(57)【要約】【課題】改質器内部の触媒と凝縮水の接触による触媒の劣化を防止するための原料ガスボンベが不要な、小型化や低コスト化が実現できる燃料電池システムを提供する。【解決手段】燃料電池システム１００は改質器１と、原料供給器２と、原料供給遮断弁３と、改質器１の内部温度を検知する温度検知手段４とを備える水素生成装置１０と、水素生成停止要求を制御器に報知する報知手段２１と、水素生成装置１０の運転を制御する制御器２０とを備え、制御器２０は、水素生成停止要求を受信した場合、原料供給器２と原料供給遮断弁３との間に原料を溜め、改質器１の内部温度が、炭素析出が生じない温度に低下した場合、原料供給遮断弁３を開けることで、改質器内部をパージできるので、触媒の劣化を防止するための原料ガスボンベが不要となり、燃料電池システムの小型化や低コスト化が実現できる。【選択図】図１
2016213162.tif 000002
【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を少なくとも有する水素生成装置と、前記改質器に原料を供給する原料供給器と、前記原料供給器と前記改質器の間に配設された原料供給遮断弁と、前記改質器の内部温度を検知する温度検知手段と、前記水素含有ガスを用いて発電する燃料電池と、水素生成停止要求を制御器に報知する報知手段と、前記水素生成装置と前記燃料電池の運転を制御する制御器と、を備え、
前記制御器は、前記水素生成停止要求を受信した場合は、所定の条件を満たすまで前記原料供給器を動作させながら前記原料供給遮断弁を閉じる制御を行うことにより、水素生成を停止すると共に、前記原料供給器と前記原料供給遮断弁との間にパージに用いる原料を溜め、前記改質器の内部温度が、原料の分解により前記改質器に炭素析出が生じない温度に低下した場合に、前記原料供給遮断弁を開ける制御を行うことにより、前記改質器を前記原料供給器と前記原料供給遮断弁との間に溜めた原料でパージする、燃料電池システム。
【請求項２】
前記所定の条件は、前記原料供給器と前記原料供給遮断弁との間に溜めた原料の外気温、常圧における体積が、前記改質器の容積以上の場合である、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記原料供給器の上流に圧力検出手段を備え、
前記所定の条件は、前記圧力検出手段が前記原料供給器の上流の圧力の低下を検出した場合である、請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記報知手段は、入力手段を備えると共に、
手動で入力されたガス供給停止の時刻情報に基づいて、水素生成停止時刻を算出し、現在時刻が前記水素生成停止時刻に到達した場合は、水素生成停止要求を前記制御器に報知する、請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記報知手段は、通信手段を備えると共に、
ガス供給事業者から通信網を介して予告された、ガス供給停止の時刻情報に基づいて、水素生成停止時刻を算出し、現在時刻が前記水素生成停止時刻に到達した場合は、水素生成停止要求を前記制御器に報知する、請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記報知手段は、通信手段を備えると共に、
緊急地震速報を受信した場合、水素生成停止要求を前記制御器に報知する、請求項１から３のいずれか１項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、燃料と空気とを電気化学反応させて発電する燃料電池システムに関する。
【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。
【０００３】
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により生成され、例えば、水蒸気改質反応が一般的に用いられている。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
また、改質器では副反応として一酸化炭素を生成するため、一酸化炭素が燃料電池を被毒して電圧を低下させる場合は（固体高分子形燃料電池の場合）、一酸化炭素除去器を改質器の下流側に備える。一酸化炭素除去器では、一酸化炭素と水蒸気を反応させ一酸化炭素を低減する一酸化炭素変成触媒と、一酸化炭素と酸素を反応させて一酸化炭素を酸化除去する選択酸化触媒を備える。
【０００７】
ところで、都市ガス、天然ガス、あるいはＬＰガスを原料として動作する燃料電池システムは、一般的に需要化に設置された原料インフラから原料の供給を受けている。原料インフラから原料の供給を受けられない、いわゆる原料供給遮断状態のときには改質器に原料を供給できず、水素生成を継続することが出来ないため、発電を停止せざるを得ない。
【０００８】
また、発電停止制御中の改質器の温度低下により、改質器内部の水分が凝縮する場合に備えて、改質器内部の水蒸気を原料ガスで除去するために必要な原料ガスを原料インフラから供給できないため、改質器内部に充填された触媒が凝縮水に接触して劣化する可能性があった。
【０００９】
なお、原料供給遮断時に原料の供給元を、原料インフラから別途設置した原料ボンベに切り替えて、改質器内部の水蒸気を除去するために必要な原料ガスを供給する燃料電池システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１７２７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１で提案されたものでは、改質器内部の水蒸気を除去するために必要な原料ガスを供給することが出来るが、原料ガスボンベや切り替え弁などの機器を備える必要があり、大型化やコストアップの原因となっていた。
