CN102272040A - 氢生成装置、燃料电池系统以及氢生成装置的运转方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及氢生成装置、燃料电池系统以及氢生成装置的运转方法。在本发明的氢生成装置以及具备该装置的燃料电池系统的停止处理动作停止后的补压动作中，从原料气体中析出碳的可能性比以往技术受到了抑制。本发明的氢生成装置具备：具有切断原料供给的功能的原料供给器(102、103)；具有切断水蒸气供给的功能的水蒸气供给器(104、105)；具有重整催化剂(109)并使用从原料供给器提供的原料和从水蒸气供给器提供的水蒸气来生成含氢气体的重整器(108)；至少切断重整器的下游的气体路径的关闭装置(116)；控制器(140)，在停止时，在重整器内包含氢的状态下，切断来自于原料供给器的原料供给和来自于水蒸气供给器的水蒸气供给的同时关闭上述关闭装置，并对于该关闭后伴随重整器的温度下降而产生的重整器的内部压力的降低，在重整器内包含氢的状态下，执行从水蒸气供给器提供水蒸气的补压动作。

Description

氢生成装置、燃料电池系统以及氢生成装置的运转方法
技术领域
本发明是有关使用原料和水蒸汽来生成含氢气体的氢生成装置以及具备该氢生成装置的燃料电池系统。更为具体的是有关氢生成装置以及具备该氢生成装置的燃料电池系统的停止处理时的补压动作。
背景技术
关于家庭用的燃料电池系统，对应于日常生活的电力消费的多少而反复燃料电池的发电以及停止的启动停止运转，在光电热能费被削减的所谓有效利用能量方面表现卓越。
为了能够灵活地应对启动停止运转，已经报告有有关使燃料电池的发电以及停止反复进行的技术性课题及其对应策略。其中，作为有关氢生成装置的技术有，例如，在燃料电池系统中，包含重整器的氢生成装置负责燃料气体的生成以及供给，在运转停止时原料气体以及水蒸汽的供给被停止的技术。此时，重整器内部因残存的水蒸汽发生冷凝而成为负压。由于该负压状态而容易发生重整器破损和可燃性气体泄漏的问题。作为解决负压状态的手段，有专利指出通过注入原料气体来执行补压的技术(例如参照专利文献1)。
另外，作为解决负压状态的手段，有专利指出通过注入水蒸汽来执行补压的技术。
现有技术文献
专利文献1：日本专利申请公开2007-254251号公报
专利文献2：日本专利申请公开2007-284265号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如果如上述以往的氢生成装置那样以原料气体执行补压的话，那么会有碳被析出的情况。具体而言，因为停止氢生成装置的运转时装置暂时为高温，所以在由原料气体而发生碳析出的温度区域，当为了补偿伴随于温度下降而产生的重整器内压的降低，如果用原料气体进行补压的话，那么就有可能发生碳析出。
然而，在上述以往的燃料电池系统中并没有考虑到上所述问题点。
本发明就是为了解决上述以往的课题而完成的，其目的在于提供一种氢生成装置以及燃料电池系统，其在燃料气体生成动作停止后的补压动作中，从原料气体中析出碳的可能性与以往技术相比较受到了抑制。
解决课题的手段
本发明人为了防止来自于原料气体的碳析出而想到了由水蒸汽来执行补压动作。然而，重整催化剂如果被暴露于高温水蒸汽中的话，就会产生由于水蒸汽氧化等而使得催化剂发生劣化的问题。鉴于此，本发明人想到了在对重整器实施封闭的时候通过使氢存在于其内部来防止水蒸汽氧化的技术。
为了解决上述课题，本发明的氢生成装置具备：具有切断原料供给的功能的原料供给器；具有切断水蒸汽供给的功能的水蒸汽供给器；具有重整催化剂并使用从所述原料供给器提供的原料和从所述水蒸汽供给器提供的水蒸汽来生成含氢气体的重整器；至少切断所述重整器的下游的气体路径的关闭装置；控制器，在停止时，在所述重整器内包含所述氢的状态下，切断来自于所述原料供给器的原料供给和来自于所述水蒸汽供给器的水蒸汽供给的同时关闭所述关闭装置，并对于该关闭后伴随所述重整器的温度下降而产生的所述重整器的内部压力的降低，在所述重整器内包含所述氢的状态下，执行从所述水蒸汽供给器提供水蒸汽的补压动作。
根据上述结构，能够通过提供水来执行氢生成装置的补压。水从水供给器被提供给蒸发器并在蒸发器内产生水蒸汽，该水蒸汽被提供给压力发生下降的重整器内部。由此，就能够执行由于来自于原料的碳析出而造成的催化剂劣化得到抑制的补压动作。
另外，重整催化剂只被暴露于高温水蒸汽中的可能性降低，由此，重整催化剂的劣化也得到了抑制。
本发明的上述目的、其它的目的、特征以及优点，将参照附图并通过以下优选的实施方式加以详细的说明，由此会变得明了。
发明效果
本发明的氢生成装置以及燃料电池系统，在氢生成装置的氢生成动作停止后的补压动作中，从原料气体中析出碳的可能性比以往技术受到了抑制。另外，重整催化剂只被暴露于高温水蒸汽中的可能性得到了降低，并且由于水蒸汽氧化而造成的重整催化剂的劣化也得到了抑制。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的氢生成装置的概略结构的一个例子的方块图。
图2是表示有关本发明第一实施方式的氢生成装置的停止时的动作的一个例子的流程图。
图3是表示本发明第一实施方式的变形例1所涉及的氢生成装置概略结构的一个例子的方块图。
图4是表示本发明的第一实施方式的变形例2所涉及的氢生成装置的概略结构的一个例子的方块图。
图5中的(a)以及(b)是表示原料供给器、水供给器、蒸发器以及压力消除器的位置关系的变形例的方块图。
图6是表示本发明第一实施方式的变形例3所涉及的氢生成装置的概略结构的一个例子的方块图。
图7是表示有关本发明第二实施方式的氢生成装置的停止时的动作的一个例子的流程图。
图8是表示本发明第三实施方式的氢生成装置以及燃料电池系统的概略结构的一个例子的方块图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的氢生成装置以及具备该氢生成装置的燃料电池系统加以说明。
第一氢生成装置具备：具有切断原料供给的功能的原料供给器；具有切断水蒸汽供给的功能的水蒸汽供给器；具有重整催化剂并使用从原料供给器提供的原料和从水蒸汽供给器提供的水蒸汽来生成含氢气体的重整器；至少切断重整器的下游的气体路径的关闭装置；控制器，在停止时，在所述重整器内包含氢的状态下，切断来自于原料供给器的原料供给和来自于水蒸汽供给器的水蒸汽供给的同时关闭上述关闭装置，并对于该关闭后伴随重整器的温度下降而产生的重整器内部的压力降低，在所述重整器内包含氢的状态下，执行从水蒸汽供给器提供水蒸汽的补压动作。
