JP2016147764A - 水素生成装置および燃料電池システムとそれらの運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】停電発生を予測可能な停電発生情報を受けて、停電前に水素生成装置の起動を完了できる可能性が高い水素生成装置を提供する。【解決手段】水素生成装置１００は、水素生成装置１００の停止時、外部から停電発生を予測可能な停電発生情報を受けた場合に起動を開始し、通常起動時よりも水素生成装置１００の起動工程の完了が早まる特殊起動をするように構成されている。また、水素生成装置１００の起動開始後、起動工程の完了前に外部から停電発生を予測可能な停電発生情報を受けた場合に、通常起動時よりも水素生成装置１００の起動工程の完了が早まる特殊起動をするように構成されている。【選択図】図１

Description

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。また、上記の水素生成装置と燃料電池システムのそれぞれの運転方法に関するものである。

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。

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。

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。

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。

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完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。

なお、停電時に起動が完了していれば、すでに起動完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）。

特開２０１２−３８５５９号公報

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出来るが、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となる。これに対し、停電可能性が高くなったと
いう外部からの情報が入力された際には、停電発生前に水素生成装置の起動を行い、起動完了、発電開始することにより、自立起動用電源がなくても、停電時に燃料電池システムからの電力供給ができるようにする方法が考えられる。

しかし、この場合、停電発生情報を受けてから実際に停電が発生するまでの時間が短い場合には、停電によって起動が中断され、停電中に、水素生成装置は水素含有ガスを供給できなくなり、燃料電池システムは電力供給ができなくなるという問題があった。

そこで、本発明は、停電発生を予測可能な停電発生情報を受けて、停電前に水素生成装置の起動を完了できる可能性が高い水素生成装置と、自立起動用電源がなくても、停電時に電力供給ができる可能性が高い燃料電池システムを提供することを目的としている。

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、水素生成装置の停止時、外部から停電発生を予測可能な停電発生情報を受けた場合に起動を開始し、通常起動時よりも水素生成装置の起動工程の完了が早まる特殊起動をするように構成されている。

これにより、停電発生情報を受けた場合の起動工程を通常起動時よりも時間短縮することで、停電前に水素生成装置の起動を完了できる可能性が従来に較べて高くなる。

上記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、上記本発明の水素生成装置と、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、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。

これにより、停電発生情報を受けた場合の起動工程を通常起動時よりも時間短縮することで、停電前に水素生成装置の起動を完了して、特殊起動で起動工程を完了した水素生成装置から燃料電池へ水素を供給して、燃料電池の発電を停電前に開始できる可能性が従来に較べて高くなり、自立起動用電源がなくても、停電中に燃料電池から電力供給できる可能性が従来に較べて高くなる。

本発明の水素生成装置は、停電発生情報を受けた場合の起動工程を通常起動時よりも時間短縮することで、停電前に水素生成装置の起動を完了できる可能性が従来に較べて高くなる。

また、本発明の燃料電池システムは、停電発生情報を受けた場合の起動工程を通常起動時よりも時間短縮することで、停電前に水素生成装置の起動を完了して、特殊起動で起動工程を完了した水素生成装置から燃料電池へ水素を供給して、燃料電池の発電を停電前に開始できる可能性が従来に較べて高くなり、自立起動用電源がなくても、停電中に燃料電池から電力供給できる可能性が従来に較べて高くなる。

本発明の実施の形態１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 本発明の実施の形態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 同実施の形態の変形例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 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 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 本発明の実施の形態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 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 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 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 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

第１の発明は、炭化水素成分を含む原料を水蒸気改質して水素含有ガスを生成する改質器と、前記改質器に前記原料を供給する原料供給器と、前記改質器に水を供給する水供給器と、前記改質器を加熱する加熱器と、制御器とを備える水素生成装置であって、前記制御器は、前記水素生成装置の停止時、外部から停電発生を予測可能な停電発生情報を受けた場合に起動を開始し、通常起動時よりも前記水素生成装置の起動工程の完了が早まる特殊起動をするよう制御する、水素生成装置である。

これにより、停電発生情報を受けた場合の起動工程を通常起動時よりも時間短縮することで、停電前に水素生成装置の起動を完了できる可能性が従来に較べて高くなる。

第２の発明は、特に、第１の発明における前記制御器が、前記水素生成装置の起動開始後、起動工程の完了前に外部から停電発生を予測可能な停電発生情報を受けた場合に、通常起動時よりも前記水素生成装置の起動工程の完了が早まる特殊起動をするよう制御するものである。

これにより、起動工程の途中で停電発生情報を受けた場合には、残りの起動工程を通常よりも完了が早まるようにすることで、停電前に水素生成装置の起動を完了できる可能性が従来に較べて高くなる。

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、前記特殊起動時には、通常起動時よりも前記加熱器の加熱量が多くなるよう制御するものである。

これにより、特殊起動時は、加熱器から改質器への伝熱量を通常起動時よりも増やし、改質器の温度上昇を早めることで、停電発生情報を受けてから、水素生成装置の起動完了までに要する時間を短くできるので、停電前に水素生成装置の起動を完了できる可能性が従来に較べて高くなる。

第４の発明は、特に、第１から第３のいずれかの発明における前記制御器が、前記特殊起動時には、通常起動時よりも前記水供給器の水供給開始時期が早くなるよう制御するものである。

これにより、特殊起動時には、通常起動時より早い段階で、水素生成装置内を流通する水蒸気、もしくは水蒸気改質反応によって発生した改質ガスの流量を大きくすることができ、水蒸気または改質ガスによる、改質器より下流側の触媒への熱移動により、改質器より下流側の触媒の温度上昇を早めて、水素生成装置の起動完了を早めることができる。

第５の発明は、特に、第４の発明における前記制御器が、前記特殊起動時の前記水供給器の水供給開始時の前記改質器の温度を、通常起動時の前記水供給器の水供給開始時の前記改質器の温度よりも低くするものである。

これにより、特殊起動時には、通常起動時より改質器の温度が高く上昇していない早い段階で、水素生成装置内を流通する水蒸気、もしくは水蒸気改質反応によって発生した改質ガスの流量を大きくすることができ、水蒸気または改質ガスによる、改質器より下流側の触媒への熱移動により、改質器より下流側の触媒の温度上昇を早め、水素生成装置の起動完了を早めることができる。