【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、本発明の燃料電池システムは、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を少なくとも有する水素生成装置と、改質器に原料を供給する原料供給器と、原料供給器と改質器の間に配設された原料供給遮断弁と、改質器の内部温度を検知する温度検知手段と、水素含有ガスを用いて発電する燃料電池と、水素生成停止要求を制御器に報知する報知手段と、水素生成装置と燃料電池の運転を制御する制御器と、を備え、制御器は、水素生成停止要求を受信した場合は、所定の条件を満たすまで原料供給器を動作させながら原料供給遮断弁を閉じる制御を行うことにより、水素生成を停止すると共に、原料供給器と原料供給遮断弁との間にパージに用いる原料を溜め、改質器の内部温度が、原料の分解により改質器に炭素析出が生じない温度に低下した場合に、原料供給遮断弁を開ける制御を行うことにより、改質器を原料供給器と原料供給遮断弁との間に溜めた原料でパージする制御を行う。
【００１３】
かかる構成により、原料ガスボンベを設けなくても、改質器内部の水蒸気を除去するために必要な原料ガスを供給できるので、改質器内部の触媒と凝縮水の接触による触媒の劣化を防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、改質器内部の触媒と凝縮水の接触による触媒の劣化を防止するための原料ガスボンベが不要なので、燃料電池システムの小型化や低コスト化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１および実施の形態２における燃料電池システムの構成の一例を示すブロック図
【図２】実施の形態１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３】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４】本発明の実施の形態３および実施の形態４における燃料電池システムの構成の一例を示すブロック図
【図５】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】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構成の一例を示すブロック図
【図８】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
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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を少なくとも有する水素生成装置と、改質器に原料を供給する原料供給器と、原料供給器と改質器の間に配設された原料供給遮断弁と、改質器の内部温度を検知する温度検知手段と、水素含有ガスを用いて発電する燃料電池と、水素生成停止要求を制御器に報知する報知手段と、水素生成装置と燃料電池の運転を制御する制御器と、を備え、制御器は、水素生成停止要求を受信した場合は、所定の条件を満たすまで原料供給器を動作させながら原料供給遮断弁を閉じる制御を行うことにより、水素生成を停止すると共に、原料供給器と原料供給遮断弁との間にパージに用いる原料を溜め、改質器の内部温度が、原料の分解により改質器に炭素析出が生じない温度に低下した場合に、原料供給遮断弁を開ける制御を行うことにより、改質器を原料供給器と原料供給遮断弁との間に溜めた原料でパージする制御を行う燃料電池システムである。
【００１７】
かかる構成により、改質器内部の触媒と凝縮水の接触による触媒の劣化を防止するための原料ガスボンベが不要なので、燃料電池システムの小型化や低コスト化が実現できる。
【００１８】
第２の発明は、特に、第１の発明において、所定の条件は、原料供給器と原料供給遮断弁との間に溜めた原料の外気温、常圧における体積が、改質器の容積以上の場合とする燃料電池システムである。
【００１９】
かかる構成により、改質器内部の水蒸気を除去するために必要な原料ガスを、改質器の容積以上のガスを確実に溜めることができるので、改質器内部の触媒と凝縮水の接触による触媒の劣化を防止するための原料ガスボンベが不要となり、燃料電池システムの小型化や低コスト化が実現できる。
【００２０】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、原料供給器の上流に圧力検出手段を備え、所定の条件は、圧力検出手段が原料供給器上流の圧力の低下を検出した場合とする燃料電池システムである。
【００２１】
かかる構成により、原料供給器の上流側に接続された他のガス消費機器から空気を吸い込むことによる、ガス流通経路内での異常燃焼の発生を防止でき、安全性の高い燃料電池システムを構成することが可能となる。
【００２２】
第４の発明は、特に、第１から第３のいずれか一つの発明において、報知手段は、入力手段を備え、手動で入力されたガス供給停止の時刻情報に基づいて、水素生成停止時刻を算出し、現在時刻が水素生成停止時刻に到達した場合は、水素生成停止要求を制御器に報知する燃料電池システムである。
【００２３】
かかる構成により、正確なガス供給停止時刻情報を入手できるので、ガス供給停止直前まで水素生成と発電を継続でき、稼動効率の高い燃料電池システムが実現できる。
【００２４】
第５の発明は、特に、第１から第３のいずれか一つの発明において、報知手段は、通信手段を備え、ガス供給事業者から通信網を介して予告された、ガス供給停止の時刻情報に基づいて、水素生成停止時刻を算出し、現在時刻が水素生成停止時刻に到達した場合は、水素生成停止要求を制御器に報知する燃料電池システムである。
【００２５】
かかる構成により、ユーザー、あるいはメンテナンス要員等の操作者が不在の場合も、正確なガス供給停止時刻情報を入手できるので、改質器内部の水蒸気を除去するために必要な原料ガスを確実に供給でき、改質器内部の触媒と凝縮水の接触による触媒の劣化を防止するための原料ガスボンベが不要となり、燃料電池システムの小型化や低コスト化が実現できる。
【００２６】
第６の発明は、第１から第３のいずれか一つの発明において、報知手段は、通信手段を備え、緊急地震速報を受信した場合、水素生成停止要求を制御器に報知する燃料電池システムである。
【００２７】
