氢生成装置、氢生成装置的运转方法以及燃料电池系统.pdf

本发明涉及一种氢生成装置，其特征在于，为具备控制器(20)的氢生成装置，其中该控制器(20)在停止期间内进行维持处理，控制原料气体供给器(10)，向原料气体供给器(10)与阀(16)之间的气体流路补给原料气体，将气体流路内的压力维持在大气压以上的第1阈值以上；在检测到维持处理的异常的情况下，控制器(20)控制原料气体供给器(10)和点火器(5A)，从检测到异常开始直到起动处理中的点火动作为止，供给比维持处理没有异常的情况更多的原料气体。

1.  一种氢生成装置，其特征在于，
具备：
通过重整反应从原料气体生成含氢气体的重整器；
向所述重整器供给所述原料气体的原料气体供给通路；
设置在所述原料气体供给通路上、控制向所述重整器供给所述原料气体的原料气体供给器；
使用从所述重整器输出的气体进行燃烧的燃烧器；
设置在所述燃烧器上的点火器；
用于将从所述重整器输出的气体供给所述燃烧器的可燃性气体供给通路；
设置在所述可燃性气体供给通路上的阀；以及
控制器，所述控制器在停止期间内进行维持处理，所述维持处理为控制所述原料气体供给器，向所述原料气体供给器与所述阀之间的气体流路补给所述原料气体，从而将所述气体流路内的压力维持在大气压以上的第1阈值以上，
所述控制器在检测到所述维持处理的异常的情况下，控制所述原料气体供给器和所述点火器，从检测到所述异常开始直到起动处理中的所述点火器的点火动作为止，供给比未检测到所述维持处理的异常的情况更多的所述原料气体。

2.  如权利要求1所述的氢生成装置，其特征在于，
在检测到所述维持处理的异常的情况下，在所述起动处理中，所述控制器使所述原料气体从所述原料气体供给器被供给所述重整器，并且使所述点火器的点火动作比所述维持处理没有异常的情况更晚地开始。

3.  如权利要求1所述的氢生成装置，其特征在于，
在检测到所述维持处理的异常的情况下，从检测到所述异常开始直到所述起动处理中的所述点火器的点火动作为止，所述控制器控制所述原料气体供给器，从而供给清除所述气体流路内的残留气体所需量的所述原料气体。

4.  如权利要求1所述的氢生成装置，其特征在于，
在所述起动处理中的所述点火器最初的点火动作为不良点火、且检测到所述维持处理的异常的情况下，所述控制器控制所述原料气体供给器和所述点火器，从所述不良点火导致所述点火器的点火动作停止开始直到所述点火器的点火动作再次开始为止，供给比未检测到所述维持处理的异常的情况更多的原料气体。

5.  如权利要求4所述的氢生成装置，其特征在于，
在最初的点火动作为不良点火且检测到所述维持处理的异常的情况下，所述控制器使所述原料气体从所述原料气体供给器被供给所述重整器，并且使所述点火器的点火动作比所述维持处理没有异常的情况更晚地再次开始。

6.  如权利要求1所述的氢生成装置，其特征在于，
具备检测所述气体流路内的压力的第1压力检测器，
所述维持处理的异常为：在所述停止期间内，由所述第1压力检测器检测到的压力存在异常。

7.  如权利要求1所述的氢生成装置，其特征在于，
具备检测所述气体流路内的压力的第1压力检测器，
所述维持处理的异常为：在所述停止期间内，由所述第1压力检测器检测到的压力小于所述第1阈值的压力，且该压力持续了规定的判定时间以上。

8.  如权利要求1所述的氢生成装置，其特征在于，
具备检测所述气体流路内的压力的第1压力检测器，
第2阈值为大气压以上且小于所述第1阈值的值，
所述维持处理的异常为：在所述停止期间内，由所述第1压力检测器检测到的压力为所述第2阈值以下的压力。

9.  如权利要求1所述的氢生成装置，其特征在于，
具备检测所述气体流路内的压力的第1压力检测器，
第2阈值为大气压以上且小于所述第1阈值的值，
所述维持处理的异常为：在起动指令之后，由所述第1压力检测器检测到的压力为所述第2阈值以下的压力。

10.  如权利要求1所述的氢生成装置，其特征在于，
具备第2压力检测器，所述第2压力检测器在所述原料气体的流通方向上检测比所述原料气体供给器更位于上游的所述原料气体供给通路内的压力，
所述维持处理的异常为：在所述停止期间内，由所述第2压力检测器检测到的压力存在异常。

11.  如权利要求1所述的氢生成装置，其特征在于，
所述维持处理的异常为：在所述停止期间内，至少暂时地中断电力供给的状态。

12.  一种燃料电池系统，其特征在于，具备，
如权利要求1所述的氢生成装置；以及
使用由所述氢生成装置供给的含氢气体进行发电的燃料电池。

13.  如权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
所述可燃性气体供给通路为用于将所述燃料电池的阳极废气供给所述燃烧器的路径。

14.  一种氢生成装置的运行方法，其特征在于，
所述氢生成装置具备：
通过重整反应从原料气体生成含氢气体的重整器；
向所述重整器供给所述原料气体的原料气体供给通路；
设置在所述原料气体供给通路上，控制向所述重整器供给原料气体的原料气体供给器；
使用从所述重整器输出的气体进行燃烧的燃烧器；
设置在所述燃烧器上的点火器；
用于将从所述重整器输出的气体供给所述燃烧器的可燃性气体供给通路；以及
设置在所述可燃性气体供给通路上的阀，
在所述重整器的重整反应停止的停止期间内进行维持处理，该维持处理为利用所述原料气体供给器，向所述原料气体供给器与所述阀之间的气体流路补给所述原料气体，从而将所述气体流路内的压力维持在大气压以上的第1阈值以上，
在检测到所述维持处理的异常的情况下，控制所述原料气体供给器和所述点火器，从检测到所述异常开始直到起动处理中的所述点火器的点火动作为止，利用所述原料气体供给器和所述点火器，向所述气体流路供给比未检测到所述维持处理的异常的情况更多的所述原料气体。

