(57)【要約】【課題】炭起動時の温度上昇によって不純物除去器から原料ガスが脱離することによる水素生成装置の燃焼器の失火を抑制する。【解決手段】水素生成装置８は、原料ガス中の不純物を吸着反応により除去する不純物除去器１と、原料ガスから水素含有ガスを生成する改質器２と、原料ガス及び水素含有ガスのうちの少なくとも一方を燃焼して改質器２加熱する燃焼器３と、燃焼器３に燃焼用空気を供給する空気供給器４と、制御器５と、不純物除去器１の温度を検知する温度検知器６と、それらを収納する筐体７とを備える。起動時において、制御器５は、温度検知器６により、不純物除去器１の温度Ｔｎを随時測定し、測定した複数のＴｎから求めた温度変化率ΔＴａと、不純物除去器１の温度変化ΔＴｎによって不純物除去器１からの脱離原料ガス量ｄを決定し、その値に基づいて燃焼空気量の制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガスから水素含有ガスを生成する改質器と、
前記改質器に供給される前記原料ガス中の不純物を吸着反応により除去する不純物除去器と、
前記改質器及び前記不純物除去器を内部に収納する筐体と、
前記不純物除去器又は前記筐体内の気温を検知する温度検知器と、
前記原料ガス及び前記水素含有ガスのうちの少なくとも一方を燃焼する燃焼器と、
前記燃焼器に燃焼用空気を供給する空気供給器と、
前記温度検知器が検知した温度に基づき、起動中に前記燃焼器に供給する燃焼空気量を制御する制御器と、
を備えた、水素生成装置。
【請求項２】
前記制御器は、前記原料ガスが炭素数３以上の炭化水素を含む場合に、前記温度検知器が検知した温度に基づき、起動中に前記燃焼器に供給する燃焼空気量を制御する、請求項１に記載の水素生成装置。
【請求項３】
前記制御器は、前記温度検知器が検知した温度の単位時間当たりの温度変化に基づき、起動中の前記燃焼空気量を制御する、請求項１又は２に記載の水素生成装置。
【請求項４】
前記制御器は、起動開始時に前記温度検知器が検知した温度、及び、起動開始後に前記温度検知器が検知した温度から計算した単位時間当たりの温度変化に基づき、起動中の前記燃焼空気量を制御する、請求項３記載の水素生成装置。
【請求項５】
前記制御器は、起動開始時に前記温度検知器が検知した温度に基づき、起動中の前記燃焼空気量を制御する、請求項１又は２記載の水素生成装置。
【請求項６】
前記制御器は、起動開始時に前記温度検知器が検知した温度、及び、起動開始後に前記温度検知器が検知した温度に基づき、起動中の前記燃焼空気量を制御する、請求項５記載の水素生成装置。
【請求項７】
請求項１から６記載の水素生成装置と、前記水素生成装置から供給される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池と、を備えた燃料電池システム。
【請求項８】
原料ガスから水素含有ガスを生成する改質器と、
前記改質器に供給される前記原料ガス中の不純物を吸着反応により除去する不純物除去器と、
前記改質器及び前記不純物除去器を内部に収納する筐体と、
前記不純物除去器又は前記筐体内の気温を検知する温度検知器と、
前記原料ガス及び前記水素含有ガスのうちの少なくとも一方を燃焼する燃焼器と、
を備えた水素生成装置の運転方法であって、
前記不純物除去器又は前記筐体内の気温に基づき、起動中に前記燃焼器に供給する燃焼用空気の流量を調整する、水素生成装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素系の原料を改質して水素を生成する水素生成装置およびその運転方法ならびに燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エネルギーを有効に利用することが可能である分散型の発電装置として、発電効率及び総合効率が共に高い燃料電池コージェネレーションシステム（以下、単に「燃料電池システム」という）が、注目されている。
【０００３】
この燃料電池システムは、発電部の本体として、燃料電池を備えている。この燃料電池としては、例えば、リン酸形燃料電池、溶融炭酸塩形燃料電池、アルカリ水溶液形燃料電池、固体高分子形燃料電池、或いは、固体電解質形燃料電池等が用いられる。
【０００４】
これらの燃料電池の内で、リン酸形燃料電池や固体高分子形燃料電池（略称、「ＰＥＦＣ」）は、発電運転の際の動作温度が比較的低いため、燃料電池システムを構成する燃料電池として好適に用いられる。特に、固体高分子形燃料電池は、リン酸形燃料電池と比べて、電極触媒の劣化が少なく、かつ電解質の逸散が発生しないため、携帯用電子機器や電気自動車等の用途において特に適用される。
【０００５】
さて、燃料電池の多く、例えば、リン酸形燃料電池や固体高分子形燃料電池は、発電運転の際に水素を燃料として用いる。しかし、それらの燃料電池において発電運転の際に必要となる水素の供給手段は、通常、インフラストラクチャーとして整備されてはいない。従って、リン酸形燃料電池や固体高分子形燃料電池を備える燃料電池システムにより電力を得るためには、その燃料電池システムの設置場所において、燃料としての水素を生成する必要がある。
【０００６】
燃料電池に供給する水素を生成する方法としては、改質反応が一般的に用いられる。改質反応は、例えば原料となる都市ガスと水蒸気とをＮｉ系やＲｕ系の改質触媒を用いて６００℃〜７００℃程度の高温で反応させることにより、水素を主成分とした水素含有ガスを生成する。
【０００７】
一般に、改質部には、昇温用の燃焼器が設けられている。そして、この燃焼器は、燃料電池システムの発電時、燃焼器に供給した空気とともに、燃料電池の発電で使用されなかった改質ガス（以下、「オフガス」と記す場合がある）中の水素を燃焼させて、吸熱反応である改質反応が行われる改質触媒の温度を約７００℃に維持している。さらに、燃料電池システムの起動運転時には、この燃焼器は、水素生成前の原料ガスおよび原料ガスと水素の混合ガスを燃焼させて、改質触媒の温度を昇温している。
【０００８】