かかる構成により、地震発生前に水素生成と発電を停止するため、安全性の高い燃料電池システムを構成することが可能となる。
【００２８】
また、地震による原料インフラの停止によって、燃料電池システムが原料の供給を受けられなくなるまでの間に、改質器内部の水蒸気を除去するために必要な原料ガスを貯蔵できるので、改質器内部の触媒と凝縮水の接触による触媒の劣化を防止するための原料ガス
ボンベが不要となり、燃料電池システムの小型化や低コスト化が実現できる。
【００２９】
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。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における燃料電池システム１００の構成の一例を示すブロック図である。
【００３１】
図１に示すように、実施の形態１の燃料電池システム１００は、改質器１と、原料供給器２と、原料供給遮断弁３と、温度検知手段４と、水供給器５と、燃焼器６と、空気供給器７と、原料供給経路８とを備える水素生成装置１０と、燃料電池１１と、第一経路１２と、第二経路１３と、制御器２０と、報知手段２１と、入力手段２２と、インバータ３０とを備え、原料インフラ２００、系統電源３００および負荷４００と接続されている。
【００３２】
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を示す。本実施の形態の改質反応は、原料と水蒸気を反応せせる水蒸気改質を用いた。改質器１で生成された水素含有ガスは、第一経路１２を介して燃料電池１１に供給される。また、改質器１の内部には、改質触媒が搭載される。
【００３３】
原料供給器２は、原料を原料供給経路８を介して改質器１に供給する。本実施の形態の原料供給器２には、昇圧器を用いている。原料供給遮断弁３は、原料供給器２と改質器１の間に配設され、弁の開閉によって原料の流れを制御する。温度検知手段４は、改質器１の内部温度を測定する熱電対である。
【００３４】
水供給器５は、水を改質器１に供給する。本実施の形態の水供給器５には、水の流量を調整するポンプを用いている。燃焼器６は、改質器１を加熱する。燃焼器６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６に供給される水素含有ガスは、燃料電池１１から第２経路１３を介して燃焼器６に供給される。
【００３５】
空気供給器７は、燃焼器６に燃焼空気を供給するファンである。燃料電池１１は、水素を利用する機器であり、固体高分子形燃料電池である。
【００３６】
制御器２０は、制御器２０により設定された目標値に基づいて燃料電池システム１００の運転を制御する。制御器２０は、信号入出力部と、演算処理部と、制御プログラムを記憶する記憶部とを備える。
【００３７】
報知手段２１は、負荷４００で消費される電力に基づいて、燃料電池システム１００の運転計画を作成し、制御器２０に報知する。また、入力手段２２を介して取得した、原料インフラ２００からのガス供給の停止が予定されるガス供給停止の時刻情報に基づいて、水素生成停止時刻を算出し、現在時刻が水素生成停止時刻に到達した場合は、水素生成停止要求を制御器２０に報知する。原料インフラ停止情報は、ユーザーが時刻情報を入力することで取得する。
【００３８】
インバータ３０は、燃料電池１１で発生した直流電力を系統電源３００と同じ電圧と周波数の交流電力に変換する。系統電源３００は、商用の配電線網から一般家庭などへ供給される電源である。燃料電池システム１００の起動時は、原料供給器２や水供給器５などの補機類を駆動させるために、系統電源３００からの電源を用いる。負荷４００は、エアコン、冷蔵庫などの家庭内などで電力を消費する機器である。
【００３９】
以上の様に構成された本実施の形態の燃料電池システム１００について、以下、その動作、作用を説明する。以下の動作は、制御器２０が燃料電池システム１００を制御することによって行われる。
【００４０】
水素生成装置１０が起動すると、燃焼器６における燃焼を開始する。このとき、原料供給器２の動作開始と同時に、原料供給遮断弁３が開く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、第一経路１２と燃料電池１１と第二経路１３とを通過して燃焼器６に供給される。
【００４１】
同時に、空気供給器７の動作開始により、燃焼用の空気が燃焼器６に供給される。燃焼器６において、点火装置により着火動作がおこなわれ、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６から供給される燃焼熱により、改質器１が加熱される。
【００４２】
次いで、水供給器５の動作開始により改質器１に水が供給されると、改質器１内部の改質触媒で改質反応が進行し、水素含有ガスが生成する。改質器１の温度が燃焼器６から供給される燃焼熱により上昇するにつれて水素含有ガスの水素濃度は増大し、燃料電池１１での発電に適した組成になった段階で、燃料電池１１で発生した直流電力をインバータ３０で交流電力に変換し、系統電源３００および負荷４００に向かって電力が供給される。
【００４３】
水素生成停止方法は２種類用意されている。運転計画に基づいて水素生成停止処理に移行する場合と、ガス供給停止時刻が入力された場合である。
【００４４】
運転計画に基づいて水素生成停止処理が行われる場合の動作を以下に示す。
【００４５】
水素生成と発電を停止する制御が実行されると、水供給器５と原料供給器２の動作が同時に停止され、改質器１から燃料電池１１および燃焼器６への水素含有ガスの供給が停止する。燃焼器６への水素含有ガスの供給が停止すると、燃焼器６での燃焼が停止するために、改質器１の温度は低下する。
【００４６】
続いて、改質器１の内部温度を温度検知手段４により測定し、原料の分解により改質器１に炭素析出が生じない温度（４００℃）に低下した場合に、原料供給器２を所定時間動作させることで、原料供給経路８から改質器１に向かって原料が流れ、改質器１内部の水蒸気を含むガスを改質器１の下流側に押し出すことができる。
【００４７】
次に、ガス供給停止時刻が入力された場合の動作を以下に示す。
【００４８】