根据上述结构，能够通过提供水来执行氢生成装置的补压。水从水供给器被提供给蒸发器并在蒸发器内产生水蒸汽，该水蒸汽被提供给压力发生下降的重整器内部。由此，就能够执行由于来自于原料的碳析出而造成的催化剂劣化得到抑制的补压动作。
另外，重整催化剂只被暴露于高温水蒸汽中的可能性降低，由此，由于水蒸汽氧化而造成的重整催化剂的劣化也将得到抑制。
还有，所谓“在重整器内包含氢的状态”，是指在重整器内部存在对于抑制重整催化剂的水蒸汽氧化而必要的量的氢。
在原料中含有有机化合物，该有机化合物中作为构成元素至少含有碳以及氢。作为原料，例如使用甲烷和丙烷等烃类气体、或者甲醇和乙醇等醇。
所谓“切断原料供给”是指由原料供给器的切断功能来切断与重整器相连接的原料气体路径。所谓“切断水蒸汽供给”是指，由水供给器的切断功能来切断与蒸发器相连接的水供给通道以及与重整器相连接的水蒸汽供给通道(例如蒸发器106与重整器108之间的路径)中的至少任意一方。
水蒸汽供给器例如包括水流量调整器、蒸发器(例如蒸发器106)、被设置于水流量调整器与蒸发器之间的开闭阀来加以构成，向蒸发器提供热的热提供源可以是燃烧器。还有，在该方式的情况下，对于作为水流量调整器而使用的水供给泵(例如柱塞泵、隔膜泵)或者流量调整阀来说，因为即使重整器的内压相对于大气压而成为正压或者负压仍然有切断水供给的功能，所以能够采用省略了上述开闭阀的方式。但是并不限定于上述构成，只要是能够提供水蒸汽的结构即可，例如作为蒸发器可以采用包含了水罐和加热该水罐的加热器(例如电加热器以及燃烧器等)以及被设置于水罐与重整器之间的水蒸汽供给通道上的开闭阀来加以构成的方式等。
原料供给器包含原料流量调整器以及开闭阀来加以构成。还有，作为原料流量调整器既可以采用在升压器的下游侧进一步具备流量调整阀的方式，也可以采用替代升压器而只具备流量调整阀的方式。另外，因为升压器(例如柱塞泵、隔膜泵)或者流量调整阀即使在重整器的内压成为相对于大气压的正压或者负压的情况下仍然具有切断原料供给的功能，所以能够采用省略了上述开闭阀的方式。
重整器是指含有重整催化剂的气体路径。
重整催化剂例如是对由原料和水蒸汽产生含氢气体的水蒸汽重整反应进行催化的物质，例如可以使用将百分之几的钌(Ru)担载于催化剂载体氧化铝的钌类催化剂，或将百分之几的镍(Ni)担载于催化剂载体氧化铝的镍类催化剂等。
控制器由CPU以及微处理机等构成，例如既可以由1个CPU(集中控制)构成，也可以由多个CPU(分散控制)构成。
关闭装置关闭重整器的下游的气体路径。例如，在第一实施方式的氢生成装置中，第三开闭阀116以及第七开闭阀118发挥作为关闭装置的功能。在第二实施方式的燃料电池系统中，第四开闭阀216以及第五开闭阀232发挥作为关闭装置的功能。
所谓“补压动作”是指，例如，在氢生成装置或者燃料电池系统的停止处理开始后，以补偿伴随着重整器内部温度的降低而产生的压力下降的形式，将气体提供给该重整器的内部。所谓上述“以补偿压力下降的形式提供气体”并不是指以补偿下降压力的全部的形式补给气体，而是指在超过氢生成装置的负压界限值之前提供补偿压力下降部分的至少一部分量的气体。更具体而言，例如，在检测重整器内压的压力检测器的压力成为较上述负压界限值更大的第一压力界限值以下的情况下，以压力检测器所检测到的压力成为较该第一压力界限值更大的第二压力界限值以上的形式，向重整器内部提供气体。还有，作为上述压力检测器，既可以使用直接检测重整器内部压力的压力检测器，也可以使用间接检测重整器内压的压力检测器(例如温度检测器110)。
第二氢生成装置是，在第一氢生成装置中，控制器进行如下动作：对于该关闭后伴随重整器的温度下降而产生的重整器内部压力的下降，在重整催化剂的温度为在使原料流通于重整催化剂的时候原料中的碳析出于重整催化剂的表面的温度的情况下，执行从水蒸汽供给器将水蒸汽提供给重整器的第一补压动作，在重整催化剂的温度为在使原料流通于重整催化剂的时候原料中的碳不在重整催化剂的表面上析出的温度的情况下，执行从原料供给器将原料提供给重整器的第二补压动作。
第一补压动作中向重整器内部提供水蒸汽的提供方法是，通过开放被设置于水流量调整器与蒸发器之间的开闭阀的同时使水流量调整器动作，将水提供给具有余热的蒸发器，从而产生蒸汽的方法。但是，本发明并不限定于该方法，例如在水蒸汽供给器包含水罐和加热器以及被设置于蒸发器与重整器之间的开闭阀来加以构成的情况下，也可以采用通过开放开闭阀来将水蒸汽向重整器补给的方式。还有，在此情况下，为了生成提供给重整器的水蒸汽，通过控制，在氢生成装置的氢生成运转停止后仍使加热器作适当动作。
关于第二补压动作中向重整器提供原料的方式，在如原料供应基础设施(例如城市燃气供应线路)或者原料高压钢瓶(例如丙烷气高压钢瓶)那样原料供给源具有供给压力的情况下，通常通过开放开闭阀来将原料提供给重整器。还有，在没有上述开闭阀的情况下，作为上述补压动作可以采用使上述原料流量调整器适当动作从而将原料提供给重整器内部的方式。
还有，原料中的碳析出于重整催化剂的表面的温度根据催化剂种类和流通于催化剂表面的气体的组成等而有所不同。作为确定上述温度的方法，例如，在以规定温度使原料流通于催化剂之后，在氧气流中以高频加热燃烧催化剂，并由红外线吸收法对析出于催化剂上的碳的量进行定量，从而就能够判定是否有碳析出。通过一边变更上述规定温度一边进行实验，从而能够确定碳析出的温度。作为由红外线吸收法对所析出的碳进行定量的装置，例如可以使用堀场制作所制的MEIA-920V。
第三氢生成装置是，在第一或者第二氢生成装置中，控制器以相应于重整器的温度下降的进展程度执行补压动作。
根据上述结构，在内压过度下降之前就作一些补压，从而能够抑制由于负压而对装置造成的损坏。
第四氢生成装是，在第一至第三氢生成装置中的任意一个装置中，水蒸汽供给器具备水供给器和蒸发从水供给器提供的水的蒸发器，控制器以至少生成补偿伴随于重整器的温度下降而产生的重整器的内压下降的量的水蒸汽的形式，从水供给器提供水。
