス供給装置１０３、燃料電池に酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス供給装置１０４、原料ガスと水蒸気との改質反応を行う改質器１０５とを備えている。燃料電池１０２は、燃料電池セルを複数個配列した燃料電池セルスタックを収納しており、前記燃料電池セルスタックに原料ガスと酸化剤ガスが発電の為に供給され、更に、発電に使用されなかった前記原料ガスと前記酸化剤ガスとを別途燃焼させ、燃料電池１０２と改質器１０５を加温する構成となっている。
【０００６】
このような燃料電池システムに於いて、外部負荷の変化に応じて出力電流を低減させる場合には、酸化剤ガスの流量の低減率が、原料ガスの流量の低減率と同じに、又は、それよりも大きくなるように、酸化剤ガス供給装置及び原料ガス供給装置を制御することにより、原料ガスの流量に対する酸化剤ガスの流量の割合が増加することを抑制し、消火（失火）を抑制できることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２７７７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図７に示す従来の構成では、燃料電池の出力電流を低下させた際、原料ガス流量に対する酸化剤ガス流量の割合が相対的に増加することを抑制しているだけなの
で、例えば、燃焼機器で広く一般的に使用される火炎検知装置である、整流式のフレームロッド（以下、単に「フレームロッド」と呼ぶ）を用いて火炎の有無を検知しようとした場合、順調に燃焼しているにも関わらず、消火状態であると誤検知する場合がある。
【０００９】
この理由は次のように説明できる。燃料電池の出力電流を低下させる場合は、その低下度合いに応じて、原料ガス流量及び改質器温度の設定も低下させる。しかし、改質器の熱容量等の関係から、改質器の温度は直ぐには低下しない。結果的に原料ガス流量に対する改質器の温度が適正値よりもしばらく高い状態になり、その間の改質効率が高く、すなわち水素の比率が高くなる。それに伴いオフ燃料ガス中の水素ガスの比率も高くなる。水素ガスの比率が高くなると、その分フレームロッドの出力電流が低下するので、燃焼器内の燃焼が順調に継続されているにも関わらず、消火と判断してしまうという課題を有していた。
【００１０】
ここで、オフ燃料ガス中の水素ガスの比率が高くなるとフレームロッドの出力電流が低下する理由を以下に説明する。フレームロッドは火炎の状況に応じて発生するイオン性物質による導電性の強度を電流値として出力する。燃料電池システムの消火推定手段は、フレームロッドの出力電流が所定の閾値以下になった場合、消火状態と推定する。メタンやプロパンなどの燃料電池システムの原料ガスとして用いられる炭化水素系ガスによる燃焼では、そのガス成分の分子構造上、火炎中にイオン性物質が多く存在しているため、フレームロッドの出力電流が小さくなった場合は、燃焼状態が不安定である、或いは消火状態であると判断しても問題はない。一方、水素ガスによる燃焼では、炭化水素系ガスによる燃焼と比較して、火炎中に存在するイオン性物質の量が少なくなる。それに伴い、フレームロッドの出力電流も小さくなるので、炭化水素系ガスと同じ基準で判定すると、良好に燃焼しているにも関わらず、消火状態であると誤検知してしまう。
【００１１】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、燃焼器の燃焼状態を消火と誤検知しない燃料電池システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記従来の課題を解決するために、本発明の燃料電池システムは、消火推定手段が消火状態と推定した場合、燃料電池の出力指令値を上昇させて、燃料電池の発電を継続させる、又は、燃料電池システムの運転を停止させ、その後、前記燃料電池システムの運転を行う場合、前記燃料電池の出力指令値を上昇させるように制御するようにしたものである。
【００１３】