水素生成と発電を停止する制御が実行されると、水供給器５の動作が停止されるとともに、原料供給遮断弁３が閉じ、改質器１から燃料電池１１および燃焼器６への水素含有ガスの供給が停止する。
【００４９】
燃焼器６への水素含有ガスの供給が停止すると、燃焼器６での燃焼が停止するため、改質器１の温度は低下する。同時に、原料供給器２は、所定の条件を満たすまで原料供給経路８の動作を継続することで、原料供給経路８に原料を昇圧しながら充填する。
【００５０】
具体的には、原料供給経路８の昇圧後の大気圧Ｐａ（１０１．３２５×１０3Ｐａ）との差圧Ｐｃ（×１０3Ｐａ）を、（数１）から求める。
【００５１】
すなわち気体の圧力Ｐは体積Ｖに反比例し絶対温度Ｔに比例するというボイル・シャルルの法則より、原料供給経路８の容積Ｖｃ（１．２×１０-3ｍ3）、原料供給経路８の温
度Ｔｃ（３００Ｋ）と、温度低下後の改質器１の温度Ｔｒ（３００Ｋ）、改質器１の容積Ｖｒ（８×１０-4ｍ3）と、大気圧Ｐａ（１０１．３２５×１０3Ｐａ）から、
【００５２】
【数１】
2016213162.tif 000003
という関係が成立する。次に（数１）を変形すると（数２）が得られ、各変数に数値を代入するとＰｃの数値が求まる。
【００５３】
【数２】
2016213162.tif 000004
このように、原料供給経路８の圧力を大気圧よりも６７．５５×１０3Ｐａだけ昇圧する。続いて、改質器１の内部温度を温度検知手段４により測定し、原料の分解により改質器１に炭素析出が生じない温度（４００℃）に低下した場合に、原料供給遮断弁３を開くことで、原料供給経路８から改質器１に向かって原料が流れ、改質器１内部の水蒸気を含むガスを改質器１の下流側に押し出すことができる。
【００５４】
ここで、原料供給器２には、Ｐｃ以上の締切り圧力があれば良く、本実施の形態では締切り圧力１００×１０3Ｐａの性能を持つダイヤフラムポンプを採用した。さらに、原料供給器２の動作による原料充填時間ｔｆは、原料インフラ２００と、Ｐｃと原料供給器２の性能から、原料供給経路８の大気圧との差圧がＰｃを超えるまでの時間を予め測定することで設定した。本実施の形態におけるｔｆは１分である。
【００５５】
図２は、実施の形態１における燃料電池システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。図２に示すフローチャートのうち、ステップ（Ｓ１０２）からステップ（Ｓ１０６）に係る部分の実行周期は、０．１秒である。
【００５６】
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、報知手段２１は、負荷４００で消費される電力に基づいて、燃料電池システム１００の運転計画を作成し、水素生成停止時刻ｔｒｅｑ（２２時００分）を設定する（Ｓ１０１）。
【００５７】
次に、原料インフラ２００からのガス供給の停止が予定されるガス供給停止時刻ｔｓ（１３時００分）が、入力手段２２を介して入力された場合（Ｓ１０２）は、ガス供給停止時刻ｔｓから原料充填時間ｔｆ（１分）を差し引いて、水素生成停止時刻ｔｒｅｑ（１２時５９分）に代入し（Ｓ１０３）、通常停止フラグをＦにする（Ｓ１０４Ｆ）。
【００５８】
一方で、原料インフラ２００からのガス供給の停止が予定されるガス供給停止時刻ｔｓが、入力手段２２を介して入力されていない場合は、通常停止フラグをＴにする（Ｓ１０４Ｔ）。
【００５９】
次に、現在時刻ｔｐ（１２時５９分）が水素生成停止時刻ｔｒｅｑと同時刻、あるいは水素生成停止時刻ｔｒｅｑ以降であるか判定する（Ｓ１０５）。現在時刻ｔｐが水素生成停止時刻ｔｒｅｑと同時刻、あるいは水素生成停止時刻ｔｒｅｑ以降の場合には、ステップ（Ｓ１０６）に移行する。一方、例えば現在時刻ｔｐが１２時５８分の場合は、現在時刻ｔｐが水素生成停止時刻ｔｒｅｑ以前なので、ステップ（Ｓ１０２）に戻る。
【００６０】
次に、ステップ（Ｓ１０６）で制御器２０は、現在の工程を確認する。すなわち、燃料電池システム１００の起動工程における、原料と水を同時に供給している状態から、水素生成と発電の停止工程における、原料による改質器内部の水素含有ガスの除去までの工程であれば、報知手段２１は制御器２０に水素生成停止要求を報知する（Ｓ１０７）。
【００６１】
一方、ステップ（Ｓ１０６）において、現在の工程が、燃料電池システム１００の起動工程における、原料と水を同時に供給している状態から、水素生成と発電の停止工程における、原料による改質器内部の水素含有ガスの除去までの工程でなければ、ステップ（Ｓ１０２）に戻る。
【００６２】
次に、水素生成の停止処理について詳細に述べる。
【００６３】
制御器２０は、水供給器５の動作を停止する（Ｓ１０８）。続いて通常停止フラグを確認する（Ｓ１０９）。通常停止フラグがＦの場合は、原料供給遮断弁３を閉じ、改質器１での水素生成を停止させる（Ｓ１１０）。さらに原料充填時間ｔｆが経過するまで待機する（Ｓ１１１）。原料充填時間ｔｆが経過した場合、ステップ（Ｓ１１２）に移行する。
【００６４】
一方で、ステップ（Ｓ１０９）において、通常停止フラグがＴの場合は、ステップ（Ｓ１１０）およびステップ（Ｓ１１１）をバイパスしてステップ（Ｓ１１２）に移行する。
【００６５】
ステップ（Ｓ１１２）では、原料供給器２を停止する。続いて、温度検知手段４により改質器１の内部温度を測定し（Ｓ１１３）、原料の分解により改質器１に炭素析出が生じない温度（４００℃）まで低下したか判定する（Ｓ１１４）。
【００６６】
改質器１の内部温度が４００℃まで低下した場合、通常停止フラグを確認する（Ｓ１１５）。通常停止フラグがＦの場合は、原料供給遮断弁３を開き、改質器１内部の水蒸気を含むガスを改質器１の下流側に押し出す（Ｓ１１６Ｆ）。一方で、通常停止フラグがＴの場合は、原料供給器２を所定時間動作させることで、改質器１内部の水蒸気を含むガスを改質器１の下流側に押し出す（Ｓ１１６Ｔ）。
【００６７】
以上の様に、本実施の形態によれば、改質器内部の触媒と凝縮水の接触による触媒の劣化を防止するための原料ガスボンベが不要なので、燃料電池システムの小型化や低コスト化が実現できる。また、正確なガス供給停止時刻情報を入手できるので、ガス供給停止直前まで水素生成と発電を継続でき、稼動効率の高い燃料電池システムが実現できる。