根据上述结构，在蒸发器中生成至少补偿伴随于温度下降而产生的重整器内部的压力下降的量的水蒸汽，这部分水蒸汽被提供给重整器内部。因此，就能够抑制由于重整器内部与外部大气之间的压力差而造成的对氢生成装置的损伤等。
第五氢生成装置是，在第一至第四氢生成装置中的任意一个装置中，具备压力消除器，该压力消除器在执行补压动作的时候将提供给重整器内部的水蒸汽压的一部分向大气开放。
在补压动作时，在从水供给器向蒸发器供给水之后，有时因为水的体积膨胀率会提供比重整器内部的压力减少的量更多的水蒸汽，而根据上述结构，能够抑制重整器内部的压力过度上升。
对于压力消除器来说，例如可以采用如安全阀(relief valve)以及具有弹簧封闭机构的电磁阀那样的使用具有伴随着包括重整器的封闭空间内的压力上升而被开放的机构的阀的方式，也可以采用在由压力检测器检测到上述封闭空间内的压力上升的情况下由控制器的控制来开放电磁阀的方式。
关于设置上述压力消除器的位置，设置于任意位置都可以，例如可以列举重整器下游侧的路径(例如旁通路径128)、重整器与原料供给器之间的路径[例如原料气供给通道122、由图3(a)所表示的气体供给路径125]、或者重整器与水蒸汽供给器之间的路径[例如水供给通道124、比与由图3(b)所表示的原料气体供给路径122相合流的合流点位于上游的气体供给通道125]等。
第六氢生成装置是，在第一至第五氢生成装置中的任意一个装置中，进一步具备排出通道和被设置于排出通道上的冷却器，在该排出通道中流通包含从压力消除器排出的水蒸汽的气体。
根据上述结构，包含水蒸汽的高温气体不会直接被排出至大气而是被冷却器冷却后被排出，所以从安全性方面考虑的话优选该结构。
冷却器例如可以使用以冷却风扇进行散热的散热器或者与冷却介质进行热交换的热交换器等。
第七氢生成装置是，在第一至第六氢生成装置中的任意一个装置中，具备：排出通道，其中流通包含从压力消除器排出的水蒸汽的气体；用于加热重整器的燃烧器；将燃烧用空气提供给燃烧器的空气供给器；排出通道以与燃烧器相连通的形式构成，控制器在补压动作过程中使空气供给器动作。
根据上述结构，包含从压力消除器排出的水蒸汽的气体被从空气供给器提供的气体稀释后被排出至大气。因此，在包含水蒸汽的上述气体中含有残存于氢生成装置内的可燃性气体和一氧化碳的情况下，因为这些气体被稀释后排出，所以更为优选。
还有，所谓“排出通道以与燃烧器相连通的形式构成”是指，只要从排出通道排出的上述气体能够被由空气供给器所提供的空气稀释，则对构成的方式没有任何限制，可以是任意方式，例如可以列举：排出通道是用于将从重整器排出的气体提供给燃烧器的路径(例如旁通路径128)的方式、或者排出通道为与储存燃烧废气路径内的来自于燃烧废气的冷凝水的水罐(例如水罐220)相连接的路径的方式(例如分支通道230)等。
第一燃料电池系统具备第一至第七氢生成装置中的任意一种氢生成装置和使用从氢生成装置提供的含氢气体来进行发电的燃料电池。
第一氢生成装置的运转方法是，一种具备水蒸汽供给器和重整器的氢生成装置的运转方法，其中，重整器具有重整催化剂并使用原料和水蒸汽来生成含氢气体，该运转方法具备以下工序：工序(a)，在停止运转时，在重整器内含有氢的状态下，切断至少包含重整催化剂的气体路径与大气的连通，并执行封闭重整器的封闭动作；工序(b)，对于封闭动作之后伴随着重整器的温度下降而产生的重整器的压力下降，在重整器内含有氢的状态下，执行从水蒸汽供给器提供水蒸汽的补压动作。
第二氢生成装置的运转方法是，在第一氢生成装置的运转方法中，进一步具备以下所述的工序(c)，对于封闭动作之后伴随着重整器的温度下降而产生的重整器的压力下降，当重整催化剂的温度为在使原料流通于重整催化剂的时候原料中的碳析出于重整催化剂的表面的温度的情况下，执行将水蒸汽提供给重整器的第一补压动作，而当重整催化剂的温度为在使原料流通于重整催化剂的时候原料中的碳不在重整催化剂的表面上析出的温度的情况下，执行将原料提供给重整器的第二补压动作。
(第一实施方法)
下面，参照附图对本发明的第一实施方式的氢生成装置进行说明。
[装置结构的细节]
下面，参照图1对本实施方式的氢生成装置100的装置结构的细节进行说明。
原料流量调整器102例如使用增压泵。原料流量调整器102的原料入口连接于原料气体的供给源(例如城市燃气供应线路)。原料流量调整器102的原料出口经由原料气体供给通道122而与重整器108相连接。在原料流量调整器102的下游的原料气体供给通道122上设置有第一开闭阀103(例如由电磁阀构成)。
水流量调整器104例如使用流量调整阀。水流量调整器104的上游侧连接于重整水的供给源(例如自来水供应线路)。水流量调整器104的水出口经由水供给通道124而连接于蒸发器106。在水供给通道124上设置有第二开闭阀105(例如由电磁阀构成)。
蒸发器106是例如以邻接于燃烧废气路径130的形式进行设置的螺旋状的路径，被构成为由从燃烧废气所提供的热使从水流量调整器104提供的水进行蒸发从而生成水蒸汽。蒸发器106的出口连接于重整器108。
氢生成器101具备拥有重整催化剂109的重整器108，并被构成为由重整器108所生成的含氢气体直接由氢生生成器101送出。还有，氢生成器101也可以采用在重整器108的下游具备用于减少从重整器108排出的含氢气体中的一氧化碳的量的一氧化碳减少器的方式，例如，可以采用具备没有图示的含有转化催化剂(例如铜-锌类催化剂)的转化器、或者具备含有氧化催化剂(例如钌类催化剂)或甲烷化催化剂(例如钌类催化剂)的一氧化碳去除器等的方式。
氢生成器101的含氢气体出口经由燃料气体供给通道126而与氢利用机器150相连接。
在燃料气体供给通道126上设置有第三开闭阀116(例如由电磁阀构成)。在燃料气体供给通道126的途中实施分支，旁路上设置氢利用机器150，并设置与燃烧器112相连接的旁通路径128。在旁通路径128上设置有还能发挥作为压力消除器的功能的第七开闭阀118。在此，作为上述第七开闭阀，例如在具有弹簧封闭机构且包含重整器108的封闭空间的内压为第一上限压力以上的情况下，使用以弹簧封闭机构的封闭能够被解除的形式进行配设的电磁阀。特别是，优选使用将阀的开启压力(cracking pressure，阀成为开启状态所必要的压力)设定为50kPa的电磁阀。通过采用这样的结构，与安全阀相同地，能够具有在不执行电控制的情况下也能够实现机械性地消除压力的动作的压力消除结构。