氢生成装置、氢生成装置的运转方法以及燃料电池系统
技术领域
本发明涉及氢生成装置、该氢生成装置的运转方法以及使用该氢生成装置的燃料电池系统。特别涉及在停止期间内以可燃性气体充满其内部的状态被密闭、且在使氢生成装置起动的起动处理中使被密闭的可燃性气体燃烧的氢生成装置、该氢生成装置的运转方法以及使用该氢生成装置的燃料电池系统。
背景技术
具备以天然气、LPG等碳氢化合物类气体作为原料气体、通过水蒸气重整反应生成含氢气体的重整器的氢生成装置，适用于生成向燃料电池供给的含氢气体。
作为该氢生成装置的运转停止方法，是用原料气体充满氢生成装置使其密闭。于是提案了如下氢生成装置：为了防止伴随密闭后的氢生成装置内的温度的降低而产生的重整器的负压，在规定时间后供给原料气体以维持为正压(例如，参照专利文献1)。
此外还有如下提案：使用多个阀对包括氢生成装置的燃料电池系统的空间进行密封，为了防止氢生成装置内的负压，在变为停止状态之后也基于内部的压力或者温度供给原料气体，以维持为正压(例如，参照专利文献2)。
专利文献1：日本特开2003-229156号公报
专利文献2：日本特开2005-44653号公报
发明内容
但是，在氢生成装置的停止期间内，可能会发生如城市天然气基础设施那样的原料气体的供给系统暂时发生异常，使得原料气体的供给暂时停止或者变得不足的事态。
如果发生上述的异常，则在专利文献1和2所记载的氢生成装置中，可能发生向停止状态下的氢生成装置内的原料气体的供给变得不足、氢生成装置内气压降低到外部气压以下、空气侵入到氢生成装置内的情况。特别是，由于燃烧器和大气连通，因此空气从设置在燃烧器附近的阀进入的可能性较高。所以，在发生上述的异常的情况下，在接着的点火动作中，即使向燃烧器供给原料气体并开始燃烧，供给的原料气体也达不到可燃界限，有可能使原料气体的燃烧失败。
因此，本发明的目的在于提供一种氢生成装置、该氢生成装置运转方法以及使用该氢生成装置的燃料电池系统，其特征在于，在停止期间内，氢生成装置以可燃性气体充满其内部的状态被密闭、且在起动处理中使被密闭的可燃性气体燃烧的氢生成装置中，即使在根据需要而补给原料气体以维持密闭状态的维持处理中发生异常，也可以降低起动处理中燃烧器的燃烧开始动作发生异常的可能性。在本说明书中，停止期间是指从氢生成装置被密闭开始到起动指令发生为止的期间。起动处理是指从起动指令发生开始到至少重整器的动作变为稳定状态为止的期间。
为了解决上述问题，第1的本发明的氢生成装置具备：通过重整反应从原料气体生成含氢气体的重整器、向所述重整器供给所述原料气体的原料气体供给通路、设置在所述原料气体供给通路上并控制向所述重整器供给的所述原料气体的原料气体供给器、使用从所述重整器输出的气体进行燃烧的燃烧器、设置在所述燃烧器上的点火器、用于将从所述重整器输出的气体向所述燃烧器供给的可燃性气体供给通路、设置在所述可燃性气体供给通路上的阀、以及控制器，其中所述控制器在所述重整器中的重整反应停止的期间内进行维持处理，所述维持处理为控制所述原料气体供给器，向所述原料气体供给器与所述阀之间的气体流路补给所述原料气体，从而将所述气体流路内的压力维持在大气压以上的第1阈值以上。
在检测到所述维持处理的异常的情况下，所述控制器控制所述原料气体供给器和所述点火器，从检测到所述异常开始，直到使所述重整器中的重整反应开始的起动处理中的所述点火器的点火动作为止，供给比未检测到所述维持处理的异常的情况更多的所述原料气体。
利用这样的结构，则即使由于维持处理的异常使得空气通过燃烧器进入了可燃性气体流路，也可以通过直到点火动作开始为止从原料气体供给器供给比通常更多的原料气体，使得可燃性气体供给通路内的空气浓度降低后再开始点火动作。因此，即使在维持处理中发生异常，也可以降低在起动处理中燃烧器的燃烧动作发生异常的可能性。在此，原料气体供给器和阀之间的气体流路包括原料气体供给器的下游侧的原料气体供给器、重整器内的气体流路、以及阀的上游侧的可燃性气体供给通路。
第2的本发明的氢生成装置，在检测到所述维持处理的异常的情况下，在所述起动处理中，所述控制器可以使所述原料气体从所述原料气体供给器向所述重整器供给，并且，比所述维持处理没有异常的情况更晚地开始所述点火器的点火动作。
第3的本发明的氢生成装置，在检测到所述维持处理的异常的情况下，从检测到所述异常开始直到所述起动处理中的所述点火器的点火动作为止，可以控制所述原料气体供给器并供给清除所述气体流路内的残留气体所需量的所述原料气体。利用这样的结构，由于可以在从重整器直至燃烧器的气体流路确实变为原料气体的环境之后再开始点火动作，所以可以进一步降低起动处理中燃烧器的燃烧动作的异常发生的可能性。
第4的本发明的氢生成装置，在所述起动动作中所述点火器的最初的点火动作为不良点火、且检测到所述维持处理的异常的情况下，所述控制器可以控制所述原料气体供给器和所述点火器，从所述不良点火导致所述点火器的点火动作停止开始，直到再次开始所述点火器的点火动作为止，供给比未检测到所述维持处理的异常的情况更多的原料气体。
利用这样的结构，由于即使检测到维持处理的异常、也仅在确认了其后的点火动作中不良点火的情况下才实施本发明，相比直至检测到维持处理的异常后的点火动作一直供给比通常更多的原料气体的情况，减少了原料气体的浪费，因而提高了氢生成装置的效率。
第5的本发明的氢生成装置，在最初的点火动作为不良点火且检测到所述维持处理的异常的情况下，可以从所述原料气体供给器向所述重整器供给所述原料气体，并且比所述维持处理没有异常的情况更晚地再次开始所述点火器的点火动作。
第6的本发明的氢生成装置具备检测所述气体流路内的压力的第1压力检测器，所述维持处理的异常为：在所述停止期间内，由所述第1压力检测器检测到的压力存在异常。
第7的本发明的氢生成装置具备检测所述气体流路内的压力的第1压力检测器，所述维持处理的异常为：在所述停止期间内，由所述第1压力检测器检测到的压力小于所述第1阈值的压力且该压力持续了规定的判定时间以上。利用这样的结构，因为外面空气由于压力差而进入流路内，所以可以准确地检测到维持处理的异常。
第8的本发明的氢生成装置具备检测所述气体流路内的压力的第1压力检测器，第2阈值为大气压以上且小于所述第1阈值的值，所述维持处理的异常为：在所述停止期间内，由所述第1压力检测器检测到的压力为所述第2阈值以下的压力。利用这样的结构，因为外面空气对由于压力差而进入流路内，所以可以准确地检测到维持处理的异常。
第9的本发明的氢生成装置具备检测所述气体流路内的压力的第1压力检测器，第2阈值为大气压以上且小于所述第1阈值的值，所述维持处理的异常为：在起动指令后由所述第1压力检测器检测到的压力为所述第2阈值以下的压力。这样，维持处理的异常的检测可以不只是在停止期间内，只要是在点火动作开始前，即使是起动指令后也可以准确地检测到异常。
第10的本发明的氢生成装置具备第2压力检测器，该第2压力检测器在所述原料气体的流通方向上，检测比所述原料气体供给器更位于上游的所述原料气体供给器内的压力，所述维持处理的异常为：在所述停止期间内，由第2压力检测器检测到的压力存在异常。利用这样的结构，可以检测由于原料气体的供给系统的异常造成的维持处理的异常。