通常、水素生成装置に供給する原料ガスは、硫黄化合物を含む。具体的には、都市ガス（市街地において、ガス会社のガス供給基地から地下のガス管等を通じて、家庭等に供給されるガス）やＬＰガス中には、原料由来の硫黄分のほか、漏洩検知のための付臭剤として、サルファイド類、メルカプタン類等の硫黄化合物が添加される。
【０００９】
従来、燃料ガスに含まれる硫黄化合物の除去方法としては、水添脱硫法や吸着脱硫法が知られている。水添脱硫法は、燃料ガスに水素を添加し、Ｃｕ−Ｚｎ触媒等の触媒の存在下、硫黄化合物を硫化水素に分解させ、分解生成物である硫化水素を吸着させて脱硫する方法であり、この場合は、水素の添加や加熱が必要である。
【００１０】
一方、吸着脱硫法は、活性炭、金属酸化物、あるいはゼオライト等を主成分とする吸着脱硫剤（以下、脱硫剤）に燃料ガスを通過させることにより、硫黄化合物を吸着させて除去する方法である。この脱硫剤による方法では、加熱することで、吸着能力を増加させる方法もあるが、常温で吸着させる方が、システムがより簡易になるので好ましい。
【００１１】
また、燃料ガス中には、その製造過程あるいは供給過程において、微量の水分や重質炭化水素等の不純物が含まれているケースがある。特に、ゼオライトにより水分を含有した燃料ガスを処理した場合は、水分を選択的に吸着してしまい、水分が含まれていないか、あるいは、それが極微量である場合に比べ、硫黄化合物の吸着性能が大幅に低下してしまう。
【００１２】
この理由は、脱硫剤として使用される上記ゼオライトは、シリカ／アルミナ比が低く、それ自身が親水性であり、極性分子である水分を優先的に吸着するためであると推認される。重質炭化水素が含まれているケースでは、重質炭化水素が、ゼオライト表面、及びゼオライトの性質に大きな影響を及ぼす細孔内部に吸着し、同様に吸着する硫黄化合物の吸着を阻害すると推察される。
【００１３】
これらの課題に対し、例えば、脱硫器の入り口部に水分除去能力に優れた３Ａ、４Ａ等のゼオライトを配したものが提案されており、これらは脱硫剤とともに改質器の上流側に設置され、原料ガスからの不純物を除去する不純物除去器として使用される。
【００１４】
ところで、水素生成装置は、運転を停止する時に、水素生成装置中の水蒸気を含む改質ガスのパージおよび水素生成装置内の圧力を正圧に保つために、水素生成装置に都市ガスやＬＰＧ等の原料ガスを供給する。そして、この原料ガスが停止中の改質触媒、あるいは一酸化炭素低減触媒に吸着される。
【００１５】
一方、起動時には、これらの触媒（改質触媒、あるいは一酸化炭素低減触媒）は、適正な運転温度まで燃焼器によって加熱されるため、吸着した原料ガスが脱離して燃焼器に流入することで、燃焼に適した空気／燃料比を外れ、失火あるいは不完全燃焼による一酸化炭素濃度の増加を引き起こす。
【００１６】
これらの課題に対し、脱離した原料ガス量に応じて燃焼器に送る燃焼空気量を調整するというものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１０９８６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、従来の水素生成装置では、燃焼器によって加熱される改質触媒や一酸化炭素低減触媒からの脱離原料ガスについては、対策されていたが、不純物除去器については、考慮されていなかった。
【００１９】
不純物除去器は、装置の美観や設置性、安全性を高めるために、水素生成装置筐体内に設置されることが多い。このため、不純物除去器に吸着剤を充填する場合等の不純物除去器を積極的に加熱しない場合においても、改質触媒や一酸化炭素低減触媒を燃焼器で加熱する際に、筐体内の気温が上昇することにより、７０℃程度まで温度上昇する。
【００２０】
不純物除去器には、吸着剤を代表とする高比表面積の不純物除去剤が充填されており、その充填量も一般に改質触媒や一酸化炭素低減触媒よりも多いため、炭化水素の吸着量は改質触媒や一酸化炭素低減触媒よりも多い。
【００２１】
このため、改質触媒や一酸化炭素低減触媒からの脱離原料ガス量に比べ、不純物除去器からの脱離原料ガス量は大きく、改質触媒や一酸化炭素低減触媒からの脱離原料ガスに対する対策を行った場合においても、燃焼器の失火や不完全燃焼による一酸化炭素濃度の増加、さらには燃焼器の空気／燃料比のズレによる触媒、構造体の異常加熱により劣化を引き起こすという課題がある。
【００２２】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、水素生成装置の起動時における不純物除去器からの脱離原料ガスによる燃焼器の失火、不完全燃焼、および触媒、構造体の異常加熱を抑制した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】
【００２３】
本発明者らは、不純物除去器を備えた水素生成装置の起動時において、不純物除去器からの脱離原料ガスによる燃焼器の失火、および不完全燃焼を抑制する方法について鋭意検討した。その結果、以下の知見を得た。
【００２４】
不純物除去器からの脱離原料ガスによる燃焼器の失火、および不完全燃焼を抑制するには、不純物除去器からの単位時間当たりの脱離原料ガス量を推定し、燃焼器に送る燃焼空気量を制御する必要がある。
【００２５】
不純物除去器からの単位時間当たりの脱離原料ガス量は、不純物除去器の温度変化率に比例し、脱離原料ガス総量は、原料ガスパージ時の最低温度と、運転時の温度の温度差に比例する。よって、不純物除去器の温度、あるいは不純物除去器が設置されている筐体内の気温を測定し、その値によって燃焼空気量を制御すればよい。
【００２６】
よって、上記従来の課題を解決するために、本発明の水素生成装置は、不純物除去器、または筐体内の気温を検知する温度検知器により検知した温度に基づき、起動中に燃焼器に供給する燃焼空気量を制御するものである。
【００２７】
これによって、原料ガスが不純物除去器に吸着・脱離した場合においても、不純物除去器からの脱離原料ガス量を推定でき、適切な量の燃焼空気量を燃焼器に供給できるため、燃焼器の失火や不完全燃焼による一酸化炭素の発生を抑制できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の水素生成装置は、従来の水素生成装置に比べ、不純物除去器からの脱離原料ガスによるバーナーの失火、不完全燃焼、および触媒、構造体の異常加熱を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる水素生成装置の概略構成の一例を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１にかかる水素生成装置の動作の一例を示すフローチャート