これによって、燃料電池システムの負荷が低下した場合でも、原料ガスの流量を一定レベル以上に確保できるので、燃料電池の出力を低下させた際の、改質器の温度が所定温度まで低下しない間も、改質効率が上がりすぎることなく、オフ燃料ガス中のメタンガスの比率も一定以上確保されるので、消火推定手段が最終的に消火と誤判断することを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の燃料電池システムは、燃焼器の燃焼状態を消火と誤検知しない燃料電池システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態１及び２に係る燃料電池システムの構成を示す図
【図２】本発明の実施形態１及び２に係る燃料電池システムの出力変化を示す図
【図３】本発明の実施形態１に係る燃料電池システムの運転動作を示すフローチャート
【図４】本発明の実施形態２に係る燃料電池システムの運転動作を示すフローチャート
【図５】本発明の実施形態３に係る燃料電池システムの構成を示す図
【図６】本発明の実施形態４に係る燃料電池システムの構成を示す図
【図７】従来の燃料電池システムの構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の発明の燃料電池システムは、燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電をする燃料電池と、少なくとも炭化水素ガスを含む原料ガスと水蒸気とを改質させ、水素を含む前記燃料ガスを生成する水素生成装置と、少なくとも前記燃料電池から排出されるオフ燃料ガスを燃焼するように構成されており、前記水素生成装置を加熱する燃焼器と、前記燃焼器に燃焼用の空気を供給する燃焼空気供給装置と、前記燃焼器の火炎が燃焼状態か消火状態かを推定する消火推定手段と、前記燃料電池の発電出力を制御する制御器とを備えている。そして、前記制御器は、前記消火推定手段が消火状態と推定した場合、前記燃料電池の出力指令値を消火状態と推定する前の出力指令値より上昇させて前記燃料電池の発電を継続させる、又は、燃料電池システムの運転を停止させ、その後、前記燃料電池システムの運転を行う場合、前記燃料電池の出力指令値を消火状態と推定する前の出力指令値より上昇させるよう制御する。これにより、燃料電池の出力値を低下させた場合でも原料ガス流量を一定レベル以上に保つことができるので、オフ燃料ガス中のメタンガスの比率の低下を抑制でき、それによって消火推定手段が消火の誤検知をすることなく、燃料電池システムの運転を継続させることができる。
【００１７】
第２の発明の燃料電池システムは、特に第１の発明において、前記制御器は、前記消火推定手段が消火状態と推定した場合、前記水素生成装置に供給する原料ガスの供給指令値を消火状態と推定する前の供給指令値より上昇させて前記燃料電池の発電を継続させる、又は、燃料電池システムの運転を停止させ、その後、前記燃料電池システムの運転を行う場合、前記水素生成装置に供給する原料ガスの供給指令値を消火状態と推定する前の供給指令値より上昇させるよう制御するものである。これにより、燃料電池の出力値を低下させた場合でも原料ガス流量を一定レベル以上に保つことができるので、オフ燃料ガス中のメタンガスの比率の低下を抑制でき、それによって消火推定手段が消火の誤検知をすることなく、燃料電池システムの運転を継続させることができる。
【００１８】
第３の発明の燃料電池システムは、特に第１または第２の発明において、前記燃焼器の火炎を受けて発生する電流値によって前記燃焼器の燃焼状態を検知する火炎検知装置を備え、前記消火推定手段は、火炎検知装置で計測された電流値が予め定められている第１電流値以下に低下した場合、消火状態と推定する構成にするものである。これにより、燃焼器の火炎の状態により、例えばフレームロッドからなる火炎検知装置の出力電流が変化するので、その電流値と、燃焼状態が安定しているかどうかを判断する閾値に設定された第１電流値とを比較することにより、燃焼器の燃焼状態を適切に検知することができる。
【００１９】
第４の発明の燃料電池システムは、特に第３の発明において、前記制御器は、前記火炎検知装置で計測された電流値が予め定められる第１運転時間又は第１回数、前記第１電流値より大きい第２電流値以上になった場合、前記燃料電池の出力指令値を、上昇させる前の出力指令値に戻すものである。これにより、オフ燃料ガスの水素の比率が正常な範囲に戻ってから出力指令を当初の値に戻すことができるので、燃料電池の出力を低下させた状態でも、燃焼器の燃焼状態を消火と誤検知することなく、燃料電池システムの運転を継続させることができる。
