CN101682067A - 燃料电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的燃料电池系统具备：具有使用原料并通过重整反应而生成含氢气体的重整器(1a)的氢生成装置(1)、使用从氢生成装置(1)提供的含氢气体进行发电的燃料电池(2)、燃烧从燃料电池(2)排出的阳极尾气并加热重整器(1a)的燃烧器(3)、检测从燃烧器(3)排出的燃烧排出气体中的一氧化碳浓度的CO检测器(7)、加热CO检测器(7)的电加热器(8)以及控制器(19)；燃料电池系统被构成为：控制器(19)根据燃料电池(2)发电量的上升而使电加热器(8)的通电量上升。

Description

燃料电池系统
技术领域
本发明涉及具备氢生成装置的燃料电池系统，该氢生成装置具有提供用于重整反应的热的燃烧器。
背景技术
如图8所示，现有的燃料电池系统具备：将城市燃气等的含氢有机化合物作为原料并通过重整反应生成含氢气体的氢生成装置81，以及使用从该氢生成装置81提供的含氢气体和氧化剂气体来进行发电的燃料电池82。通常，该燃料电池系统被构成为将从燃料电池82排出的可燃性的阳极尾气在燃烧器燃烧，并且将重整反应所需的热提供给氢生成装置81，但是为了确认该燃烧器83的燃烧稳定性而通常使用CO传感器85。但是，从燃烧器83排出的燃烧排出气体中的水分一旦在该CO传感器85上结露之后会发生检测不良，所以提出了将排出冷凝水的排水部84配设于到达CO传感器85之前的燃料排出气体流路中(例如参照专利文献1)。
另一方面，为了解决相对于上述的CO传感器的结露问题而提出了将电加热器配设于CO传感器附近的燃烧装置(例如参照专利文献2)。
专利文献1：日本特开2006-213566号公报
专利文献2：日本特开平8-035655号公报
发明内容
在此，为了解决上述专利文献1所记载的燃料电池系统的CO传感器的结露问题，如上述专利文献2所记载，在将电加热器设置于CO传感器附近的情况下，在燃料电池系统启动处理时，因为包括CO传感器的燃料电池系统的周边环境的温度较低，所以有必要用电加热器加热CO传感器以使得在CO传感器上不产生结露。另一方面，因为在启动处理时已经升温，所以在发电运转过程中，通常降低CO传感器的加热量。在此，存在以下问题：在发电运转过程中如果使燃料电池的发电量上升，那么就会有在CO传感器上产生结露的情况。
本发明是为了解决上述现有技术的问题而作出的，目的是提供燃料电池系统，其在使用加热被配设于燃烧燃料电池的阳极尾气的燃烧器的燃烧排出气体路径中的CO传感器的电加热器的方式中，较现有技术而言，更加能够抑制燃料电池的发电运行过程中的CO传感器的结露。
本发明人就上述问题作了悉心研究，结果获得了以下见解：在燃料电池的发电量较高的情况下，推断阳极尾气中的可燃性气体量增多，且燃烧排出气体中的水分量增多，而在这种情况下，如果发电量被维持在其高水准则不容易产生结露，在发电量上升的过程中在CO传感器上容易产生结露。这被推断为是因为，在燃料电池的发电量较低的情况下，因为包含于燃烧排出气体中的热量较小所以CO传感器本身的温度容易变低，在该传感器的温度较低时，如果燃料电池的发电量上升则温度升高含水蒸汽较多的燃烧排出气体与CO传感器相接触，而容易产生结露。
根据这种见解，为了解决上述现有技术的问题，本发明的燃料电池系统具备：氢生成装置，具有重整器，该重整器使用原料通过重整反应而生成含氢气体；燃料电池，使用从所述氢生成装置提供的含氢气体进行发电；燃烧器，燃烧从所述燃料电池排出的阳极尾气并加热所述重整器；CO检测器，检测从所述燃烧器排出的所述燃烧排出气体中的一氧化碳浓度；电加热器，加热所述CO检测器；以及控制器；所述燃料电池系统被构成为：所述控制器根据所述燃料电池的发电量的上升而使所述电加热器的通电量上升。
通过如此的构成，从而在燃料电池的发电量上升时，可以抑制包含于燃料电池的阳极尾气中的水分在CO检测器上结露的可能性，并且可以更加稳定地监测燃烧器的燃烧稳定性。
另外，本发明的燃料电池系统也可以被构成为：具备控制从所述燃料电池输出的电力量的发电量控制器；在向所述发电量控制器的发电量指令值上升时，所述控制器使提供给所述电加热器的通电量上升。
