(57)【要約】【課題】自立起動用電源が無くても停電時に運転可能な水素生成装置を提供する。【解決手段】水素生成装置１００は、炭化水素成分を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器１と、原料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１を加熱する燃焼器４と、改質器１に原料を供給する原料供給器２と、停電発生が予測される外部から入力された停電発生情報に基づいて、停電発生の開始時刻よりも前の所定のタイミングで起動工程を開始する制御器３０と、を備えることにより、停電発生前に水素生成装置１００の起動工程を終了することができるため、自立起動用電源を備えなくても、停電開始時から水素生成装置１００から水素を供給することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素成分を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、
前記原料及び前記水素含有ガスのうちの少なくとも一方を燃焼して前記改質器を加熱する燃焼器と、
前記改質器に前記原料を供給する原料供給器と、
停電発生が予測される外部から入力された停電発生情報に基づいて、前記停電発生の開始時刻には起動工程が終了して外部に前記水素含有ガスを供給しているように、前記停電発生の開始時刻よりも前の所定のタイミングで起動工程を開始する制御器と、を備えた水素生成装置。
【請求項２】
前記停電発生が予測される外部から入力された停電発生情報は、計画停電の時刻情報である請求項１記載の水素生成装置。
【請求項３】
前記制御器は、前記停電発生が予測される外部から入力された停電発生情報を、起動工程を開始する前に表示もしくは音声によって停電予告として報知し、前記報知に対して起動許可の入力がなされた場合に、前記停電発生の開始時刻より前の所定のタイミングで起動工程を開始するよう制御する請求項１または２記載の水素生成装置。
【請求項４】
前記制御器は、前記停電発生が予測される外部から入力された停電発生情報を、起動工程を開始する前に表示もしくは音声によって停電予告として報知し、前記報知から所定の時間が経過するまでに前記報知に対して起動不許可の入力がなされなかった場合に、前記停電発生の開始時刻より前の所定のタイミングで起動工程を開始するよう制御する請求項１または２記載の水素生成装置。
【請求項５】
前記制御器は、前記停電発生が予測される外部から入力された停電発生情報を、起動工程を開始する前に表示もしくは音声によって停電予告として報知し、前記報知に対して起動不許可の入力がなされた場合もしくは前記報知から所定の時間が経過するまでに前記報知に対して起動許可の入力がなされなかった場合には、前記停電発生の開始時刻より前の所定のタイミングで起動工程を開始しないよう制御する請求項１または２記載の水素生成装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載の水素生成装置と、
前記水素生成装置により生成された水素含有ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電を行う燃料電池と、
を備え、前記燃料電池にて発電した電力の少なくとも一部を運転継続に利用できるように構成されている燃料電池システム。
【請求項７】
前記制御器は、前記水素生成装置が起動工程を終了した後、前記燃料電池にて発電を開始するよう制御する請求項６記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記制御器は、前記水素生成装置が起動工程を終了した後、停電発生のタイミングに、前記燃料電池にて発電を開始するよう制御する請求項６記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記制御器は、前記水素生成装置が起動工程を終了した後、前記停電発生情報により停電発生が予測されるタイミングに、前記燃料電池にて発電を開始するよう制御する請求項６記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記制御器は、前記燃料電池にて発電した電力を前記燃料電池システムの外部に出力するよう制御する請求項６から９のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
前記制御器は、停電発生のタイミングに、前記燃料電池にて発電した電力を前記燃料電池システムの外部に出力するよう制御する請求項６から９のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【請求項１２】
前記制御器は、前記停電発生情報により停電発生が予測されるタイミングに、前記燃料電池にて発電した電力を前記燃料電池システムの外部に出力するよう制御する請求項６から９のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【請求項１３】
電力を外部に出力開始する時間を指示するタイマーを備え、
前記制御器は、前記タイマーが指示する時間になった場合に、前記燃料電池にて発電した電力を前記燃料電池システムの外部に出力するよう制御する請求項６から９のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【請求項１４】
前記制御器は、前記停電発生情報を受ける前に決定していた発電出力タイミングに、前記燃料電池にて発電した電力を前記燃料電池システムの外部に出力するよう制御する請求項６から９のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【請求項１５】
前記燃料電池から発生する熱を蓄える貯湯タンクを備え、
前記制御器は、前記貯湯タンクが蓄熱している熱量が所定値以下に低下した場合に、前記燃料電池にて発電した電力を前記燃料電池システムの外部に出力するよう制御する請求項６から９のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【請求項１６】
電力の外部出力が可能になったら報知する報知器を備え、
前記制御器は、前記水素生成装置が起動工程を終了した場合に、前記報知器により電力の外部出力が可能であることを報知するよう制御する請求項６から１５のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【請求項１７】
炭化水素成分を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、
前記原料及び前記水素含有ガスのうちの少なくとも一方を燃焼して前記改質器を加熱する燃焼器と、
前記改質器に前記原料を供給する原料供給器と、
を備えた水素生成装置の運転方法であって、
停電発生が予測される外部から入力された停電発生情報に基づいて、前記停電発生の開始時刻には起動工程が終了して外部に前記水素含有ガスを供給しているように、前記計画停電の開始時刻より前の所定のタイミングで起動を開始するステップを備えた、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、都市ガスやＬＰＧ等の炭化水素系燃料を原料ガスとして、水素が含まれた生成ガスを作る水素生成装置に関するものである。また、この水素生成装置の運転方法に関するものである。また、この水素生成装置で作られた水素を利用して発電する燃料電池を備えた燃料電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の発電時の燃料として用いる水素含有ガスは、一般的なインフラガスとして整備されていない。このため、燃料電池システムは、通常、改質器を有する水素生成装置を備える。改質器では、一般的なインフラである都市ガス、天然ガス、あるいはＬＰガスから、水素含有ガスが改質反応（一般的には水蒸気改質反応）により生成される。