【００６８】
なお、本実施の形態では、原料はＬＮＧであるとしたが、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。
【００６９】
また、改質反応は、水蒸気改質反応であるとしたが、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で加え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。
【００７０】
また、制御器２０は、制御機能を有するものであれば、燃料電池システム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。
【００７１】
また、制御器２０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２０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。
【００７２】
また、本実施の形態では、実行周期を０．１秒、大気圧Ｐａを１０１．３２５×１０3Ｐａ、原料供給経路８の昇圧後の大気圧Ｐａとの差圧Ｐｃを６７．５５×１０3Ｐａ、原料供給経路８の容積Ｖｃを１．２×１０-3ｍ3、原料供給経路８の温度Ｔｃを３００Ｋ、温度低下後の改質器１の温度Ｔｒを３００Ｋ、改質器１の容積Ｖｒを８×１０−4ｍ3、締切り圧力を１００×１０3Ｐａ、原料充填時間ｔｆを１分、ガス供給停止時刻ｔｓを１３時００分、水素生成停止時刻ｔｒｅｑを２２時００分および１２時５９分、現在時刻ｔｐを１２時５９分、改質器１に炭素析出が生じない温度を４００℃とそれぞれ設定したが、もちろん、これに限られるものではない。
【００７３】
（実施の形態２）
図１は本発明の実施の形態２における燃料電池システム１００の構成の一例を示すブロック図である。実施の形態２に係る燃料電池システム１００の構成は、図１に示す、実施の形態１における燃料電池システム１００と同様である。
【００７４】
図３は、実施の形態２における燃料電池システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、水素生成停止時は、運転計画に基づく停止であるか、ガス供給停止時刻が入力された場合であるかに関わらず、原料供給経路８に原料を充填する点が、実施の形態１とは異なる。図３に示すフローチャートのうち、ステップ（Ｓ２０２）からステップ（Ｓ２０５）に係る部分の実行周期は、０．１秒である。
【００７５】
本実施の形態では、図３のフローチャートに示すように、まず、報知手段２１は、負荷４００で消費される電力に基づいて、燃料電池システム１００の運転計画を作成し、水素生成停止時刻ｔｒｅｑ（２２時００分）を設定する（Ｓ２０１）。
【００７６】
次に、原料インフラ２００からのガス供給の停止が予定されるガス供給停止時刻ｔｓ（１３時００分）が、入力手段２２を介して入力された場合（Ｓ２０２）は、ガス供給停止時刻ｔｓから原料充填時間ｔｆ（１分）を差し引いて、水素生成停止時刻ｔｒｅｑ（１２時５９分）に代入する（Ｓ２０３）。
【００７７】
一方で、原料インフラ２００からのガス供給の停止が予定されるガス供給停止時刻ｔｓが、入力手段２２を介して入力されていない場合は、ステップ（Ｓ２０４）に移行する。
【００７８】
次に、現在時刻ｔｐ（１２時５９分）が水素生成停止時刻ｔｒｅｑと同時刻、あるいは水素生成停止時刻ｔｒｅｑ以降であるか判定する（Ｓ２０４）。現在時刻ｔｐが水素生成停止時刻ｔｒｅｑと同時刻、あるいは水素生成停止時刻ｔｒｅｑ以降の場合には、ステップ（Ｓ２０５）に移行する。一方、例えば現在時刻ｔｐが１２時５８分の場合は、現在時刻ｔｐが水素生成停止時刻ｔｒｅｑ以前なので、ステップ（Ｓ２０２）に戻る。
【００７９】
次に、ステップ（Ｓ２０５）で制御器２０は、現在の工程を確認する。すなわち、燃料電池システム１００の起動工程における、原料と水を同時に供給している状態から、水素生成と発電の停止工程における、原料による改質器内部の水素含有ガスの除去までの工程であれば、報知手段２１は制御器２０に水素生成停止要求を報知する（Ｓ２０６）。
【００８０】
一方、ステップ（Ｓ２０５）において、現在の工程が、燃料電池システム１００の起動工程における、原料と水を同時に供給している状態から、水素生成と発電の停止工程における、原料による改質器内部の水素含有ガスの除去までの工程でなければ、ステップ（Ｓ２０２）に戻る。
【００８１】
次に、水素生成の停止処理について詳細に述べる。
【００８２】
制御器２０は、水供給器５の動作を停止する（Ｓ２０７）。続いて、原料供給遮断弁３を閉じ、改質器１での水素生成を停止させる（Ｓ２０８）。さらに原料充填時間ｔｆが経過するまで待機する（Ｓ２０９）。原料充填時間ｔｆが経過した場合、ステップ（Ｓ２１０）に移行する。
【００８３】
続いて、温度検知手段４により改質器１の内部温度を測定し（Ｓ２１１）、原料の分解により改質器１に炭素析出が生じない温度（４００℃）まで低下したか判定する（Ｓ２１２）。
【００８４】
改質器１の内部温度が４００℃まで低下した場合、原料供給遮断弁３を開き、改質器１内部の水蒸気を含むガスを改質器１の下流側に押し出す（Ｓ２１３）。
【００８５】
以上の様に、本実施の形態によれば、改質器内部の触媒と凝縮水の接触による触媒の劣化を防止するための原料ガスボンベが不要なので、燃料電池システムの小型化や低コスト化が実現できる。また、正確なガス供給停止時刻情報を入手できるので、ガス供給停止直前まで水素生成と発電を継続でき、稼動効率の高い燃料電池システムが実現できる。
【００８６】
また、水素生成停止時の原料充填後に、地震や工事等によって原料インフラが停止した場合でも、水素生成停止時に、改質器内部の水蒸気を除去するために必要な原料ガスを貯蔵できるので、改質器内部の触媒と凝縮水の接触による触媒の劣化を防止するための原料ガスボンベが不要となり、燃料電池システムの小型化や低コスト化が実現できる。
【００８７】