另外，本发明的燃料电池系统也可以被构成为：在电力负载的电力消耗量大于所述燃料电池的发电量时，所述控制器使提供给所述电加热器的通电量上升。
另外，本发明的燃料电池系统也可以被构成为：在所述燃料电池的发电量上升时，所述控制器使提供给所述电加热器的通电量上升。
另外，本发明的燃料电池系统中，所谓使提供给所述电加热器的通电量上升，包括：将所述电加热器的动作从关闭(OFF)切换到开启(ON)。
另外，本发明的燃料电池系统也可以是：在开启所述电加热器时，无论之后的所述燃料电池的发电量的增或减，所述控制器以在规定的保持时间内持续所述电加热器的开启状态的方式控制所述电加热器。
通过如以上所述进行构成，电加热器的ON-OFF次数降低，电加热器的耐久性提高。
另外，本发明的燃料电池系统也可以是：所述燃料电池系统的发电运转时的所述电加热器的平均通电量低于所述燃料电池系统的启动处理时的所述电加热器的平均通电量。
通过形成如上所述的构成，从而能够抑制由于电加热器的电力消耗而引起的能量效率的下降，同时可以抑制包含于燃料电池的阳极尾气中的水分在CO检测器上结露的可能性，从而可以更加稳定地监测燃烧器的燃烧稳定性。
另外，本发明的燃料电池系统也可以是：所述燃料电池系统的发电运转时的所述电加热器的平均通电量低于所述燃料电池系统的启动处理时的所述电加热器的最大通电量。
另外，本发明的燃料电池系统也可以是：使所述燃料电池系统的发电运转时的所述电加热器的通电量上升之前的所述电加热器的基本通电量，低于所述燃料电池系统的启动处理时的所述电加热器的基本通电量。
通过形成如上所述的构成，从而能够抑制由于电加热器的电力消耗而引起的能量效率的下降，同时可以抑制包含于燃料电池的阳极尾气中的水分在CO检测器上结露的可能性，从而可以更加稳定地监测燃烧器的燃烧稳定性。
另外，本发明的燃料电池系统也可以是：使所述燃料电池系统的发电运转时的所述电加热器的通电量上升之前的所述电加热器的基本通电量为0。
再有，本发明的燃料电池系统也可以被构成为：所述控制器在使所述电加热器的开启(ON)状态持续了所述规定的保持时间之后，使所述电加热器的动作为关闭(OFF)。
本发明的上述目的、其它的目的、特征以及优点在参照附图的情况下，通过以下优选的实施方式的详细说明可以明确。
根据本发明的燃料电池系统，在燃料电池的发电量上升时，可以抑制包含于燃烧排出气体中的水分在CO检测器上结露，从而可以更加稳定地监测加热重整器的燃烧器的燃烧稳定性。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1中的燃料电池系统的构成的概略图。
图2是表示本发明的实施方式1中的燃料电池系统的发电量以及电加热器的ON动作的随时间变化的概略图。
图3是本发明的实施方式1中的燃料电池系统的电加热器控制的流程图。
图4是表示本发明的实施方式2中的燃料电池系统的发电量以及电加热器的ON动作的随时间变化的概略图。
图5是本发明的实施方式2中的燃料电池系统的电加热器控制的流程图。
图6是表示本发明的实施方式3中的燃料电池系统的发电量以及电加热器的ON动作的随时间变化的概略图。
图7是本发明的实施方式3中的燃料电池系统的电加热器控制的流程图。
图8是表示现有的燃料电池系统的构成的图。
图9是表示本发明的实施方式4中的燃料电池系统的发电量以及电加热器的ON动作的随时间变化的概略图。
图10是表示变形例的燃料电池系统的发电量以及电加热器的ON动作的随时间变化的概略图。
符号说明
1.氢生成装置
2.燃料电池
3.燃烧器
4.燃烧排出气体路径
5.第1热交换器
6.冷凝水储罐
7.CO检测器
8.电加热器
9.冷却水路径
10.第2热交换器
11.热水储槽
12.原料供给器
13.水供给器
14.氧化剂气体供给器
15.发电量控制器
16.第1电流检测器
17.第2电流检测器
18.切换器
19.控制器
81.氢生成装置
82.燃料电池
83.燃烧器
84.排水部
85.CO传感器
100.燃料电池系统
具体实施方式
以下参照附图就本发明的最佳实施方式作如下说明。还有，在所有的图面上将相同的符号标注于相同或者相当的部分上，并省略重复说明。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1中的燃料电池系统的构成的概略图。