【００２０】
第５の発明の燃料電池システムは、特に第１または第２の発明において、前記水素生成装置は、原料ガスと水蒸気との改質反応を行う改質器と、前記改質器の温度を検出する温度検出器とを備え、前記消火推定手段は、前記制御器が前記燃料電池の発電出力を低下さ
せるよう制御しており、かつ、前記改質器の温度が予め定められている第１温度以上である場合、消火状態と推定するものである。これにより、火炎検知装置の出力値を確認することなく、燃焼器の燃焼状態が不安定になっていると判断できるので、あらかじめ燃料電池の出力指令値を上昇させる消火検知回避運転に移行させることができ、燃焼器の燃焼状態を消火と誤検知することなく、燃料電池システムの発電運転を継続させることができる。
【００２１】
第６の発明の燃料電池システムは、特に第５の発明において、前記制御器は、前記温度検知器で検出される温度が予め定められる第２運転時間又は第２回数、前記第１温度より低い第２温度以下になった場合、前記燃料電池の出力指令値を、上昇させる前の出力指令値に戻すものである。これにより、火炎検知装置の出力値を確認することなく、燃焼器の燃焼状態が安定してきたと判断できるので、燃料電池の出力を低下させた状態でも、燃焼器７を消火と誤検知することなく、燃料電池システムの運転を継続させることができる。
【００２２】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本発明は、この実施形態によって限定されない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る燃料電池システム１の構成を示し、燃料電池システム１の構成要素は、筺体２に収納されている。図１において、水素生成装置３は、原料ガスを水素リッチなガスに改質する改質器４、改質器４で発生したＣＯを変成させるＣＯ変成器５、さらに含有するＣＯを除去するＣＯ除去機６から構成されている。改質器４を始めとする水素生成装置３を適切な温度に加熱するために燃焼器７が設けられている。
【００２４】
原料ガスはシステムの外部から供給され、原料ガス供給装置８、原料ガス流量計９にて適切な流量で水素生成装置３に導入されている。又、燃焼器７での燃焼が最適状態になるように、燃焼用空気が燃焼空気供給装置１０、燃焼空気流量計１１にて適切な流量で燃焼器７に供給されている。
【００２５】
水素生成装置３にて生成された燃料ガスは、燃料電池１２のアノード極に供給される。一方、酸素を含む酸化剤ガスとして、加湿器１４によって適切な露点に加湿された筐体２の外部の空気が、酸化剤ガス供給装置１３により燃料電池１２のカソード極に供給される。
【００２６】
燃料電池１２のアノード極から排出されたオフ燃料ガスは、凝縮器１５にて熱分を回収し凝縮水を分離した後、燃焼器７に供給される。凝縮器１５から分離された凝縮水は、凝縮水タンク１７に回収される。一方、燃料電池１２のカソード極から排出されたオフ酸化剤ガスは、凝縮器１６にて熱分を回収し凝縮水を分離した後、システム外部へ放出される。凝縮器１６から分離された凝縮水は、凝縮水タンク１７に回収される。又、水素生成装置３から排出される燃焼排ガスは、凝縮器１８にて熱分を回収し凝縮水を分離した後、筐体２の外部に放出される。凝縮器１８から分離された凝縮水は、凝縮水タンク１７に回収される。
【００２７】
凝縮水タンク１７に回収された水は、水供給ポンプ１９により水タンク２０に貯留される。水タンク２０に貯留された水は、冷却水循環ポンプ２１により燃料電池１２に冷却水として供給され、燃料電池１２での発電時に発生する熱を循環水中に回収している。循環水中に回収した熱は熱交換器２２により外部の貯湯タンク（図示せず）内に貯留された湯に蓄熱されている。又、前述の凝縮器１５、１６と１８から回収された熱も、外部の貯湯タンク内に貯留された湯に蓄熱されている。
【００２８】