なお、本実施の形態では、実行周期を０．１秒、大気圧Ｐａを１０１．３２５×１０3Ｐａ、原料供給経路８の昇圧後の大気圧Ｐａとの差圧Ｐｃを６７．５５×１０3Ｐａ、原料供給経路８の容積Ｖｃを１．２×１０-3ｍ3、原料供給経路８の温度Ｔｃを３００Ｋ、温度低下後の改質器１の温度Ｔｒを３００Ｋ、改質器１の容積Ｖｒを８×１０-4ｍ3、締切り圧力を１００×１０3Ｐａ、原料充填時間ｔｆを１分、ガス供給停止時刻ｔｓを１３時００分、水素生成停止時刻ｔｒｅｑを２２時００分および１２時５９分、現在時刻ｔｐを１２時５９分、改質器１に炭素析出が生じない温度を４００℃とそれぞれ設定したが、もちろん、これに限られるものではない。
【００８８】
（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３における燃料電池システム１００の構成の一例を示すブロック図である。
【００８９】
実施の形態３に係る燃料電池システム１００の構成は、図４に示すように、実施の形態１において、報知手段２１に通信手段２３を備える。上記の点以外は、実施の形態１と同様である。通信手段２３は、通信インフラ５００に接続されており、定期的にガス供給事業者等に接続して、ガス供給停止情報を取得する。
【００９０】
図５は、実施の形態３における燃料電池システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートうち、ステップ（Ｓ３０２）からステップ（Ｓ３０６）に係る部分の実行周期は、０．１秒である。
【００９１】
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、報知手段２１は、負荷４００で消費される電力に基づいて、燃料電池システム１００の運転計画を作成し、水素生成停止時刻ｔｒｅｑ（２２時００分）を設定する（Ｓ３０１）。
【００９２】
次に、原料インフラ２００からのガス供給の停止が予定されるガス供給停止時刻ｔｓ（１３時００分）が、通信手段２３を介して入力された場合（Ｓ３０２）は、ガス供給停止時刻ｔｓから原料充填時間ｔｆ（１分）を差し引いて、水素生成停止時刻ｔｒｅｑ（１２時５９分）に代入し（Ｓ３０３）、通常停止フラグをＦにする（Ｓ３０４Ｆ）。一方で、原料インフラ２００からのガス供給の停止が予定されるガス供給停止時刻ｔｓが、通信手段２３を介して入力されていない場合は、通常停止フラグをＴにする（Ｓ３０４Ｔ）。
【００９３】
次に、現在時刻ｔｐ（１２時５９分）が水素生成停止時刻ｔｒｅｑと同時刻、あるいは水素生成停止時刻ｔｒｅｑ以降であるか判定する（Ｓ３０５）。現在時刻ｔｐが水素生成停止時刻ｔｒｅｑと同時刻、あるいは水素生成停止時刻ｔｒｅｑ以降の場合には、ステップ（Ｓ３０６）に移行する。一方、例えば現在時刻ｔｐが１２時５８分の場合は、現在時刻ｔｐが水素生成停止時刻ｔｒｅｑ以前なので、ステップ（Ｓ３０２）に戻る。
【００９４】
次に、ステップ（Ｓ３０６）で制御器２０は、現在の工程を確認する。すなわち、燃料電池システム１００の起動工程における、原料と水を同時に供給している状態から、水素生成と発電の停止工程における、原料による改質器内部の水素含有ガスの除去までの工程であれば、報知手段２１は制御器２０に水素生成停止要求を報知する（Ｓ３０７）。一方、ステップ（Ｓ３０６）において、現在の工程が、燃料電池システム１００の起動工程における、原料と水を同時に供給している状態から、水素生成と発電の停止工程における、原料による改質器内部の水素含有ガスの除去までの工程でなければ、ステップ（Ｓ３０２）に戻る。
【００９５】
次に、水素生成の停止処理について詳細に述べる。
【００９６】
制御器２０は、水供給器５の動作を停止する（Ｓ３０８）。続いて通常停止フラグを確認する（Ｓ３０９）。通常停止フラグがＦの場合は、原料供給遮断弁３を閉じ、改質器１での水素生成を停止させる（Ｓ３１０）。さらに原料充填時間ｔｆが経過するまで待機する（Ｓ３１１）。原料充填時間ｔｆが経過した場合、ステップ（Ｓ３１２）に移行する。
【００９７】
一方で、ステップ（Ｓ３０９）において、通常停止フラグがＴの場合は、ステップ（Ｓ３１０）およびステップ（Ｓ３１１）をバイパスしてステップ（Ｓ３１２）に移行する。
【００９８】
ステップ（Ｓ３１２）では、原料供給器２を停止する。
【００９９】
続いて、温度検知手段４により改質器１の内部温度を測定し（Ｓ３１３）、原料の分解により改質器１に炭素析出が生じない温度（４００℃）まで低下したか判定する（Ｓ３１４）。
【０１００】
改質器１の内部温度が４００℃まで低下した場合、通常停止フラグを確認する（Ｓ３１５）。通常停止フラグがＦの場合は、原料供給遮断弁３を開き、改質器１内部の水蒸気を含むガスを改質器１の下流側に押し出す（Ｓ３１６Ｆ）。一方で、通常停止フラグがＴの場合は、原料供給器２を所定時間動作させることで、改質器１内部の水蒸気を含むガスを改質器１の下流側に押し出す（Ｓ３１６Ｔ）。
【０１０１】
以上の様に、本実施の形態によれば、ユーザー、あるいはメンテナンス要員等の操作者
が不在の場合も、正確なガス供給停止時刻情報を入手できるので、改質器内部の水蒸気を除去するために必要な原料ガスを確実に供給でき、改質器内部の触媒と凝縮水の接触による触媒の劣化を防止するための原料ガスボンベが不要となり、燃料電池システムの小型化や低コスト化が実現できる。
【０１０２】
なお、本実施の形態では、実行周期を０．１秒、大気圧Ｐａを１０１．３２５×１０3Ｐａ、原料供給経路８の昇圧後の大気圧Ｐａとの差圧Ｐｃを６７．５５×１０3Ｐａ、原料供給経路８の容積Ｖｃを１．２×１０-3ｍ3、原料供給経路８の温度Ｔｃを３００Ｋ、温度低下後の改質器１の温度Ｔｒを３００Ｋ、改質器１の容積Ｖｒを８×１０-4ｍ3、締切り圧力を１００×１０3Ｐａ、原料充填時間ｔｆを１分、ガス供給停止時刻ｔｓを１３時００分、水素生成停止時刻ｔｒｅｑを２２時００分および１２時５９分、現在時刻ｔｐを１２時５９分、改質器１に炭素析出が生じない温度を４００℃とそれぞれ設定したが、もちろん、これに限られるものではない。
【０１０３】
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４における燃料電池システム１００の構成の一例を示すブロック図である。
【０１０４】
実施の形態４に係る燃料電池システム１００の構成は、図４に示すように、実施の形態３における燃料電池システム１００と同様であるが、通信手段２３が緊急地震速報を受信する点が異なる。