第11的本发明的氢生成装置，所述维持处理的异常为：在所述停止期间内至少暂时地中断电力供给的状态。利用这样的结构，可以检测由于电力供给中断使得原料气体供给器不工作所造成的维持处理的异常。
第12的本发明的燃料电池系统具备上述本发明的氢生成装置、以及使用由所述氢生成装置供给的含氢气体进行发电的燃料电池。利用这样的结构，即使氢生成装置的维持处理存在异常，也可以降低由于起动处理中燃烧器的燃烧动作的异常而产生燃料电池系统的起动故障的可能性。
第13的本发明的燃料电池系统，所述可燃性气体供给通路为用于将所述燃料电池的阳极废气供给所述燃烧器的路径。利用这样的结构，可以有效地利用燃料电池的阳极气体。
第14的本发明的氢生成装置的运转方法，为具备：通过重整反应从原料气体生成含氢气体的重整器、向所述重整器供给所述原料气体的原料气体供给通路、设置在所述原料气体供给通路上且控制向所述重整器供给所述原料气体的原料气体供给器、使用从所述重整器输出的气体进行燃烧的燃烧器、设置在所述燃烧器上的点火器、用于将从所述重整器输出的气体供给所述燃烧器的可燃性气体供给通路、以及设置在所述可燃性气体供给通路上的阀、的氢生成装置的运转方法；在所述重整器中的重整反应停止的停止期间内进行维持处理，所述维持处理为利用所述原料气体器向所述原料气体供给器和所述阀之间的气体流路补给原料气体，从而将所述气体流路内的压力维持在大气压以上的第1阈值以上；在检测到所述维持处理的异常的情况下，控制所述原料供给器和所述点火器，从检测到所述异常开始直到起动处理中的所述点火器的点火动作为止，利用所述原料气体供给器和所述点火器向所述气体流路供给比未检测到所述维持处理的异常的情况更多的所述原料气体。
利用这样的结构，即使由于维持处理的异常使得空气通过燃烧器进入可燃性气体流路，也可以通过由原料气体供给器供给比通常更多的原料气体，直至点火动作开始，在可燃性气体供给器内的空气浓度降低之后再开始点火动作。因此，即使维持处理发生异常，也可以降低维持处理中燃烧器的燃烧动作发生异常的可能性。
根据本发明，在停止期间内以可燃性气体充满内部的状态被密闭、且在起动处理中使密闭的可燃性气体燃烧的氢生成装置中，即使在根据需要而补给原料气体以维持密闭状态的维持处理中发生异常，也可以降低起动处理中燃烧器的燃烧动作发生异常的可能性。
附图说明
图1为表示本发明的第1实施方式的燃料电池系统的大致结构的模式图。
图2为表示图1的燃料电池系统的停止期间和起动处理中的动作例的流程图。
图3为表示本发明的第2实施方式的氢生成装置的停止期间和起动处理中的动作例的流程图。
图4为表示本发明的第3实施方式的氢生成装置的停止期间和起动处理中的动作例的流程图。
图5为表示本发明的第4实施方式的氢生成装置的停止期间和起动处理中的动作例的流程图。
图6为表示本发明的第5实施方式的氢生成装置的停止期间和起动处理中的动作例的流程图。
图7为表示本发明的第6实施方式的燃料电池系统的大致结构的模式图。
图8为表示图7的氢生成装置的停止期间和起动处理中的动作例的流程图。
图9为表示第7实施方式的氢生成装置的停止期间和起动处理中的动作例的流程图。
符号的说明
2   水供给器
3   氢生成器
3A  重整器
3B  变换器
3C  CO除去器
4   原料气体供给通路
5   燃烧器
5A  点火器
6   燃料气体供给通路
7   阀
8   第1压力检测器
10  原料气体供给器
11  阀
12  阀
13  火焰检测器
14  废气供给通路
15  旁路流路
16  阀
18  第2压力检测器
20  控制器
20A 控制部
20B 存储部
20C 输入部
20D 存储部
30  水供给通路
50  燃料电池(FC)
100、101  氢生成装置
M₁  第1阈值
M₂  第2阈值
S   步骤
T   时间
T₀  判定时间
T₁  延迟时间
V   累积流量
V₁  送气量
P₁、P₂  检测压力
具体实施方式
以下，参照附图，对用于实施本发明的最佳方式进行说明。
(第1实施方式)
图1为表示第1实施方式的燃料电池系统的大致结构的模式图。燃料电池系统具有氢生成装置100和燃料电池50。
在此，燃料电池(FC)50为使用从氢生成装置100供给的含氢气体作为阳极气体、使用另外供给的空气等氧化气体作为阴极气体、使两者反应而进行发电的装置。本实施方式中，使用了高分子电解质型燃料电池(PEFC)，然而也可以使用磷酸型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)、固体氧化物型燃料电池(SOFC)。
氢生成装置100被构成为具有：通过水蒸气重整反应从原料气体生成含氢气体的氢生成器3、向氢生成器3供给原料气体的原料气体供给通路4、设置在原料气体供给通路4上且控制向氢生成器3供给的原料气体的供给量的原料气体供给器10、用于将从氢生成器3输出的含氢气体作为燃料气体向燃料电池50供给的燃料气体供给通路6、开闭燃料气体供给通路6的阀11、燃烧可燃性气体的燃烧器5、设置在燃烧器中的点火器5A、将从氢生成器3或者燃料电池50输出的可燃性的废气供给燃烧器5的作为本发明的可燃性气体供给通路的废气供给通路14、开闭废气供给通路14的阀12、在燃料气体供给通路6上分支，使燃料电池50为旁路并连接燃料气体供给通路6和废气供给通路14的旁路流路15、开闭旁路流路15的阀7、设置在旁路流路15与废气供给通路14的合流部和燃烧器5之间的废气供给通路14上的作为本发明的阀的阀16、检测氢生成器3内的压力的第1压力检测器8、向重整器3A供给水的水供给通路30、设置在水供给通路30上且控制向氢生成器3供给的水量的水供给器2、以及控制器20。
原料气体供给通路4与原料气体G的供给系统连接，水供给通路30与水W的供给系统连接。
其中阀11和阀7为开闭阀，然而也可以使用三通阀。即，燃料气体供给通路6和旁路流路15的连接部由作为三通阀的阀11构成。在此情况下，阀11可以被兼用为阀7，从而省略阀7。总之，通过阀11的切换操作，可以使从氢生成器3送出的气体的送出目的地切换为燃料电池50和燃烧器5中的任一个。并且，在本实施方式的氢生成装置的停止处理时，阀11的连接目的地从燃料电池50侧切换到旁路流路15侧，阀12和阀16被关闭，可以在原料气体供给器10、阀11、阀12和阀16之间的区间形成包括氢生成器3、燃料气体供给通路6、旁路流路15以及废气供给通路14的密闭区间。即，本发明的原料气体供给器10和阀16之间的气体流路相当于密闭区间。而且，包括燃料电池50、燃料气体供给通路6和废气供给通路14的空间也为封闭的空间。
在原料气体供给器10中优选可以开闭原料气体供给通路4并可以调整流量的流量调整阀。例如，在由与原料气体供给通路4连接的原料气体供给系统向原料气体供给器10施加1～2kPa左右的压力的情况下，为了将其密封，优选足够耐压、即10kPa左右的流量调整阀。由于原料气体供给系统所要求的耐压能力不同，因而，在原料气体供给器10中可以使用与耐压能力相应的部件。进而在原料气体供给系统的供给压低于氢生成装置100的运转所需要的供给压的情况下，能够调节在原料气体供给通路4中流通的原料气体的供给压的结构更好。例如，可以构成为具有柱塞泵。