第６の発明は、特に、第１から第３のいずれかの発明における、前記制御器が、前記特殊起動時には、通常起動時よりも前記水供給器の水供給量を増やすよう制御するものである。

これにより、特殊起動時には、通常起動時よりも改質器への水供給量を増やすことで、水素生成装置内を流通する水蒸気または、水蒸気改質反応によって発生する改質ガスの流量を大きくし、水蒸気または改質ガスによる熱の移動量が大きくなることによって、改質器より下流側の触媒の温度上昇を早め、水素生成装置の起動完了を早めることができる。

第７の発明は、特に、第１から第６のいずれかの発明において、前記改質器から供給される水素含有ガス中の一酸化炭素を酸化反応により低減する選択酸化器と、前記選択酸化器に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給器とをさらに備え、前記制御器が、前記特殊起動時には、通常起動時よりも前記酸素含有ガス供給器の酸素含有ガス供給量を増やすよう制御するものである。

これにより、特殊起動時には、通常起動時よりも選択酸化器への酸素含有ガス供給量を増やすことで、選択酸化器での水素含有ガス、あるいは燃料ガスの酸化反応による選択酸化器の発熱量が増加し、通常運転時より選択酸化器の温度上昇が早くなり、水素生成装置の起動完了を早める事が可能となる。

第８の発明は、特に、第１から第７のいずれかの発明における前記制御器が、外部から受ける前記停電発生を予測可能な停電発生情報を、起動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起動を開始し、通常起動時よりも前記水素生成装置の起動工程の完了が早まる特殊起動をするよう制御するものである。

これにより、起動開始前に報知された停電予告に対して起動許可の入力がなされた場合に、停止状態の水素生成装置に対して、通常起動時よりも水素生成装置の起動工程の完了が早まる特殊起動を開始するので、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、起動することができ、無駄に起動することを避けることができる。

第９の発明は、特に、第１から第７のいずれかの発明における、前記制御器が、外部から受ける前記停電発生を予測可能な停電発生情報を、起動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、起動を開始しないよう制御するものである。

これにより、起動開始前に報知された停電予告に対して起動不許可の入力がなされた場合もしくは報知から所定の時間が経過するまでに起動許可の入力がなされなかった場合に
は、停止状態の水素生成装置の起動を開始しないので、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避けることができる。

第１０の発明は、第１から第９のいずれかの発明の水素生成装置と、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、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。

これにより、停電発生情報を受けた場合の起動工程を通常起動時よりも時間短縮することで、停電前に水素生成装置の起動を完了して、特殊起動で起動工程を完了した水素生成装置から燃料電池へ水素を供給して、燃料電池の発電を停電前に開始できる可能性が従来に較べて高くなり、自立起動用電源がなくても、停電中に燃料電池から電力供給できる可能性が従来に較べて高くなる。

第１１の発明は、特に、第１０の発明における前記制御器が、前記特殊起動時には、停電前に前記燃料電池が発電を開始するよう制御するものである。

これにより、特殊起動時には、停電前に前記燃料電池が発電を開始するよう制御されるので、自立起動用電源がなくても、停電中に燃料電池から電力供給できる可能性が従来に較べて高くなる。

第１２の発明は、特に、第１０または第１１の発明における前記制御器が、前記特殊起動時には、前記水素生成装置から供給される前記水素含有ガス中の水素量が、通常起動時に前記水素生成装置から供給される前記水素含有ガス中の水素量よりも少ない状態から、前記燃料電池の発電を開始するものである。

これにより、特殊起動時は、水素生成装置から供給される水素含有ガス中の水素量が通常起動時の発電開始の判定基準となる量に達する前に、燃料電池の発電を開始するので、通常起動時よりも速やかに発電開始し、電力を補機に供給することによって、自立起動用電源がなくても、停電中に電力供給できる。

第１３の発明は、第１０から第１２のいずれかの発明における前記制御器が、前記特殊起動時の前記燃料電池の発電開始時の前記改質器の温度を、通常起動時の前記燃料電池の発電開始時の前記改質器の温度よりも低くするものである。

これにより、特殊起動時は、改質器の温度が通常起動時の発電開始の判定基準となる温度に上昇する前に、燃料電池の発電を開始するので、通常起動時よりも速やかに発電開始し、電力を補機に供給することによって、自立起動用電源がなくても、停電中に電力供給できる。

第１４の発明は、炭化水素成分を含む原料を水蒸気改質して水素含有ガスを生成する改質器と、前記改質器に前記原料を供給する原料供給器と、前記改質器に水を供給する水供給器と、前記改質器を加熱する加熱器とを備える水素生成装置の運転方法であって、前記水素生成装置の停止時、外部から停電発生を予測可能な停電発生情報を受けた場合に起動を開始し、通常起動時よりも前記水素生成装置の起動工程の完了が早まる特殊起動をする水素生成装置の運転方法である。

これにより、停電発生情報を受けた場合の起動工程を通常起動時よりも時間短縮することで、停電前に水素生成装置の起動を完了できる可能性が従来に較べて高くなる。

第１５の発明は、炭化水素成分を含む原料を水蒸気改質して水素含有ガスを生成する改質器と、前記改質器に前記原料を供給する原料供給器と、前記改質器に水を供給する水供給器と、前記改質器を加熱する加熱器とを備える水素生成装置と、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の運転方法であって、前記燃料電池システムの停止時、外部から停電発生を予測可能な停電発生情報を受けた場合に起動を開始し、通常起動時よりも前記燃料電池の発電開始が早まる特殊起動をする、燃料電池システムの運転方法である。

これにより、停電発生情報を受けた場合の起動工程を通常起動時よりも時間短縮することで、停電前に水素生成装置の起動を完了して、特殊起動で起動工程を完了した水素生成装置から燃料電池へ水素を供給して、燃料電池の発電を停電前に開始できる可能性が従来に較べて高くなり、自立起動用電源がなくても、停電中に燃料電池から電力供給できる可能性が従来に較べて高くなる。