【０００３】
この水蒸気改質反応では、原料となる都市ガス等と水蒸気とをＮｉ系またはＲｕ系等の貴金属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が生成される。また、改質器を水蒸気改質反応に必要な温度にするため、燃焼器で改質器を加熱している。
【０００４】
起動時は、水素生成装置を通流した原料ガスを燃焼器に戻して燃焼させ、燃料電池に水素含有ガスを供給している時は、燃料電池から排出される燃料オフガスを燃焼器で燃焼させる方法が一般的である。
【０００５】
また、改質器では副反応として一酸化炭素（ＣＯ）を生成するため、ＣＯが燃料電池を被毒して電圧を低下させる場合（固体高分子型燃料電池の場合）は、ＣＯ除去器を改質器の下流側に備える。ＣＯ除去器では、ＣＯと水蒸気を反応させＣＯを低減するＣＯ変成触媒と、ＣＯと微量に加えた酸素を反応させてＣＯを酸化除去する選択酸化触媒を備える。
【０００６】
ところで、水素生成装置および燃料電池システムでは、一般的に、連系する系統電源から電力を受けて、制御装置や補機を駆動し、燃焼器や電気ヒータなどで各部位を昇温することにより起動している。系統電源が遮断された、いわゆる停電状態のときには起動することができないため、停電開始時に起動が終了していない場合は、停電時に水素や電気を利用することができない。
【０００７】
なお、停電時に起動が終了していれば、すでに起動終了している水素生成装置から供給される水素を用いて燃料電池等で発生する電気により、停電時でも水素生成装置や燃料電池システムの運転を継続させることができる。停電時に水素生成装置や燃料電池システムを起動させるには、別途自立起動用電源（蓄電池等）を用いて、起動するために必要な補機類を動作させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、計画停電の情報に基づいて、停電前に蓄電池を予め充電することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−３８５５９号公報
【特許文献２】特開２０１４−２３２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１で提案されたものでは、自立起動用電源の電力消費は抑えることができるが、ポンプなどの補機類の電力消費があるため、自立起動用電源を備える必要があり、大型化やコストアップの原因になるという課題を有していた。
【００１１】
また、特許文献２で提案されたものでも、蓄電池を備える必要があり、特許文献１と同様にコストアップの原因になるという課題を有していた。
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、自立起動用電源を備えなくても、停電開始時から水素生成装置から水素を供給することが可能な水素生成装置及びその運転方法、並びに、その水素生成装置から生成する水素を用いて発電することが可能な燃料電池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】
【００１３】
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、炭化水素成分を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、原料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を加熱する燃焼器と、改質器に原料を供給する原料供給器と、停電発生が予測される外部から入力された停電発生情報に基づいて、停電発生の開始時刻には起動工程が終了して外部に水素含有ガスを供給しているように、停電発生の開始時刻よりも前の所定のタイミングで起動工程を開始する制御器と、を備える。
【００１４】
これにより、停電発生前に水素生成装置の起動工程を終了して外部に水素含有ガスを供給できるため、その水素生成装置から供給された水素を用いて発電する燃料電池からの電力供給を受けることができるのであれば、自立起動用電源を備えなくても、停電開始時から水素生成装置から水素を供給することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の水素生成装置及びその運転方法並びに燃料電池システムによれば、自立起動用電源を備えなくても、停電開始時から水素生成装置から水素を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１における水素生成装置の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におけ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】本発明の実施の形態２から実施の形態６および実施の形態８における燃料電池システムの構成の一例を示す図
【図４】本発明の実施の形態２における燃料電池システムの動作の一例を示すフローチャート
【図５】本発明の実施の形態３における燃料電池システム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４における燃料電池システムの動作の一例を示すフローチャート
【図７】本発明の実施の形態５における燃料電池システム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６における燃料電池システムの動作の一例を示すフローチャート
【図９】本発明の実施の形態７における燃料電池システムの構成の一例を示す図
【図１０】本発明の実施の形態７における燃料電池システムの動作の一例を示すフローチャート
【図１１】本発明の実施の形態８における燃料電池システムの動作の一例を示すフローチャート
【図１２】本発明の実施の形態９における燃料電池システムの構成の一例を示す図
【図１３】本発明の実施の形態９における燃料電池システムの動作の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１７】
第１の発明は、炭化水素成分を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、前記原料及び前記水素含有ガスのうちの少なくとも一方を燃焼して前記改質器を加熱する燃焼器と、前記改質器に前記原料を供給する原料供給器と、停電発生が予測される外部から入力された停電発生情報に基づいて、前記停電発生の開始時刻には起動工程が終了して外部に前記水素含有ガスを供給しているように、前記停電発生の開始時刻よりも前の所定のタイミングで起動工程を開始する制御器と、を備えた水素生成装置である。
【００１８】
これにより、停電発生前に水素生成装置の起動工程を終了して外部に水素含有ガスを供給できるため、その水素生成装置から供給された水素を用いて発電する燃料電池からの電力供給を受けることができるのであれば、自立起動用電源を備えなくても、停電開始時から水素生成装置から水素を供給することができる。
【００１９】
第２の発明は、特に、第１の発明における、前記停電発生が予測される外部から入力された停電発生情報を、計画停電の時刻情報とするものであり、計画停電の時刻情報から停電発生時刻を正確に検知することができ、停電発生前に水素生成装置の起動を無駄なく行うことができるため、自立起動用電源を備えなくても、計画停電に備えて、停電開始時から水素生成装置より水素を供給することができる。