【０１０５】
図６は、実施の形態４における燃料電池システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートのうち、ステップ（Ｓ４０２）からステップ（Ｓ４０５）に係る部分の実行周期は、０．１秒である。
【０１０６】
本実施の形態では、図６のフローチャートに示すように、まず、報知手段２１は、負荷４００で消費される電力に基づいて、燃料電池システム１００の運転計画を作成し、水素生成停止時刻ｔｒｅｑ（２２時００分）を設定する（Ｓ４０１）。
【０１０７】
次に。ステップ（Ｓ４０２）で、緊急地震速報が通信インフラ５００を介して報知手段２１に入力された場合は、通常停止フラグをＦにし（３０３Ｆ）、ステップ（Ｓ４０５）に移行する。一方で、緊急地震速報が通信インフラ５００を介して報知手段２１に入力されていない場合は、通常停止フラグをＴにする（Ｓ４０３Ｔ）。
【０１０８】
通常停止フラグがＴの場合は、ステップ（Ｓ４０４）に移行する。ステップ（Ｓ４０４）では、現在時刻ｔｐ（１２時５９分）が水素生成停止時刻ｔｒｅｑと同時刻、あるいは水素生成停止時刻ｔｒｅｑ以降であるか判定する。
【０１０９】
現在時刻ｔｐが水素生成停止時刻ｔｒｅｑと同時刻、あるいは水素生成停止時刻ｔｒｅｑ以降の場合には、ステップ（Ｓ４０５）に移行する。一方、例えば現在時刻ｔｐが１２時５８分の場合は、現在時刻ｔｐが水素生成停止時刻ｔｒｅｑ以前なので、ステップ（Ｓ４０２）に戻る。
【０１１０】
次に、ステップ（Ｓ４０５）で制御器２０は、現在の工程を確認する。すなわち、燃料電池システム１００の起動工程における、原料と水を同時に供給している状態から、水素生成と発電の停止工程における、原料による改質器内部の水素含有ガスの除去までの工程であれば、報知手段２１は制御器２０に水素生成停止要求を報知する（Ｓ４０６）。
【０１１１】
一方、ステップ（Ｓ４０５）において、現在の工程が、燃料電池システム１００の起動
工程における、原料と水を同時に供給している状態から、水素生成と発電の停止工程における、原料による改質器内部の水素含有ガスの除去までの工程でなければ、ステップ（Ｓ４０２）に戻る。
【０１１２】
次に、水素生成の停止処理について詳細に述べる。
【０１１３】
制御器２０は、水供給器５の動作を停止する（Ｓ４０７）。続いて通常停止フラグを確認する（Ｓ４０８）。通常停止フラグがＦの場合は、原料供給遮断弁３を閉じ、改質器１での水素生成を停止させる（Ｓ４０９）。さらに原料充填時間ｔｆが経過するまで待機する（Ｓ４１０）。原料充填時間ｔｆが経過した場合、ステップ（Ｓ４１１）に移行する。
【０１１４】
一方で、ステップ（Ｓ４０８）において、通常停止フラグがＴの場合は、ステップ（Ｓ４０９）およびステップ（Ｓ４１０）をバイパスしてステップ（Ｓ４１１）に移行する。
【０１１５】
ステップ（Ｓ４１１）では、原料供給器２を停止する。
【０１１６】
続いて、温度検知手段４により改質器１の内部温度を測定し（Ｓ４１２）、原料の分解により改質器１に炭素析出が生じない温度（４００℃）まで低下したか判定する（Ｓ４１３）。
【０１１７】
改質器１の内部温度が４００℃まで低下した場合、通常停止フラグを確認する（Ｓ４１４）。通常停止フラグがＦの場合は、原料供給遮断弁３を開き、改質器１内部の水蒸気を含むガスを改質器１の下流側に押し出す（Ｓ４１５Ｆ）。一方で、通常停止フラグがＴの場合は、原料供給器２を所定時間動作させることで、改質器１内部の水蒸気を含むガスを改質器１の下流側に押し出す（Ｓ４１５Ｔ）。
【０１１８】
以上の様に、本実施の形態によれば、地震発生前に水素生成と発電を停止するため、安全性の高い燃料電池システムを構成することが可能となる。また、地震による原料インフラの停止によって、燃料電池システムが原料の供給を受けられなくなるまでの間に、改質器内部の水蒸気を除去するために必要な原料ガスを貯蔵できるので、改質器内部の触媒と凝縮水の接触による触媒の劣化を防止するための原料ガスボンベが不要となり、燃料電池システムの小型化や低コスト化が実現できる。
【０１１９】
なお、本実施の形態では、緊急地震速報は、気象庁から直接受信しても良いとしたが、通信事業者などを経由して受信しても良い。
【０１２０】
また、実行周期を０．１秒、原料充填時間ｔｆを１分、水素生成停止時刻ｔｒｅｑを２２時００分、現在時刻ｔｐを１２時５９分、改質器１に炭素析出が生じない温度を４００℃とそれぞれ設定したが、もちろんこれに限られるものではない。
【０１２１】
（実施の形態５）
図７は本発明の実施の形態５における燃料電池システム１００の構成の一例を示すブロック図である。
【０１２２】
実施の形態５に係る燃料電池システム１００の構成は、図７に示すように、実施の形態４において、圧力検出手段９を備える。上記の点以外は、実施の形態４における燃料電池システム１００と同様である。
【０１２３】
圧力検出手段９は、原料インフラ２００と原料供給器２との間の原料インフラ２００の圧力を測定するもので、大気圧との圧力差を電気信号に変換し、制御器２０に送信する。
圧力検出手段９は、本実施の形態では、ダイヤフラムの圧力変化による歪を電気信号に変換する半導体式を用いた。
【０１２４】
図８は、実施の形態５における燃料電池システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートのうち、ステップ（Ｓ５０２）からステップ（Ｓ５０５）に係る部分の実行周期は、０．１秒である。
【０１２５】
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、報知手段２１は、負荷４００で消費される電力に基づいて、燃料電池システム１００の運転計画を作成し、水素生成停止時刻ｔｒｅｑ（２２時００分）を設定する（Ｓ５０１）。
【０１２６】
次に。ステップ（Ｓ５０２）で、緊急地震速報が通信インフラ５００を介して報知手段２１に入力された場合は、通常停止フラグをＦにし（Ｓ５０３Ｆ）、ステップ（Ｓ５０５）に移行する。一方で、緊急地震速報が通信インフラ５００を介して報知手段２１に入力されていない場合は、通常停止フラグをＴにする（Ｓ５０３Ｔ）。