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。

（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を備えた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。図１に示すように、本実施の形態の燃料電池システム２００は、水素生成装置１００と水素利用機器１５０とを備える。

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、加熱器の例としての燃焼器４と、空気供給器５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、酸素含有ガス供給器１４と、ＣＯ除去器温度検知器１５と、ＣＯ除去器２０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。

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。

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。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。

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、それらによってガスの供給先を切り替えることができる。

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。

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を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。

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。

改質温度検知器７は、改質器１の温度を検知する。なお、改質温度検知器７が改質器１内部の触媒温度を直接測定することが望ましいが、検出された値から触媒温度を推定できるのであれば、改質器１の外部、あるいは改質器１の近傍に温度検知部を設置しても構わない。改質温度検知器７としては、熱電対やサーミスタなどが例示される。

ＣＯ除去器２０は、酸化反応により、一酸化炭素を低減させる。酸素含有ガス供給器１４は、ＣＯ除去器２０に供給される酸素含有ガスを供給するものであって、例えば、ブロアが挙げられる。

ＣＯ除去器温度検知器１５は、ＣＯ除去器２０の温度を検知する。なお、ＣＯ除去器温度検知器１５がＣＯ除去器２０内部の触媒温度を直接測定することが望ましいが、検出された値から触媒温度を推定できるのであれば、ＣＯ除去器２０の外部、あるいはＣＯ除去器２０の近傍に温度検知部を設置しても構わない。ＣＯ除去器温度検知器１５としては、熱電対やサーミスタなどが例示される。

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の運転を制御するものであって、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器でもよい。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。また、制御器３０は、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。

水素利用機器１５０は、水素を利用して発電を行う、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などであっても良い。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。

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中は、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。

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２００および水素生成装置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が燃料電池システム２００および水素生成装置１００を制御することによって行われる。

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。

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（図示せず）により検知される。

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。

なお、水素利用機器１５０への水素含有ガス供給は、改質温度検知器７の検知温度が所定の値に到達したことを検知した後に開始するが、起動開始から所定の時間経過後としても良い。

図２は、実施の形態１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。以下に、実施の形態１における燃料電池システム２００の動作を、図２を参照しながら詳細に説明する。

まず、ステップＳ００１において、停電発生情報が、制御器３０に入力されているか否かを判定し、停電発生情報が制御器３０に入力されている場合は、ステップ１０３へ移行して特殊起動を開始し、停電発生情報が制御器３０に入力されていない場合は、ステップＳ００２へ移行する。

なお、停電発生情報は、電力会社から得られる、電力需給が逼迫し電力供給停止の可能性が高くなったことを示す需給逼迫情報である。なお、停電発生情報は、地震や雷や台風の警報情報など、停電可能性が高くなる状況を示す他の情報でも良い。

ステップＳ００２において、起動指令信号が、制御器３０に入力されているか否かを判定し、起動指令信号が入力されている場合は、ステップＳ００３へ移行して通常起動を開始し、起動指令信号がない場合はステップＳ００１に戻る。

ステップＳ００３において、空気供給器５の動作を開始し、原料ガスと原料ガスの流量に見合った量の燃焼用空気を供給した後、原料供給器２の動作を開始し、原料ガスを第１加熱量（例えば、５００Ｗ）にて供給する。

ステップＳ００４では、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。燃焼器４で燃焼により発生した熱により、改質器１およびＣＯ除去器２０が加熱される。

ステップＳ００５では、改質温度検知器７で検知した改質器１の温度が、第１改質温度（例えば２００℃）に上昇、あるいは、燃焼器４の燃焼開始から第１時間（例えば、１５分）が経過するのを待って、改質水供給器３から改質器１に、改質水が、第１改質水流量（例えば、５ｃｃ／ｍｉｎ）で供給され、改質反応が開始される。

ステップＳ００６では、ＣＯ除去器温度検知器１５で検知される温度が、所定温度（例えば、１００℃）となるのを待って、酸素含有ガス供給器１４から酸素含有ガスを、第１酸素含有ガス流量（例えば、０．６ｌ／ｍｉｎ）で、ＣＯ除去器２０に供給する。

ステップＳ００７では、水素生成装置１００の改質器１、ＣＯ除去器２０の温度が、それぞれ所定の温度（例えば、改質器５５０℃、ＣＯ除去器１６０℃）に到達するのを待って、水素生成装置１００から水素利用機器１５０に水素が供給され、水素生成装置１００から供給された水素を利用し、水素利用機器１５０において発電が開始される。

ステップＳ１０３では、空気供給器５の動作を開始し、原料ガスと原料ガスの流量に見合った量の燃焼用空気を供給した後、原料供給器２の動作を開始し、原料ガスを第１原料ガス熱量より大きい第２原料ガス熱量（例えば、７００Ｗ）にて供給する。

ステップＳ１０４では、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。燃焼器４で燃焼により発生した熱により、改質器１およびＣＯ除去器２０が加熱される。

これにより、ステップＳ００３、ステップＳ００４による通常起動に比べ、原料ガスが大きい熱量で、燃焼器４に供給されて燃焼するため、燃焼器４で燃焼により発生した熱により加熱される改質器１およびＣＯ除去器２０の温度上昇を早める事ができる。

ステップＳ１０５では、改質温度検知器７で検知した改質器１の温度が、第１改質温度（例えば２００℃）に上昇、あるいは、燃焼器４の燃焼開始から第１時間（例えば、１５分）が経過するのを待って、改質水供給器３から改質器１に、改質水が、第１改質水流量（例えば、５ｃｃ／ｍｉｎ）で供給され、改質反応が開始される。

ステップＳ１０６では、ＣＯ除去器温度検知器１５で検知される温度が、所定温度（例えば、１００℃）となるのを待って、酸素含有ガス供給器１４から、酸素含有ガスを、第１酸素含有ガス流量より多い第２酸素含有ガス流量（例えば、０．７ｌ／ｍｉｎ）で、ＣＯ除去器２０に供給する。

ＣＯ除去器２０には、水素含有ガス中の一酸化炭素量に対応する酸素含有ガスが供給され、水素の酸化反応が過剰に行われないように制御されているが、特殊起動時には、通常起動時よりも、酸素含有ガス量が増加されることにより、ＣＯ除去器２０での水素の酸化反応が促進され、反応熱によって触媒が加熱され、通常起動であるＳ００４に比べ、ＣＯ除去器２０の温度上昇を早めることができる。