如图1所示，本实施方式1的燃料电池系统100具备：具有重整器1a的氢生成装置1，重整器1a使用从原料供给器12提供的原料以及从水供给器13提供的水并通过水蒸汽重整反应从而生成含氢气体；使用从氢生成装置1提供的含氢气体和从氧化剂气体供给器14提供的氧化剂气体来进行发电的燃料电池2；燃烧从燃料电池2排出的阳极尾气从而将用于水蒸汽重整反应的热提供给重整器1a的燃烧器3；使从燃烧器3排出的燃烧排出气体流动的燃烧排出气体路径4；使在燃烧排出气体路径4中流动的燃烧排出气体中的水分冷凝的第1热交换器5；储存由第1热交换器5冷凝了的冷凝水的冷凝水储罐6；检测包含于由第1热交换器5除去了水分的燃烧排出气体中的一氧化碳浓度的CO检测器7；被配设于CO检测器7的附近的用于抑制在CO检测器7上产生结露的电加热器8；使冷却燃料电池2的冷却水在其中流动的冷却水路径9；从冷却水中回收热的第2热交换器10；将由第1热交换器5以及第2热交换器10回收了的热作为热水加以储存的热水储槽11；控制从燃料电池2输出的电力量的发电量控制器15；被设置于燃料电池2和系统电源的连结点与系统电源之间的第1电流检测器16；检测从发电量控制器15输出的电流量的第2电流检测器17；将由氢生成装置1生成的含氢气体的流入对象在燃料电池2和旁通于燃料电池2的路径之间切换的切换器18；控制燃料电池系统100内的各个设备的动作的控制器19。
还有，氢生成装置1不仅具有重整器1a，还具有用于通过转化反应来降低由重整器1a生成的含氢气体中的一氧化碳的转化器(未图示)和用于通过氧化反应而降低由重整器1a生成的含氢气体中的一氧化碳的CO除去器(未图示)。原料供给器12将城市燃气等的含氢有机化合物作为原料提供给氢生成装置1；发电量控制器15包含作为将燃料电池2的直流电转换成交流电的直交流转换器的反相器(inverter)；控制器19根据电力负载的消耗电力以使其追随该消耗电力的方式向发电量控制器15输出发电量指令值，而在本实施方式1的燃料电池系统100中，控制器19根据该发电量指令值控制电加热器8的动作的ON(开启)/OFF(关闭)。另外，作为电加热器8，例如利用夹套加热器(sheathedheater)，电加热器8只要能够加热CO检测器7，其设置形态没有特别的限定。
接着，就本实施方式1的燃料电池系统100的动作做如下说明。
图2是表示电力负载的消耗电力的随时间变化、相对于此的本实施方式1的燃料电池系统100中的燃料电池2的发电量的随时间变化以及针对燃料电池2的发电量的电加热器8的ON/OFF动作控制的图。
如图2所示，本实施方式1的燃料电池系统100在增加燃料电池2的发电量的情况下，通过将电加热器8的动作设置为ON动作，从而在从燃烧器3排出的燃烧排出气体的温度以及水蒸汽量增加的过程中，抑制在CO检测器7上产生结露。是否使燃料电池2的发电量增加，是根据控制器19输出到发电量控制器15的发电量指令值来加以判断的。另外，一旦电加热器8被设置为ON之后，不论之后的燃料电池2的发电量指令值的增减，通过在规定的保持时间T1以上持续ON动作，从而抑制电加热器8的频繁的ON/OFF动作，同时也关系到抑制电加热器8的劣化。
作为上述电加热器8的更为具体的动作，基于由图3所表示的流程图进行说明。首先，在燃料电池系统100的启动处理开始以后，控制器19将电加热器8的动作设置为ON，从而抑制在CO检测器7上产生结露。然后，氢生成装置1的升温工序结束而由氢生成装置1生成的含氢气体中的一氧化碳被充分降低之后，控制器19对切换器18进行切换，将从氢生成装置1送出的含氢气体的流入对象从旁通路径切换到燃料电池2侧，从而结束燃料电池系统100的启动处理，并开始燃料电池2的发电运转。
然后，在燃料电池2的发电运转过程中，每隔规定时间从控制器19向发电量控制器15输出发电量指令值，但是要判定在现在时刻的发电量指令值相对于上一次(规定时间前)的发电量指令值的变化量是否是正的值，也就是说，要判定是否由控制器19增加燃料电池2的发电量(步骤S31)，如果在步骤S31中判定燃料电池2的发电量指令值增加的情况下，将电加热器8的动作设定为ON(步骤S32)。如果在发电量没有被判定为增加的情况下，则回到步骤S31，并每隔规定时间判定燃料电池2的发电量增加与否。
