WO2011118775A1 - 燃料電池システム、改質器システム、及び燃料電池システムの運転方法 - Google Patents

燃料電池システム、改質器システム、及び燃料電池システムの運転方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a reformer system including a reformer that generates a reformed gas by reforming a raw fuel with a reforming catalyst, a fuel cell system further including a fuel cell using the reformed gas as a fuel, and the same It relates to the driving method.
  • a fuel cell nitrogen supply facility that supplies nitrogen stored in a liquid nitrogen storage tank to the fuel electrode of the fuel cell when power generation in the solid oxide fuel cell is stopped.
  • a fuel cell nitrogen supply facility that supplies nitrogen stored in a liquid nitrogen storage tank to the fuel electrode of the fuel cell when power generation in the solid oxide fuel cell is stopped.
  • nickel used for the fuel electrode can be prevented from being oxidized and expanded, As a result, it is possible to avoid damage to the electrolyte made of yttria-stabilized zirconia or the like.
  • the present invention has been made to solve the above technical problem, and a fuel cell system, a reformer system, and a fuel cell system capable of avoiding damage to a fuel cell during power generation.
  • the purpose is to provide a driving method.
  • a fuel cell system includes a reformer that generates a reformed gas containing hydrogen by reforming raw fuel and water with a reforming catalyst, and a reformed gas.
  • a fuel cell that generates power in the cell unit, a raw fuel introduction unit that introduces raw fuel into the reforming catalyst, and an unreformed gas generation information acquisition unit that acquires unreformed gas generation information in the reforming catalyst
  • a control unit that performs introduction amount reduction control for reducing the introduction amount of the raw fuel with respect to the raw fuel introduction unit based on the unreformed gas generation information acquired by the unreformed gas generation information acquisition unit. It is characterized by providing.
  • the reformer system introduces a reformer that generates reformed gas containing hydrogen by reforming raw fuel and water with a reforming catalyst, and introduces the raw fuel into the reforming catalyst.
  • the unreformed gas generation information acquisition unit for acquiring the unreformed gas generation information in the reforming catalyst, and the unreformed gas generation information acquisition unit
  • a control unit for performing an introduction amount reduction control for reducing the introduction amount of the raw fuel with respect to the raw fuel introduction unit.
  • the operating method of the fuel cell system uses a reformer that generates a reformed gas containing hydrogen by reforming raw fuel and water with a reforming catalyst, and the reformed gas.
  • a fuel cell that generates power in the cell unit, a raw fuel introduction unit that introduces raw fuel into the reforming catalyst, and an unreformed gas generation information acquisition unit that acquires unreformed gas generation information in the reforming catalyst,
  • a fuel cell system operation method comprising: an introduction amount that reduces the introduction amount of raw fuel to the raw fuel introduction unit based on the unreformed gas generation information acquired by the unreformed gas generation information acquisition unit
  • a reduction control step is included.
  • the unreformed gas generation information in the reforming catalyst is acquired by the unreformed gas generation information acquisition unit, and this unreformed gas generation information
  • introduction amount means “amount introduced per unit time”.
  • the reaction for generating reformed gas by reforming raw fuel and water with a reforming catalyst is an endothermic reaction. Therefore, by reducing the amount of raw fuel introduced, the endothermic amount decreases with the amount of reformed gas generated. Therefore, it is possible to prevent the temperature of the reforming catalyst from dropping to the unreformed gas generation temperature.
  • the unreformed gas generation information is information regarding the possibility of generation of unreformed gas.
  • control unit may further perform power generation amount suppression control that suppresses the power generation amount of the fuel cell.
  • the amount of raw fuel introduced when the amount of raw fuel introduced is reduced, the amount of reformed gas produced decreases accordingly. At the same time as the amount of raw fuel introduced is reduced, As a result, the power generation amount is suppressed. Therefore, the balance between the reformer and the fuel cell can be suitably maintained.
  • the unreformed gas generation information may be a temperature of the reforming catalyst
  • the unreformed gas generation information acquisition unit may be a catalyst temperature detection unit that detects the temperature of the reforming catalyst.
  • the temperature of the reforming catalyst greatly affects whether or not unreformed gas is generated. According to this fuel cell system, since the temperature of the reforming catalyst is used as unreformed gas generation information, generation of unreformed gas is more reliably prevented.
  • control unit reduces the amount of raw fuel introduced to the raw fuel introduction unit when the temperature detected by the catalyst temperature detection unit is equal to or lower than a first threshold value that is higher than the unreformed gas generation temperature. It can be set as the aspect which performs introduction amount reduction
  • the introduction amount reduction control of the control unit performs The amount of raw fuel introduced into the fuel introduction part is reduced.