又、筐体２の内部には制御器２３が配置されている。制御器２３は燃料電池１２にて生成される直流電流を交流電流に変換している。又、燃料電池システム１に使用されている各種アクチュエーターとも接続され、これらの制御を司っている。制御器内部には消火推定手段２４が形成されている。
【００２９】
以上のように構成された燃料電池システム１の動作と作用を、以下に説明する。燃料電池システムの起動時には、水素生成装置３に装着されたヒーター（図示せず）にて水素生成装置３の温度を上昇させる。水素生成装置３が原料ガスの改質に必要な温度まで上昇すると、原料ガスが水素生成装置３に供給され、水素リッチな燃料ガスが生成される。水素生成装置３によって燃料ガスを生成させる際は、改質反応に必要な水分として、改質水供給ポンプ２７を駆動させることにより水タンク２０内の水を水素生成装置３に供給している。
【００３０】
水素生成装置３で生成した燃料ガスは燃料電池１２に供給され、空気ポンプ１３で供給され加湿器１４で加湿された空気との反応により発電される。燃料電池１２での発電に供された燃料ガスは、電池反応に使用されなかった残留の可燃成分を含んだオフ燃料ガスとして燃料電池１２から排出され、凝縮器１５にて熱回収及び凝縮水を分離した後、燃焼器７に供給される。燃焼器７に供給されたオフ燃料ガスは水素生成装置３の温度を維持するための燃焼ガスとして使用される。燃焼器７での燃焼により発生する燃焼排ガスは、途中に配置した凝縮器１８にて熱回収及び凝縮水を分離した後、筐体２の外部に放出している。
【００３１】
次に、燃料電池システム１の電力負荷が低下した時の動作を図２及び図３を参照しながら説明する。燃料電池システムの電力負荷が低下した場合（Ｓ１１）は、燃料電池システムの電力負荷に応じた出力目標値を設定し（Ｓ１２）、その出力目標値に向けて所定の低下速度で燃料電池システムの出力指令値を低下させる（Ｓ１３）。その低下度合いに合わせて、原料ガスの供給量や改質器４の温度の設定目標値も定められる所定の値に低下させる。
【００３２】
しかし、改質器４を含む水素生成装置３は構成材料や断熱材等の熱容量の関係から、所定の速度で温度が低下せずに、消火推定手段が消火状態と推定する場合がある（Ｓ１４）。その場合、燃料電池の出力指令値を消火状態と推定する前の出力指令値より上昇させる（Ｓ１５）ことにより、改質器４の温度が再設定した燃料電池の出力指令値に対応した温度に近づく為、前記消火推定手段が消火状態と推定しなくなり、燃料電池システムの運転を継続させることができる（Ｓ１７）。消火推定手段が消火状態と推定しない場合は、燃料電池の出力指令値を引き続き低下させ、出力目標値と同じ値になった時点で出力指令値の低下を終了し（Ｓ１６）、そのまま運転を継続させる（Ｓ１７）。
【００３３】
又、一度燃料電池システムの運転を停止させ、その後、前記燃料電池システムの運転を行なう際、燃料電池の出力指令値を消火状態と推定する前の出力指令値より上昇させることにより、改質器４の温度が再設定した燃料電池の出力指令値に対応した温度に近づく為、前記消火推定手段が消火状態と推定しなくなり、燃焼器７の燃焼状態を消火と誤検知することなく、燃料電池システムの運転を継続させることができる。
【００３４】
尚、本実施の形態では、燃焼器の燃焼状態を消火と誤検知する可能性がある条件として、燃料電池システムの電力負荷が低下した場合について説明したが、もちろんこれに限ることはなく、昇温操作時の過昇温や負荷変動等により改質器の温度が所定値よりも高くなった場合や、原料ガスの供給量が何らかの要因により低下した場合などにも同様に適用できることは言うまでもない。
【００３５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る燃料電池システム１の構成は、実施の形態１と同様に図１で説明することができる。基本的な構成及び動作は実施の形態１と同じであるので、重複する内容の説明は割愛する。
【００３６】
次に、燃料電池システム１の電力負荷が低下した時の動作を図２及び図４を参照しながら説明する。燃料電池システムの電力負荷が低下した場合（Ｓ２１）は、燃料電池システムの電力負荷に応じた出力目標値を設定し（Ｓ２２）、その出力目標値に向けて所定の低下速度で燃料電池システムの出力指令値を低下させる（Ｓ２３）。その低下度合いに合わせて、原料ガスの供給量や改質器４の温度の設定目標値も定められる所定の値に低下させる。