在旁通路径128上，在第七开闭阀118与燃烧器112之间设置有气液分离器120。在气液分离器120中进行分离的气体成分被提供给燃烧器112。在气液分离器120中进行分离的液体成分既可以被排向氢生成装置100(或者燃料电池系统)的外部作废弃处理，也可以由离子交换器加以净化后被提供给水流量调整器104。比第七开闭阀位于下游侧的旁通路径128经由燃烧器112以及燃烧废气路径130而向大气开放。
空气供给器114通过空气供给通道而与燃烧器112相连接。
燃烧器112通过隔壁而与以向重整器108传达热的形式构成的燃烧废气路径130相连接。另外，燃烧废气路径130被构成为由在其内部流动的燃烧废气的热还能够向蒸发器106传达热。但是，关于蒸发器106的加热结构，既可以采用以通过隔壁直接向蒸发器106传达热的形式构成的结构，也可以采用经由重整器108间接地向蒸发器106传达热的形式构成的结构。
在燃烧废气路径130的途中设置有冷却燃烧废气的没有图示的冷却器，燃烧废气路径130的出口向氢生成装置100的外部开放。
温度检测器110是检测重整器108或者重整催化剂109的温度的检测器，例如由安装在重整器108的外壁上的热敏电阻等温度传感器构成。在此情况下，温度检测器110将所检测到的温度信号传送给控制器140，而控制器140根据所接受的温度信号确定重整催化剂109的温度。另外，温度检测器110也能够间接地完成检测重整器内部压力的功能。
控制器140例如具备CPU和内部储存器、计时器、计数器等，并且与原料流量调整器102、水流量调整器104、空气供给器114、温度检测器110、第一开闭阀103、第二开闭阀105、第三开闭阀116、第七开闭阀118或者其它构件以能够进行信息传送的方式连接。
本实施方式中的氢利用机器150例如可以是将氢储蓄于内部的氢储藏器，但是并不限定于此，只要是如燃料电池那样的能够利用氢的装置的话，无论何种装置都可以。
[动作：氢生成运转]
下面，说明氢生成装置100的氢生成运转时的动作的概况。以下的动作是通过由控制器140控制氢生成装置100的各个部分来完成的。
在上述氢生成运转时开放第一开闭阀103以及第二开闭阀105。原料气体从原料流量调整器102通过原料气体供给通道122被提供给重整器108。水从水流量调整器104通过水供给通道124被提供给蒸发器106。在燃烧器112中进行燃烧。蒸发器106利用由燃烧器112所提供的热(由从燃烧器112排出的高温燃烧废气所流通的燃烧废气路径130提供的热)，从而由从水流量调整器104提供的水生成水蒸汽，将该水蒸汽提供给重整器108。
重整器108以及其内部的重整催化剂109也与蒸发器106相同，由燃烧器112进行加热。
在重整器108的内部，由原料与水蒸汽所进行的水蒸汽重整反应而生成含氢气体(燃料气体)。
在氢生成装置运转开始之前的氢生成装置100的启动处理过程中，重整器108的温度升温至适于进行重整反应的的稳定温度为止，由控制器140的控制使得第三开闭阀116处于关闭状态且第七开闭阀118处于开放状态。在此情况下，从氢生成器101送出的气体经由旁通路径128而被提供给燃烧器112，并作为燃烧器112的燃烧用气体而被利用。然后，在升温至上述稳定温度之后，维持第七开闭阀的开放，并开放第三开闭阀116，从重整器108排出的含氢气体通过燃料气体供给通道126而被提供给氢利用机器150，由此执行氢生成运转。
[动作：停止处理]
图2是表示有关本发明第一实施方式的氢生成装置的停止时的动作的一个例子的流程图。下面，参照图2说明有关本实施方式的氢生成装置100的停止时的动作的一个例子。以下的动作是通过由控制器140控制氢生成装置100的各个部分来完成的。
开始(start)停止处理之后，将停止原料流量调整器102和水流量调整器104，并关闭第一开闭阀103、第二开闭阀105、第三开闭阀116以及第七开闭阀118。由此，停止向氢生成器101的原料供给和水供给，并且关闭装置成为关闭状态(运转步骤S101～S102：氢生成装置100的封闭动作)。由此，重整器内部以在重整器内包含氢的状态与外部(大气)隔离封闭。还有，作为第二开闭阀105的替代，可以在蒸发器106与重整器108之间设置开闭阀，通过关闭该开闭阀而切断水蒸汽的供给。或者，除了第二开闭阀105之外，还可以在蒸发器106与重整器108之间设置开闭阀，通过关闭该开闭阀以及第二开闭阀105中的任意一方或者双方来切断水蒸汽的供给。
接着，使用温度检测器110开始温度(t)测定(运转步骤S403)。之后，每6秒钟执行一次对温度(t)的测定。
接着，对t是否处于补压开始温度以下实施判定(运转步骤S104)。补压开始温度是，例如在考虑重整器108的框体部和密封部的耐压性以及耐久性等的基础上适当地设定，从而使得由于重整器106温度下降而引起的重整器内部压力的下降不会对重整器108以及氢生成装置100的性能产生不良影响。例如，可以将补压开始温度设定为450℃的程度。在运转步骤S104的判定结果为“否”的情况下，再一次返回到运转步骤S104。
在运转步骤S104的判定结果为“是”的情况下，开放第二开闭阀105，从水流量调整器104向蒸发器106供给水(运转步骤S105)。将水提供给蒸发器106的动作，以与下述的由水蒸汽进行的补压动作中的方法相同的方法进行。
在运转步骤S105结束之后，将此时的温度(t)作为界限值(Tth)暂时存储(运转步骤S106)。
接着，对温度(t)是否小于界限值(Tth)的0.9倍进行判定(运转步骤S107)。在运转步骤S107上的判定结果为“否”的情况下，再一次返回到运转步骤S107。
在运转步骤S107的判定结果为“是”的情况下，开放第二开闭阀105，通过从流量调整器104将水提供给蒸发器106从而执行将水蒸汽提供给重整器108的补压动作(运转步骤S109)，并返回到运转步骤S106。
在上述补压动作过程中，在氢存在于重整器内部的状态下将水蒸汽提供给重整器。作为使氢存在于重整器内部的方法，例如可以列举：第一方法，在氢生成装置100的停止处理刚开始后，将存在于重整器内部的氢气封闭于重整器内部；第二方法，在氢生成装置的停止处理刚开始后，将所存在的氢气从重整器内部排出，但是在原料和水蒸汽存在于重整器内部的状态下封闭重整器，并由重整器的余热使得该原料和水蒸汽发生重整反应，从而生成氢。