【図３】実施の形態１の第１変形例にかかる水素生成装置の動作の一例を示すフローチャート
【図４】実施の形態１の第２変形例にかかる水素生成装置の概略構成の一例を示すブロック図
【図５】実施の形態１の第２変形例にかかる水素生成装置の動作の一例を示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態２にかかる水素生成装置の動作の一例を示すフローチャート
【図７】実施の形態２の第１変形例にかかる水素生成装置の動作の一例を示すフローチャート
【図８】本発明の実施の形態３にかかる燃料電池システムの概略構成の一例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
第１の発明の水素生成装置は、原料ガスから水素含有ガスを生成する改質器と、改質器に供給される原料ガス中の不純物を吸着反応により除去する不純物除去器と、改質器及び不純物除去器を内部に収納する筐体と、不純物除去器又は筐体内の気温を検知する温度検知器と、原料ガス及び水素含有ガスのうちの少なくとも一方を燃焼する燃焼器と、燃焼器に燃焼用空気を供給する空気供給器と、温度検知器が検知した温度に基づき、起動中に燃焼器に供給する燃焼空気量を制御する制御器と、を備える。
【００３１】
これにより、不純物除去器又は筐体内の気温を基に、不純物除去器からの脱離原料ガス量を推定でき、その値を基に燃焼空気量を制御できるため、燃焼器に供給される原料ガス量の増加による燃焼器の失火や不完全燃焼による一酸化炭素の発生を抑制できる。
【００３２】
また、第２の発明の水素生成装置は、第１の発明の水素生成装置における制御器が、原料ガスが炭素数３以上の炭化水素を含む場合に、温度検知器が検知した温度に基づき、起動中に燃焼器に供給する燃焼空気量を制御する。
【００３３】
炭素数３未満の炭化水素は、炭素数３以上のものに比べると、不純物除去器への吸着量が小さいため、第１の発明の水素生成装置の効果が小さい。よって、炭素数３以上の炭化水素を含む場合に不純物除去器の温度による燃焼空気量の制御を行うことで、脱離原料ガス量を演算することによる制御器の負荷を抑制し、制御時の空気流量の変化による燃焼器の失火、および不完全燃焼を抑制することができる。
【００３４】
また、第３の発明の水素生成装置は、第１あるいは第２の発明の水素生成装置における制御器が、温度検知器が検知した温度の単位時間当たりの温度変化に基づき、起動中の燃焼空気量を制御する。
【００３５】
これにより、不純物除去器の温度変化率により空気供給量を制御する。不純物除去器からの脱離する原料ガスの単位時間当たりの量は、温度変化率に比例するため、温度変化率によって燃焼器に供給する燃焼空気量を制御することで、従来に比べ高精度に燃焼空気量を制御でき、燃焼器での失火や不完全燃焼を抑制できる。
【００３６】
また、第４の発明の水素生成装置は、第３の発明の水素生成装置における制御器が、起動開始時に温度検知器が検知した温度、及び、起動開始後に温度検知器が検知した温度から計算した単位時間当たりの温度変化に基づき、起動中の燃焼空気量を制御する。
【００３７】
これにより、起動開始から任意の時間までの間の平均温度変化率により、燃焼用空気流量を制御することになる。測定間隔が短い場合や単位時間当たりの温度変化が小さい場合は、温度変化による信号の変化が小さくなるため、外乱の影響を受けやすくなり、制御器への負荷が大きくなるが、起動開始からの平均温度変化率を取ることで、温度差が大きくなり、ノイズによる誤差、制御器への負荷を抑制することができる。
【００３８】
また、第５の発明の水素生成装置は、第１あるいは第２の発明の水素生成装置における
制御器が、起動開始時に温度検知器が検知した温度に基づき、起動中の燃焼空気量を制御する。
【００３９】
これにより、制御器は起動前の温度を基に予め設定した空気供給パラメータを選択し、このパラメータに基づき、燃焼用空気を燃焼器に供給するよう制御する。これにより、温度上昇率を算出する演算を廃することができ、マイコンへの負荷を最小限にすることができる。
【００４０】
また、第６の発明の水素生成装置は、第５の発明の水素生成装置における制御器が、起動開始時に温度検知器が検知した温度、及び、起動開始後に温度検知器が検知した温度に基づき、起動中の燃焼空気量を制御する。
【００４１】
これにより、起動前の温度を基に予め設定した空気供給パラメータを選択し、選択したパラメータに基づき燃焼用空気を燃焼器に供給し、さらに適宜、温度検知器で得られた温度測定値を基に補正を行う。これにより、温度上昇率を算出する演算を廃し、マイコンへの負荷を小さくした上で、実測と予測との温度差を補正できるため、精度良く必要な量の燃焼用空気を燃焼器に供給でき、燃焼器の失火と不完全燃焼を抑制することができる。
【００４２】
また、第７の発明の燃料電池システムは、第１から第６の発明の水素生成装置と、水素生成装置から供給される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池と、を備える。
【００４３】
これにより、不純物除去器を備えた燃料電池システムにおいて、不純物除去器からの脱離原料ガス量を推定でき、その値を基に燃焼空気量を制御できるため、ガス量の増加による燃焼器の失火や不完全燃焼による一酸化炭素の発生を抑制でき、起動、および発電を継続することができる。
【００４４】
また、第８の発明の水素生成装置の運転方法は、原料ガスから水素含有ガスを生成する改質器と、改質器に供給される原料ガス中の不純物を吸着反応により除去する不純物除去器と、改質器及び不純物除去器を内部に収納する筐体と、不純物除去器又は筐体内の気温を検知する温度検知器と、原料ガス及び水素含有ガスのうちの少なくとも一方を燃焼する燃焼器と、を備えた水素生成装置の運転方法であって、不純物除去器又は筐体内の気温に基づき、起動中に燃焼器に供給する燃焼用空気の流量を調整する。