第1压力检测器8为可以检测氢生成器3内部和外部(外气压)的压力的压力计。例如，在氢生成器3内部和外部的压力为十几kPa的情况下，优选使用上限为50kPa的压力计。在此，设氢生成器3内部的压力比外部的压力高的情况为正压。
此外，第1压力检测器8，配设为能够检测阀16和原料气体供给器10之间的气体流路的压力即可。因此，尽管在此设置在氢生成器3内，然而只要是包括氢生成器3且被原料气体供给器10和阀16隔开的区间(密闭区间)内，可以设置在任何地方。
水供给器2优选可以开闭水供给器并调整流量的流量调整阀。而且，由于通过和水供给通路30连接的水供给系统向水供给器2施加从几kPa到十几kPa的力，因而优选即使施加了该压力也可以开闭的器件。此外，由于该水供给系统所要求的耐压能力不同，因而，水供给器2可以使用与耐压能力相应的器件。
阀16优选电磁阀，然而，只要是能够开闭燃料气体供给通路6，可以为任意的结构。而且，由于在燃料气体供给通路6中流通的气体向阀16施加从几kPa到十几kPa的力，因而优选即使施加了该压力也可以开闭的阀。而且，由于氢生成装置100的结构所要求的耐压能力不同，因而，阀16可以使用对应于耐压能力的阀。
氢生成器3被构成为可以利用燃烧器5的燃烧热。而且，被构成为连接使原料气体和水进行水蒸气重整反应以生成含氢气体的重整器3A、通过变换反应降低含氢气体中的一氧化碳浓度的变换器3B、以及通过氧化反应进一步降低变换反应后的含氢气体中的一氧化碳的CO除去器3C。重整器3A相当于本发明的重整器。
在此，对于重整器3A的重整催化剂，使用以Ru为主要成分的催化剂，然而只要可以进行重整反应，对重整催化剂没有特别的限定。例如，也可以为由如Pt或Rh那样的贵金属或者Ni等构成的重整催化剂。
对于变换器3B的变换催化剂，使用以Pt为主要成分的催化剂，然而对变换催化剂没有特别的限定。例如，也可以为由Cu-Zn等构成的变换催化剂。
对于CO除去器3C的氧化催化剂，使用以Pt为主要成分的催化剂，然而对氧化催化剂没有特别的限定。例如，也可以为由Ru等构成的氧化催化剂。
而且，本实施方式中，由于燃料电池50为PEFC，为了防止PEFC的催化剂性能的劣化，利用变换器3B及CO除去器3C降低一氧化碳的浓度。因此，根据含氢气体的供给目的地，可以构成为省略变换器3B及CO除去器3C。
原料气体供给通路4由气管、不锈钢配管等管部件构成。只要是在原料气体的供给压力下不发生泄露，任意的结构及材质均可。而且，虽然希望不含有使氢生成器3内的催化剂中毒的物质，然而只要没有飞散或者溶出的可能，则没有该限制。
只要燃料气体供给通路6、废气供给通路14和旁路流路15在原料气体或者含氢气体的供给压力下不发生泄漏，则任意的结构及材质均可。而且，由于氢生成器3中生成的含氢气体为从几十度到二百度附近的高温，因而优选具有耐热性的材质。例如，优选不锈钢配管。
燃烧器5具备(未图示)使如原料气体或者含氢气体的可燃性气体燃烧的燃烧器、点火器5A、以及供给空气等氧化气体的风扇或者泵等送气装置。具体而言，虽然优选燃烧器为扩散燃烧式，然而任意的构成均可。例如，也可以为预混合式。
而且，点火器5A优选为作为电力式点火装置的点火器，然而只要能对原料气体点火，则可以为任意的点火装置。
送气装置优选为西罗科风扇。由此，可以供给氢生成器3中的催化剂反应所需要的热量。
在燃烧器5上配设有火焰检测器13。火焰检测器13可以使用火柱(Flame rod)方式等公知的火焰检测器。利用火焰检测器13，可以检测燃烧器5的失火、火焰的变动等不良点火的现象。
控制器20由微机等电脑构成，具备控制阀7、原料气体供给器10、阀11、阀12、阀16、包括点火器5A的燃烧器5、控制水供给器2的控制部20A、存储部20B、由触摸面板、键盘等输入装置构成的输入部20C、由液晶面板、打印机、发光器等输出装置构成的输出部20D。而且，控制器20被构成为可以取得第1压力检测器8的压力信息和火焰检测器13的火焰信息。
在此，控制器不是单独的控制器，也是指包含多个控制器、协同实行控制的控制器组。因此，控制器20没有必要由单独的控制器构成，也可以被构成为多个控制器分散配置、它们协同控制氢生成装置100的动作。
接着，对作为本发明的特征的氢生成装置100的停止处理、停止期间以及起动处理中的动作进行说明。这些动作通过被控制器20控制而完成。图2为表示第1实施方式的氢生成装置的停止处理、停止期间和起动处理中的动作例的流程图。在此，起动处理是指使重整器3A中的重整反应开始的处理。
如图2所示，在氢生成器3的停止处理中，关闭水供给器2，停止向氢生成器3的水的供给。然后，当氢生成器3内的温度降低至即使供给原料气体也不析出碳的温度时，在步骤(密闭处理步骤)S1中进行密闭处理，即、控制原料气体供给器10、阀11、阀12、阀7和阀16，以使原料气体充满包括氢生成器3的密闭区间内而进行密闭。具体而言，在关闭阀11和阀12并打开阀16的状态下，打开原料气体供给器10和阀7，使氢生成装置100内的残留气体被原料气体清除。即，进行本发明的清除处理。此时，原料气体从燃烧器5向外部排出。因此，驱动燃烧器5的送气装置，如果将原料气体稀释为小于可燃界限而排出，则能够避免外部的原料气体的难以预料的燃烧。
此外，如果关闭原料气体供给器10、阀16，则包括氢生成器3且被原料气体供给器10、阀11、阀12和阀16隔开的区间(密闭区间)在充满了原料气体的状态下被密闭。
由于来自原料供给系统的原料气体的供给压为1～2kPa左右，因而，在密闭区间，原料气体在也被外气压加压1～2kPa左右的状态下被密闭。
在此，虽然为了向CO除去器3C供给氧化剂，在氢生成器3上形成有和外部连通的流路，然而该流路也被关闭。这样，完成了本发明的氢生成装置以及具备它的燃料电池系统的停止处理，随后直到从控制器20输出起动指令为止的期间，在本发明中作为氢生成装置和燃料电池系统的停止期间。
上述起动指令通过，例如基于使用者向设置在遥控器(未图示)等输入装置的起动开关中的输入而被控制器20输出，或者基于外部的电力负载、时刻等而被控制器20自身自动地输出。
在此，停止处理完了后的氢生成器3与其周围的外气温度相比为高温。因此，由于随着时间的经过氢生成器3的温度降低，使得密闭区间内的气体体积收缩。对此，在上述停止期间内，在直到氢生成器3降低到外气温度为止的期间内，适当地进行维持处理，控制原料气体供给器10向密闭区间内补给原料气体，从而将密闭区间内和外部的压力提高并维持在第1阈值M₁以上。
而且，即使在氢生成器3降低到外气温度之后，由于外气温度的变动等要因，也会存在密闭区间内的气体体积收缩的情况。因此，在氢生成器3降低到外气温度之后的停止期间内，也进行维持处理。
在此，本发明的停止期间是指从对氢生成装置100进行密闭处理开始直到由控制器20输出起动指令为止的期间。本发明的维持处理是指停止期间内的维持处理。
本实施方式中，在由第1压力检测器8检测的检测压力(压力信息)P₁小于第1阈值M₁的情况下，通过开放原料气体供给器10，向密闭区间补给原料气体来实行上述维持处理。此外，如果检测压力(压力信息)P₁为第1阈值M₁以上，则关闭原料气体供给器10，变为密闭状态。