【００２０】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明における前記制御器が、前記停電発生が予測される外部から入力された停電発生情報を、起動工程を開始する前に表示もしくは音声によって停電予告として報知し、前記報知に対して起動許可の入力がなされた場合に、前記停電発生の開始時刻より前の所定のタイミングで起動工程を開始するよう制御するものであり、停電発生時にユーザーが水素生成装置の運転を必要とする場合にのみ、停電に備えて、停電発生の開始時刻より前に起動することができる。
【００２１】
第４の発明は、特に、第１または第２の発明における前記制御器が、前記停電発生が予測される外部から入力された停電発生情報を、起動工程を開始する前に表示もしくは音声によって停電予告として報知し、前記報知から所定の時間が経過するまでに前記報知に対して起動不許可の入力がなされなかった場合に、前記停電発生の開始時刻より前の所定のタイミングで起動工程を開始するよう制御するものであり、ユーザーが報知を確認していない場合や、意思表示をしなかった場合には、停電に備えて、停電発生の開始時刻より前に水素生成装置を起動することで、停電発生時に水素生成装置を運転できないという状況を回避することができる。
【００２２】
第５の発明は、特に、第１または第２の発明における前記制御器が、前記停電発生が予測される外部から入力された停電発生情報を、起動工程を開始する前に表示もしくは音声によって停電予告として報知し、前記報知に対して起動不許可の入力がなされた場合もしくは前記報知から所定の時間が経過するまでに前記報知に対して起動許可の入力がなされなかった場合には、前記停電発生の開始時刻より前の所定のタイミングで起動工程を開始しないよう制御するものであり、停電発生時にユーザーが水素生成装置の運転を必要としない場合に、無駄に起動することをなくすことができる。
【００２３】
第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれかの発明の水素生成装置と、前記水素生成装置により生成された水素含有ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電を行う燃料電池と、を
備え、前記燃料電池にて発電した電力の少なくとも一部を運転継続に利用できるように構成されている燃料電池システムである。
【００２４】
これにより、停電発生前に燃料電池システムの起動工程を終了し水素を生成することができるため、自立起動用電源を備えなくても、停電開始時から燃料電池システムで発電された電力を利用することができる。
【００２５】
第７の発明は、特に、第６の発明における前記制御器が、前記水素生成装置が起動工程を終了した後、前記燃料電池にて発電を開始するよう制御するものであり、水素生成装置の起動工程を終了し水素を生成可能となったタイミングにて、燃料電池にてその水素を用いて発電を開始し、停電が発生しても燃料電池システムで発電を継続することができる。
【００２６】
第８の発明は、特に、第６の発明における前記制御器が、前記水素生成装置が起動工程を終了した後、停電発生のタイミングに、前記燃料電池にて発電を開始するよう制御するものであり、水素生成装置の起動工程を終了し水素を生成可能となった後、停電発生のタイミングにて、燃料電池にてその水素を用いて発電を開始することで、停電発生時に燃料電池システムで発電を継続することができる。
【００２７】
第９の発明は、特に、第６の発明における前記制御器が、前記水素生成装置が起動工程を終了した後、前記停電発生情報により停電発生が予測されるタイミングに、前記燃料電池にて発電を開始するよう制御するものであり、水素生成装置の起動工程を終了し水素を生成可能となった後、停電発生情報により停電発生が予想されるタイミングに、燃料電池にて発電を開始することで、停電発生時に燃料電池システムで発電を継続することができる。
【００２８】
第１０の発明は、特に、第６〜第９のいずれかの発明における前記制御器が、前記燃料電池にて発電した電力を前記燃料電池システムの外部に出力するよう制御するものであって、自立起動用電源を備えなくても、停電発生時に燃料電池システムで発電された電力を利用することができる。
【００２９】
第１１の発明は、特に、第６〜第９のいずれかの発明における前記制御器が、停電発生のタイミングに、前記燃料電池にて発電した電力を前記燃料電池システムの外部に出力するよう制御するものであり、自立起動用電源を備えなくても、停電発生時に燃料電池システムで発電された電力を利用することができる。
【００３０】
第１２の発明は、特に、第６〜第９のいずれかの発明における前記制御器が、前記停電発生情報により停電発生が予測されるタイミングに、前記燃料電池にて発電した電力を前記燃料電池システムの外部に出力するよう制御するものであり、自立起動用電源を備えなくても、停電発生時に燃料電池システムで発電された電力を利用することができる。
【００３１】
第１３の発明は、特に、第６〜第９のいずれかの発明に加えて、電力を外部に出力開始する時間を指示するタイマーを備え、前記制御器が、前記タイマーが指示する時間になった場合に、前記燃料電池にて発電した電力を前記燃料電池システムの外部に出力するよう制御するものであり、タイマーで指示した所定のタイミングから燃料電池システムで発電された電力を利用することができる。
【００３２】
第１４の発明は、特に、第６〜第９のいずれかの発明における前記制御器が、前記停電発生情報を受ける前に決定していた発電出力タイミングに、前記燃料電池にて発電した電力を前記燃料電池システムの外部に出力するよう制御するものであり、停電発生情報を受ける前から決めていたタイミングから燃料電池システムで発電された電力を利用すること
ができる。
【００３３】
第１５の発明は、特に、第６〜第９のいずれかの発明に加えて、前記燃料電池から発生する熱を蓄える貯湯タンクを備え、前記制御器が、前記貯湯タンクが蓄熱している熱量が所定値以下に低下した場合に、前記燃料電池にて発電した電力を前記燃料電池システムの外部に出力するよう制御するものであり、貯湯タンクが蓄熱している熱量に応じて、燃料電池にて発電開始し、電力を外部に出力するタイミングを変えることができる。
【００３４】
第１６の発明は、特に、第６〜第９のいずれかの発明に加えて、電力の外部出力が可能になったら報知する報知器を備え、前記制御器が、前記水素生成装置が起動工程を終了した場合に、前記報知器により電力の外部出力が可能であることを報知するよう制御するものであり、ユーザーが燃料電池にて発電可能になったことを知ることができる。
【００３５】
また、第１７の発明は、炭化水素成分を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、前記原料及び前記水素含有ガスのうちの少なくとも一方を燃焼して前記改質器を加熱する燃焼器と、前記改質器に前記原料を供給する原料供給器と、を備えた水素生成装置の運転方法であって、停電発生が予測される外部から入力された停電発生情報に基づいて、前記停電発生の開始時刻には起動工程が終了して外部に前記水素含有ガスを供給しているように、前記計画停電の開始時刻より前の所定のタイミングで起動を開始するステップを備えたものである。
【００３６】
これにより、停電発生前に水素生成装置の起動工程を終了して外部に水素含有ガスを供給できるため、その水素生成装置から供給された水素を用いて発電する燃料電池からの電力供給を受けることができるのであれば、自立起動用電源を備えなくても、停電開始時から水素生成装置から水素を供給することができる。
【００３７】
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。
【００３８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における水素生成装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【００３９】