ステップＳ１０６にて酸素含有ガスの供給を開始した後、ステップＳ００６と同様にステップＳ００７へ移行し、ステップＳ００７にて、水素生成装置１００の改質器１、ＣＯ除去器２０の温度が、それぞれ所定の温度（例えば、改質器５５０℃、ＣＯ除去器１６０℃）に到達するのを待って、水素生成装置１００から水素利用機器１５０に水素が供給される。

上記の動作により、本実施の形態の水素生成装置１００は、外部（外部情報入力器３２）より制御器３０に入力される、停電を予測可能な停電発生情報に基づき、特殊起動を実施して、停電発生情報を受けた場合の起動工程を通常起動時よりも時間短縮することで、停電前に水素生成装置１００の起動を完了できる可能性が従来に較べて高くなる。

また、本実施の形態の燃料電池システム２００は、停電発生情報を受けた場合の起動工程を通常起動時よりも時間短縮することで、停電前に水素生成装置１００の起動を完了し
て、特殊起動で起動工程を完了した水素生成装置１００から水素利用機器１５０（燃料電池）へ水素を供給して、水素利用機器１５０（燃料電池）の発電を停電前に開始できる可能性が従来に較べて高くなり、自立起動用電源がなくても、停電中に水素利用機器１５０（燃料電池）から電力供給できる可能性が従来に較べて高くなる。

なお、制御器３０へ停電発生情報の入力があった際は、速やかにステップＳ１０３へ移行させ、水素生成装置１００を起動し、停電の開始前に水素利用機器１５０での発電を開始することで、燃料電池システム２００の起動を完了させ、自立起動用電源がなくても、停電中に系外へ電力供給できる。

（実施の形態１の変形例１）
本発明の実施の形態１の変形例１における燃料電池システム２００の概略構成を示すブロック図は、図１に示した実施の形態１の燃料電池システム２００と同様である。実施の形態の変形例１における燃料電池システム２００の構成については、実施の形態１と同様であるため、重複する説明は省略する。

次に、実施の形態１の変形例１における燃料電池システム２００の動作を、図３を参照しながら詳細に説明する。図３は実施の形態１の変形例１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。

なお、本実施の形態１の変形例１は、図２に示した実施の形態１のフローチャートにおいて、ステップＳ０１２，Ｓ０２２，Ｓ０３２が、それずれ、ステップＳ００３とＳ００４の間、ステップＳ００４とＳ００５の間、ステップＳ００５とＳ００６の間に追加されたものであり、その他のステップは、図２に示した実施の形態１と同様であるので、重複する説明は省略する。

ステップＳ０１２において、停電発生情報が制御器３０に入力されているか否かを判定して、停電発生情報が制御器３０に入力されている場合は、ステップＳ１０４へ移行して特殊起動を開始し、停電発生情報が制御器３０に入力されていない場合は、通常起動動作のステップＳ００４へ移行する。

ステップＳ０２２において、停電発生情報が制御器３０に入力されているか否かを判定して、停電発生情報が制御器３０に入力されている場合は、ステップＳ１０５へ移行して特殊起動を開始し、停電発生情報が制御器３０に入力されていない場合は、通常起動動作のステップＳ００５へ移行する。

ステップＳ０３２において、停電発生情報が制御器３０に入力されているか否かを判定して、停電発生情報が制御器３０に入力されている場合は、ステップＳ１０６へ移行し、特殊起動を開始し、停電発生情報が制御器３０に入力されていない場合は、通常起動動作のステップＳ００６へ移行する。

上記の動作により、ステップＳ００２以降で通常起動を開始した後の段階であっても、制御器３０に停電発生情報の入力があった場合には、起動動作（起動工程）の途中で、特殊起動のステップＳ０１４，Ｓ０１５またはＳ０１６に移行することが可能となる。

本実施の形態の水素生成装置１００は、起動工程の途中で停電発生情報を受けた場合には、残りの起動工程を通常よりも完了が早まるようにすることで、停電前に水素生成装置１００の起動を完了できる可能性が従来に較べて高くなる。

また、本実施の形態の燃料電池システム２００は、停電発生情報を受けた場合の起動工
程を通常起動時よりも時間短縮することで、停電前に水素生成装置１００の起動を完了して、特殊起動で起動工程を完了した水素生成装置１００から水素利用機器１５０（燃料電池）へ水素を供給して、水素利用機器１５０（燃料電池）の発電を停電前に開始できる可能性が従来に較べて高くなり、自立起動用電源がなくても、停電中に水素利用機器１５０（燃料電池）から電力供給できる可能性が従来に較べて高くなる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における水素生成装置１００を備えた燃料電池システム２００の概略構成を示すブロック図は、図１に示した実施の形態１の燃料電池システム２００と同様である。実施の形態２における燃料電池システム２００の構成については、実施の形態１と同様であるため、重複する説明は省略する。

次に、実施の形態２における燃料電池システム２００の動作を、図４を参照しながら詳細に説明する。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。

なお、本実施の形態２は、図２に示した実施の形態１のフローチャートにおける、ステップＳ００１，Ｓ００２，Ｓ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５が、ステップＳ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３，Ｓ２０４，Ｓ２０５に、それぞれ置換される。その他のステップは、図２に示した実施の形態１と同様であるので、重複する説明は省略する。

ステップＳ２０１において、停電発生情報が制御器３０に入力されているか否か判定して、停電発生情報が制御器３０に入力されている場合は、ステップ２０３へ移行して特殊起動を開始し、停電発生情報が制御器３０に入力されていない場合は、ステップＳ２０２へ移行する。

なお、停電発生情報は、電力会社から得られる、電力需給が逼迫し電力供給停止の可能性が高くなったことを示す、需給逼迫情報である。なお、停電発生情報は、地震や雷や台風の警報情報など、停電可能性が高くなる状況を示す他の情報でも良い。

ステップＳ２０２において、起動指令信号が制御器３０に入力されているか否か判定して、起動指令信号が入力されている場合は、ステップＳ００３へ移行して通常起動を開始し、起動指令信号がない場合はステップＳ２０１に移行する。