【００４５】
これにより、不純物除去器からの脱離原料ガス量を推定でき、その値を基に燃焼空気量を制御できるため、ガス量の増加による燃焼器の失火や不完全燃焼による一酸化炭素の発生を抑制できる。
【００４６】
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、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００４７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる水素生成装置８の概略構成の一例を示すブロック図である。
【００４８】
図１に示す例では、本実施の形態の水素生成装置８は、原料ガス中の不純物を吸着反応により除去する不純物除去器１と、原料ガスから水素含有ガスを生成する改質器２と、原料ガス及び水素含有ガスのうちの少なくとも一方を燃焼して改質器２加熱する燃焼器３と、燃焼器３に燃焼用空気を供給する空気供給器４と、制御器５と、不純物除去器１の温度を検知する温度検知器６と、それらを内部に収納する筐体７と、を備え、生成した水素含有ガスを水素利用機器９に供給する。
【００４９】
起動時において、制御器５は、温度検知器６により、不純物除去器１の温度Ｔｎを随時測定し、測定した複数のＴｎから求めた温度変化率ΔＴａと、不純物除去器１の温度変化ΔＴｎによって不純物除去器１からの脱離原料ガス量ｄを決定し、その値に基づいて燃焼空気量の制御を行う。
【００５０】
不純物除去器１は原料ガス中の不純物を除去するものであり、図１に示す例では硫黄化合物に対する吸着剤を充填した脱硫器である。なお、除去する硫黄化合物は、付臭成分として人ため的に原料ガスへ添加されるもの、および、原料ガス自体に由来する天然の硫黄化合物の双方を対象とする。
【００５１】
具体的には、ターシャリブチルメルカプタン（ＴＢＭ：tertiary-butylmercaptan）、ジメチルスルフィド（ＤＭＳ：dimethyl sulfide）、テトラヒドロチオフェン（ＴＨＴ：tetrahydrothiophene）、硫化カルボニル（ＣＯＳ：carbonyl sulfide）、硫化水素（hydrogen sulfide）等である。また、吸着剤としては、銀に例示される金属基素をイオン交換担持されたゼオライトや、銅、亜鉛の複合酸化物を用いる。
【００５２】
なお、不純物除去器１は脱硫器に限定されるものではなく、硫黄化合物以外の不純物成分を対象とした除去器も含まれる。硫黄化合物以外の不純物成分としては、水分や重質炭化水素、二酸化炭素、アンモニア、酸素が例示される。
【００５３】
ここで、重質炭化水素とは、常温、常圧で液体である炭化水素を指し、Ｃ５以上のパラフィン、芳香族、アルコール類等の事である。また、除去法も吸着法に限定されるものではなく、例えば酸化反応により重質炭化水素と酸素を除去する選択酸化触媒であっても良い。
【００５４】
改質器２は、原料ガスを用いて水素含有ガスを生成する。具体的には、改質器２内の改質触媒において、原料ガスが水蒸気改質反応して、水素含有ガスが生成される。なお、改質反応は、水蒸気改質以外の形態であってもよく、例えば、オートサーマル反応及び部分酸化反応等であってもよい。
【００５５】
図１には示されていないが、各改質反応において必要となる機器は適宜設けられる。例えば、本実施の形態のように改質反応が水蒸気改質反応であれば、水蒸気を生成する蒸発器、及び蒸発器に水を供給する水供給器が設けられる。改質反応がオートサーマル反応であれば、水素生成装置８は、さらに、改質器２に空気を供給する改質空気供給器が設けられる。
【００５６】
なお、原料ガスは、図１では、炭素数が３以上の炭化水素を含むＬＰＧであるが、その他の原料ガス、具体的にはメタンを主成分とする都市ガス、天然ガス等の少なくとも炭素及び水素から構成される有機化合物を含むガスであってもよい。
【００５７】
なお、生成した水素含有ガスは水素利用機器９によって利用され、一部が燃焼器３で燃焼される。
【００５８】
燃焼器３は、原料ガス、あるいは改質器２後の水素含有ガスを燃焼し、その際の燃焼熱で改質器２、あるい図中には明示されていない筐体７内のその他の機器を加熱するバーナーである。なお、酸化触媒を充填した触媒燃焼器を用いても良い。
【００５９】
空気供給器４は、制御器５からの信号に基づき、燃焼器３で原料ガス、あるいは改質器２後の水素含有ガスを燃焼する際に必要となる燃焼用空気を供給するブロアである。
【００６０】
制御器５は、温度検知器６からの情報を基に空気供給器４を制御するマイコンである。なお、制御器５は制御機能を有するものであればよく、演算処理部（図示せず）と、制御プログラムを記憶する記憶部（図示せず）とを備えていれば良い。
【００６１】
演算処理部としては、ＭＰＵ、ＣＰＵが例示される。記憶部としては、メモリーが例示される。制御器５は、集中制御を行う単独の制御器５で構成されていてもよく、互いに協働して分散制御を行う複数の制御器５で構成されていてもよい。
【００６２】
温度検知器６は、不純物除去器１に挿入され、内部の吸着剤の温度を検知する熱電対である。なお、温度検知器６は、検出された値から内部温度を推定できるのであれば、不純物除去器１の外部、あるいは近傍の温度を測定しても良い。また、熱電対に変えてサーミスタを用いても良い。
【００６３】
筐体７は水素生成装置８の外装であり、不純物除去器１、改質器２、燃料器３、空気供給器４、制御器５、温度検知器６、および水素生成装置８に必要となる機器は適宜筐体７に内蔵される。なお、筐体７は屋外においても風雨や日照による損傷を防ぐため、塗装された鋼板で構成されるが、ステンレススチール等で構成されても良い。
【００６４】
水素利用機器９は、水素生成装置８より供給される水素含有ガスを用いる機器であり、本実施の形態においては水素精製装置である。なお、水素利用機器９が燃料電池、水素燃料電池車、水素貯蔵装置であってもよい。
【００６５】
［動作］
次に本実施の形態の水素生成装置８の運転動作を詳細に説明する。図２は実施の形態１に係る水素生成装置８の動作の一例を示すフローチャートである。