接着，在电加热器8的动作被设为ON的情况下，电加热器8的动作为ON直至经过规定的保持时间T1为止(步骤S33)，然后使电加热器8的动作为OFF(步骤S34)。然后，在燃料电池2在发电运转过程中的情况下，回到步骤S31且重复以上的动作。
还有，在上述的本实施方式1的燃料电池系统100中，就根据燃料电池2的发电量是否增加来控制电加热器8的ON/OFF动作作了说明，但是，在燃料电池系统100的发电运转过程中，也可以构成为：使电加热器8的动作固定在ON的动作，并根据燃料电池2的发电量(发电量指令值或者第2电流检测器17的检测电流值)的增减来使提供给电加热热器8的通电量增减。即，在燃料电池2的发电量指令值增加的情况下，或者在由第2电流检测器17的检测电流值检测到燃料电池2的发电量增加开始的情况下，推断在CO检测器7上通过的燃烧排出气体的温度以及水蒸汽量增加，所以使提供给电加热器8的通电量增加，使电加热器8的加热量增加。另外，在燃料电池2的发电量指令值减少的情况下，推断在CO检测器7上通过的燃烧排出气体的温度以及水蒸汽量减少，所以使提供给电加热器8的通电量减少。还有，上述的“通电量”是指每单位时间提供给电加热器8的电力量，上述通电量的增减只要增减电加热器8所发的热量即可。因此，也可以采用连续性地使提供给电加热器8的电压增减的方式。另外，也可以将所谓Duty控制、周期性地进行ON-OFF(开-闭)的规定电压脉冲提供给电加热器8，并以每一周期的ON时间的比例进行通电量的增减。例如，在控制器19以施加按照100毫秒时间为ON并且剩余的900毫秒为OFF来动作的1秒周期的电压脉冲的形式控制电加热器8的情况下，如果使1秒周期内的ON时间为50毫秒的话，就能够减少通电量，如果使1秒周期内的ON时间为150毫秒的话，就能增加通电量。
另外，控制器19虽然根据燃料电池2的发电量增加与否进行对电加热器8的控制，但是并不限定于此，也可以根据对应于燃料电池2的发电量的增减而被控制的物理量的控制值(例如提供给氢生成装置1的原料供给量的控制值、提供给氢生成装置1的水供给量的控制值、提供给燃料电池2的阴极的空气供给量的控制值等)，或者根据对应于燃料电池2的发电量的增减而被控制的物理量的未图示的各个检测器(例如检测从原料供给器12提供给氢生成装置1的原料流量的检测器、提供给氢生成装置1的水供给量的检测器、提供给燃料电池2的阴极的空气供给量的检测器等)的检测值，进行对电加热器8的控制。
在此，如以上所述，在燃料电池2中，由从原料供给器12提供的原料与从水供给器13提供的水在氢生成装置1中生成的含氢气体、从氧化剂气体供给器14提供的氧化剂气体(在这里是空气)进行发电，控制器19以使其对应于燃料电池2的发电量的形式使它们的供给量增减。因此，控制器19也可以替代在本实施方式1中所使用的燃料电池2的发电量，而根据以各个检测器检测的原料流量、水流量以及空气流量、或者提供给各个供给器的流量指令值，来进行对电加热器8的控制。即，控制器19在以各个检测器检测的原料流量、水流量或空气流量、或者提供给各个供给器的流量指令值增加的情况下，可以采用将电加热器8的动作设为ON的方式，或者在发电运行时稳定地进行ON动作的增加电加热器8的通电量的方式。
如上所述，本发明所规定的“燃料电池的发电量开始上升的情况”是指使燃料电池2的发电量增加的情况，也就是，包括以下任意的情况：与燃料电池2的发电量直接或者间接相关的物理量的控制值(例如，发电量指令值、原料供给量的控制值、水供给量的控制值、空气供给量的控制值等)开始增加的情况，或者，与燃料电池2的发电量直接或者间接相关的物理量的检测值(例如，电流量、原料流量、水流量以及空气流量的检测值等)开始增加的情况。
另外，在图2中存在电加热器8的ON动作持续得比规定保持时间T1还要长的期间，这表示的是这样的情况：即，尽管如上所述暂时将电加热器8设为OFF，但是在重新返回的步骤S31中判定为燃料电池2的发电量指令值的变化量增加，从而再次迅速使电加热器8为ON，从而实质上电加热器8持续得比保持时间T1还要长。