ステップＳ２０３では、空気供給器５の動作を開始し、原料ガスと原料ガスの流量に見合った量の燃焼用空気を供給した後、原料供給器２の動作を開始し、原料ガスを第１原料ガス熱量で供給する。

ステップＳ２０４では、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。燃焼器４で燃焼により発生した熱により、改質器１およびＣＯ除去器２０が加熱される。

ステップＳ２０５では、改質温度検知器７で検知した改質器１の温度が、第１改質温度（例えば２００℃）よりも低い第２改質温度（例えば、１８０℃）に上昇、あるいは、燃焼器４の燃焼開始から第１時間より短い第２時間（例えば、１０分）が経過するのを待って、改質水供給器３から改質器１に、改質水が、第１改質水流量（例えば、５ｃｃ／ｍｉｎ）で供給され、改質反応が開始される。

これにより、ステップＳ００５に比べ、早期に改質水の供給が開始できる。供給された改質水と原料ガスは、改質器１にて、改質反応を開始し、原料ガスは改質ガスとなって体
積増加し、下流側にあるＣＯ除去器２０を流通する。

改質器１での改質反応は、ＣＯ除去器２０での反応より温度が高いため、改質ガスにより、改質器１からＣＯ除去器２０へ熱が運搬される。この熱の運搬量は、流通するガス量が大きいほど増加するため、改質器１より下流側のＣＯ除去器２０の温度上昇を早めることができる。

以上のように、本実施の形態の水素生成装置１００は、外部（外部情報入力器３２）より制御器３０に入力される、停電を予測可能な停電発生情報に基づき、特殊起動を実施して、制御器３０が、特殊起動時には、通常起動時よりも改質水供給器３の水供給開始時期が早くなるように、特殊起動時の改質水供給器３の水供給開始時の改質器１の温度を、通常起動時の改質水供給器３の水供給開始時の改質器１温度よりも低くする。

これにより、特殊起動時には、通常起動時より改質器１の温度が高く上昇していない早い段階で、水素生成装置１００内を流通する水蒸気、もしくは水蒸気改質反応によって発生した改質ガスの流量を大きくすることができ、水蒸気または改質ガスによる、改質器１より下流側の触媒への熱移動により、改質器１より下流側の触媒の温度上昇を早めて、水素生成装置１００の起動完了を早めることができる。

また、本実施の形態の燃料電池システム２００は、停電発生情報を受けた場合の起動工程を通常起動時よりも時間短縮することで、停電前に水素生成装置１００の起動を完了して、特殊起動で起動工程を完了した水素生成装置１００から水素利用機器１５０（燃料電池）へ水素を供給して、水素利用機器１５０（燃料電池）の発電を停電前に開始できる可能性が従来に較べて高くなり、自立起動用電源がなくても、停電中に水素利用機器１５０（燃料電池）から電力供給できる可能性が従来に較べて高くなる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における水素生成装置１００を備えた燃料電池システム２００の概略構成を示すブロック図は、図１に示した実施の形態１の燃料電池システム２００と同様である。実施の形態３における燃料電池システム２００の構成については、実施の形態１と同様であるため、重複する説明は省略する。

次に、実施の形態３における燃料電池システム２００の動作を、図５を参照しながら詳細に説明する。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。

なお、本実施の形態３は、図４に示した実施の形態２のフローチャートにおける、ステップＳ２０５が、ステップＳ３０５に置換され、その他のステップは、図４に示した実施の形態２と同様であるので、重複する説明は省略する。

ステップＳ３０５において、改質温度検知器７で検知した改質器１の温度が、第１改質温度（例えば２００℃）に上昇、あるいは、燃焼器４の燃焼開始から第１時間（例えば、１５分）が経過するのを待って、改質水供給器３から改質器１に、改質水が、第１改質水流量より多い第２改質水流量（例えば、８ｃｃ／ｍｉｎ）で供給され、改質反応が開始される。

これにより、ステップＳ００５に比べ、改質水の供給量が多くなり、供給された改質水と原料ガスの改質反応によって、改質器１にて発生する改質ガスの流量が多くなる。改質ガスは下流側にあるＣＯ除去器２０を流通するが、改質器１での改質反応は、ＣＯ除去器２０での反応より温度が高いため、改質ガスにより、改質器１からＣＯ除去器２０への熱
の運搬が生じる。

この熱の運搬量は、流通するガス量が大きいほど増加するため、改質器１より下流側のＣＯ除去器２０の温度上昇を早めることができる。

以上のように、本実施の形態の水素生成装置１００は、外部（外部情報入力器３２）より制御器３０に入力される、停電を予測可能な停電発生情報に基づき、特殊起動を実施して、制御器３０が、特殊起動時には、通常起動時よりも改質水供給器３の水供給量を増やす。

これにより、特殊起動時には、通常起動時よりも改質器への水供給量を増やすことで、水素生成装置１００内を流通する水蒸気、もしくは水蒸気改質反応によって発生した改質ガスの流量を大きくすることができ、水蒸気または改質ガスによる、改質器１より下流側の触媒への熱移動により、改質器１より下流側の触媒の温度上昇を早めて、水素生成装置１００の起動完了を早めることができる。

また、本実施の形態の燃料電池システム２００は、停電発生情報を受けた場合の起動工程を通常起動時よりも時間短縮することで、停電前に水素生成装置１００の起動を完了して、特殊起動で起動工程を完了した水素生成装置１００から水素利用機器１５０（燃料電池）へ水素を供給して、水素利用機器１５０（燃料電池）の発電を停電前に開始できる可能性が従来に較べて高くなり、自立起動用電源がなくても、停電中に水素利用機器１５０（燃料電池）から電力供給できる可能性が従来に較べて高くなる。

（実施の形態４）
図６は本発明の実施の形態４における水素生成装置を備えた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。実施の形態４の燃料電池システム２００の構成は、図６に示すように、実施の形態１に、端末３３を備えたものであり、端末３３以外は、実施の形態１と同様の構成である。