図１に示すように、本実施の形態の水素生成装置１００は、改質器１と、原料供給器２と、改質水供給器３と、燃焼器４と、空気供給器５と、フレームロッド６と、改質温度検知器７と、第一封止器８と、第一経路９と、第二封止器１０と、第二経路１１と、第三封止器１２と、第三経路１３と、ＣＯ除去器２０と、ＣＯ除去器温度検知器２１と、ＣＯ除去器加熱ヒータ２２と、制御器３０と、系統電源３１と、外部情報入力器３２と、を備える。
【００４０】
改質器１は、原料及び水蒸気を用いて、改質反応により水素含有ガスを生成する。原料は、本実施の形態では、都市ガスを用いた。都市ガスとは、ガス会社から配管を通じて各家庭等に供給されるＬＮＧガスを示す。なお、少なくとも炭素及び水素を構成元素とする有機化合物を含むものであれば、例えば、パイプラインで供給される天然ガス、ＬＰガスでもよい。
【００４１】
本実施の形態の改質反応は、原料と水蒸気を反応させる水蒸気改質を用いた。なお、原料及び水蒸気から水素含有ガスが生成される反応であれば、いずれの改質反応でもよく、原料と水蒸気に加えて空気を追加するオートサーマル反応や、原料と空気を反応させる部分酸化反応でもよい。改質器１で生成された水素含有ガスは、第一経路９を介して水素利
用機器１５０に供給される。
【００４２】
また、水素利用機器１５０に水素含有ガスを供給しない場合には、第二経路１１を介して燃焼器４に水素含有ガスが供給される。また、水素利用機器１５０で利用されずに余った水素含有ガスは、第三経路１３を介して、燃焼器４に供給される。各経路には、第一封止器８、第二封止器１０、第三封止器１２を設けており、それらによりガスの供給先を切り替えることができる。
【００４３】
また、改質器１の内部には、改質触媒（図示せず）が搭載される。原料供給器２は、原料を改質器１に供給する。原料供給器２は、昇圧器である。なお、原料供給器２は、流量調整弁であっても良い。改質水供給器３は、改質水を改質器１に供給する。改質水供給器３は、改質水の流量を調整するポンプである。なお、改質水供給器３は流量調整弁であっても良い。
【００４４】
燃焼器４は改質器１を加熱する。燃焼器４の燃料には、通常は改質器１より排出される水素含有ガスが用いられる。燃焼器４に供給される水素含有ガスは、水素利用機器１５０を経由し、水素利用機器１５０から排出されて燃焼器４に供給される。なお、改質器１から燃焼器４に直接水素含有ガスを供給してもよい。また、燃焼器４において、水素含有ガスに原料が追加して燃焼しても、水素含有ガスを供給せずに原料だけを供給してもよい。
【００４５】
空気供給器５は、燃焼器４に燃焼空気を供給するファンである。なお、空気供給器５には、ポンプを用いても良い。また、制御器３０は、設定された目標値に基づいて水素生成装置１００の運転を制御する。
【００４６】
制御器３０は、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）とを備える。なお、制御器３０は、制御機能を有するものであれば、水素生成装置１００全体あるいは一部を制御可能などのような制御装置でもよい。また、演算処理部としては、ＭＰＵ、ＣＰＵが例示される。記憶部としては、メモリが例示される。
【００４７】
また、制御器３０は、単独の制御器でも複数の制御器でもよい。つまり、制御器３０のそれぞれが、集中制御を行う単独の制御器で構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御を行う複数の制御器で構成されていてもよい。この点は、後述の他の実施の形態の制御器においても同様である。
【００４８】
水素利用機器１５０は、水素を利用する機器であり、固体高分子型燃料電池である。なお、水素利用機器１５０は、固体酸化物型燃料電池等であっても良い。水素利用機器１５０は、水素を利用して発電することができれば、如何なるものであっても構わない。
【００４９】
系統電源３１は、商用の配電線網から一般家庭などへ供給される電源のことである。水素生成装置１００の起動を行っている起動工程時は、原料供給器２や改質水供給器３、ＣＯ除去器加熱ヒータ２２などの補機類を駆動させる電力を得るのに、系統電源３１の電源を用いる。外部情報入力器３２は、停電発生が予測される停電発生情報を、制御器３０に入力するためのものである。
【００５０】
以上のように構成された、本実施の形態の水素生成装置１００について、以下、その動作、作用を説明する。なお、以下の動作は、制御器３０が水素生成装置１００を制御することによって行われる。
【００５１】
水素生成装置１００が起動すると、燃焼器４における燃焼を開始する。このとき、第一封止器８を閉止しているが、第二経路１１から燃焼器４に至る燃焼用の燃料ガス経路がガ
ス通気状態となっている。よって、原料供給器２の動作開始により原料が改質器１に供給されると、改質器１を通過した原料は、上記燃焼用の燃料ガス経路を用いて燃焼器４に供給される。
【００５２】
同時に、空気供給器５の動作開始により、燃焼用の空気が燃焼器４に供給される。燃焼器４において、点火電極（図示せず）により着火動作が行われ、燃焼用の空気を用いて、原料の燃焼が起こる。このようにして、燃焼器４から供給される燃焼熱により、改質器１が加熱される。なお、燃焼器４での燃焼は、フレームロッド６により検知される。
【００５３】
次いで、改質水供給器３の動作開始により、改質器１に改質水が供給される。次に改質器１で生成された水素含有ガスの組成が水素利用機器１５０への供給に適した組成になった段階で、水素利用機器１５０に水素含有ガスが供給される。
【００５４】
なお、水素利用機器１５０への水素含有ガス供給は、起動工程を開始してから所定の時間経過後としても良いし、改質温度検知器７の温度が所定の値に到達したことを検知した後としても良い。
【００５５】
図２は、実施の形態１における水素生成装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。本実施の形態では、図２のフローチャートに示すように、まず、外部情報入力器３２より、停電が発生する時刻である停電開始時刻Ｔａ（午前１０時）を制御器３０に入力する（Ｓ１０１）。
【００５６】
次に、現在の時刻Ｔ（午前５時）から停電開始時刻Ｔａまでの時間（５時間）が、水素生成装置１００の起動工程を終了するために必要な時間である起動時間Ｔｓ（１時間）より長いか否かを判定する（Ｓ１０２）。
【００５７】
判定の結果、現在の時刻Ｔから停電開始時刻Ｔａまでの時間が、水素生成装置１００の起動工程を終了するために必要な時間である起動時間Ｔｓより長い場合には、起動開始時刻Ｔ１（午前８時３０分）を設定する（Ｓ１０３）。ここで、起動開始時刻Ｔ１は、停電開始時刻Ｔａから起動時間Ｔｓを差し引いた時刻より前ならよいが、必要に応じて余裕をみた早めの時刻に設定してもよい。本実施の形態では、３０分早めの時刻に設定した。
【００５８】
次に、現在時刻が起動開始時刻Ｔ１（午前８時３０分）に到達した時点で、水素生成装置１００が停止状態であれば（Ｓ１０４をＹｅｓ側に分岐）、起動工程を開始する（Ｓ１０５）。
【００５９】
一方、Ｓ１０２で、現在の時刻Ｔから停電開始時刻Ｔａまでの時間が、水素生成装置の起動工程を終了するために必要な時間である起動時間Ｔｓより短い場合（水素生成装置１００が停止状態の場合）には、起動工程の途中で停電が発生することが予測されるため、起動開始を行わず、終了する。
【００６０】
以上のように、本実施の形態によれば、停電開始より前に水素生成装置１００の起動工程が終了するため、停電開始時から水素を利用することができる。
【００６１】
なお、事前に策定された運転計画に基づく自動運転（自動起動）により、水素生成装置１００が起動開始時刻Ｔ１（午前８時３０分）の時点で、既に起動工程に入っていた場合と、既に起動工程を終了していた場合と、既に水素利用機器１５０への水素含有ガス供給を開始していた場合のいずれかの場合は、当然、現在時刻が起動開始時刻Ｔ１（午前８時３０分）に到達した時点で起動工程を開始する制御（Ｓ１０５）をしないものとする。
【００６２】