根据以上所说明的本实施方式1的燃料电池系统100，就能够抑制由于电加热器8的电力消耗而引起的能量效率的降低，同时能够抑制包含于燃料电池2的阳极尾气中的水分在CO检测器17上结露，从而能够更加稳定地监测燃烧器3的燃烧稳定性。另外，电加热器8一旦进入了ON动作之后，控制器19不论其后的燃料电池2的发电量指令值的增减，都进行控制以使其持续规定的保持时间T1，从而可以抑制频繁的ON/OFF动作，并可以抑制电加热器8的劣化。
(实施方式2)
接着，就本发明的实施方式2中的燃料电池系统作如下说明。
本实施方式2的燃料电池系统100的构成与实施方式1相同，而由控制器19进行的电加热器8的ON/OFF控制不同，因此就该点作详细描述。
图4是表示电力负载的电力消耗的随时间变化、相对于此的本实施方式2的燃料电池系统100中的燃料电池2的发电量的随时间变化以及相对于燃料电池2的发电量的电加热器8的ON/OFF动作控制的图。
如图4所示，本实施方式2的燃料电池系统100在电力负载的电力消耗比燃料电池2的发电量更多的情况下，以追随电负载的电力消耗的方式控制燃料电池2的发电量，所以控制器19所输出的燃料电池2的发电量指令值增加的可能性较高，使电加热器8的动作为ON。也就是说，本发明中规定的“燃料电池的发电量开始上升的情况”也包括预测到燃料电池2的发电量的增加那样的情况。但是，在即使电力负载的电力消耗比燃料电池2的发电量更多但其差值较小的情况下，因为燃料电池2的发电量继续上升不被估计在内，所以优选构成为：在电力负载的电力消耗和燃料电池2的发电量之差ΔW1在燃料电池2的发电量继续上升被估计在内的第1阈值以上的情况下，将电加热器8的动作设为ON。
以下，就本实施方式2的燃料电池系统100中的电加热器8的上述控制动作的细节，基于图5所表示的流程图加以说明。首先，经过与实施方式1中说明的情况同样的启动处理而开始燃料电池2的发电运转之后，由控制器19判定电力负载的电力消耗与燃料电池2的发电量之差ΔW1是否在150W以上(步骤S51)。在此，电力负载的电力消耗是由控制器19输出的发电量指令值和由第1电流检测器16检测的电流值的总和，燃料电池2的发电量则是由控制器19输出的发电量指令值。在此情况下，控制器19以及第2电流检测器17构成本发明的负载电力检测器，控制器19兼用作本发明的燃料电池的发电量检测器。还有，也可以使用由被配设于发电量控制器15与连结点之间的电路中的第2电流检测器17所检测到的电流值来替代上述发电量指令值从而计算出电力负载的电力消耗，作为燃料电池2的发电量。在此情况下，第1电流检测器16以及第2电流检测器17构成本发明的负载电力检测器，第2电流检测器17构成本发明的燃料电池的发电量检测器。
接着，在步骤S51中，在ΔW1被判定为150W以上的情况下，使电加热器8的动作为ON(步骤S52)。在步骤S51中，在ΔW1被判定为小于150W的情况下，返回到步骤S51，并每隔规定时间判定ΔW1是否在150W以上。接着，在电加热器8的动作被设为ON的情况下，保持电加热器8的动作为ON直至经过规定的保持时间T1(步骤S53)，然后使电加热器8的动作为OFF(步骤S54)。然后，燃料电池2在发电运转过程中的情况下，返回到步骤S51并重复以上的动作。
还有，在上述的本实施方式2的燃料电池系统100中，对于根据电力负载的电力消耗与燃料电池2的发电量之差ΔW1是否在150W以上来控制电加热器8的ON/OFF动作作了说明，但是也可以与实施方式1的燃料电池系统100同样构成为：暂时使电加热器为ON之后，根据其后的燃料电池2的发电量(发电量指令值或者第2电流检测器17的检测电流)的增减来使提供给电加热器8的通电量增减。
由以上所说明的本实施方式2的燃料电池系统100，与实施方式1中的燃料电池系统100相比较，可以进一步抑制由于电加热器8的电力消耗而引起的能量效率的降低。即，本实施方式2的燃料电池系统100在设想燃料电池2的发电量持续增加并为高输出的情况下，将电加热器8的动作设为ON，所以与无论是否将其后的燃料电池的继续输出估计在内而仅在燃料电池2的发电量指令值增加的情况下将电加热器8设为ON的实施方式1的情况相比较，因为使电加热器8的ON动作进一步限于必要的情况而进行动作，所以电加热器8的动作频率降低，从而关系到燃料电池系统100的效率的提升以及电加热器8的耐久性的提高。
(实施方式3)
接着，就本发明的实施方式3中的燃料电池系统作如下说明。