端末３３は、表示や音声で、起動、発電、停止、などの運転状態、発電量、および、外部から入力された停電発生情報、停電予告、自動制御による起動予定、運転スケジュール情報を出力し、起動、停止の指令、運転モードの選択、および運転予約設定、運転許可、運転不許可の入力を行う操作部を備えたものあり、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。

次に、実施の形態４における燃料電池システム２００の動作を、図７を参照しながら詳細に説明する。図７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。

ステップＳ４０１において、停電発生情報が制御器３０に入力されているか否かを判定して、停電発生情報が制御器３０に入力されている場合は、ステップ４０３へ移行して特殊起動を開始し、停電発生情報が制御器３０に入力されていない場合は、ステップＳ４０２へ移行する。

ステップＳ４０２において、起動指令信号が制御器３０に入力されているか否かを判定して、起動指令信号が入力されている場合は、ステップＳ００３へ移行して通常起動を開始し、起動指令信号がない場合は、ステップＳ４０１に移行する。

ここで、通常起動を開始した以降の、ステップＳ００３，Ｓ００４，Ｓ００５，Ｓ００６，Ｓ００７は、図２に示した実施の形態１と同様であるため、重複する説明については省略する。

ステップＳ４０３において、起動指令信号が制御器３０に入力されているか否かを判定して、起動指令信号が入力されている場合は、ステップＳ１０３へ移行して特殊起動を開始し、起動指令信号がない場合は、ステップＳ３４４に移行する。

ステップＳ４０４では、端末３３に停電予告を表示し、燃料電池システム２００の起動を開始してよいか、起動許可の入力を促す表示を行う。

ステップＳ４１２では、端末３３で起動許可の入力がされているか否かを判定して、起動許可の入力がされている場合は、ステップＳ１０３へ移行して特殊起動を開始し、起動許可の入力がない場合は、ステップＳ４２２へ移行する。

ここで、特殊起動を開始した以降の、ステップＳ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０６は、図２に示した実施の形態１と同様であるため、重複する説明は省略する。

ステップＳ４２２では、ステップＳ４０４における端末３３への停電予告表示開始からの経過時間Ｔｄが、予め設定されている時間Ｔ１（例えば、３０分）より長くなっているか否かを判定する。ＴｄがＴ１より短い場合は、再びステップＳ４１２に移行し、ＴｄがＴ１より長くなった場合は、起動をせずに完了する。

予め設定される時間Ｔ１は、端末３３に起動許可の入力がない場合に、燃料電池システム２００を起動せず停止させるまでの、入力待ち時間であり、停電発生情報の種類、需給逼迫情報や地震、雷や台風などの警報発生から、停電が起こるまでの時間を予め統計情報などを用いて推定し、推定した時間以上となる様に設定している。

以上のように、本実施の形態の燃料電池システム２００（水素生成装置１００）は、制御器３０が、外部から受ける停電発生を予測可能な停電発生情報を、起動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、この報知に対して起動許可の入力がなされた場合に起動を開始し、通常起動時よりも前記水素生成装置の起動工程の完了が早まる特殊起動をするよう制御し、報知から所定の時間が経過するまでに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、起動を開始しないよう制御するものである。

これにより、起動開始前に報知された停電予告に対して起動許可の入力がなされた場合に、停止状態の水素生成装置１００に対して、通常起動時よりも水素生成装置１００の起動工程の完了が早まる特殊起動を開始し、報知から所定の時間が経過するまでに起動許可の入力がなされなかった場合には、停止状態の水素生成装置１００の起動を開始しないので、停電発生時にユーザーが水素生成装置１００の運転を必要とする場合にのみ、起動することができ、無駄に起動することを避けることができる。

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は、台風の警報に合わせて避難したり、電力の需給逼迫時期に合わせて旅行をする場合などが挙げられる。

（実施の形態５）
本発明の実施の形態５における水素生成装置１００を備えた燃料電池システム２００の概略構成を示すブロック図は、図６に示した実施の形態４の燃料電池システム２００と同
様であるが、実施の形態５は、制御器３０の制御方法が、実施の形態４と異なる。以下、実施の形態４と異なる点を中心に説明する。

実施の形態５における燃料電池システム２００の動作を、図８を参照しながら詳細に説明する。図８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。

なお、実施の形態５は、図７に示した実施の形態４のフローチャートにおける、ステップＳ４１２，Ｓ４２２が、ステップＳ５１２，Ｓ５２２に置換されたものであり、その他のステップは、図２に示した実施の形態１の物と同様であるので、重複する説明は省略する。

ステップＳ５１２において、端末３３で、起動不許可の入力がされているか否かを判定して、起動不許可の入力がない場合は、ステップＳ５２２へ移行し、起動不許可の入力がされている場合は、起動せずに完了する。

ステップＳ５２２において、ステップＳ４０４における、端末３３への停電予告表示からの経過時間Ｔｄが、予め設定されている時間Ｔ２（例えば、３０分）より長くなっているか否かを判定し、ＴｄがＴ２より長くなった場合に、ステップＳ１０３へ移行して特殊起動を開始し、ＴｄがＴ２より短い場合には、ステップＳ５１２へ移行する。

予め設定される時間Ｔ２は、端末３３に起動不許可の入力がない場合に、燃料電池システム２００の起動を開始するまでの、入力待ち時間であり、停電発生情報の種類、需給逼迫情報や地震、雷や台風などの警報発生から、停電が起こるまでのる時間を予め統計情報などを用いて推定し、推定した停電発生までの時間に対して、十分短い時間に設定している。

以上のように、本実施の形態の燃料電池システム２００（水素生成装置１００）は、制御器３０が、外部から受ける停電発生を予測可能な停電発生情報を、起動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、この報知に対して起動不許可の入力がなされた場合に起動を開始せず、報知から所定の時間が経過するまでに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は、通常起動時よりも水素生成装置１００の起動工程の完了が早まる特殊起動をするよう制御するものである。

これにより、起動開始前に報知された停電予告に対して起動不許可の入力がなされた場合に、停止状態の水素生成装置１００の起動を開始せず、報知から所定の時間が経過するまでに起動不許可の入力がなされなかった場合には、停止状態の水素生成装置１００に対して、通常起動時よりも水素生成装置１００の起動工程の完了が早まる特殊起動を開始するので、停電発生時にユーザーが水素生成装置１００の運転を必要とする場合にのみ、起動することができ、無駄に起動することを避けることができる。