【００６６】
まず、水素生成装置８に、起動信号が入力される（開始ステップ）。次に、制御器５により、空気供給器４からの燃焼用空気供給量が初期値（例えば２０Ｌ／ｍｉｎ）に設定される（Ｓ００１）。
【００６７】
次に、制御器５が、温度検知器６によって測定された、前回停止時から起動時までの最低温度ＴＬを第１温度（例えば、４０℃）と比較し（Ｓ００２）、温度検知器６によって測定された、前回停止時から起動時までの最低温度ＴＬが第１温度（例えば、４０℃）以上である場合は、終了ステップに移行し、この条件を満たさない場合は、Ｓ００３に移行する。
【００６８】
これにより、停止から時間を空けずに起動する際等、不純物除去器１の温度が下がっていない場合にはＳ００３以下の燃焼用空気量の補正動作を行わない。不純物除去器１の温度が下がっていない場合は、不純物除去器１に吸着した原料ガス量が少なく、不純物除去器１からの脱離量が小さいため、空気量の補正を行うことで燃焼器３の失火を引き起こすためである。
【００６９】
なお、第１温度は不純物除去器１の構成によって変えることが好ましく、例えば比表面積が大きい吸着剤を使用している場合には高く、逆にシリカアルミナ焼結体等の比表面積が小さい吸着剤を使用している場合には低く設定すると良い。
【００７０】
Ｓ００３では、温度検知器６が、起動後の不純物除去器１の温度Ｔｎ−１（例えば、２０℃）、およびＴｎ−１検知後任意時間（例えば、１ｍｉｎ）後における不純物除去器１の温度Ｔｎ（例えば、２５℃）を検知し、制御器５が、Ｔｎ−１、Ｔｎから不純物除去器
１の温度変化率ΔＴａ（例えば、５℃／ｍｉｎ）を、ＴＬ（例えば、０℃）とＴｎ（例えば、２５℃）から温度差から不純物除去器１の温度上昇ΔＴｎ（例えば２５℃）を、それぞれ算出する。
【００７１】
Ｓ００４では、制御器５が、算出されたΔＴａ（例えば、５℃／ｍｉｎ）とΔＴｎ（例えば、２５℃）を基に、脱離原料ガス量ｄ（例えば、１０ｃｃ／ｍｉｎ）を決定する。これにより、不純物除去器１の温度変化率から原料ガスの脱離速度を、不純物除去器１の温度から脱離原料ガス量ｄを共に精度良く見積もることができる。
【００７２】
なお、脱離原料ガス量ｄの決定時には、吸着剤の昇温脱離試験の結果から設定されたΔＴａとΔＴｎに基づくテーブルを使用するが、脱離予測量を決定する際のテーブルは不純物除去器１の構成、すなわち充填された吸着剤の表面積や極性等によって変化するので、複数種の不純物除去器１に対応できるよう、これらの影響をパラメータに含む吸着式から算出する方がなお良い。
【００７３】
Ｓ００５では、制御器５が、算出された脱離原料ガス量ｄ（例えば、１０ｃｃ／ｍｉｎ）を基に、空気供給器４を制御し、燃焼器３に適切な量の燃焼用空気を供給する。
【００７４】
Ｓ００６では、不純物除去器１の温度変化率ΔＴａが第１温度変化率（例えば、１℃／ｍｉｎ）を下回り、かつ起動開始からの経過時間ｔが第１時間（例えば、２５ｍｉｎ）を越えた場合は、終了ステップに移行する。この条件を満たさない場合には、Ｓ００３に移行する。
【００７５】
なお、第１時間は、水素生成装置８の通常時の起動時間であり、外気温の影響を受け、外気温が高い場合は短く、低い場合は長くなる。そこで、初期設定時間（例えば２０ｍｉｎ）に対し、初期設定時間を求めた際の標準気温（例えば２５℃）と外気温（例えば２０℃）の差（例えば、−５℃）に基づき算出される時間補正値（例えば、＋５ｍｉｎ）を加えた第１時間（例えば、２５ｍｉｎ）を用いる。
【００７６】
これによって、水素生成装置８の起動完了後、不純物除去器１の温度が安定した時点で燃焼用空気量の補正動作を完了することができる。不純物除去器１の温度が上がり吸着した原料ガスの脱離が完了すれば、第一温度（例えば、４０℃）以下に温度が下がらない限り、燃焼に影響を及ぼす程の原料ガスの吸着・脱離は起こらない。そのため、燃焼空気量の補正を終了し、燃焼空気量の変動を抑えることによって、燃焼器３の失火や不完全燃焼を抑制できる。
【００７７】
終了ステップでは、燃焼用空気量の補正動作を終了し、通常の水素生成装置８の運転状況に応じた空気量制御に移行する。
【００７８】
これにより、不純物除去器１に原料ガスが吸着した場合においても、起動時の不純物除去器１の昇温による、原料ガスの脱離速度、および脱離原料ガス量ｄを精度良く把握できる。
【００７９】
よって、不純物除去器１から脱離した原料ガスが、燃焼器３に供給された場合においても、燃焼器３に供給される原料ガス量に応じて適切な量の燃焼用空気量を燃焼器３に供給できるため、空気／燃料比を適切な範囲に維持することができ、燃焼器３の失火や不完全燃焼による一酸化炭素の発生の抑制、および触媒、構造体の異常加熱を抑制することができる。
【００８０】
（実施の形態１の第１変形例）
本発明の実施の形態１の第１変形例にかかる水素生成装置８は、図１に示した実施の形態１の水素生成装置８と同様であり、不純物除去器１と、改質器２と、燃焼器３と、空気供給器４と、制御器５と、温度検知器６と、筐体７と、を備え、生成した水素含有ガスを水素利用機器９に供給する。
【００８１】
起動時において、制御器５は、温度検知器６により、不純物除去器１の起動開始時の温度Ｔｓを測定し、起動開始時の温度Ｔｓと現在の不純物除去器１の温度Ｔｎから求めた温度変化率ΔＴｂに基づき、不純物除去器１からの脱離原料ガス量ｄを決定し、その値に基づいて燃焼空気量の制御を行う。
【００８２】
上記構成については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００８３】
［動作］
次に、本発明の実施の形態１の第１変形例の水素生成装置８の運転動作を、図３を参照しながら詳細に説明する。
【００８４】
図３は本発明の実施の形態１の第１変形例にかかる水素生成装置８の動作の一例を示すフローチャートである。
【００８５】
図３に示すフローチャートは、図２に示した実施の形態１のフローチャートのＳ００１とＳ００２との間に、Ｓ０１１を追加し、図２に示した実施の形態１のフローチャートのＳ００３、Ｓ００４、Ｓ００６を、Ｓ０１３、Ｓ０１４、Ｓ０１６に、それぞれ置換したものである。その他のステップは図２に示した実施の形態１のものと同様であるので説明を省略する。