如以上所述，在本实施方式中采用的是第一方法，即，停止原料流量调整器102以及水流量调整器104，并且关闭第一开闭阀103、第二开闭阀105、第三开闭阀116以及第七开闭阀118的方式。
作为第二方法，例如可以采用以下形态。在氢生成装置100的含氢气体的生成动作停止时，首先，停止水流量调整器104并且关闭第二开闭阀105。在停止向重整器1提供水之后仍然维持第七开闭阀118的开放，从而使由蒸发器106的余热所引起的残留水进行蒸发而被挤出的氢生成器101内的气体向燃烧器112排出。再有，维持原料流量调整器102的动作以及维持第一开闭阀103的开放，从而继续将原料提供给重整器108。在预计在蒸发器106中的残留水的蒸发结束的时候，停止原料流量调整器102并关闭第一开闭阀103以及第七开闭阀118。
第一方法以及第二方法的无论哪一个方法都被构成为，对于抑制重整催化剂的水蒸气氧化来说所必要的量的氢存在于重整器内部。具体而言，在第一方法的情况下，只要停止向重整器提供原料以及水之前的S/C(水蒸汽与碳之比)是不进行重整催化剂的水蒸汽氧化的值即可。第二方法也被构成为，封闭时残留于重整器内部的原料以及水蒸汽的S/C成为不进行重整催化剂的水蒸汽氧化的值。作为上述值，例如优选S/C＝10以下(水分子的摩尔数/碳原子的摩尔数)，考虑到抑制在重整催化剂上的碳析出，则更加优选S/C＝10的范围。还有，上述两个方法是对氢存在于被封闭的重整器108的内部的状态进行处理(氢封闭处理)的例示，但是本发明并不限定于以上所述的两个方法，只要是能够使氢存在于被封闭的重整器108的内部的方法，则无论何种方法皆可。
另外，在上述补压动作过程中，为了将水提供给蒸发器106而从水流量调整器104提供规定量的水，例如在水流量调整器104为泵的情况下，则使该泵动作，并将水提供给蒸发器106。在运转步骤S104中所提供的水量满足如下条件：由于该水发生蒸发成为水蒸汽所引起的压力上升(伴随于水蒸汽的生成而发生的体积增加)至少补偿由于重整器的温度下降而引起的、从由补压动作来恢复的设定压力(第二压力界限值)下降的重整器内部压力的下降。被提供的水蒸汽的量至少补偿将重整器内部的压力换算为大气压的情况下的重整器内部的气体体积的减小。还有，例如在重整器的下游具备CO减少器(转化器和选择氧化器)的情况下，优选将水蒸汽的量设定为其中包含补偿该CO减少器的压力下降的量。也就是说，将所提供的水蒸汽的量设定为，其至少补偿，将由第一开闭阀103、第二开闭阀105、第三开闭阀116以及第七开闭阀118进行封闭的包含重整器的封闭空间的内部压力换算为大气压的情况下，该封闭空间的内部气体的体积减小。
但是，如上所述，当从水流量调整器104将水提供给具有余热的蒸发器106，从而以蒸发的水蒸汽进行补压的情况下，根据水的体积膨胀率的大小，有时会提供比重整器内部的减压量更多的(过剩的)水蒸汽压。因此，通过设置具有压力消除功能的第七开闭阀118，当重整器内部的压力成为第一上限压力以上时，开放该第七开闭阀118，从而排出过剩的压力(压力消除动作)。
另外，在进行上述的压力消除动作的时候，从第七开闭阀118排出的气体一般是残留于重整器内部的含氢气体与水蒸汽的混合气体。因此，在进行上述第一补压动作时，通过使空气供给器114动作，即使伴随第一补压动作而从第七开闭阀118放出上述混合气体，也能由从空气供给器114提供的空气将它稀释后排出。
还有，在上述实施方式中，作为压力消除器采用的是，在包含重整器的封闭空间的压力变成第一上限压力以上时将电磁阀的弹簧封闭机构解除的方式，但是也可以采用如下方式，即，设置检测上述空间内的压力的没有图示的压力检测器，在上述压力检测器的压力成为第二上限压力以上的情况下，由来自控制器140的指令来开放第七开闭阀118。另外，本发明并不限定于此，例如也可以采用如下方式，即，不检测上述封闭空间内的压力，以能够开放至少由第一补压动作而成为过剩的压力部分的时间，伴随第一补压动作而开放第七开闭阀118。
在上述实施方式中，作为第二补压动作采用的是提供原料来进行补压的方式，但是也可以采用如下方式，即，设置提供其它气体(例如氮气等惰性气体)的气体供给器，并从该气体供给器将气体提供给重整器内部的方式。
另外，在上述实施方式中，虽然是根据温度t与补压转换温度之间的大小关系切换第一补压动作和第二补压动作，但也可以是只执行第一补压动作的方式。在这样的情况下，本实施方式也可以是以如下形式构成：在蒸发器106或者重整器108的温度为能够使从水流量调整器104提供的水沸腾的温度(例如100℃以上)的情况下执行第一补压动作，而在不能够使从水流量调整器104提供的水沸腾的温度(例如小于100℃)条件下不执行第一补压动作。但是，在此情况下，本实施方式是以如下形式构成：在不执行第一补压动作的温度区域，即使伴随重整器的温度降低而引起压力降低，也会由最终的补压动作来补偿水蒸汽压，且该水蒸汽压的大小使得负压不超过机器的耐负压上限。
[变形例1]
图3是表示本发明第一实施方式的变形例1所涉及的氢生成装置的概略结构的一个例子的方块图。本变形例的氢生成装置100A除了在图1的旁通路径128上在第七开闭阀118与气液分离器120之间设置有冷却器119这一点之外，其余均与第一实施方式的氢生成装置100相同。因此关于冷却器119以外的结构要素在此省略说明。
冷却器119冷却在旁通路径128中流通的气体，将包含于气体中的水蒸汽冷凝成液态水。通过由冷却器119冷却气体，从而能够抑制从排气口排出高温蒸汽。
本变形例的氢生成装置100A的动作与氢生成装置100相同，所以在此省略说明。
冷却器119为散热器以及热交换器等的任意一种。
还有，关于本变形例的氢生成装置，虽然并不是必须的，但优选至少在补压动作期间使冷却器119工作。这是因为，在从压力消除器118排出补压时的过剩压力部分的水蒸汽的情况下，能够抑制从排气口排出高温蒸汽。例如，在冷却器119为废热回收用的热交换器的情况下，优选执行废热回收路径内的传热介质的循环动作。
[变形例2]