また、本実施の形態の燃料電池システム２００は、端末３３に起動不許可の入力を行わなかった場合には、自動で特殊起動を開始し、停電発生時に電力を供給する事ができるようになる。

（実施の形態６）
本発明の実施の形態６における水素生成装置１００を備えた燃料電池システム２００の概略構成を示すブロック図は、図１に示した実施の形態１の燃料電池システム２００と同様である。実施の形態６における燃料電池システム２００の構成については、実施の形態１と同様であるため、重複する説明は省略する。

次に、実施の形態６における燃料電池システム２００の動作を、図９を参照しながら詳細に説明する。図９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。

なお、実施の形態６は、図２に示した実施の形態１のフローチャートにおける、通常起動におけるステップＳ００６以降、および特殊起動におけるステップＳ１０６以降を、ステップＳ００８，Ｓ００９，Ｓ６０８，Ｓ６０９，Ｓ６１０に変更したもので、その他のステップは、図２に示した実施の形態１と同様であるので、重複する説明は省略する。

通常起動におけるステップＳ００３からＳ００６および、特殊起動におけるステップＳ１０３からＳ１０６において、改質器１は加熱されて温度が上昇していく。

通常起動における、ステップＳ００６において、ＣＯ除去器２０への酸素含有ガス供給開始された後、改質器温度の判定を行うステップＳ００８へ移行する。一方、特殊起動におけるステップＳ１０６において、ＣＯ除去器２０への酸素含有ガス供給開始後は、同じく改質器温度の判定を行うステップＳ６０８へ移行する。

ステップＳ００８において、改質器１の温度が第１改質温度（例えば、５５０℃）以上であるか否かを判定する。改質器１の温度が第１改質温度（例えば、５５０℃）以上であれば、ステップＳ００９に移行する。

ステップＳ００９では、水素生成装置１００から水素利用機器１５０に水素が供給されれ、水素生成装置１００から供給された水素を利用し、水素利用機器１５０において発電が開始される。

ステップＳ６０８では、改質器１の温度が、第１改質温度（例えば、５５０℃）よりも低い、第２改質温度（例えば、５００℃）以上であるか否かを判定する。改質器１の温度が第２改質温度（例えば、５００℃）以上であれば、ステップＳ６０９に移行する。

ステップＳ６０９では、水素生成装置１００から水素利用機器１５０に、水素が供給され、水素利用機器１５０において発電が開始される。

ステップＳ６１０では、発電された電力により補機を駆動し、予め設定された最低発電量に見合う以上の水素が供給可能となるよう、水素生成装置１００の昇温を続け、水素生成量を増加させて発電量を増やし、燃料電池システム２００外に電力を供給する。

上記の通り、ステップＳ６０７，Ｓ６０８，Ｓ６０９，Ｓ６１０の動作を行うことで、通常起動のステップＳ００８、Ｓ００９の動作を行う場合に比べ、早期に発電に移行することができる。

このため、停電の開始前に短時間で水素生成装置１００の起動を完了させ、水素生成装置１００から水素利用機器１５０（燃料電池）へ水素を供給して発電を開始し、補機に電力を供給することによって、補機への電力供給開始後、外部への電力供給開始前に、ランダムなタイミングで停電が発生した場合であっても、燃料電池システムの起動を完了し、外部へ電力供給することが可能となる。

本実施の形態では、制御器３０が、特殊起動時の水素利用機器１５０（燃料電池）の発電開始時の改質器１の温度を、通常起動時の水素利用機器１５０（燃料電池）の発電開始時の改質器１の温度よりも低くしており、特殊起動時は、改質器１の温度が通常起動時の
発電開始の判定基準となる温度に上昇する前に、水素利用機器１５０（燃料電池）の発電を開始するので、通常起動時よりも速やかに発電開始し、電力を補機に供給することによって、自立起動用電源がなくても、停電中に電力供給できる。

（実施の形態７）
本発明の実施の形態７における水素生成装置１００を備えた燃料電池システム２００の概略構成を示すブロック図は、図１に示した実施の形態１の燃料電池システム２００と同様である。実施の形態７における燃料電池システム２００の構成については、実施の形態１と同様であるため、重複する説明は省略する。

次に、実施の形態７における燃料電池システム２００の動作を、図１０を参照しながら詳細に説明する。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。

なお、実施の形態７は、図２に示した実施の形態１のフローチャートにおける、通常起動におけるステップＳ００６以降、および特殊起動におけるステップＳ１０６以降を、ステップＳ０１８，Ｓ００９，Ｓ６１８，Ｓ６１９，Ｓ６２０に変更したもので、その他のステップは、図２に示した実施の形態１と同様であるので、重複する説明は省略する。

通常起動におけるステップＳ００３からＳ００６および、特殊起動におけるステップＳ１０３からＳ１０６において、改質器１は加熱されて温度が上昇していく。

通常起動における、ステップＳ００６において、ＣＯ除去器２０への酸素含有ガス供給開始された後、水素供給量の判定を行うステップＳ０１８へ移行する。一方、特殊起動におけるステップＳ１０６において、ＣＯ除去器２０への酸素含有ガス供給開始後は、同じく水素供給量の判定を行うステップＳ６１８へ移行する。

ステップＳ０１８では、水素生成装置１００からの水素含有ガス供給量が第１水素供給量（例えば、５ｌ／ｍｉｎ）以上であるか否かを判定する。第１水素供給量（例えば、５ｌ／ｍｉｎ）以上の水素含有ガスを供給していれば、ステップＳ００９に移行する
ステップＳ６１８では、水素生成装置１００からの水素含有ガス供給量が第１水素供給量（例えば、５ｌ／ｍｉｎ）より少ない第２水素供給量（例えば、４ｌ／ｍｉｎ）以上であるか否かを判定する。第２水素供給量（例えば、４ｌ／ｍｉｎ）以上の水素含有ガスを供給していれば、ステップＳ６１９に移行する。