また、起動開始時刻Ｔ１（午前８時３０分）前に手動起動を行ったことにより、水素生成装置１００が起動開始時刻Ｔ１（午前８時３０分）の時点で、既に起動工程に入っていた場合と、既に起動工程を終了していた場合と、既に水素利用機器１５０への水素含有ガス供給を開始していた場合のいずれかの場合も、現在時刻が起動開始時刻Ｔ１（午前８時３０分）に到達した時点で起動工程を開始する制御（Ｓ１０５）をしないものとする。
【００６３】
なお、本実施の形態では、停電開始時刻Ｔａが午前１０時、外部情報入力器３２より停電開始時刻を制御器３０に入力した時点の現在の時刻Ｔが午前５時、午前５時時点での停電開始時刻Ｔａまでの時間が５時間、水素生成装置１００の起動工程を終了するために必要な時間である起動時間Ｔｓが１時間、起動開始時刻Ｔ１が午前８時３０分の例で説明したが、もちろん、これに限られるものではない。
【００６４】
本実施の形態での停電発生情報は、電力会社から得られる計画停電（輪番停電、予告停電とも言う）の開始時刻である。なお、停電発生情報は、地震や雷や台風などの警報情報でも良く、この場合は完全に時刻を特定できない場合には、警報発生から停電が起こる確率が最も高くなる時刻を予め統計情報などを用いて決めておいて設定すればよい。
【００６５】
なお、本実施の形態で、起動工程とは、水素生成装置１００にて水素含有ガスを生成するために、水素生成装置１００を動かし始めてから水素生成装置１００にて水素含有ガスが生成できるようになるまでの間の水素生成装置１００の運転のことである。起動工程を開始するとは、水素生成装置１００の運転を開始することであり、起動開始や起動すると同じことを表している。
【００６６】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２におけ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である。
【００６７】
実施の形態２に係る燃料電池システム２００の構成は、図３に示すように、実施の形態１における水素利用機器１５０の代わりに燃料電池１６０を設置し、端末３３を備えたものであり、燃料電池１６０と組み合わせて燃料電池システム２００を構成する水素生成装置１００の構成は、実施の形態１における水素生成装置１００の構成と同様である。
【００６８】
端末３３は、表示や音声で情報を出力し、所定の操作を行う操作部を備えたものであって、本実施の形態ではリモコンである。なお、表示と操作が可能で、燃料電池システム２００と有線や無線で接続できる機器であれば、例えばスマートフォンやテレビなどの機器でもかまわない。以下、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００６９】
図４は、実施の形態２における燃料電池システム２００の動作の一例を示すフローチャートである。本実施の形態では、図４のフローチャートに示すように、まず、外部情報入力器３２より、停電が発生する時刻である停電開始時刻Ｔａ（午前１０時）を制御器３０に入力する（Ｓ２０１）。
【００７０】
次に、現在の時刻Ｔ（午前５時）から停電開始時刻Ｔａまでの時間（５時間）が、水素生成装置１００の起動工程を終了するために必要な時間である起動時間Ｔｓ（１時間）より長いか否かを判定する（Ｓ２０２）。
【００７１】
判定の結果、現在の時刻Ｔから停電開始時刻Ｔａまでの時間が、水素生成装置１００の起動工程を終了するために必要な時間である起動時間Ｔｓより長い場合には、起動開始時刻Ｔ１（午前８時３０分）を設定する（Ｓ２０３）。次に、端末３３に停電予告を表示する（Ｓ２０４）。
【００７２】
次に、現在時刻が起動開始時刻Ｔ１（午前８時３０分）に到達した時点で、水素生成装置１００が停止状態であれば（Ｓ２０５をＹｅｓ側に分岐）、端末３３で起動許可の入力がされているかを判定し（Ｓ２０６）、起動許可の入力がされている場合には、起動を開始する（Ｓ２０７）。一方、起動許可の入力がされていない場合には、起動を行わず、終了する。
【００７３】
また、Ｓ２０２で、現在の時刻Ｔから停電開始時刻Ｔａまでの時間が、水素生成装置１００の起動に必要な時間である起動時間Ｔｓより短い場合には、起動途中で停電が発生するため、起動開始を行わず、終了する。
【００７４】
停電発生情報は、地震や雷や台風などの警報情報であり、完全に時刻を特定できないため、警報発生から停電が起こる確率が最も高くなる時刻を予め統計情報などを用いて決めておいて設定している。なお、停電発生情報は、電力会社から得られる計画停電（輪番停電、予告停電とも言う）の開始時刻でもよい。
【００７５】
なお、Ｓ２０４にて端末３３に停電予告を表示してから、Ｓ２０６にて端末３３で起動許可の入力がされているか判定するまでの間に、端末３３に起動不許可の入力がなされた場合には、起動を行わず、終了して構わない。
【００７６】
なお、Ｓ２０４にて端末３３に停電予告を表示してから、Ｓ２０６にて端末３３で起動許可の入力がされているか判定するまでの間に、端末３３に起動許可、起動不許可ともに入力がなされない場合には、起動を行わず、終了して構わない。
【００７７】
以上のように、本実施の形態によれば、停電発生時にユーザーが燃料電池システム２００の運転を必要とする場合にのみ、起動することができる。なお、停電発生時にユーザーが燃料電池システム２００の運転を必要としない場合とは、台風の警報に合わせて避難したり、計画停電に合わせて旅行をする場合などが挙げられる。
【００７８】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３におけ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である。
【００７９】
実施の形態３に係る燃料電池システム２００の構成は、図３に示す実施の形態２と同じであるが、制御器３０の制御方法が、実施の形態２と異なる。以下、実施の形態２と異なる点を中心に説明する。
【００８０】
図５は、実施の形態３における燃料電池システム２００の動作の一例を示すフローチャートである。本実施の形態では、図５のフローチャートに示すように、まず、外部情報入力器３２より、停電が発生する時刻である停電開始時刻Ｔａ（午前１０時）を制御器３０に入力する（Ｓ３０１）。
【００８１】
次に、現在の時刻Ｔ（午前５時）から停電開始時刻Ｔａまでの時間（５時間）が、水素生成装置１００の起動工程を終了するために必要な時間である起動時間Ｔｓ（１時間）より長いか否かを判定する（Ｓ３０２）。
【００８２】
判定の結果、現在の時刻Ｔから停電開始時刻Ｔａまでの時間が、水素生成装置１００の起動工程を終了するために必要な時間である起動時間Ｔｓより長い場合には、起動開始時刻Ｔ１（午前８時３０分）を設定する（Ｓ３０３）。次に、端末３３に停電予告を表示する（Ｓ３０４）。
【００８３】
次に、現在時刻が起動開始時刻Ｔ１（午前８時３０分）に到達した時点で、水素生成装置１００が停止状態であれば（Ｓ３０５をＹｅｓ側に分岐）、端末３３で起動不許可の入力がされているかを判定し（Ｓ３０６）、起動不許可の入力がされている場合には、起動をせずに終了する。一方、起動不許可の入力がされていない場合には、起動を開始する（Ｓ３０７）。
【００８４】
また、Ｓ３０２で、現在の時刻Ｔから停電開始時刻Ｔａまでの時間が、水素生成装置の起動工程を終了するために必要な時間である起動時間Ｔｓより短い場合には、起動途中で停電が発生するため、起動開始を行わず、終了する。
【００８５】
以上のように、本実施の形態によれば、停電発生時にユーザーが燃料電池システム２００の運転を必要としない場合に、無駄に起動することをなくすことができる。また、停電発生時にユーザーが燃料電池システム２００の運転を必要とするかどうか不明な場合に、燃料電池システム２００を起動することで、停電発生時にユーザーが電力を使用できないという事態を回避することができる。
【００８６】
（実施の形態４）