在此，第1阈值M₁预先从输入部20C输入并存储到存储部20B中。第1阈值M₁被设定为小于密闭区间的耐压能力的压力。而且，在原料气体供给器10不具有如柱塞泵那样的升压装置的情况下，被设定为小于原料气体供给系统的供给压与外气压的压力差的压力。因此，对应于氢生成装置100的结构、与原料气体供给通路4连接的原料气体供给系统的供给压力、以及第1压力检测器8的检测精度，设定适当的第1阈值M₁。例如，优选第1阈值M₁＝0.5kPa。
在此，在本发明的氢生成装置100中，检测在维持处理时是否发生异常。在检测到异常的情况下，将异常标志存储到存储部20B中。在由控制器20发出下次的起动指令时，在存在该异常标志的情况下，即使开放原料气体供给器10和阀16、由原料气体供给器10开始原料的供给，也不是马上开始点火器的点火动作，而是在供给比没有异常标志的情况更多的原料后，再开始点火动作。
具体而言，通过以下的流程进行控制。首先，在步骤S3-1中，取得第1压力检测器8的检测压力P₁。在步骤S4-11中，比较检测压力P₁与第1阈值M₁，在检测压力P₁小于第1阈值M₁的情况下，由控制器20输出维持处理指令(步骤S4-12)，进行维持处理。然后，重新取得第1压力检测器8的检测压力P₁(步骤S4-13)，接着，在步骤S4-14中，判断检测压力P₁小于第1阈值M₁的状态是否持续了规定的判定时间T₀以上。时间是随着检测压力P₁的推移由控制器20内的计数器而被测量的。
在此，判定时间T₀预先从输入部20C输入并被存储于储部20B。判定时间T₀为判断氢生成器3内的压力降低到外气压以下所需要的时间。因此，对应于密闭区间的构成，设定适当的判定时间T₀。例如，优选判定时间T₀＝3分钟。
在检测压力P₁小于第1阈值M₁的状态持续了判定时间T₀以上的情况下，在步骤S4-15中，作为存在维持处理的异常的情况，在控制器20的存储部20B中异常标志(flag)ON，维持处理的异常被存储。
然后，在步骤S6-1中，直到发出起动指令为止，反复进行维持处理步骤及其异常检测步骤S3-1、S4-11、S4-12、S4-13、S4-14、S4-15。在此，如果异常标志为ON，则没有必要反复进行维持处理步骤及其异常检测步骤S3-1～S4-15，因而可以省略这些步骤S3-1～S4-15。
而且，在步骤S6-1中，如果由控制器20输出起动指令，则在氢生成器3中开始使水蒸气重整反应开始的起动处理。
首先，在步骤(原料气体供给处理步骤)S7-1中，开放原料气体供给器10和阀16，开始原料气体的供给。然后，控制器20内的计数器从T＝0开始对从原料气体供给开始后的经过时间(以下，简称为经过时间)T计数。
其中，在开放原料气体供给器10和阀16时，优选先开放原料气体供给器10。这是由于先开放阀16的情况有可能使外气从燃烧器5流入密闭区间。在先开放阀16的情况下，原料气体供给系统和密闭区间连接。因此，在开放阀16时，可以防止外气从阀16向密闭区间的流入。
在步骤S8中，确认异常标志的有无，在没有异常标志的情况下，在步骤(燃烧处理步骤)S11中，将经过时间T重置为T＝0并停止计数，同时，开始点火器5A中的点火动作，开始燃烧。于是，向氢生成器3供给热量，氢生成器3转移到暖机工序中。即，原料气体供给处理步骤S7-1和燃烧处理步骤S11大致同时进行。因此，在停止状态下，使充满于密闭区间的原料气体在燃烧器5中燃烧，利用该燃烧可以向氢生成器3供给热量，因而可以提高原料气体的利用效率，并且，可以迅速地起动氢生成装置100。
于是，火焰检测器13检测步骤S11中的点火状况。在检测到不良点火的情况下，终止起动处理，控制器20在输出部20D显示不良点火。
或者，在步骤S11中，可以构成为向远离的地方通报不良点火。例如，控制部20A被构成为具有发信功能。具体而言，控制部20A与电话线路连接，预先从输入部输入通报目的地的电话号码。这样，如果火焰检测器13检测到不良点火，则控制部20A可以自动地拨通电话号码，向通报目的地通报不良点火。通报目的地可以设定为维修承担公司等。
另一方面，在步骤S8中存在异常标志的情况下，在步骤(延迟步骤)S9-1中，使燃烧处理步骤S11延迟至经过时间T经过了规定的延迟时间T₁。于是，可以使燃烧处理步骤S11的开始时刻晚于没有异常标志情况下的开始时刻。在该延迟时间T₁的期间内，从原料气体供给器10向氢生成器3供给原料气体，被假想为进入废气供给通路14的空气从燃烧器5排出，废气供给通路14内的空气浓度降低。因此，若在延迟时间T₁后再开始点火器5A的点火动作，则引起不良点火的可能性降低。
此时，和步骤S1同样地，可以利用燃烧器5的送气装置，将原料气体稀释为小于可燃界限并向外部排出。于是，可以避免外部的原料气体的难以预料的燃烧。
在此，延迟时间T₁预先从输入部20C输入并被存储到存储部20B中。延迟时间T₁，只要是进入密闭区间的空气通过燃烧器5向外部排出、废气供给通路14内变为可燃性气体环境的程度所需的时间即可。或者，优选设定为：直到原料气体的供给量达到清除密闭区间内的残留气体所需要的量为止所需的时间。具体而言，可以基于来自原料气体供给通路4的原料气体的流量和氢生成装置100内的气体流路的容积算出。此外，更加优选将延迟时间T₁设为供给氢生成器3的内容积的2倍的量的原料气体所需要的时间。延迟时间T₁预先存储在控制器20的存储部20B。
如果原料供给开始后的经过时间T达到规定的延迟时间T₁以上，则在步骤S10中重置异常标志，进入步骤S11。
如上所述，即使维持处理中存在异常，也由于燃烧器5中原料气体为可燃状态而使燃烧开始。因此，即使在停止期间内本发明的氢生成装置100存在维持处理的异常，也可以降低起动处理中燃烧器的燃烧动作发生异常的可能性。
接着，对起动处理后的氢生成装置100的重整动作及停止动作进行说明。
利用燃烧器5的燃烧热，加热氢生成器3。
而且，开放水供给器2，从水供给通路30向氢生成器3供给水。
在氢生成器3内的重整器3A中，水变为水蒸气，水蒸气和原料气体混合，通过水蒸气重整反应生成含氢气体。在此，重整器3A基于重整催化剂的活性温度而被加热到规定的温度。本实施方式中，被加热到约650℃。
含氢气体被供给变换器3B，通过变换反应降低含氢气体的一氧化碳浓度。而且，变换器3B基于变换催化剂的活性温度而被加热到规定的温度。本实施方式中，被加热到约200℃。
从变换器3B排出的含氢气体被供给CO除去器3C，通过一氧化碳的氧化反应进一步降低含氢气体的一氧化碳浓度。在此，CO除去器3C基于氧化催化剂的活性温度而被加热到规定的温度。在本实施方式中，被加热到约100～200℃的范围内的温度。
氢生成装置100的上述各个反应部的温度被加热至上述温度域，如果从CO除去器3C送出的含氢气体中的一氧化碳浓度被充分降低，则向燃料电池50供给含氢气体。具体而言，开放阀11和阀12，关闭阀7。于是，含氢气体作为燃料气体被供给燃料电池50的阳极。而且，在燃料电池50的阴极，另外供给空气等氧化剂气体，燃料电池50通过电池化学反应进行发电。
从燃料电池50排出的阳极废气通过废气流路14供给燃烧器5。在燃烧器5中，阳极废气被燃烧。