ステップＳ６１９では、水素生成装置１００から水素利用機器１５０に水素が供給されて、水素利用機器１５０において発電が開始される。

ステップＳ６２０では、発電された電力により補機を駆動し、予め設定された最低発電量に見合う以上の水素が供給可能となるよう、水素生成装置１００の水素生成量を増加させ、発電量を増やす。

上記の通り、ステップＳ６１８，Ｓ６１９，Ｓ６２０の動作を行うことで、通常起動のステップＳ００９，Ｓ０１８の動作を行う場合に比べ、早期に発電に移行することができる。このため、停電の開始前に短時間で水素生成装置１００の起動を完了させ、水素生成装置１００から水素利用機器１５０（燃料電池）へ水素を供給して発電を開始し、補機に電力を供給する。

そして、補機への電力供給開始後、外部への電力供給開始前に、ランダムなタイミングで停電が発生した場合であっても、燃料電池システム２００の起動を完了し、外部へ電力
供給することが可能となる。

本実施の形態では、特殊起動時には、水素生成装置１００から供給される水素含有ガス中の水素量が、通常起動時に水素生成装置１００から供給される水素含有ガス中の水素量よりも少ない状態から、水素利用機器１５０（燃料電池）の発電を開始する。

これにより、特殊起動時は、水素生成装置１００から供給される水素含有ガス中の水素量が通常起動時の発電開始の判定基準となる量に達する前に、水素利用機器１５０（燃料電池）の発電を開始するので、通常起動時よりも速やかに発電開始し、電力を補機に供給することによって、自立起動用電源がなくても、停電中に電力供給できる。

以上のように、本発明にかかる水素生成装置および燃料電池システムは、系統電源からの電力供給が無い場合にも、停電時に外部へ電力を供給できるため、停電時に電力供給を行いたい用途、例えば家庭用燃料電池の用途にも適用できる。

１ 改質器
２ 原料供給器
３ 改質水供給器
４ 燃焼器（加熱器）
５ 空気供給器
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
１４ 酸素含有ガス供給器
１５ ＣＯ除去器温度検知器
２０ ＣＯ除去器
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
１００ 水素生成装置
１５０ 水素利用機器
２００ 燃料電池システム

Claims (15)

1. 炭化水素成分を含む原料を水蒸気改質して水素含有ガスを生成する改質器と、前記改質器に前記原料を供給する原料供給器と、前記改質器に水を供給する水供給器と、前記改質器を加熱する加熱器と、制御器とを備える水素生成装置であって、
   前記制御器は、前記水素生成装置の停止時、外部から停電発生を予測可能な停電発生情報を受けた場合に起動を開始し、通常起動時よりも前記水素生成装置の起動工程の完了が早まる特殊起動をするよう制御する、水素生成装置。
2. 前記制御器は、前記水素生成装置の起動開始後、起動工程の完了前に外部から停電発生を予測可能な停電発生情報を受けた場合に、通常起動時よりも前記水素生成装置の起動工程の完了が早まる特殊起動をするよう制御する、請求項１に記載の水素生成装置。
3. 前記制御器は、前記特殊起動時には、通常起動時よりも前記加熱器の加熱量が多くなるよう制御する、請求項１または２に記載の水素生成装置。
4. 前記制御器は、前記特殊起動時には、通常起動時よりも前記水供給器の水供給開始時期が早くなるよう制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の水素生成装置。
5. 前記制御器は、前記特殊起動時の前記水供給器の水供給開始時の前記改質器の温度を、通常起動時の前記水供給器の水供給開始時の前記改質器の温度よりも低くする、請求項４に記載の水素生成装置。
6. 前記制御器は、前記特殊起動時には、通常起動時よりも前記水供給器の水供給量を増やすよう制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の水素生成装置。
7. 前記改質器から供給される水素含有ガス中の一酸化炭素を酸化反応により低減する選択酸化器と、前記選択酸化器に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給器とをさらに備え、前記制御器は、前記特殊起動時には、通常起動時よりも前記酸素含有ガス供給器の酸素含有ガス供給量を増やすよう制御する、請求項１から６のいずれか１項に記載の水素生成装置。
8. 前記制御器は、外部から受ける前記停電発生を予測可能な停電発生情報を、起動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起動を開始し、通常起動時よりも前記水素生成装置の起動工程の完了が早まる特殊起動をするよう制御する、請求項１から７のいずれか１項に記載の水素生成装置。
9. 前記制御器は、外部から受ける前記停電発生を予測可能な停電発生情報を、起動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、起動を開始しないよう制御する、請求項１から７のいずれか１項に記載の水素生成装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に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、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。
11. 前記制御器は、前記特殊起動時には、停電前に前記燃料電池が発電を開始するよう制御する、請求項１０に記載の燃料電池システム。
12. 前記制御器は、前記特殊起動時には、前記水素生成装置から供給される前記水素含有ガス中の水素量が、通常起動時に前記水素生成装置から供給される前記水素含有ガス中の水素量よりも少ない状態から、前記燃料電池の発電を開始する、請求項１０または１１に記載の燃料電池システム。
13. 前記制御器は、前記特殊起動時の前記燃料電池の発電開始時の前記改質器の温度を、通常起動時の前記燃料電池の発電開始時の前記改質器の温度よりも低くする、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
14. 炭化水素成分を含む原料を水蒸気改質して水素含有ガスを生成する改質器と、前記改質器に前記原料を供給する原料供給器と、前記改質器に水を供給する水供給器と、前記改質器を加熱する加熱器とを備える水素生成装置の運転方法であって、
    前記水素生成装置の停止時、外部から停電発生を予測可能な停電発生情報を受けた場合に起動を開始し、通常起動時よりも前記水素生成装置の起動工程の完了が早まる特殊起動をする、水素生成装置の運転方法。
15. 炭化水素成分を含む原料を水蒸気改質して水素含有ガスを生成する改質器と、前記改質器に前記原料を供給する原料供給器と、前記改質器に水を供給する水供給器と、前記改質器を加熱する加熱器とを備える水素生成装置と、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の運転方法であって、
    前記燃料電池システムの停止時、外部から停電発生を予測可能な停電発生情報を受けた場合に起動を開始し、通常起動時よりも前記燃料電池の発電開始が早まる特殊起動をする、燃料電池システムの運転方法。

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