図３は本発明の実施の形態４におけ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である。
【００８７】
実施の形態４に係る燃料電池システム２００の構成は、図３に示す実施の形態２と同じであるが、制御器３０の制御方法が、実施の形態２と異なる。以下、実施の形態２と異なる点を中心に説明する。
【００８８】
図６は、実施の形態４における燃料電池システム２００の動作の一例を示すフローチャートである。本実施の形態では、まず、図２に示す実施の形態１、または、図４に示す実施の形態２、または、図５に示す実施の形態３のいずれかの水素生成装置１００の起動工程開始タイミングと同様に、停電発生までに水素生成装置１００の起動工程を終了できるように水素生成装置１００の起動工程を開始する。
【００８９】
次に、図６のフローチャートに示すように、水素生成装置１００の起動工程を終了し、水素生成装置１００が水素含有ガスを燃料電池１６０に供給できる状態であるか判定する（Ｓ４０１）。次に、水素生成装置１００にて水素含有ガスが生成できるならば、燃料電池１６０にて水素含有ガスを用いて発電を開始する。
【００９０】
このステップでは、燃料電池１６０は、燃料電池システム２００の内部で消費される電力だけを発電する（Ｓ４０２）。次に、燃料電池１６０にて発電した電力を燃料電池システム２００の外部に出力し、電力を利用可能とする（Ｓ４０３）。
【００９１】
なお、Ｓ４０１で水素生成装置１００にて水素含有ガスを生成可能となってから、Ｓ４０２に移行する時間は、本実施の形態では、数秒から数十秒をかけて実施したが、燃料電池システム２００の構成によってガスの移動時間などが異なるため、構成に合わせて適切に設定すれば良い。
【００９２】
なお、Ｓ４０１からＳ４０２に移行する時間を短くすれば、水素生成装置１００で生成した水素含有ガスを無駄なく燃料電池１６０での発電に用いられるため、移行時間は可能な限り短く設定することが望ましい。
【００９３】
また、Ｓ４０２で燃料電池１６０にて発電を開始してからＳ４０３へ移行し、燃料電池
システム２００の外部に出力するまでの時間は、本実施の形態では、３秒程度に設定したが、燃料電池システム２００の構成によって電力供給先を切り替える時間が異なるため、構成に合わせて適切に設定すれば良い。
【００９４】
なお、Ｓ４０２からＳ４０３に移行する時間を短くすれば、燃料電池１６０にて発電した電力を無駄なく燃料電池システム２００の外部に供給することができるため、燃料電池システム２００の外部にて電力を必要としている場合は、移行時間を可能な限り短く設定することが望ましい。
【００９５】
さらに、本実施の形態では、燃料電池システム２００から可能な限り早く外部に電力を出力したい場合について述べたが、燃料電池システム２００の運転状態や、燃料電池システム２００の外部の電力需要の状況によって、燃料電池１６０での発電開始や燃料電池システム２００から外部への電力供給開始に求められるタイミングが異なってくるため、状況に応じたタイミングで実施すれば良い。
【００９６】
以上のように、本実施の形態によれば、水素生成装置１００にて水素含有ガスを生成可能となった場合に、水素含有ガスを無駄にすることなく、燃料電池１６０での発電に使用し、燃料電池システム２００外部に電力を供給することができる。
【００９７】
（実施の形態５）
図３は本発明の実施の形態５におけ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である。
【００９８】
実施の形態５に係る燃料電池システム２００の構成は、図３に示す実施の形態２と同じであるが、制御器３０の制御方法が、実施の形態２と異なる。以下、実施の形態２と異なる点を中心に説明する。
【００９９】
図７は、実施の形態５における燃料電池システム２００の動作の一例を示すフローチャートである。本実施の形態では、まず、図２に示す実施の形態１、または、図４に示す実施の形態２、または、図５に示す実施の形態３のいずれかの水素生成装置１００の起動工程開始タイミングと同様に、停電発生までに水素生成装置１００の起動工程を終了できるように水素生成装置１００の起動工程を開始する。
【０１００】
次に、図７のフローチャートに示すように、水素生成装置１００の起動工程を終了し、水素生成装置１００が水素含有ガスを燃料電池１６０に供給できる状態であるか判定する（Ｓ５０１）。次に、水素生成装置１００にて水素含有ガスを生成可能であるならば、燃料電池１６０にて水素含有ガスを用いて発電を開始する。
【０１０１】
このステップでは、燃料電池１６０は燃料電池システム２００の内部で消費される電力だけを発電する（Ｓ５０２）。次に、系統電源３１からの電力供給が途絶え停電が発生したかどうか判定する（Ｓ５０３）。次に、系統電源３１からの電力供給が途絶え停電が発生したと判定したならば、燃料電池１６０にて発電した電力を燃料電池システム２００の外部に出力し、電力を利用可能とする（Ｓ５０４）。
【０１０２】
なお、燃料電池システム２００は、水素生成装置１００が水素含有ガスを生成可能となった時から燃料電池１６０にて発電を行うことで、その発電した電力を用いて燃料電池システム２００の運転をできるため、系統電源３１からの電力供給がなくとも燃料電池システム２００での発電を継続することが可能である。
【０１０３】
Ｓ５０３で系統電源３１が停電するのを待っている間、燃料電池１６０にて発電した電
力は燃料電池システム２００内で消費する。電力を消費する方法としては、燃料電池システム２００を運転するために必要な補機部品類の駆動電力として使用しても構わないし、発電した電力をヒーターなどで熱エネルギーに変えて、燃料電池システム２００に別途設置されている貯湯タンクなどの熱エネルギーをお湯で蓄える装置（図示せず）に蓄えても構わない。燃料電池システム２００の運転に支障が無ければ、如何なる手段で発電電力を消費しても構わない。
【０１０４】
また、系統電源３１が停電してから、燃料電池システム２００の外部に電力を供給するまでの時間は短いほど、ユーザーは停電発生時も途切れることなく電力を使用できるため、短くすることが望ましい。
【０１０５】
以上のように、本実施の形態によれば、停電が発生した場合に、燃料電池システム２００での発電を継続しながら燃料電池システム２００外部に電力を供給することができる。
【０１０６】
（実施の形態６）
図３は本発明の実施の形態６におけ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である。
【０１０７】
実施の形態６に係る燃料電池システム２００の構成は、図３に示す実施の形態２と同じであるが、制御器３０の制御方法が、実施の形態２と異なる。以下、実施の形態２と異なる点を中心に説明する。
【０１０８】
図８は、実施の形態６における燃料電池システム２００の動作の一例を示すフローチャートである。本実施の形態では、図８のフローチャートに示すように、まず、外部情報入力器３２より、停電が発生する時刻である停電開始時刻Ｔａを制御器３０に入力する（Ｓ６０１）。
【０１０９】
次に、図２に示す実施の形態１、または、図４に示す実施の形態２、または、図５に示す実施の形態３のいずれかの水素生成装置１００の起動工程開始タイミングと同様に、停電発生までに水素生成装置１００の起動工程を終了できるように水素生成装置１００の起動工程を開始する。
【０１１０】
次に、図８のフローチャートに示すように、水素生成装置１００の起動工程を終了し、水素生成装置１００が水素含有ガスを燃料電池１６０に供給できる状態であるか判定する（Ｓ６０２）。
【０１１１】
次に、現在時刻が停電開始時刻Ｔａに到達したか判定する（Ｓ６０３）。次に、現在時刻が停電開始時刻Ｔａに到達したならば、燃料電池１６０にて水素含有ガスを用いて発電を開始する（Ｓ６０４）。
【０１１２】
次に、現在時刻が停電開始時刻Ｔａに到達したか判定する（Ｓ６０５）。次に、現在時刻が停電開始時刻Ｔａに到達したならば、燃料電池１６０にて発電した電力を燃料電池システム２００の外部に出力し、電力を利用可能とする（Ｓ６０６）。