本实施方式3的燃料电池系统100的构成是与实施方式1相同的，而由控制器19进行的电加热器8的ON/OFF控制不同，因此就该点作如下详述。
图6是表示电力负载的电力消耗随时间的变化、相对于此的本实施方式3的燃料电池系统100中的燃料电池2的发电量的随时间的变化以及相对于燃料电池2的发电量的电加热器8的ON/OFF动作控制的图。
如图6所示，本实施方式3的燃料电池系统100在燃料电池2的发电量持续增加的情况下，在CO检测器7上通过的燃烧排出气体中的水蒸汽量的增加量变大，其量在CO检测器7上结露的可能性增高，所以使电加热器8的动作为ON。也就是说，优选构成为：在规定时间内的燃料电池2的发电量的增加量ΔW2在第2阈值以上时，将电加热器8的动作设为ON。还有，上述第2阈值优选为在CO检测器7上不产生结露的燃料电池2的发电量的增加量的上限值以下的规定值。另外，上述的燃料电池2的发电量持续增加不仅包括燃料电池2的发电量连续增加的情况，还包括即使在规定时间内稍有增减但在整个规定时间内燃料电池2的发电量存在着增加倾向的情况。
以下就本实施方式3的燃料电池系统100中的电加热器8的上述控制动作的细节，按照图7所表示的流程图加以说明。首先，经过与实施方式1中说明的情况相同的启动处理而开始燃料电池2的发电运转之后，由控制器19判定燃料电池2的发电量的规定时间内的增加量ΔW2是否在150W以上(步骤S71)。在此，燃料电池2的发电量使用由控制器19输出的发电量指令值、或者由被配设于发电量控制器15与连结点之间的电路中的第2电流检测器17检测出的电流值。在此情况下，控制器19兼用作本发明的燃料电池2的发电量检测器，或者第2电流检测器17构成本发明的燃料电池的发电量检测器。
接着，在步骤S71中在判定了ΔW2为150W以上的情况下，使电加热器8的动作为ON(步骤S72)。在步骤S71中如果判定ΔW2是小于150W，则返回到步骤S71，并且每隔规定时间判定ΔW2是否在150W以上。接着，在电加热器8的动作被设为ON的情况下，使电加热器8的动作保持为ON直至经过规定的保持时间T1为止(步骤S73)，然后使电加热器8的动作为OFF(步骤S74)。然后，在燃料电池2是在发电运转过程中的情况下，返回到步骤S71并重复以上的动作。
还有，在上述的本实施方式3的燃料电池系统100中，关于根据在规定时间内的燃料电池2的发电量的增加量ΔW2是否在150W以上来控制电加热器8的ON/OFF动作作了上述说明，不过也可以与实施方式1的燃料电池系统100同样地构成为：一旦将电加热器设为ON之后，根据其后的燃料电池2的发电量(发电量指令值或者第2电流检测器17的检测电流)的增减来使提供给电加热器8的通电量增减。
由以上所说明的本实施方式3的燃料电池系统100，与实施方式2中的燃料电池系统100相比较，可以进一步抑制由于电加热器8的电力消耗而引起的能量效率的降低。即，本实施方式3的燃料电池系统100在确认了燃料电池2的发电量继续增加之后，将电加热器8的动作控制为ON，所以仅将持续的燃料电池2的输出的增加估计在内，与将电加热器8设为ON的实施方式2的情况相比较，因为限于需要电加热器8的ON动作的情况而进行动作，所以关系到能够进一步减少电加热器8的无用的ON动作，从而关系到燃料电池系统100的效率的上升以及电加热器8的耐久性的提高。
另外，实施方式2中的燃料电池系统100的情况下，实际上有燃料电池2的发电量继续上升并且在CO检测器17上产生结露的可能性，即使在此情况下也只在ΔW1没有达到第1阈值以上时不使电加热器8为ON动作，因而会有发生不能够防止在CO检测器17上的结露的情况的可能性；而本实施方式3的燃料电池系统100是根据实际的燃料电池2的发电量来控制电加热器8的ON/OFF动作，所以可以更加切实地抑制在CO检测器17上的结露。还有，作为电加热器8的动作控制，也可以将燃料电池系统100构成为：包括实施方式2的燃料电池系统100中的电加热器的动作控制和本实施方式的燃料电池系统100的电加热器8的动作控制这二者。
(实施方式4)
接着，就本发明的实施方式4中的燃料电池系统作如下说明。
本实施方式4的燃料电池系统100与实施方式1的构成相同，其特征在于：控制器19以这样的方式进行控制，即，与启动处理过程中的提供给电加热器8的平均通电量相比较而言，降低燃料电池系统100的发电处理过程中的提供给电加热器8的平均通电量。