在氢生成装置100的停止动作中，利用原料气体供给器10和水供给器2的闭阀，停止向氢生成器3供给原料和水。同时，停止燃料电池50的发电，关闭阀11和阀12，用燃料气体密封燃料电池50的阳极流路。
于是，使用燃烧器5的送气装置对氢生成器3进行除热。在氢生成器3变为规定的温度以下之时、或者经过了被判断为变为规定温度以下的除热时间之后，开放原料气体供给器10和阀7，从原料气体供给通路4供给原料气体，以清除氢生成器3内的残留气体。此时，可以使燃烧器5的送气装置持续地工作，使残留气体稀释为小于可燃界限而被排出外部。
随后，如果氢生成器3内的残留气体被清除，则关闭阀16。于是，以在氢生成器3内充满原料气体的状态，关闭从原料气体供给器10到阀16的至少包括氢生成器3的气体流路，停止处理结束。
由此，氢生成装置100转移到停止状态，为了将氢生成器3内的气体流路维持为正压，开始步骤S3-1的压力检测步骤。
其中在本实施方式中，在步骤S6-1之后的起动处理中，在存在异常标志的情况下，在步骤S9-1中供给比没有异常标志的情况更多的原料气体。但是，可以基于步骤S4-15的异常标志ON，在起动处理以前，即停止期间内实施和通常的维持处理不同的原料气体供给处理，使直到点火器5A的点火动作为止的原料供给量比没有异常标志的情况多。
例如也可以被构成为：控制器20检测到步骤S4-15的异常标志ON，控制器20控制通信装置(未图示)，向远离的地方通报异常标志ON。具体而言，如步骤S11中所述的那样。然后，根据通报而维修氢生成装置100的维修承担者，也可以在该维修作业后操作原料气体供给器10，向氢生成器3供给清除氢生成器3内的残留气体的程度的量的原料气体，随后使氢生成装置100复归到停止状态(停止机关)。
而且，本实施方式中，将步骤S9-1作为计数器。总之，在存在异常标志的情况下，通过使燃烧处理步骤S11的时间延迟，从而供给比没有异常标志的情况更多的原料气体。但是，在步骤S9-1中，也可以控制原料气体供给器10，与没有异常标志的情况下起动处理时相比，使原料气体的流量增加。例如，在原料气体供给器10为流量调整阀的情况下，可以通过使阀的开度变大来实施。由此，可以缩短步骤S9-1中的延迟时间T₁。
(第2实施方式)
本发明的第2实施方式为：在第1实施方式的燃料电池系统中，基于作为小于第1阈值M₁的第2阈值M₂检测维持处理的异常。图3为表示第2实施方式的氢生成装置的停止处理、停止期间和起动处理中的动作例的流程图。
如图3所示，本实施方式为将图2的维持处理的异常检测步骤S4-13、S4-14、S4-15改变为步骤S4-23、S4-24、S4-25的实施方式。因此，由于燃料电池系统和氢生成装置100的硬件的构成和第1实施方式相同，因此省略说明。此外，在图3中，对与图2同样的步骤标记与图2同样的符号并省略说明。即，除了步骤S4-23、S4-24、S4-25以外，与图2相同。
如图3所示，在密闭处理步骤S1中停止处理结束后，转移到停止状态，在步骤S4-11中，比较步骤S3-1中取得的检测压力P₁与第1阈值M₁。在检测压力P₁小于第1阈值M₁的情况下，从控制器20输出维持处理指令(步骤S4-12)，进行维持处理。然后，重新取得第1压力检测器8处的检测压力P₁(步骤S4-23)，比较检测压力P₁和第2阈值M₂(步骤S4-24)，在检测压力P₁为第2阈值M₂以下的情况下，在步骤S4-25中，使控制器20的存储部20B中为异常标志ON，存储维持处理的异常。
然后，在步骤S6-1中，直到检测到起动指令为止，反复进行维持处理步骤以及异常检测步骤S3-1、S4-11、S4-12、S4-23、S4-24、S4-25。在此，如果异常标志变为ON，则没有必要反复进行维持处理的异常检测步骤S4-23～S4-25，因此可以省略这些步骤S4-23～S4-25的反复。
在此，第2阈值M₂预先从输入部20C输入并被存储到存储部20B中。考虑了第1压力检测器8的精度等要因，将第2阈值M₂设定为：被判断为未执行维持处理步骤S4-12中的原料气体的供给的压力。因此，第2阈值M₂被设定为正压且为小于第1阈值M₁的值。具体而言，对应于氢生成装置100的结构以及第1阈值M₁，设定合适的第2阈值M₂。例如，在第1阈值M₁＝0.5kPa的情况下，优选第2阈值M₂＝0.3kPa。
利用这样的结构，则在例如原料气体供给器10发生故障而产生大量的原料气体泄露的异常情况下，可以不需要经过判定时间T₀而更加迅速地检测维持处理的异常。
(第3实施方式)
本发明的第3实施方式为：在第1实施方式的燃料电池系统中，基于氢生成装置100的通电状态，检测维持处理的异常。图4为表示第3实施方式的氢生成装置的停止处理、停止期间和起动处理中的动作例的流程图。
如图4所示，本实施方式为将图2的维持处理的异常检测步骤S4-13、S4-14、S4-15改变为步骤S4-33、S4-34的实施方式。因此，由于燃料电池系统以及氢生成装置100的硬件的构成和第1实施方式相同，因此省略说明。而且，在图4中，对与图2同样的步骤标记与图2同样的符号并省略说明。即，除了步骤S4-33、S4-34以外的步骤与图2相同。
如图4所示，在密闭处理步骤S1之后，进行维持处理步骤S3-1、S4-11、S4-12。此外，在密闭处理步骤S1之后，在步骤S4-33中和维持处理步骤并行而检测氢生成装置100的通电状态。在检测到至少暂时的电力供给中断的状态的情况下，在步骤S4-34中，使控制部20的存储部20B中的异常标志为ON，并存储维持处理的异常。这样，通过将电力供给中断的状态作为维持处理的异常而被检测，即使由于电力供给中断使得原料气体供给器10不工作而真的引起维持处理的异常，也可以降低起动处理中燃烧器的燃烧动作发生异常的可能性。
在步骤S6-1中，直到检测到起动指令为止，反复进行维持处理步骤及其异常检测步骤S3-1、S4-11、S4-12、S4-33、S4-34。在此，如果异常标志变为ON，则没有必要反复进行维持处理的异常检测步骤S4-33～S4-34，因而可以省略这些步骤S4-33～S4-34的反复。
通电状态的检测例如以如下方式进行。即，具备检测来自系统电源电压的电压检测器(未图示)，在电压检测器检测到推定为停电的电压值且其持续了规定时间以上、控制器20判定不是瞬间的停电的情况下，使存储部20B中异常标志为ON，并存储维持处理的异常。这样，被构成为：将如电力系统的电压变动或者瞬间的停电的、对维持处理没有影响的程度的停电信息判断为通电状态。于是，可以避免不必要的燃烧处理的延迟。
(第4实施方式)
图5为表示本发明的第4实施方式的氢生成装置的停止处理、停止期间和起动处理中的动作例的流程图。
如图5所示，本实施方式是将图3的维持处理的异常检测步骤S4-23、S4-24、S4-25作为步骤S6-2、S6-3、S6-4在步骤S6-1的起动指令后实施的。也为替代基于原料气体供给开始的经过时间T，从V＝0开始计算基于原料气体供给开始的原料气体的累积流量V的实施方式。因此，由于燃料电池系统以及氢生成装置100的硬件的构成和第1实施方式相同，省略说明。而且，在图5中，对与图3同样的步骤标记与图3同样的符号并省略说明。