【０１２７】
通常停止フラグがＴの場合は、ステップ（Ｓ５０４）に移行する。ステップ（Ｓ５０４）では、現在時刻ｔｐ（１２時５９分）が水素生成停止時刻ｔｒｅｑと同時刻、あるいは水素生成停止時刻ｔｒｅｑ以降であるか判定する。
【０１２８】
現在時刻ｔｐが水素生成停止時刻ｔｒｅｑと同時刻、あるいは水素生成停止時刻ｔｒｅｑ以降の場合には、ステップ（Ｓ５０５）に移行する。一方、例えば現在時刻ｔｐが１２時５８分の場合は、現在時刻ｔｐが水素生成停止時刻ｔｒｅｑ以前なので、ステップ（Ｓ５０２）に戻る。
【０１２９】
次に、ステップ（Ｓ５０５）で制御器２０は、現在の工程を確認する。すなわち、燃料電池システム１００の起動工程における、原料と水を同時に供給している状態から、水素生成と発電の停止工程における、原料による改質器内部の水素含有ガスの除去までの工程であれば、報知手段２１は制御器２０に水素生成停止要求を報知する（Ｓ５０６）。
【０１３０】
一方、ステップ（Ｓ５０５）において、現在の工程が、燃料電池システム１００の起動工程における、原料と水を同時に供給している状態から、水素生成と発電の停止工程における、原料による改質器内部の水素含有ガスの除去までの工程でなければ、ステップ（Ｓ５０２）に戻る。
【０１３１】
次に、水素生成の停止処理について詳細に述べる。
【０１３２】
制御器２０は、水供給器５の動作を停止する（Ｓ５０７）。続いて通常停止フラグを確認する（Ｓ５０８）。通常停止フラグがＦの場合は、原料供給遮断弁３を閉じ、改質器１での水素生成を停止させる（Ｓ５０９）。
【０１３３】
さらに原料充填時間ｔｆが経過するまで待機する（Ｓ５１０）。原料充填時間ｔｆが経過した場合、ステップ（Ｓ５１３）に移行する。一方で、原料充填時間ｔｆが経過していない場合は、圧力検出手段９によって、原料インフラ２００の圧力Ｐｇを測定する（Ｓ５１１）。
【０１３４】
次に、原料インフラ２００の圧力Ｐｇが、閾値Ｐｔｈ（０．５ｋＰａ）以下か判定する（Ｓ５１２）。原料インフラ２００の圧力Ｐｇｉｎが閾値Ｐｔｈ以下の場合は、ステップ（Ｓ５１３）に移行する。一方で、原料インフラ２００の圧力Ｐｇｉｎが閾値Ｐｔｈ以上の場合は、ステップ（Ｓ５１０）に戻る。
【０１３５】
ステップ（Ｓ５１３）では、原料供給器２の動作を停止する。
【０１３６】
続いて、温度検知手段４により改質器１の内部温度を測定し（Ｓ５１４）、原料の分解により改質器１に炭素析出が生じない温度（４００℃）まで低下したか判定する（Ｓ５１５）。
【０１３７】
改質器１の内部温度が４００℃まで低下した場合、通常停止フラグを確認する（Ｓ５１６）。通常停止フラグがＦの場合は、原料供給遮断弁３を開き（Ｓ５１７Ｆ）、改質器１内部の水蒸気を含むガスを改質器１の下流側に押し出す。一方で、通常停止フラグがＴの場合は、原料供給器２を所定時間動作させることで、改質器１内部の水蒸気を含むガスを改質器１の下流側に押し出す（Ｓ５１７Ｔ）。
【０１３８】
以上の様に、本実施の形態によれば、原料供給器の上流側に接続された他のガス消費機器から空気を吸い込むことによる、ガス流通経路内での異常燃焼の発生を防止でき、安全性の高い燃料電池システムを構成することが可能となる。また、地震発生前に水素生成と発電を停止するため、安全性の高い燃料電池システムを構成することが可能となる。
【０１３９】
また、地震による原料インフラの停止によって、燃料電池システムが原料の供給を受けられなくなるまでの間に、改質器内部の水蒸気を除去するために必要な原料ガスを貯蔵できるので、改質器内部の触媒と凝縮水の接触による触媒の劣化を防止するための原料ガスボンベが不要となり、燃料電池システムの小型化や低コスト化が実現できる。
【０１４０】
なお、本実施の形態では、圧力検出手段９は、本実施の形態では、ダイヤフラムの圧力変化による歪を電気信号に変換する半導体式を用いたが、ダイヤフラムの圧力変化による歪を静電容量の変化として測定する、静電容量式を用いても良い。
【０１４１】
また、実行周期を０．１秒、原料充填時間ｔｆを１分、原料インフラ２００の圧力の閾値Ｐｔｈを０．５ｋＰａ、改質器１に炭素析出が生じない温度を４００℃とそれぞれ設定したが、もちろんこれに限られるものではない。例えば、都市ガスは、一般に１．０以上かつ２．５ｋＰａ以下で供給されているので、０．０ｋＰａ以上かつ１．０ｋＰａ未満としても良い。
【０１４２】
また、ＬＰガスは、ボンベとガス消費機器の間に圧力調整器が設置されており、２．３ｋＰａ以上３．３ｋＰａ以下の圧力で供給されるので、０．０ｋＰａ以上かつ２．３ｋＰａ未満としても良い。
【０１４３】
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】
【０１４４】
以上の様に、本発明にかかる燃料電池システムは、原料ガスボンベを設けなくても、改質器内部の水蒸気を除去するために必要な原料ガスを供給できるので、改質器内部の触媒と凝縮水の接触による触媒の劣化を防止することができ、燃料電池システムの小型化や低コスト化が実現できるため、ガス供給インフラに接続して発電をおこないたい用途、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】
【０１４５】
１  改質器
２  原料供給器
３  原料供給遮断弁
４  温度検知手段
５  水供給器
６  燃焼器
７  空気供給器
８  原料供給経路
９  圧力検出手段
１０  水素生成装置
１１  燃料電池
２０  制御器
２１  報知手段
２２  入力手段
２３  通信手段
３０  インバータ
１００  燃料電池システム
２００  原料インフラ
３００  系統電源
４００  負荷
５００  通信インフラ
【図１】
2016213162.tif 000005
【図２】
2016213162.tif 000006
【図３】
2016213162.tif 000007
【図４】
2016213162.tif 000008
【図５】
2016213162.tif 000009
【図６】
2016213162.tif 000010
【図７】
2016213162.tif 000011
【図８】
2016213162.tif 000012