这是因为，在燃料电池系统100的启动处理之前，CO检测器7等的各个设备的温度与发电运转过程中相比较更低，并且根据燃料电池系统100的运转停止到下一次启动处理开始为止的待机时间的长短，还会有降低至大气温度的程度的情况。因此，在燃料电池系统100启动时，容易在CO检测器7上发生结露，所以有必要利用电加热器8来对CO检测器7进行加热。另一方面，在燃料电池系统100的发电运转过程中，因为在启动处理过程中包括CO检测器7的各设备的温度已经升高，所以没有必要为了抑制在CO检测器7上面的结露而以与启动处理时相同的加热量来加热CO检测器7。因此，也为了抑制由于电加热器8的电力消耗而引起的能量效率的降低，电加热器8被控制器19控制为，使得与启动处理过程中的平均通电量相比较而言降低提供给燃料电池系统100的发电运转过程中的电加热器8的平均通电量。
在此，图9是表示电力负载的电力消耗的随时间变化、相对于此的本实施方式4的燃料电池系统100中的燃料电池2的发电量的随时间变化、以及燃料电池系统100的启动处理过程中和发电运转过程中的电加热器8的动作控制的图。
如图9所示，本实施方式4的燃料电池系统100被构成为：作为电加热器8的动作控制仅仅进行ON/OFF控制，并根据每单位时间的ON时间的长短来控制提供给电加热器8的通电量。在此，控制器19通过以使燃料电池系统100的发电运转过程中的提供给电加热器8的每单位时间的平均通电(ON动作)时间短于燃料电池系统100的启动处理过程中的电加热器8的每单位时间的平均通电(ON动作)时间的方式加以控制，从而控制成使燃料电池系统100的发电运转过程中的提供给电加热器8的平均通电量低于燃料电池系统100的启动处理过程中的提供给电加热器8的平均通电量。
具体为，燃料电池系统100伴随着启动处理开始而开始电加热器8的ON动作，并持续电加热器8的ON动作直至在启动处理过程中完成氢生成装置1的升温工序并切换切换器10直至成为能够提供燃料电池2的含氢气体的状态为止。然后，与实施方式1或者实施方式2同样，在燃料电池2的发电量开始上升的情况下，适当地在规定的保持时间T1的期间内，使电加热器8进行ON动作。还有，在此，控制器19进行控制以使燃料电池系统100的发电运转过程中的提供给电加热器8的平均通电量低于燃料电池系统100启动处理过程中的提供给电加热器8的平均通电量，但是并不限定于此，也可以控制成，使得燃料电池系统100的发电运转过程中的提供给电加热器8的平均通电量低于燃料电池系统100启动处理过程中的提供给电加热器8的最大通电量。
由此，本实施方式4的燃料电池系统100可以在发电运转过程中抑制由于电加热器8的电力消耗而引起的能量效率的降低，并且能够抑制CO检测器7的结露。
(变形例)
图10是表示电力负载的电力消耗的随时间变化、相对于此的变形例的燃料电池系统100中的燃料电池2的发电量的随时间变化、燃料电池系统100的启动处理过程中和发电运转过程中的电加热器8的动作控制以及提供给电加热器8的通电量的图。
本变形例的燃料电池系统100不同于上述实施方式4的燃料电池系统，而被构成为：控制器19不仅能够控制ON/OFF动作来作为电加热器8的动作控制，而且能够控制ON动作时的通电量。于是，如图10所示，不同于实施方式4，不仅仅是在开始燃料电池1的发电量上升的情况下而且还在这以外的状态下，都在发电运转过程中使电加热器8进行ON动作。但是，在燃料电池1的发电量开始上升的情况以外的提供给电加热器8的通电量被控制为，比在燃料电池1的发电量开始上升的情况下的通电量更小的一定的通电量(W2)。还有，将在该燃料电池2的发电量开始上升的情况之外的情况下的一定的通电量称作为第1基本通电量；另外，在本变形例中，被构成为：在燃料电池系统100的启动处理过程中，控制器10是以使得成为比第1基本通电量W2更大的第2基本通电量W1的方式控制电加热器8的动作。由此，与上述实施方式4同样，可以在发电运转过程中抑制由于电加热器8的电力消耗而引起的能量效率的降低，而且可以抑制CO检测器7的结露。