【００３７】
しかし、改質器４を含む水素生成装置３は構成材料や断熱材等の熱容量の関係から、所定の速度で温度が低下せずに、消火推定手段が消火状態と推定する場合がある（Ｓ２４）。その場合、原料ガスの供給指令値を消火状態と推定する前の供給指令値より上昇させる（Ｓ２５）ことにより、改質器４の温度が再設定した原料ガスの供給指令値に対応した温度に近づく為、前記消火推定手段が消火状態と推定しなくなり、燃料電池システムの運転を継続させることができる（Ｓ２７）。消火推定手段が消火状態と推定しない場合は、燃料電池の出力指令値を引き続き低下させ、出力目標値と同じ値になった時点で出力指令値の低下を終了し（Ｓ２６）、そのまま運転を継続させる（Ｓ２７）。
【００３８】
又、一度燃料電池システムの運転を停止させ、その後、前記燃料電池システムの運転を行なう際、原料ガスの供給指令値を消火状態と推定する前の供給指令値より上昇させることにより、改質器４の温度が再設定した原料ガスの供給指令値に対応した温度に近づく為、前記消火推定手段が消火状態と推定しなくなり、燃焼器７の燃焼状態を消火と誤検知することなく、燃料電池システムの運転を継続させることができる。
【００３９】
尚、本実施の形態では、燃焼器の燃焼状態を消火と誤検知する可能性がある条件として、燃料電池システムの電力負荷が低下した場合について説明したが、もちろんこれに限ることはなく、昇温操作時の過昇温や負荷変動等により改質器の温度が所定値よりも高くなった場合や、原料ガスの供給量が何らかの要因により低下した場合なども、オフ燃料ガス中の水素比率が上昇する場合があるが、これらの場合にも同様に適用できることは言うまでもない。
【００４０】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３に係る燃料電池システム１の構成を示している。基本的な構成及び動作は実施の形態１と同じであるので、重複する内容の説明は割愛し、異なる点のみ説明する。
【００４１】
図５に於いて、燃焼器７の燃焼状態を検知する為に、火炎検知装置２５が装着されている。この火炎検知装置２５は消火推定手段２４と接続されている。
【００４２】
次に、燃料電池システム１の負荷が低下した時の動作であるが、実施の形態１、２で説明した通り、改質器４の温度が所定の速度で低下しない場合、このような状態が継続されると、前述の通り、オフ燃料ガス中の水素ガス比率が高くなるので、その分、火炎検知装置２５の出力値が小さくなる。したがって、火炎検知装置２５で計測された電流値を、予め定められる第１の電流値と比較することにより、燃焼器７の燃焼状態を推定することができる。さらに、前記消火推定手段２４の推定内容にしたがって、燃料電池の出力指令値を消火状態と推定する前の出力指令値より上昇させる、又は、原料ガスの供給指令値を消火状態と推定する前の供給指令値より上昇させる対策を実施し、燃焼器７の燃焼状態を消
火と誤検知をすることなく、燃料電池システムの運転を継続させることができる。
【００４３】
又、火炎検知装置２５で計測された電流値が、予め定められる第１運転時間、又は第１回数、前記第１電流値より大きい状態になった場合、改質器４の温度が当初に設定した低下速度に応じた温度に近づいたことが分かるので、燃料電池の出力指令値を、上昇させる前の当初の目標値に戻す。このような制御を行なうことにより、燃焼器７の燃焼状態を消火と誤検知することによる不具合発生を回避しながら、燃料電池の出力値を当初目標の出力値まで低下させることができる。
【００４４】
尚、本実施の形態では、燃料電池の出力指令値を、上昇させる前の当初の目標値に戻すタイミングを決める条件として、火炎検知装置２５で計測された電流値が前記第１電流値より大きい状態になった場合としたが、もちろんこれに限ることはない。例えば、燃料電池の出力指令値を、上昇させる前の当初の目標値に戻すタイミングを決める条件として、火炎検知装置２５で計測された電流値が、予め定められる第１運転時間、又は第１回数、前記第１電流値より大きい第２電流値以上になった場合とすることにより、より安定性に余裕を持った燃料電池システムを提供することができる。