图4是表示本发明第一实施方式的变形例2所涉及的氢生成装置的概略结构的一个例子的方块图。本变形例的氢生成装置100B是，在由图3所表示的变形例1的氢生成装置100A中，将第七开闭阀118替换成第五开闭阀232，并且，将第七开闭阀作为压力消除器的功能用压力消除器218来实现，该压力消除器218设置在从第一开闭阀103与重整器108之间的原料气体供给通道122进行分支的分支通道229上，并且，将分支通道229连接于第五开闭阀232与冷却器119之间的旁通路径128。总之，本变形例的氢生成装置100B的特征在于：替代如实施方式1的氢生成装置100那样的、在重整器的下游的气体路径上设置压力消除器的方式，转而采用在重整器的上游的气体路径上设置压力消除器的方式。在图4和图3中，在对应的要素上标注相同的符号以及名称，从而在此省略说明。
在本变形例中，例如第三开闭阀116以及第五开闭阀232实现关闭装置的功能。
本变形例的压力消除器218使用安全阀，其设置在重整器108的上游侧，并且在包含重整器108的封闭空间内的压力为第三上限压力以上的情况下，结构性地进行开放。例如，使用将阀的开启压力(cracking pressure，阀成为开启状态所必要的压力)设定为50kPa的安全阀。还有，可以用电磁阀替代上述安全阀，该电磁阀在包含重整器108的封闭空间的内压为第一上限压力以上的情况下，其弹簧封闭机构的封闭被解除。还有，在由补压动作而使得上述封闭空间的内压成为上述第三上限压力以上的情况下所排出的气体(被提供给气液分离器120的气体)主要为水蒸汽。
第五开闭阀232例如由电磁阀构成。
在本变形例中，压力消除器218的下游的分支通道229经过旁通路径128(包含冷却器119以及气液分离器120)和燃烧器112以及燃烧废气路径130而向大气开放。
本变形例的氢生成装置100B的动作除了第七开闭阀118被替换成第五开闭阀232之外其余均与氢生成装置100相同，所以在此省略说明。
在本变形例中，从压力消除器218排出的气体虽然经过旁通路径128和冷却器119向气液分离器120排出，但是对于从压力消除器218排出的气体向何处排出并没有特别的限定。即，分支通道229的下游侧的端部所连接的对象并不一定要限定于第五开闭阀232与冷却器119之间的旁通路径128。
接着，就有关在将压力消除器设置于重整器108的上游的情况下可以采用的其它几个构成例作如下说明。
图5(a)以及(b)是表示本变形例的氢生成装置中的原料供给器、水供给器、蒸发器以及压力消除器的位置关系的变形例的方块图。
图5(a)是，原料流量调整器102以及第一开闭阀103的组合，与水流量调整器104和第二开闭阀105的组合，并联连接于蒸发器106的构成例。在该情况下，压力消除器可以设置在下述位置中的任意一个位置上：蒸发器106与重整器108之间的路径，即气体供给通道125(图中A的位置)；第一开闭阀103与蒸发器106之间的路径，即原料气体供给通道122(图中B的位置)；第二开闭阀105与蒸发器106之间的路径，即水供给通道124(图中C的位置)。
图5(b)是，水流量调整器104以及第二开闭阀105的组合、蒸发器106以及重整器108被串联，并且在蒸发器106与重整器108之间连接有原料流量调整器102以及第一开闭阀103的组合的气体出口的构成例。在该情况下，压力消除器可以设置在下述位置中的任意一个位置上：蒸发器106与重整器108之间的路径，即气体供给通道125(图中D的位置)；第一开闭阀103与气体供给通道125之间的路径，即原料气体供给通道122(图中E的位置)；第二开闭阀105与蒸发器106之间的路径，即水供给通道124(图中F的位置)。
如图5所示，在将压力消除器设置在重整器108的上游侧的情况下，在由补压动作而使得水蒸汽压力成为压力消除器的设定压力以上的时候，被排出的气体主要是水蒸汽。另外，在本补压动作过程中，重整器内部成为含有氢的状态。
[变形例3]
图6是表示本发明的第一实施方式的变形例3所涉及的氢生成装置的概略结构的一个例子的方块图。本变形例的氢生成装置100C是，在由图4所表示的变形例2的氢生成装置100B中，削除了冷却器119和气液分离器120，将燃烧废气路径130连接于水罐220，替代分支通道229而设置分支通道230，并将分支通道230连接于水罐220。水罐220向大气开放。压力消除器218设置在分支通道230上。在图6和图4中对对应的要素标注相同的符号以及名称，因此省略说明。
在本变形例中，压力消除器218的下游的分支通道230经过水罐220向大气开放。
水罐220被构成为与燃烧废气路径130相连通，从而使得在燃烧废气路径130中流动的冷凝水流入到水罐220中。
也可以连接水罐220和水流量调整器104，以使得水罐220中的水返回到水流量调整器104，从而实现再利用。
也可以将与冷却器119相同的冷却器设置于压力消除器218与水罐220之间的分支通道230上。该冷却器可以被构成为：将冷却器设置于燃烧废气路径130上，从而将分支通道230的下游端与位于冷却器的上游的燃烧废气路径130相连接，从而不仅冷却在分支通道230中流动的气体，而且还冷却在燃烧废气路径130中流动的燃烧废气。另外，在这样的结构中，与变形例1的氢生成装置相同地，也可以采用至少在补压动作的时候执行冷却器的冷却动作的方式。
本变形例的氢生成装置100C的动作除了第七开闭阀118被替换成第五开闭阀232之外其余均与氢生成装置100相同，所以在此省略说明。
(第二实施方式)
第一实施方式是一种只执行使用水蒸汽的补压的结构，而第二实施方式是根据温度选择性地执行使用水蒸汽的补压和使用原料的补压，两者在这一点上互不相同。
本实施方式中的氢生成装置的装置结构(硬件结构)与第一实施方式的氢生成装置100相同，所以在此省略说明。本实施方式中的氢生成运转时的动作也与第一实施方式相同，所以在此省略说明。
图7是表示有关本发明第二实施方式的氢生成装置的停止时的动作的一个例子的流程图。本实施方式的氢生成装置的停止时的动作是，在图2中，在运转步骤S107与运转步骤S109之间追加运转步骤S108的判定动作，并追加使用原料的补压动作即运转步骤S110。从开始运转到运转步骤S107为止与第一实施方式(图2)相同，所以在此省略说明。
在运转步骤S107的判定结果为“是”的情况下，判定温度(t)是否为补压切换温度以下(运转步骤S108)。在运转步骤S108的判定结果为“否”的情况下，执行第一补压动作(运转步骤S109)，即，通过开放第二开闭阀105并从水流量调整器104将水提供给蒸发器106从而将水蒸汽提供给重整器108。之后返回到运转步骤S106。在运转步骤S108的判定结果为“是”的情况下，执行从原料流量调整器102将原料提供给重整器108的第二补压动作(运转步骤S110)，之后返回到运转步骤S106。