【００８６】
Ｓ０１１では、温度検知器６が起動開始時の温度Ｔｓ（例えば、２０℃）を検知する。
【００８７】
Ｓ０１３では、温度検知器６が現在の不純物除去器１の温度Ｔｎ（例えば、４５℃）を検知する。制御器５は、Ｔｎと起動開始時の温度Ｔｓ（例えば、２０℃）の温度差、および起動後経過時間ｔ（例えば、５ｍｉｎ）から平均温度変化率ΔＴｂ（例えば、５℃／ｍｉｎ）を決定する。
【００８８】
Ｓ０１４では、制御器５が、Ｓ０１３で求めた平均温度変化率ΔＴｂ（例えば、５℃／ｍｉｎ）と、不純物除去器１の温度Ｔｎ（例えば、４５℃）から脱離原料ガス量ｄ（例えば、１０ｃｃ／ｍｉｎ）を決定する。なお、脱離原料ガス量ｄの決定法については、実施の形態１と同様に、吸着剤の昇温脱離試験の結果を基にしたΔＴｂ、Ｔｎからのｄ変換テーブルを使用するが、吸着式を用いても良い。
【００８９】
Ｓ０１６では、不純物除去器１の温度Ｔｎが第２温度（例えば、６７℃）を超えた場合は、終了ステップに移行する。この条件を満たさない場合、Ｓ０１３に移行する。なお、第２温度は水素生成装置８の通常起動時における不純物除去器１の到達温度であり、外気温の影響を受け、外気温が高い場合には高く、低い場合には低くなる。
【００９０】
そこで、初期設定温度（例えば７０℃）に対し、標準気温（例えば２５℃）と外気温（例えば２０℃）の差（例えば、−５℃）に基づき算出される温度補正値（例えば、−３℃）を加えた第２温度（例えば、６７℃）を用いる。
【００９１】
上記の動作により、起動開始から任意の時間までの間の平均温度変化率により、燃焼用空気流量の制御を行う。微小な時間での温度変化をとる場合、あるいは単位時間当たりの温度変化が小さい場合は、温度による信号強度の変化と温度検知器６の電気ノイズとの差
が小さくなり、ノイズによる誤差の影響が大きくなる。また、微小な値を演算処理する場合は、処理に必要な桁数が増えるため、制御器５であるマイコンへの負荷が大きくなる。
【００９２】
そこで、起動開始からの平均温度変化率を取ることで、温度差が大きくなり、ノイズによる誤差、およびマイコンへの負荷を抑制しつつ、不純物除去器１からの脱離原料ガス量ｄを把握できる。
【００９３】
よって、不純物除去器１から脱離した原料ガスが、燃焼器３に供給された場合においても、燃焼器３に供給される原料ガス量に応じて、適切な量の燃焼用空気量を、燃焼器３に供給できるため、空気／燃料比を適切な範囲に維持することができ、燃焼器３の失火や不完全燃焼による一酸化炭素の発生の抑制、および触媒、構造体の異常加熱を抑制することができる。
【００９４】
（実施の形態１の第２変形例）
実施の形態１の第２変形例にかかる水素生成装置８は、図１に示した実施の形態１の水素生成装置８の構成に加えて、ガス種検知器１０を備え、起動時において制御器５が、ガス種検知器１０により炭素数３以上の炭化水素ガスが原料ガス中に含まれている場合に、不純物除去器１の温度から計算された脱離原料ガス量ｄに基づき燃焼用空気量の制御を行う。
【００９５】
かかる構成により、炭素数３以上の炭化水素ガスが供給されなかった場合に発生する、過剰な空気供給量による燃焼器３の失火や不完全燃焼を抑制することができ、同時に制御器５への負荷を低減できる。
【００９６】
図４は、実施の形態１の第２変形例にかかる水素生成装置８の概略構成の一例を示すブロック図である。
【００９７】
図４に示す例では、実施の形態１の第２変形例にかかる水素生成装置８は、不純物除去器１と、改質器２と、燃焼器３と、空気供給器４と、制御器５と、温度検知器６と、筐体７と、ガス種検知器１０とを備え、生成した水素含有ガスを水素利用機器９に供給する。
【００９８】
起動時において、制御器５は、ガス種検知器１０によって検知された原料ガス中の炭化水素の炭素数が３以上であった場合に、燃焼用空気量の制御動作を行う。なお、その後の制御動作については、実施の形態１の水素生成装置８の動作と同様であるので、重複する説明を省略する。
【００９９】
ガス種検知器１０は、原料ガス中に含まれる炭化水素ガスの炭素数を検知する機器であり、体積流量計と質量流量計とから構成される。ガス種検知器１０の検知方法は、本実施の形態では、体積流量計、および質量流量計の流量指示値の差から求めるが、これに限定するものではない。
【０１００】
例えば、ガス種検知器１０が、小型のバーナーと熱量計を備え、燃焼時の発熱量、または燃焼排ガス中の二酸化炭素濃度から求めても良いし、あるいは水素炎バーナーとイオンコレクタを備え、水素中での炭化水素の燃焼によって発生したイオンを検出することで検知してよい。
【０１０１】
その他の構成については、図１に示した実施の形態１と同様であるので、重複する説明を省略する。
【０１０２】
［動作］
次に、本発明の実施の形態１の第２変形例の水素生成装置８の運転動作を、図５を参照しながら詳細に説明する。
【０１０３】
図５は本発明の実施の形態１の第１変形例にかかる水素生成装置８の動作の一例を示すフローチャートである。図５に示したフローチャートは、図２に示した実施の形態１のフローチャートのＳ００１とＳ００２との間に、Ｓ０１２を追加したものである。その他のステップについては図２に示した実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【０１０４】
Ｓ０１２では、ガス種検知器１０により、水素生成装置８の原料ガスに炭素数３以上の炭化水素が含まれていると検知された場合において、Ｓ００２に移行する。この条件を満たさない場合には、終了ステップに移行する。
【０１０５】
不純物除去器１に炭素数３以上の炭化水素ガスが供給されない場合は、不純物除去器１に吸着する炭化水素量は非常に小さく、結果として脱離原料ガス量ｄも少なくなる。そのため、炭素数３以上の炭化水素ガスが供給された場合と同様に燃焼空気量を制御すると、燃焼器３への空気供給量が過剰となり燃焼が不安定になる。
【０１０６】
予め、炭素数が小さい炭化水素ガスに対応するよう補正を入れることも可能であるが、脱離原料ガス量が少なく、燃焼空気量の補正を行わずとも燃焼を継続できる事から、原料ガス中に炭素数３未満の炭化水素ガスのみが存在する場合に補正計算を省くことで、過剰な空気供給量による失火や不完全燃焼を抑制しながら、制御器５への負荷を減らすことができる。