【００４５】
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４に係る燃料電池システム１の構成を示している。基本的な構成及び動作は実施の形態１と同じであるので、重複する内容の説明は割愛し、異なる点のみ説明する。
【００４６】
図６に於いて、改質器４の温度を検出する為に、温度検出器２６が装着されている。この温度検出器２６は消火推定手段２４と接続されている。実施の形態３と同様の事例で、燃料電池の発電出力を低下させるように制御している状態で、前記温度検出器２６により検出される改質器４の温度が、予め定められる第１温度以上になった場合、実施の形態３で説明した内容から明らかなように、消火状態と推定することができる。そこで燃料電池の出力指令値を消火状態と推定する前の出力指令値より上昇させる、又は、原料ガスの供給指令値を消火状態と推定する前の供給指令値より上昇させる対策を実施することにより、実施の形態３と同様、燃焼器７の燃焼状態を消火と誤検知することなく、発電を継続させることができる。
【００４７】
又、温度検出器２６で検出される温度が、予め定められる第２運転時間、又は第２回数、前記第１温度よりも低い状態になった場合、改質器４の温度が当初設定した低下速度に応じた温度に近づいたことが直接わかるので、燃料電池の出力指令値を、上昇させる前の当初の目標値に戻す。このような制御を行うことにより、燃焼器７の燃焼状態を消火と誤検知することによる不具合発生を回避しながら、燃料電池の出力値を当初目標の出力値まで低下させることができる。
【００４８】
尚、本実施の形態では、燃料電池の出力指令値を、上昇させる前の当初の目標値に戻すタイミングを決める条件として、温度検出器２６で計測された改質器４の温度が前記第１温度よりも低い状態になった場合としたが、もちろんこれに限ることはない。例えば、燃料電池の出力指令値を、上昇させる前の当初の目標値に戻すタイミングを決める条件として、温度検出器２６で計測された改質器４の温度が、予め定められる第２運転時間、又は第２回数、前記第１温度より低い第２温度以下になった場合とすることにより、より安定性に余裕を持った燃料電池システムを提供させることができる。
【００４９】
特に、燃料電池システムに対する負荷が定格又は最大値まで上昇した直後に急激に低下した場合、負荷上昇時に設定した出力上昇目標に合わせて改質器の温度を上昇させた直後に低下させないといけないが、上昇時のオーバーシュートも発生するので、改質器の目標
温度と実際の温度との乖離がより大きくなり、燃焼器の燃焼状態を消火と判断する可能性が高くなる。このような変化が頻繁に発生すると考えられる家庭用の燃料電池システムに対して、本発明の燃料電池システムに用いた制御方法を導入することは非常に有効である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、本発明の燃料電池システムは、燃焼器にフレームロッド等の火炎検知装置を設置したり、改質器に温度検出器を設置したりすることにより、燃焼器の燃焼状態を消火と誤検知することを回避しながら運転を継続することができる。これにより、例えば、燃料電池以外の水素ガスを用いた燃焼器や、水素と同様にフレームロッドでの出力値が低下しやすいガス（例えばコークス炉ガス等）を用いた工業用燃焼器等の用途にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１  燃料電池システム
３  水素生成装置
４  改質器
７  燃焼器
１０  燃焼空気供給装置
１２  燃料電池
２３  制御器
２４  消火推定手段
２５  火炎検知装置
２６  温度検出器
【図１】
0005849186.tif 000002
【図２】
0005849186.tif 000003
【図３】
0005849186.tif 000004
【図４】
0005849186.tif 000005
【図５】
0005849186.tif 000006
【図６】
0005849186.tif 000007
【図７】
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