如图5所示，在密闭处理(步骤S1)结束后，转移到停止状态，步骤S4-11中，比较在步骤S3-1中取得的检测压力P₁与第1阈值M₁，在检测压力P₁小于第1阈值M₁的情况下，从控制器20输出维持处理指令(步骤S4-12)，进行维持处理。在进行用于防止伴随着氢生成器3的温度降低而引起的包括氢生成器3的气体流路内的负压的维持处理步骤S3-1、S4-11、S4-12之后，如果检测到起动指令(步骤S6-1)，则通过维持处理的异常检测步骤S6-2～S6-4检测维持处理的异常。总之，直到在步骤S6-1中检测到起动指令为止，反复进行维持处理步骤S3-1、S4-11、S4-12，但是在其间不进行维持处理的异常检测步骤S6-2～S6-4。由此，由于省略了维持处理的异常检测步骤S6-2～S6-4的反复，因而可以使氢生成装置100的控制流程简便。
然后，在步骤(原料气体供给处理步骤)S7-2中，和步骤S7-1同样地开始原料气体的供给。并且，开始计算原料气体供给开始后的累积流量V。
在此，累积流量V可以基于原料气体供给器10前后的原料气体压力以及原料气体供给通路4的剖面面积、根据公知的流体力学方法算出。例如，利用由配设在原料气体供给通路4上的差压流量计(未图示)检测出的流量的累积算出。
于是，在步骤S8中存在异常标志的情况下，在步骤(延迟步骤)S9-2中，使燃烧处理步骤S11延迟，直到累积流量V到达规定的送气量V₁。此时，和步骤S1同样，可以利用燃烧器5的送气装置，将原料气体稀释为小于可燃界限并向外部排出。
在此，送气量V₁可以为进入密闭区间的空气通过燃烧器5向外部排出、到达燃烧器5的气体变为可燃状态的程度所需的时间。或者，更加优选被设定为直到原料气体的供给量到达清除密闭区间内的残留气体所需要的量为止的时间。具体而言，可以取为氢生成装置100内的气体流路的容积。而且，进一步将送气量V₁优选为氢生成器3的内容积的2倍的量。送气量V₁预先从输入部20C输入并被存储到存储部20B中。
如果原料气体供给开始后的累积流量V到达规定的送气量V₁，则在步骤S10中重置异常标志，进入燃烧处理步骤S11中。在步骤S11中，将累积流量重置为V＝0并停止计算。认为本实施方式中，由于直接检测原料气体供给处理步骤S7-2开始后的送气量，因此在燃烧器5中原料气体确实变为可燃状态之后才开始燃烧的可能性较高，所以，本发明的氢生成装置100可以进一步降低起动处理中燃烧器的燃烧动作发生异常的可能性，并可以可靠地执行燃烧动作。
(第5实施方式)
本发明的第5实施方式为：在第2实施方式的燃料电池系统中区别维持处理的异常、更加可靠地使氢生成装置100运转。因此，由于燃料电池系统以及氢生成装置100的硬件的构成和第1实施方式相同，所以省略说明。
图6为表示第5实施方式的氢生成装置的停止处理、停止期间和起动处理中的动作例的流程图。在图6中，与图3同样的步骤标记与图3同样的符号并省略说明。而且，图6的步骤S5-1～S5-2除了使用“电源断开标志”以替代“异常标志”的部分以外，与第3实施方式(图4)的步骤S4-21～S4-22相同。
如图6所示，在密闭处理步骤S1中停止处理结束后，转移到停止状态，进行与第2实施方式相同的步骤S3-1～S4-25。而且，在密闭处理步骤S1后，同时检测氢生成装置100的通电状态(通电检测步骤S5-1、S5-2)。然后，基于停电信息，在步骤S5-2中，使控制器20的存储部20B中电源断开标志为ON。
然后，直到在步骤S6-1中检测到起动指令，反复进行维持处理步骤和异常检测步骤S3-1～S4-25、以及通电检测步骤S5-1、S5-2。但是，如果异常标志为ON，则没有必要反复进行维持处理的异常检测步骤S4-23～S4-25，因而，可以省略这些步骤S4-23～S4-25的反复。
于是，控制器20接受起动指令(步骤S6-1)。然后，在从原料气体供给器10开始原料气体的供给后(步骤S7-1)，在步骤S8中，在利用控制器20检测到存在异常标志的情况下，和第2实施方式同样，在进行了延迟步骤S9-1之后再进行燃烧处理步骤S11。
另一方面，在利用控制器20未检测到异常标志的情况下，在步骤(燃烧处理步骤)S101中，将经过时间T重置为T＝0并停止计数，同时，在燃烧器5中开始燃烧。
此时，在步骤S102中，在利用火焰检测器13未检测到原料气体的不良点火的情况下，如第1实施方式中所说明的那样，转移到暖机工序中。但是，在利用火焰检测器13检测到原料气体的不良点火的情况下，在步骤S103中停止原料气体的供给。
然后，在步骤S104中，确认电源断开标志的有无。在没有电源断开标志的情况下，为异常停止。即为起动失败。
在此，控制器20在输出部20D显示不良点火。或者，如第1实施方式的步骤S11中所述的那样，可以被构成向远离的地方通报不良点火。
另一方面，在存在电源断开标志的情况下，在步骤(原料气体处理步骤)S105中，从T＝0开始再次对经过时间开始计数，并再次开始原料气体的供给。然后，在步骤(延迟步骤)S106中，使燃烧处理步骤S108延迟至经过时间T经过了规定的延迟时间T₁。此时，和步骤S1同样，可以利用燃烧器5的送气装置，将从燃烧器5排出的气体可靠地稀释为小于可燃界限并向外部排出。
这样，使原料气体供给再次开始后的燃烧器5的燃烧的再次开始时间比没有异常标志情况下的再次开始时间延迟，在该延迟时间T₁的间内，从原料气体供给器10将原料气体供给氢生成器3，被假想为进入了废气供给通路14的空气通过燃烧器5被排出，从而降低了废气供给通路14内的空气浓度。因此，如果在延迟了时间T₁之后再开始点火器5A的点火动作，则发生不良点火的可能性降低。在此，当经过时间T经过了延迟时间T₁之后，在步骤S107中重置电源断开标志。
此外，在步骤S108中，在检测到不良点火的情况下，和第1实施方式中说明的步骤S11同样，终止起动处理，在输出部20D显示不良点火。或者，也可以被构成为向远离的地方通报不良点火。
这样，在本发明的氢生成装置100中，即使在基于第2阈值M₂未检测到维持处理的异常的情况下，若通常燃烧不能开始，可以根据电源断开的有无，进行再次的原料气体供给处理，使氢生成装置100的起动处理成功。即，只有在停电时发生维持处理的异常的情况下，本发明的氢生成装置100实行将进入的空气通过燃烧器5排出到大气中的操作。因此，由于没有必要进行原料气体供给处理、即将在停电时进入废气供给通路14的空气排出到外部，因此可靠地抑制了起动性的提高和能量效率的降低。
(第6实施方式)
图7为表示本发明的第6实施方式的燃料电池系统的大致构成的模式图。如图7所示，第6实施方式的氢生成装置101中，第2压力检测器18被配设在比原料气体供给器10位于上游侧的原料气体供给通路4上。由于其它的燃料电池系统的构成以及氢生成装置101与第1～4实施方式的燃料电池系统以及氢生成装置100相同，对与它们相同的构成标记相同的符号并省略说明。
图8为表示第6实施方式的氢生成装置的停止处理、停止期间和起动处理中的动作例的流程图。在图8中，对与图3相同的步骤标记与图3相同的符号并省略说明。即，本实施方式为将图3的维持处理步骤及异常检测步骤S3-1、S4-11、S4-12、S4-23、S4-24、S4-25改变为步骤S3-61、S4-61、S4-62的实施方式。