【０１０７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２にかかる水素生成装置８は、図１に示した実施の形態１の水素生成装置８と同様であり、不純物除去器１と、改質器２と、燃焼器３と、空気供給器４と、制御器５と、温度検知器６と、筐体７と、を備え、を備え、生成した水素含有ガスを水素利用機器９に供給する。
【０１０８】
起動時において制御器５は、温度検知器６により、不純物除去器１の起動開始時の温度Ｔｓを測定し、起動開始時の温度Ｔｓと起動後経過時間ｔから、予め設定した温度変化率ΔＴｃを推定し、この値に基づき不純物除去器１からの脱離原料ガス量ｄを決定し、その値に基づいて燃焼空気量の制御を行う。
【０１０９】
実施の形態２の水素生成装置８の構成については、図１に示した実施の形態１と同様であるので、重複する説明を省略する。
【０１１０】
［動作］
次に本発明の実施の形態２の水素生成装置８の運転動作を、図６を参照しながら詳細に説明する。
【０１１１】
図６は本発明の実施の形態２にかかる水素生成装置８の動作の一例を示すフローチャートである。図６のフローチャートは、図３に示した実施の形態１の第１変形例のフローチャートのＳ０１３、Ｓ０１４、Ｓ０１６を、Ｓ０２３、Ｓ０２４、Ｓ０２６に、それぞれ置換したものである。その他のステップは図３に示した実施の形態１の第１変形例のものと同様であるので、重複する説明を省略する。
【０１１２】
Ｓ０２３では、制御器５が起動開始時の不純物除去器１の温度Ｔｓ（例えば、２０℃）から起動後経過時間ｔ（例えば、５ｍｉｎ）における推定温度Ｔｃ（例えば、４５℃）、および推定温度変化率ΔＴｃ（例えば、５℃／ｍｉｎ）を推定する。この推定の方法とし
ては試験によって設定された、あるＴｓとｔにおけるＴｃ、ΔＴｃの変換テーブルを用いるが、Ｔｓとｔで表されるＴｃ、ΔＴｃの関係式を用いても良い。
【０１１３】
なお、本実施の形態では外気温と不純物除去器１の起動開始時の温度Ｔｓとに差がある場合は、推定温度Ｔｃ、推定温度変化率ΔＴｃが実際の値とずれることが起こりうる。
【０１１４】
例えば、前回停止時からの時間が短い等、起動開始時の温度Ｔｓが外気温に対し高い場合は、起動後経過時間ｔの変化に対して、不純物除去器１の温度変化が小さくなり、逆にＴｓが外気温に対して低い場合は、不純物除去器１の温度変化は大きくなる。よって、外気温によってＴｃ、ΔＴｃに補正を加えるとなお良い。
【０１１５】
Ｓ０２４では、推定温度Ｔｃ（例えば、４５℃）と推定温度変化率ΔＴｃ（例えば、５℃／ｍｉｎ）から不純物除去器１からの脱離原料ガスの脱離予測量ｄ（例えば、１０ｃｃ／ｍｉｎ）を決定する。この決定法については、実施の形態１と同様に吸着剤の昇温脱離試験の結果から得られる推定温度Ｔｃと推定温度Ｔｃから脱離予測量ｄを求めるテーブルを使用するが、吸着式を用いて算出してもよい。
【０１１６】
Ｓ０２６では、起動より第１時間（例えば、２５ｍｉｎ）が経過した場合は終了ステップに移行する。この条件を満たさない場合はＳ０２３に移行する。
【０１１７】
なお、第１時間は、水素生成装置８の通常時の起動時間であり、外気温の影響を受け、外気温が高い場合は短く、低い場合は長くなる。そこで、初期設定時間（例えば２０ｍｉｎ）に対し、初期設定時間を求めた際の標準気温（例えば２５℃）と外気温（例えば２０℃）の差（例えば、−５℃）に基づき算出される時間補正値（例えば、＋５ｍｉｎ）を加えた第１時間（例えば、２５ｍｉｎ）を用いる。
【０１１８】
上記の動作により、不純物除去器１の運転中の温度を測定しなくとも不純物除去器１の温度変化率ΔＴｃを推定し、脱離原料ガス量ｄを求めることができる。これにより、温度測定、および温度変化率の演算による制御器５の負荷が軽減される。起動時に不純物除去器１の温度検知器６に異常が検知された場合においても、不純物除去器１の起動前の温度が、その他の機器、あるいは筐体７の離れた部位に取り付けられた温度検知器６の測定値と変わらないと仮定することにより、不純物除去器１からの脱離原料ガス量ｄを推定することが可能となる。
【０１１９】
よって、不純物除去器１から脱離した原料ガスが、燃焼器３に供給された場合においても、燃焼器３に供給される原料ガス量に応じて適切な量の燃焼用空気量を燃焼器３に供給できるため、空気／燃料比を適切な範囲に維持することができ、燃焼器３の失火や不完全燃焼による一酸化炭素の発生の抑制、および触媒、構造体の異常加熱を抑制することができる。
【０１２０】
（実施の形態２の第１変形例）
本発明の実施の形態２の第１変形例にかかる水素生成装置８は、図１に示した実施の形態１の水素生成装置８と同様であり、不純物除去器１と、改質器２と、燃焼器３と、空気供給器４と、制御器５と、温度検知器６と、筐体７と、を備え、を備え、生成した水素含有ガスを水素利用機器９に供給する。
【０１２１】
起動時において、制御器５は、温度検知器６により、不純物除去器１の起動開始時の温度Ｔｓ、および起動中温度Ｔｎを測定し、起動開始時の温度Ｔｓと起動後の経過時間ｔから、推定温度Ｔｃ、および推定温度変化率ΔＴｃを推定する。
【０１２２】
この値に基づき計算した不純物除去器１からの脱離原料ガス量ｄに対し、起動中温度の温度Ｔｎを用いて補正を加え、脱離原料ガス量ｄ２を算出する。この脱離原料ガス量ｄ２に基づき、空気供給器４を制御する。上記構成については、実施の形態１と同様であるので、重複する説明を省略する。
【０１２３】
［動作］
次に、本発明の実施の形態２の第１変形例の水素生成装置８の運転動作を、図７を参照しながら詳細に説明する。
【０１２４】
図７は本発明の実施の形態２の第１変形例にかかる水素生成装置８の動作の一例を示すフローチャートである。図７に示すフローチャートは、図６に示した実施の形態２のフローチャートのＳ０２４の次に、Ｓ０３４を追加し、図６に示した実施の形態２のフローチャートのＳ００５、Ｓ０２６を、Ｓ０３５、Ｓ０３６に、それぞれ置換したものである。その他のステップは図６に示した実施の形態２のものと同様であるので説明を省略する。