【０１１３】
なお、本実施の形態では、発電を開始する条件と電力を燃料電池システム２００の外部に出力する条件が同じであるため、発電を開始した直後に、その電力を外部に出力することになる。
【０１１４】
なお、Ｓ６０５を、系統電源３１からの電力供給が途絶え停電が発生したかどうか判定するステップに変更したり、Ｓ６０３を、現在時刻が停電開始時刻Ｔａの数分前に到達し
たか判定するステップに変更したりしても構わない。
【０１１５】
そのように判定ステップを変更したことにより、発電を開始する条件を満たした後に、電力を燃料電池システム２００の外部に出力する条件を満たすようになった場合は、Ｓ６０４で（Ｓ６０６に移行するまでの間は）燃料電池１６０が燃料電池システム２００の内部で消費される電力だけを発電するようにする。
【０１１６】
また、外部情報入力器３２より指示される停電が発生する時刻である停電開始時刻Ｔａよりも早く実際の停電が発生した場合には、できるだけ、実際の停電発生時に、燃料電池１６０にて水素含有ガスを用いて発電を開始するのが望ましい。そうすることで、停電発生時にも、燃料電池システム２００の運転を継続することが可能となる。
【０１１７】
もし、燃料電池１６０が発電中に発生する熱を回収して貯湯タンク（図示せず）などで蓄熱する装置を有する燃料電池システム２００で、発電を継続すると貯湯タンクにお湯が貯まり、貯湯タンクでの蓄熱可能量を超えてしまうと燃料電池システム２００の運転が停止してしまうような燃料電池システム２００においては、Ｓ６０２の後に直ぐに燃料電池１６０で発電せずに、Ｓ６０３のように停電開始時刻Ｔａまで発電開始を待つ。
【０１１８】
この場合は、起動工程終了直後から、燃料電池１６０からの発電に伴う熱エネルギーを発生させず、貯湯タンクへの蓄熱量を減らすことが可能である。そうすることで、貯湯タンクでの蓄熱可能量を超えて、燃料電池システム２００の運転停止を防止することができる。
【０１１９】
以上のように、本実施の形態によれば、停電発生が予測されるタイミングにて、燃料電池システム２００での発電を開始し、燃料電池システム２００外部に電力を供給することができ、停電発生時に安定して電力を供給することができる。
【０１２０】
（実施の形態７）
図９は本発明の実施の形態７におけ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である。
【０１２１】
実施の形態７に係る燃料電池システム２００の構成は、図３に示す実施の形態２の燃料電池システム２００の構成に、タイマー３４を加えたものであり、制御器３０の制御方法が、実施の形態２と異なる。以下、実施の形態２と異なる点を中心に説明する。
【０１２２】
タイマー３４は、燃料電池１６０で発電した電力を燃料電池システム２００の外部に出力する時間を指示するものである。タイマー３４はユーザーが希望する時間を入力可能なものであっても構わないし、燃料電池システム２００が運転状況や停電発生時間などから指示するものであっても構わない。タイマー３４は制御器３０に電力を外部に出力開始する時間を伝達する手段を有している。
【０１２３】
図１０は、実施の形態７における燃料電池システム２００の動作の一例を示すフローチャートである。本実施の形態では、図１０のフローチャートに示すように、まず、外部情報入力器３２より、停電が発生する時刻である停電開始時刻Ｔａを制御器３０に、タイマー３４より、電力外部出力開始時間Ｔｂを制御器３０に入力する（Ｓ７０１）。
【０１２４】
次に、図２に示す実施の形態１、または、図４に示す実施の形態２、または、図５に示す実施の形態３のいずれかの水素生成装置１００の起動工程開始タイミングと同様に、停電発生までに水素生成装置１００の起動工程を終了できるように水素生成装置１００の起動工程を開始する。
【０１２５】
次に、図１０に示すように、水素生成装置１００の起動工程を終了し、水素生成装置１００が水素含有ガスを燃料電池１６０に供給できる状態であるか判定する（Ｓ７０２）。次に、現在時刻が停電開始時刻Ｔａに到達したか判定する（Ｓ７０３）。現在時刻が停電開始時刻Ｔａに到達したならば、燃料電池１６０にて水素含有ガスを用いて発電を開始する。
【０１２６】
このステップでは、燃料電池１６０は燃料電池システム２００の内部で消費される電力だけを発電する（Ｓ７０４）。次に、現在時刻が電力外部出力開始時間Ｔｂに到達したか判定する（Ｓ７０５）。現在時刻が電力外部出力開始時間Ｔｂに到達したならば、燃料電池１６０にて発電した電力を燃料電池システム２００の外部に出力し、電力を利用可能とする（Ｓ７０６）。
【０１２７】
なお、タイマー３４より指示される電力外部出力開始時間Ｔｂよりも早く実際の停電が発生した場合には、実際の停電発生時に、燃料電池システム２００の外部への電力出力を開始しても構わない。
【０１２８】
以上のように、本実施の形態によれば、タイマー３４が指示する所定の時間に、燃料電池システム２００の外部に電力を供給することができる。
【０１２９】
（実施の形態８）
図３は本発明の実施の形態８におけ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である。
【０１３０】
実施の形態８に係る燃料電池システム２００の構成は、図３に示す実施の形態２と同じであるが、制御器３０の制御方法が、実施の形態２と異なる。以下、実施の形態２と異なる点を中心に説明する。
【０１３１】
図１１は、実施の形態８における燃料電池システムの動作の一例を示すフローチャートである。本実施の形態では、まず、図２に示す実施の形態１、または、図４に示す実施の形態２、または、図５に示す実施の形態３のいずれかの水素生成装置１００の起動工程開始タイミングと同様に、停電発生までに水素生成装置１００の起動工程を終了できるように水素生成装置１００の起動工程を開始する。
【０１３２】
次に、図１１に示すように、水素生成装置１００の起動工程を終了し、水素生成装置１００が水素含有ガスを燃料電池１６０に供給できる状態であるか判定する（Ｓ８０１）。水素生成装置１００にて水素含有ガスが生成できるならば、次に、系統電源３１からの電力供給が途絶え停電が発生したかどうか判定する（Ｓ８０２）。
【０１３３】
次に、系統電源３１からの電力供給が途絶え停電が発生したと判定したならば、燃料電池１６０にて水素含有ガスを用いて発電を開始する。このステップでは、燃料電池１６０は燃料電池システム２００の内部で消費される電力だけを発電する（Ｓ８０３）。
【０１３４】
次に、現在時刻が事前決定時間Ｔｃに到達したか判定する（Ｓ８０４）。現在時刻が事前決定時間Ｔｃに到達したならば、燃料電池１６０にて発電した電力を燃料電池システム２００の外部に出力し、電力を利用可能とする（Ｓ８０５）。
【０１３５】
なお、事前決定時間Ｔｃとは、制御器３０が停電発生情報を受ける前に決定していた発電出力タイミングのことである。停電発生情報を受けても、燃料電池システム２００の外部に電力を出力するタイミングは変更しないように制御する。
【０１３６】
また、停電発生から燃料電池１６０での発電は直ちに行わなければ、燃料電池システム２００への電力供給が途絶え、運転を継続することができないため、停電が検知されたならば、Ｓ８０３に速やかに移行する必要がある。なお、停電発生から燃料電池１６０での発電開始までの移行を安定させるために、燃料電池システム２００は、コンデンサや補助バッテリーのような一時的に電力を補えるものを有していることが望ましい。
【０１３７】
以上のように、本実施の形態によれば、停電が発生した場合においても停電発生情報を受ける前に設定していた電力出力タイミングにて、燃料電池システム２００の外部に電力を供給することができる。
【０１３８】
（実施の形態９）
図１２は本発明の実施の形態９におけ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である。