还有，关于上述实施方式4以及上述变形例中的燃料电池系统100，与实施方式1或者实施方式2同样，采用了在燃料电池2的发电量开始上升的情况下进行使电加热器8的通电量增加的控制的方式，但是也可以与实施方式3同样，采用在燃料电池2的发电量持续上升的情况下提高提供给电加热器8的通电量的方式。
根据上述说明，对于本领域技术人员来说，本发明的很多改进和其他的实施方式是显而易见的。因此，上述说明应当仅被作为示例来解释，是为了向本领域技术人员教导实施本发明的最佳方式而提供的。可以不脱离本发明的精神而实质性地变更其构造以及/或者功能的细节。
产业上的利用可能性
本发明所涉及的燃料电池系统可以在燃料电池的发电量上升时抑制包含于燃烧排出气体中的水分在CO检测器上面结露，并且能够更加稳定地监测燃烧器的燃烧稳定性，所以作为家庭用的燃料电池系统等是有用的。

Claims (12)

1.一种燃料电池系统，其特征在于：
具备：
氢生成装置，具有重整器，该重整器使用原料通过重整反应而生成含氢气体，
燃料电池，使用从所述氢生成装置提供的含氢气体进行发电，
燃烧器，燃烧从所述燃料电池排出的阳极尾气并加热所述重整器，
CO检测器，检测从所述燃烧器排出的所述燃烧排出气体中的一氧化碳浓度，
电加热器，加热所述CO检测器，以及
控制器；
所述燃料电池系统被构成为：所述控制器根据所述燃料电池的发电量的上升而使所述电加热器的通电量上升。
2.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于：
所述燃料电池系统被构成为：在所述燃料电池的发电量开始上升的情况下，在向所述发电量控制器的发电量指令值上升时，所述控制器使提供给所述电加热器的通电量上升。
3.如权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于：
具备控制从所述燃料电池输出的电力量的发电量控制器；
所述燃料电池系统被构成为：在向所述发电量控制器的发电量指令值上升时，所述控制器使提供给所述电加热器的通电量上升。
4.如权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于：
所述燃料电池系统被构成为：在电力负载的电力消耗量大于所述燃料电池的发电量时，所述控制器使提供给所述电加热器的通电量上升。
5.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于：
所述燃料电池系统被构成为：在所述燃料电池的发电量上升时，所述控制器使提供给所述电加热器的通电量上升。
6.如权利要求1～5所述的燃料电池系统，其特征在于：
所谓使提供给所述电加热器的通电量上升，包括：将所述电加热器的动作从关闭切换到开启。
7.如权利要求6所述的燃料电池系统，其特征在于：
在开启所述电加热器时，无论之后的所述燃料电池的发电量的增或减，所述控制器以在规定的保持时间内持续所述电加热器的开启状态的方式控制所述电加热器。
8.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于：
所述燃料电池系统的发电运转时的所述电加热器的平均通电量低于所述燃料电池系统的启动处理时的所述电加热器的平均通电量。
9.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于：
所述燃料电池系统的发电运转时的所述电加热器的平均通电量低于所述燃料电池系统的启动处理时的所述电加热器的最大通电量。
10.如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于：
使所述燃料电池系统的发电运转时的所述电加热器的通电量上升之前的所述电加热器的基本通电量，低于所述燃料电池系统的启动处理时的所述电加热器的基本通电量。
11.如权利要求10所述的燃料电池系统，其特征在于：
所述燃料电池系统的发电运转时的使所述电加热器的通电量上升之前的所述电加热器的基本通电量为0。
12.如权利要求7所述的燃料电池系统，其特征在于：
所述燃料电池系统被构成为：所述控制器在使所述电加热器的开启状态持续了所述规定的保持时间之后，使所述电加热器的动作为关闭。
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