【０１２５】
Ｓ０３４では、温度検知器６は現在の不純物除去器１の温度Ｔｎ（例えば、４７℃）を検知する。制御器５はＴｎと、起動開始時の温度Ｔｓから決定された推定温度Ｔｃ（例えば、４５℃）との差に基づき、脱離原料ガス量ｄ（例えば１０ｃｃ／ｍｉｎ）に補正を加え、脱離原料ガス量ｄ２（例えば１０．８ｃｃ／ｍｉｎ）を求める。
【０１２６】
Ｓ０３５では、Ｓ０３４で求めた脱離原料ガス量ｄ２に基づき燃焼空気量を制御する。
【０１２７】
Ｓ０３６では、Ｔｎが第２温度（例えば、６７℃）に到達した場合、あるいは起動より第１時間（例えば、２５ｍｉｎ）が経過した場合は、終了ステップに移行する。この条件を満たさない場合は、Ｓ０２３に移行する。
【０１２８】
なお、第２温度は水素生成装置８の通常起動時における不純物除去器１の到達温度、第１時間は水素生成装置８の通常時の起動時間であり、外気温の影響をそれぞれ受け、第２温度は外気温が高い場合には高く、低い場合には低くなり、第１時間は外気温が高い場合は短く、低い場合は長くなる。
【０１２９】
そこで、初期設定温度（例えば７０℃）、あるいは初期設定時間（例えば２０ｍｉｎ）に対し、標準気温（例えば２５℃）と外気温（例えば２０℃）の差（例えば、−５℃）に基づき算出される温度補正値（例えば、−３℃）、または時間補正値（例えば、＋５ｍｉｎ）を加えた第２温度（例えば、６７℃）、および第１時間（例えば、２５ｍｉｎ）を用いる。
【０１３０】
上記の動作により、制御器５は起動前温度Ｔｓから予測された脱離予測量ｄに対し、現在の不純物除去器１の温度Ｔｎによる補正を行う。これによって、温度変化率を演算することによる制御器５の負荷を抑えながら、起動中の外気温の変動等による想定の脱離ガス量からのズレを補正することができる。
【０１３１】
よって、不純物除去器１から脱離した原料ガスが、燃焼器３に供給された場合においても、燃焼器３に供給される原料ガス量に応じて適切な量の燃焼用空気量を燃焼器３に供給できるため、空気／燃料比を適切な範囲に維持することができ、燃焼器３の失火や不完全燃焼による一酸化炭素の発生の抑制、触媒、構造体の異常加熱を抑制することができる。
【０１３２】
以上の実施の形態１、実施の形態２およびこれらの変形例に記載の水素生成装置８は、それぞれ任意に組み合わせても良く、また、それによってさらに高い効果を発揮する。
【０１３３】
（実施の形態３）
実施の形態３にかかる燃料電池システム１２は、実施の形態１、実施の形態２及びそれらの変形例のいずれかの水素生成装置８と、水素生成装置８より供給される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池１１とを備える。
【０１３４】
上記構成により、原料ガスが不純物除去器１に吸着し、起動時の温度上昇によって脱離した原料ガスが燃焼器３に供給された場合においても、燃焼器３に供給される原料ガス量に応じて適切な量の燃焼用空気量を燃焼器３に供給できるため、空気／燃料比を適切な範囲に維持することができ、燃焼器３の失火や不完全燃焼による一酸化炭素の発生の抑制、および触媒、構造体の異常加熱を抑制することができ、燃料電池システム１２の停止や破損を抑制することができる。
【０１３５】
図８は、実施の形態３にかかる燃料電池システム１２の概略構成の一例を示すブロック図である。
【０１３６】
図８に示す例では、本実施の形態の燃料電池システム１２は、不純物除去器１と、改質器２と、燃焼器３と、空気供給器４と、制御器５と、温度検知器６と、筐体７と、から構成される実施の形態１の水素生成装置８と、燃料電池１１を備え、制御器５が、温度検知器６から得られた不純物除去器１の温度を基に、燃焼器３に供給される燃焼空気量を制御する。
【０１３７】
なお、水素生成装置８は、実施の形態１のものに限定されるものではなく、実施の形態２、およびそれらの変形例のいずれの水素生成装置８であってもよい。
【０１３８】
燃料電池１１は、水素生成装置８より供給される水素含有ガスを用いて発電する高分子電解質形燃料電池（ＰＥＦＣ）である。なお、燃料電池１１は、いずれの種類の燃料電池１１であってもよく、例えば、固体酸化物形燃料電池、またはりん酸形燃料電池等であっても良い。
【０１３９】
なお、燃料電池１１を通過した原料ガス、および燃料電池１１で消費し切れなかった水素含有ガスは、燃焼器３で燃焼されるが、空気等の希釈ガスによって可燃範囲以下に希釈された後に排気されても良い。
【０１４０】
［動作］
起動時において、燃料電池１１は、水素生成装置８を通過した原料ガスによりパージされる。改質器２における改質反応が開始された後には水素生成装置８から供給される水素含有ガスを用いて発電する。本実施の形態における水素生成装置８の動作は、燃料電池１１を実施の形態１における水素利用機器９と考えれば、実施の形態１と同様である。よって、重複する説明を省略する。
【０１４１】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施の形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
本発明の水素生成装置は、起動時の温度上昇によって不純物除去器から原料ガスが脱離した場合の、燃焼器の失火や不完全燃焼を抑制でき、水素生成装置の運転を継続することができる。また、原料ガス中の炭化水素組成が変化した場合でも、水素生成装置の運転を継続できるため、マルチガス対応燃料電池システムや、安定した品質の炭化水素が得られ
ない場合、例えば移動体用の水素生成装置等の用途に特に好適に利用できる。
【符号の説明】
【０１４３】
１  不純物除去器
２  改質器
３  燃焼器
４  空気供給器
５  制御器
６  温度検知器
７  筐体
８  水素生成装置
９  水素利用機器
１０  ガス種検知器
１１  燃料電池
１２  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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【図８】
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