补压切换温度根据重整催化剂的种类等以催化剂性能不发生降低的形式(以在将原料流通于重整催化剂109的情况下原料中的碳不析出于重整催化剂109的表面的形式)作适当设定。例如，在将镍类催化剂使用于重整催化剂的结构中，在重整催化剂的温度大于300℃的情况下，如果使原料流通的话，将会在催化剂表面析出碳，从而有可能降低催化剂性能。因此，在所涉及的结构中，优选将补压切换温度设调整到300℃以下的规定温度。但是，当该规定温度如果是使蒸发器106的温度成为小于100℃的温度的话，则会出现水难以蒸发的问题，所以优选蒸发器106的温度成为100℃以上的温度。还有，在上述结构中，补压开始温度为450℃，但是该值仅仅是一个例示，本发明并不限定于上述温度，可以根据氢生成装置的结构作适当设定。例如，在上述补压开始温度被设定为550℃的情况下，即使重整催化剂为Ru类催化剂(相比于使用Ni类催化剂时，使用Ru类催化剂时开始析出碳的温度高)，但是，只要重整催化剂的温度高于500℃则仍然有发生碳析出的可能性，所以在温度检测器110的检测温度大于500℃的情况下，采用执行上述第一补压动作的方式。
补压动作时的控制方法并不限于图7的方法，例如可以列举以下方法：预先通过实验等来求得用于决定分别执行第一补压动作以及第二补压动作的时机的温度条件，根据存储该温度条件的表格由控制器140的控制执行各个补压动作的方法；预先将重整器内部温度随时间发生变化的实验结果以时间-温度关系的表格方式予以存储，根据该表格并基于没有图示的计时器的值由控制器140执行各个补压动作的方法。即，判定温度是否为在将原料流通于重整催化剂109的情况下原料中的碳析出于重整催化剂109的表面的温度、以及判定温度是否为在将原料流通于重整催化剂109的情况下原料中的碳不析出于重整催化剂109的表面的温度的判定工作，既可以通过直接测定重整器108或者重整催化剂109的温度来执行，也可以通过测定包含重整器的封闭空间内的压力或时间等来间接地执行。
在本实施方式中，从原料气体中析出碳的可能性与以往技术相比受到了较大的抑制，因而能够进一步提高包含于燃料电池系统的重整器的可靠性，从而能够提高燃料电池系统的可靠性。
在第二实施方式中也可以采用与第一实施方式相同的变形例。
(第三实施方式)
图8是表示本发明第三实施方式的氢生成装置以及燃料电池系统的概略结构的一个例子的方块图。本实施方式的燃料电池系统200具备氢生成装置100D和使用从氢生成装置100D提供的含氢气体来进行发电的燃料电池250。本实施方式的氢生成装置100D及其运转方法在其主要构成上具有与第一实施方式的氢生成装置100及其运转方法相同。在本实施方式中，在燃料电池系统的氢生成装置的氢生成运转停止后的补压动作过程中，在重整器内存有氢的状态下将水蒸汽提供给重整器。
[装置结构细节]
下面参照图4对氢生成装置100D的装置结构的细节进行说明。
氢生成装置100D是，在图1的氢生成装置100的基础上新设置燃料尾气供给通道127，将旁通路径128不连接于燃烧器112而连接到燃料尾气供给通道127，并且，将气液分离器120不设置于旁通路径128上而设置于燃料尾气供给通道127上，至于其它结构则与氢生成装置100相同。因此，将相同的符号以及名称标注于所对应的要素上从而省略说明。
在本实施方式中，例如第三开闭阀116和第七开闭阀118发挥关闭装置的功能。
接着，参照图4就有关燃料电池系统200的装置结构的细节作如下说明。
燃料电池250具有串联连接多个单电池的结构，这些单电池分别具有：含有铂类催化剂并进行下述式1所表示的电化学反应的阴极(cathode)；含有铂-钌类催化剂并进行下述式2所表示的电化学反应的阳极(anode)；用一对被称之为隔板的双极板(bipolar plates)夹持将在式2中由阳极生成的氢离子送往阴极的氢离子传导性高分子电解质。
旁通路径128不经过燃料电池250而连接燃料气体供给通道126当中的重整器108与第三开闭阀116之间的部分与燃料尾气供给通道127当中的第六开闭阀234与气液分离器120之间的部分。第七开闭阀118与第一实施方式中相同地完成关闭装置和压力消除器的两个功能。
第六开闭阀234例如由电磁阀构成。
氧化剂气体供给器236例如由风扇或者鼓风机构成，将氧化剂气体(例如空气)提供给燃料电池的阴极(cathode)。
控制器240例如具备CPU和内部储存器、计时器、计数器等，并以能够进行信息传送的方式与以下所述构件相连接，这些构件分别为：原料流量调整器102、水流量调整器104、空气供给器114、温度检测器110、第一开闭阀103、第二开闭阀105、第三开闭阀116、第六开闭阀234、第七开闭阀118、氧化剂气体供给器236或者其它构件。
[动作：发电运转]
就有关燃料电池系统200的发电运转时的动作作如下概况说明。以下动作由控制器240通过控制燃料电池系统200的各个部分来完成。
在发电运转时，氢生成装置100D执行氢生成运转。氢生成运转时的动作与第一实施方式相同，所以在此省略作详细说明。
在燃料电池系统进行发电运转时，第四开闭阀216和第六开闭阀234被开放，第五开闭阀232则被关闭。
燃料电池250由从重整器108通过燃料气体供给通道126而提供的含氢气体(燃料气体)和从氧化剂气体供给器236提供的氧化剂(例如空气)而发生以下式1以及式2所表示的电化学反应，由此，整体上发生下述式3的反应而能够获得电和热。
1/2O2+2H++2e-→H2O   (1)
H2→2H++2e-  (2)
1/2O2+H2→H2O   (3)
含有在燃料电池250中没有参与上述式2的反应的残留氢的燃料废气(燃料尾气)从燃料电池250的阳极排出，并通过燃料尾气供给通道127被提供给燃烧器112，从而作为燃烧用气体被加以利用。
[动作：停止处理]
就有关燃料电池系统200的停止处理时的动作作如下概况说明。以下动作由控制器240通过控制燃料电池系统200的各个部分来完成。