本实施方式中，由于第2压力检测器18检测原料供给系统的供给压，因此在原料供给系统为小于第3阈值M₃的供给压的情况下，产生不能执行维持处理的可能性。因此，本实施方式中，基于第3阈值M₃检测维持处理的异常。
如图8所示，在密闭处理步骤S1中停止处理结束后，转移到停止状态，在步骤S3-61中，取得第2压力检测器18的检测压力P₂。在步骤S4-61中，比较检测压力P₂和第3阈值M₃。在检测压力P₂为第3阈值M₃以下的情况下，在步骤S4-62中，使控制器20的存储部20B中异常标志为ON，存储为维持处理的异常。由此，可以基于原料气体供给系统的供给压力的异常而检测维持处理的异常。
在此，维持处理是利用未图示的氢生成器3内的压力检测器以及温度检测器中的至少任一个来进行的。或者，也可以不需要氢生成器3内的压力和温度而进行维持处理步骤S3-61、S4-61、S4-62。总之，在密闭处理状态下，通过每隔规定的时间间隔定期地将原料气体供给器10开通规定的时间，可以维持密闭区间。即控制器20可以不需要第3阈值M₃而控制原料气体供给器10并维持密闭区间内的压力。
(第7实施方式)
图9为表示第7实施方式的氢生成装置的停止期间以及起动处理中的动作例的流程图。对图9中与图6相同的步骤标记与图6相同的符号并省略说明。
首先，直到步骤S6-1的起动指令为止与图6相同。但是，图9的步骤S5-2使用“异常标志”替代图6的“电源断开标志”。总之，与第3实施方式(图4)的步骤S4-34相同。
然后，控制器20输出起动指令(步骤S6-1)，从原料气体供给器10开始原料的供给之后(步骤S7-1)，在步骤S7-10(燃烧处理步骤)S101中，开始燃烧器5中的燃烧。总之，在起动处理的最初的点火动作中，以和没有维持处理的异常的情况下相同的流量开始向氢生成器3供给原料气体，并且将开始点火器5A的点火动作的时间设为与没有维持处理的异常的情况相同的时间。
然后，在步骤S7-11中，在利用火焰检测器13未检测到原料气体的不良点火的情况下，如第1实施方式中说明的那样，转移到暖机工序中。而在利用火焰检测器13检测到原料气体的不良点火的情况下，在步骤S7-12中停止点火器5A的动作，并且停止来自原料气体供给器10的原料气体的供给。即，最初的点火动作为失败。
然后，在步骤S8中，确认异常标志的有无。在没有异常标志的情况下，为异常停止。即为起动失败。
另一方面，在存在异常标志的情况下，在步骤(原料气体处理步骤)S8-2中，从T＝0开始再次开始对经过时间T计数，并再次开始原料气体的供给。然后，在步骤(延迟步骤)S9-1中，使燃烧处理步骤S11延迟至经过时间T经过了规定的延迟时间T₁。此时，更加优选将延迟时间T₁设定为直到原料气体的供给量到达清除密闭区间内的残留气体所需量的时间。具体而言，可以如第1实施方式中说明的那样进行设定。
这样，在最初的点火动作失败的情况下，控制原料气体供给器10，再次开始向氢生成器3供给原料气体，使再次开始后的点火器5A的点火动作再次开始的时间比没有维持处理的异常的情况下延迟。利用这样的结构，则可以只在确认了不良点火的情况下才实施本发明，相比直至检测到维持处理的异常之后的点火动作为止、一直供给比通常更多的原料气体的情况，减少了原料气体的浪费，因此氢生成装置的效率提高。
其中本实施方式中，在步骤S5-2和步骤S4-25的双方中，利用异常标志检测异常。但是，也可以被构成为省略任一方的步骤、只通过任一方的异常标志检测异常的方式。
(第8实施方式)
在上述的这些实施方式中，在步骤(密闭处理步骤)S1中，在包括氢生成器3的密闭区间内充满了原料气体之后，再将密闭区间密闭。但是，即使在密闭区间内没有充满原料气体而实行密闭处理，也可以实施本发明。总之，本实施方式被构成为：通过在燃料气体充满氢生成装置内部的状态下进行密闭处理而完成停止处理，并且，如果在其后的停止期间内伴随着氢生成装置的温度降低发生体积收缩，则在必要时补给原料气体以维持密闭状态。
以下，只对本实施方式的氢生成装置中停止处理及停止期间内的维持处理进行说明，省略其它的动作的说明。而且，本实施方式的氢生成装置涉及停止期间及起动处理中的动作，由上述的实施方式中的任一个实施方式构成。
首先，当从控制器20输出停止指令时，则关闭原料气体供给器10和水供给器2，停止向氢生成器3供给原料及水的。
并且，如果即使供给原料气体氢生成器3内的温度也降低到碳不析出的温度，则在步骤S1中，关闭阀11、阀12和阀16，将包括氢生成器3的密闭区间密闭。于是，包括氢生成器3并被原料气体供给器10、阀11、阀12和阀16隔开的区间(密闭区间)以原料气体充满的状态被密闭，完成了停止处理。
与其周围的外气温度相比，停止处理后的停止期间内的氢生成器3为高温。因此，由于随着时间的推移使得氢生成器3的温度降低，导致密闭区间内的气体体积收缩。因此，在停止处理后，在直到氢生成器3降低到外气温度的停止期间内进行维持处理，适当地控制原料气体供给器10，向密闭区间内补给原料气体，从而将密闭区间内和外部的压力提高并维持到第1阈值M₁以上。
此外，即使在氢生成器3降低到外气温度之后，由于外气温度的变动等要因，也会有密闭区间内的气体体积收缩的情况。因此，在氢生成器3降低到外气温度之后的停止期间内，也进行维持处理。
以上，对本发明的实施方式进行了详细的说明，但是，本发明不局限于上述实施方式。由上述说明，对于本领域的技术人员，本发明更多的改良或者其它的实施方式是显然的。
而且，在以上的第1实施方式～第8实施方式中，本发明的停止期间指从对氢生成装置进行密闭处理开始直到由控制器20输出起动指令为止的期间，本发明的维持处理指停止期间内的维持处理。但是，本发明的停止期间也可以为从氢生成器3被密闭且氢生成器3降低到外气温度开始直到由控制器20输出起动指令为止的期间。在此情况下，从氢生成器3的密闭处理之后开始直到氢生成器3降低到外气温度为止的期间内原料气体的补给处理被排除在本发明的维持处理之外。
而且，在上述的这些实施方式中，设置在旁路流路15和燃烧器5之间的区间中的废气供给通路14上的阀16相当于本发明的阀。但是，本发明的可燃性气体供给通路以及阀不局限于上述实施方式的废气供给通路14和阀16。
本发明的可燃性气体供给通路包括从氢生成器3送出直至燃烧器5的气体流路的全部。在上述的这些实施方式中，燃料气体供给通路6和旁路流路15也包括在本发明的可燃性气体供给通路上。并且，在设置在这些流路上的阀中，在相对于燃烧器5位于最上游侧的位置上、在密闭处理中被关闭的阀相当于本发明的阀。总之，只要是在相对于燃烧器5位于最上游侧的位置上、在密闭处理中被关闭，则上述这些实施方式中配置在燃料气体供给通路6和旁路流路15上的阀也相当于本发明的阀。
产业上利用的可能性
本发明作为氢生成装置、该氢生成装置的运转方法以及使用该氢生成装置的燃料电池系统而应用，在停止期间内以可燃性气体充满其内部的状态被密闭、在起动处理中使被密闭的可燃性气体燃烧的氢生成装置中，即使根据需要补给原料气体以维持密闭状态的维持处理发生异常，也可以降低起动处理中燃烧器的燃烧动作发生异常的可能性。