【０１３９】
実施の形態９に係る燃料電池システム２００の構成は、図３に示す実施の形態２の燃料電池システム２００の構成に、貯湯タンク１７０、報知器３５を加えたものであり、制御器３０の制御方法が、実施の形態２と異なる。以下、実施の形態２と異なる点を中心に説明する。
【０１４０】
貯湯タンク１７０は、燃料電池１６０が発電する際に、発生する熱エネルギーを水で回収して高温水として蓄えるものである。燃料電池１６０に直接貯湯タンク１７０から水を供給し、熱エネルギーを回収しても構わないし、熱交換器などを用いることにより、燃料電池１６０と熱交換器の間を循環する冷媒経路と、貯湯タンク１７０と熱交換器の間を循環する水経路との熱交換を熱交換器で行っても構わない。
【０１４１】
貯湯タンク１７０では、貯湯タンク１７０の下方から低温の水を取り出し、その水で燃料電池１６０の熱エネルギーを回収し、高温になった水を貯湯タンク１７０の上部に戻すことで、貯湯タンク１７０内に熱エネルギーを蓄えるのが一般的である。この蓄えられた熱エネルギーをユーザーは給湯で使用したり、床暖房などで使用することができる。
【０１４２】
ここで、貯湯タンク１７０から利用される熱エネルギーよりも、燃料電池１６０から回収する熱エネルギーが上回る状況が続くと、貯湯タンク１７０内は高温水で満たされてしまう。そのようになると、燃料電池１６０にて発生する熱エネルギーを貯湯タンク１７０内の水で回収することができなくなり、燃料電池１６０の温度が上昇し、燃料電池１６０が劣化したり、故障したりしてしまう。
【０１４３】
このような事態を防止するために、貯湯タンク１７０の水で燃料電池１６０の熱エネルギーを回収する燃料電池システム２００においては、貯湯タンク１７０にお湯が満たされてしまった場合は、燃料電池システム２００の運転を停止することが、一般的である。
【０１４４】
また、貯湯タンク１７０のお湯の貯まり具合を確認するために、貯湯タンク１７０には複数の温度センサー（図示せず）が取り付けられている。各部温度センサーの位置と温度から貯湯タンク１７０に蓄熱している熱量を求めることができる。
【０１４５】
報知器３５は、表示や音声で情報を出力するものであり、水素生成装置１００が水素含有ガスを燃料電池１６０に供給可能となったとき、もしくは、燃料電池１６０にて発電を開始したときに、燃料電池システム２００の外部に電力を出力可能であることを、報知する。報知器３５は、表示器やスピーカーのようなものを設置しても構わないし、端末３３を用いても構わない。
【０１４６】
図１３は、実施の形態９における燃料電池システムの動作の一例を示すフローチャートである。本実施の形態では、まず、図２に示す実施の形態１、または、図４に示す実施の形態２、または、図５に示す実施の形態３のいずれかの水素生成装置１００の起動工程開始タイミングと同様に、停電発生までに水素生成装置１００の起動工程を終了できるように水素生成装置１００の起動工程を開始する。
【０１４７】
次に、図１３に示すように、水素生成装置１００の起動工程を終了し、水素生成装置１００が水素含有ガスを燃料電池１６０に供給できる状態であるか判定する（Ｓ９０１）。次に、水素生成装置１００が水素含有ガスを燃料電池１６０に供給可能となったならば、報知器３５を用いて、燃料電池システム２００の外部に電力を出力可能になったことを報知する（Ｓ９０２）。
【０１４８】
次に、系統電源３１からの電力供給が途絶え停電が発生したかどうか判定する（Ｓ９０３）。次に、系統電源３１からの電力供給が途絶え停電が発生したと判定したならば、燃料電池１６０にて水素含有ガスを用いて発電を開始する。このステップでは、燃料電池１６０は燃料電池システム２００の内部で消費される電力だけを発電する（Ｓ９０４）。
【０１４９】
次に、貯湯タンク１７０に貯えられているお湯の蓄熱量がＱ１以下になったか判定する（Ｓ９０５）。次に、貯湯タンク１７０の蓄熱量がＱ１以下になったならば、燃料電池１６０にて発電した電力を燃料電池システム２００の外部に出力し、電力を利用可能とする（Ｓ９０６）。
【０１５０】
なお、貯湯タンク１７０にお湯が満たされてしまうと、停電発生中にも関わらず燃料電池システム２００の運転を停止する必要が生じ、一度運転を停止すると、停電発生中に再度燃料電池システム２００を動かすことができなくなり、燃料電池システム２００の外部への電力供給ができなくなってしまう。
【０１５１】
そこで、貯湯タンク１７０に所定値を超える熱量が蓄えられている場合には、熱エネルギーが消費されるまで、発電量を低く運転し燃料電池１６０から発生する熱量を抑えておき、貯湯タンク１７０の蓄熱量が所定値以下になった時点で発電量を高くし、外部に電力を出力することが望ましい。なお、発電量を低く運転する際、燃料電池システム２００の運転継続に必要な電力のみを発電するのが望ましい。
【０１５２】
また、本実施の形態では、Ｓ９０２にて、水素生成装置１００が水素含有ガスを燃料電池１６０に供給可能となったときに、報知器３５を用いて、燃料電池システム２００の外部に電力を出力可能になったことを報知するようにした。
【０１５３】
それは、水素生成装置１００が生成した水素含有ガスを用いて燃料電池１６０が発電開始し、発電した電力を燃料電池システム２００の外部に出力するまでの時間が、数秒から数十秒の短時間で行えるため、水素生成装置１００が水素含有ガスを燃料電池１６０に供給可能となった時点で、燃料電池システム２００の外部に電力を出力可能になったと報知しても、ユーザーに違和感を持たれないためである。
【０１５４】
もし、水素生成装置１００が生成した水素含有ガスを用いて燃料電池１６０が発電開始し、発電した電力を燃料電池システム２００の外部に出力するまでの時間が、数分から数十分も必要であるならば、報知器３５により報知するタイミングは、燃料電池１６０が水素生成装置１００で生成した水素含有ガスを用いて発電を開始したタイミングが、望ましい。
【０１５５】
さらに、燃料電池システム２００の外部に電力を出力するか判断するための貯湯タンク１７０の蓄熱量Ｑ１は、貯湯タンク１７０の容量や燃料電池１６０からの発熱量によっても異なるため、燃料電池システム２００の構成や性能に合わせて設定すれば良い。
【０１５６】
以上のように、本実施の形態によれば、燃料電池システム２００が外部に電力出力可能か報知するとともに、貯湯タンク１７０にお湯が満たされ運転停止してしまうことを防止しながら、燃料電池システム２００の外部に電力を供給することができる。
【０１５７】
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】
【０１５８】
以上のように、本発明にかかる水素生成装置及びその運転方法並びに燃料電池システムは、系統電源からの電力供給が無く、自立起動用電源が無い場合においても、起動を行うことが可能となるため、停電時に発電を行いたい用途、例えば家庭用燃料電池コージェネレーションシステムの用途にも適用できる。
【符号の説明】
【０１５９】
１  改質器
２  原料供給器
３  改質水供給器
４  燃焼器
５  空気供給器
６  フレームロッド
７  改質温度検知器
８  第一封止器
９  第一経路
１０  第二封止器
１１  第二経路
１２  第三封止器
１３  第三経路
２０  ＣＯ除去器
２１  ＣＯ除去器温度検知器
２２  ＣＯ除去器加熱ヒータ
３０  制御器
３１  系統電源
３２  外部情報入力器
３３  端末
３４  タイマー
３５  報知器
１００  水素生成装置
１５０  水素利用機器
１６０  燃料電池
１７０  貯湯タンク
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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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