在燃料电池系统200的停止处理开始之后，停止原料流量调整器102和水流量调整器104的动作，并且关闭第一开闭阀103以及第二开闭阀105，并停止氢生成装置100的氢生成运转。在停止向氢生成器101提供水以及原料之后，暂且随着残留于蒸发器106的水的蒸发而发生的体积膨胀而将残留气体提供给燃烧器112，所以继续燃烧器112的燃烧动作，而当等到燃烧器112烧完后关闭第四开闭阀216以及第六开闭阀234。由此，封闭包含重整108的气体通道并封闭重整器108，从而结束形成封闭空间的封闭动作，之后，根据温度检测器110的检测温度按照与实施方式1相同的方式执行氢生成装置101的补压动作。其细节与第一实施方式相同，所以在此省略说明。
[变形例1]
在本实施方式中也可以分别采用第一实施方式的各个变形例和第二实施方式、以及第二实施方式的变形例，并且能够作为本实施方式的变形例1的燃料电池系统。
[变形例2]
变形例2的燃料电池系统是，相对于在第三实施方式的燃料电池系统中第七开闭阀118发挥作为压力消除器的功能，不设置旁通路径128、第七开闭阀118以及第三开闭阀116，而使第六开闭阀234发挥作为压力消除器的功能。在本变形例的燃料电池系统中设置冷却器的情况下，冷却器设置在燃料尾气供给通道127上。在本变形例中，根据必要至少在补压动作时可以采用执行冷却器的冷却动作的方式。
[相对于第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式以及它们的变形例的变形例]
在第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式以及它们的变形例中，可以在水蒸汽的压力消除动作时使空气供给器114动作，从而向燃烧器112提供空气。
从作为压力消除器的第七开闭阀118和压力消除器218被排出的气体主要是水蒸汽，但是也会有在排出气体中混入可燃性气体或者一氧化碳的情况，在这样的情况下，通过使空气供给器114动作，从而从压力消除器排出，流入到燃烧器112或者水罐220的废气被空气稀释后并被排出至大气。
对于本行业者来说，根据上述说明，本发明的众多改良和其它的实施方式都是显而易见的。因此，上述说明仅仅是例示，是为了向本行业者提供实施本发明的最佳方式而提供的。只要不脱离本发明的宗旨，就能够实质性地变更其构造以及/或者其功能的细节。
产业上的利用可能性
与以往技术相比，本发明的氢生成装置以及燃料电池系统能够抑制由于原料的不完全的重整反应和高温水蒸汽而引起的催化剂劣化，所以作为进一步提高重整器的可靠性的氢生成装置以及燃料电池系统是有用的。
符号说明

Claims (10)

1.一种氢生成装置，其特征在于：
具备：
具有切断原料供给的功能的原料供给器，
具有切断水蒸汽供给的功能的水蒸汽供给器，
具有重整催化剂并使用从所述原料供给器提供的原料和从所述水蒸汽供给器提供的水蒸汽来生成含氢气体的重整器，
至少切断所述重整器的下游的气体路径的关闭装置，以及
控制器，在停止时，在所述重整器内包含所述氢的状态下，切断来自于所述原料供给器的原料供给和来自于所述水蒸汽供给器的水蒸汽供给并关闭所述关闭装置，并对于该关闭后伴随所述重整器的温度下降而产生的所述重整器的内部压力的降低，在所述重整器内包含所述氢的状态下，执行从所述水蒸汽供给器提供水蒸汽的补压动作。
2.如权利要求1所记载的氢生成装置，其特征在于：
所述控制器进行如下动作：
对于该关闭后伴随所述重整器的温度下降而产生的所述重整器的内部压力的下降，
在所述重整催化剂的温度为在使原料流通于所述重整催化剂的时候原料中的碳析出于所述重整催化剂的表面的温度的情况下，执行从所述水蒸汽供给器将水蒸汽提供给所述重整器的第一补压动作，
在所述重整催化剂的温度为在使原料流通于所述重整催化剂的时候原料中的碳不在所述重整催化剂的表面上析出的温度的情况下，执行从所述原料供给器将原料提供给所述重整器的第二补压动作。
3.如权利要求1或者2所记载的氢生成装置，其特征在于：
所述控制器以相应于所述重整器的温度下降的进展程度执行所述补压动作。
4.如权利要求1～3所记载的氢生成装置，其特征在于：
所述水蒸汽供给器具备水供给器和蒸发从所述水供给器提供的水的蒸发器，
所述控制器以至少生成补偿伴随于所述重整器的温度下降而产生的所述重整器的内压下降的量的水蒸汽的形式，从所述水供给器提供水。
5.如权利要求1～4所记载的氢生成装置，其特征在于：
具备压力消除器，该压力消除器在执行所述补压动作的时候将提供给所述重整器内部的所述水蒸汽压的一部分向大气开放。
6.如权利要求1～5所记载的氢生成装置，其特征在于：
具备排出通道和被设置于所述排出通道上的冷却器，在所述排出通道中流通包含从所述压力消除器排出的水蒸汽的气体。
7.如权利要求1～6所记载的氢生成装置，其特征在于：
具备：
排出通道，其中流通包含从所述压力消除器排出的水蒸汽的气体；
用于加热所述重整器的燃烧器；
将燃烧用空气提供给所述燃烧器的空气供给器；
所述排出通道以与所述燃烧器相连通的形式构成，所述控制器在所述补压动作过程中使所述空气供给器动作。
8.一种燃料电池系统，其特征在于：
具备权利要求1至7中所记载的任意一种氢生成装置和使用从所述氢生成装置提供的含氢气体来进行发电的燃料电池。
9.一种氢生成装置的运转方法，其特征在于：
所述氢生成装置具备水蒸汽供给器和重整器，其中，所述重整器具有重整催化剂并使用原料和所述水蒸汽来生成含氢气体，
该氢生成装置的运转方法具备以下工序：
工序(a)，在停止运转时，在所述重整器内包含所述氢的状态下，切断至少包含所述重整催化剂的气体路径与大气的连通，并执行封闭所述重整器的封闭动作；和
工序(b)，对于所述封闭动作之后伴随所述重整器的温度下降而产生的所述重整器的压力下降，在所述重整器内包含所述氢的状态下，执行从所述水蒸汽供给器提供水蒸汽的补压动作。
10.权利要求9所记载的氢生成装置的运转方法，其特征在于：
进一步具备以下所述的工序(c)：对于所述封闭动作之后伴随所述重整器的温度下降而产生的所述重整器的压力下降，在所述重整催化剂的温度为在使原料流通于所述重整催化剂的时候原料中的碳析出于所述重整催化剂的表面的温度的情况下，执行将所述水蒸汽提供给所述重整器的第一补压动作，在所述重整催化剂的温度为在使原料流通于所述重整催化剂的时候原料中的碳不在所述重整催化剂的表面上析出的温度的情况下，执行将所述原料提供给所述重整器的第二补压动作。
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