  • the reaction for generating reformed gas by reforming raw fuel and water with a reforming catalyst is an endothermic reaction. Therefore, by reducing the amount of raw fuel introduced, the endothermic amount decreases with the amount of reformed gas generated. Therefore, it is possible to prevent the temperature of the reforming catalyst from dropping to the unreformed gas generation temperature. Thereby, generation
  • control unit performs power generation amount suppression control that suppresses the power generation amount for the fuel cell when the temperature detected by the catalyst temperature detection unit is equal to or lower than a first threshold value that is higher than the unreformed gas generation temperature. It can be set as the mode to perform.
  • the amount of raw fuel introduced when the amount of raw fuel introduced is reduced, the amount of reformed gas produced decreases accordingly. At the same time as the amount of raw fuel introduced is reduced, As a result, the power generation amount is suppressed. Therefore, the balance between the reformer and the fuel cell can be suitably maintained.
  • the first threshold value can be set in advance according to the introduction amount of the raw fuel into the reforming catalyst when the introduction amount reduction control is not performed.
  • the unreformed gas generation temperature is determined by the amount of raw fuel introduced into the reforming catalyst when the introduction amount reduction control is not performed. According to this reformer system, since the first threshold value is determined in advance according to the amount of raw fuel introduced into the reforming catalyst when the introduction amount reduction control is not performed, the generation of unreformed gas is further reduced. It can be effectively prevented.
  • the control unit detects a second temperature detected by the catalyst temperature detection unit that is higher than the unreformed gas generation temperature and lower than the first threshold value. When it is less than the threshold, it is possible to perform an introduction stop control for stopping the introduction of the raw fuel to the raw fuel introduction unit.
  • the introduction stop control is performed by the control unit to introduce the raw fuel. Is stopped.
  • the introduction of the raw fuel is stopped in this way, the reformed gas production reaction in the reformer stops and the generation of unreformed gas is prevented. Therefore, damage to the fuel cell can be avoided.
  • the second threshold value can be set in a predetermined manner in accordance with the amount of raw fuel introduced into the reforming catalyst when the introduction amount reduction control is performed.
  • the second threshold value is determined in advance according to the amount of raw fuel introduced into the reforming catalyst when the introduction amount reduction control is performed, the generation of unreformed gas is more effective. Can be prevented.
  • the control unit detects a temperature detected by the catalyst temperature detection unit that is equal to or higher than the third threshold higher than the first threshold. In such a case, the introduction amount reduction control can be canceled.
  • the control unit cancels the raw fuel introduction amount reduction control.
  • the control unit cancels the raw fuel introduction amount reduction control.
  • the apparatus further includes a cell part temperature detection unit that detects the temperature of the cell part, and the control unit starts the introduction amount reduction control and then the catalyst temperature detection unit performs the second time following the first time.
  • the detection temperature is equal to or higher than the third threshold higher than the first threshold and the temperature detected by the cell temperature detector is equal to or higher than a predetermined fourth threshold, the introduction amount reduction control is canceled. It can be set as an aspect.
  • the temperature detected by the catalyst temperature detection unit is equal to or higher than the third threshold higher than the first threshold, and the temperature detected by the cell unit temperature detection unit is a predetermined fourth threshold.
  • the control unit cancels the raw fuel introduction amount reduction control.
  • the reformer can recover the amount of reformed gas while preventing the generation of unreformed gas, and the reformed gas whose amount is recovered is used in the fuel cell. Therefore, suitable power generation can be performed in the cell portion. Therefore, the power generation amount in the fuel cell can be recovered without damaging the fuel cell.
  • the third threshold value can be set in a predetermined manner according to the introduction amount of the raw fuel into the reforming catalyst when the introduction amount reduction control is performed.
  • the third threshold value is determined in advance according to the amount of raw fuel introduced into the reforming catalyst when the introduction amount reduction control is performed, the generation of unreformed gas is more effective. Can be prevented.
  • the fourth threshold value can be set in advance according to the amount of raw fuel introduced into the reforming catalyst when the introduction amount reduction control is not performed.
  • the fourth threshold value is determined in advance according to the amount of raw fuel introduced into the reforming catalyst when the introduction amount reduction control is not performed, the generation of unreformed gas is more effective. Can be prevented.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing one embodiment of a fuel cell system according to the present invention.
  • 2 is a flowchart showing a control procedure in the fuel cell system shown in FIG. 1. It is a flowchart which shows the control procedure following FIG.
  • a fuel cell system 1 includes a reformer 2 that generates a reformed gas containing hydrogen by reforming raw fuel with a reforming catalyst 2a, and a reforming process. And a solid oxide fuel cell 12 using gas as fuel.
  • the reformer 2 generates a reformed gas by subjecting the raw fuel and steam (water) to a steam reforming reaction with the reforming catalyst 2a. Since the steam reforming reaction is an endothermic reaction, the reformer 2 uses the exhaust heat of the fuel cell 12 for the steam reforming reaction.
  • a catalyst known as a steam reforming catalyst can be used as the reforming catalyst 2a.
  • the raw fuel is a hydrocarbon-based fuel known in the field of solid oxide fuel cells as a raw material for reformed gas, that is, a compound containing carbon and hydrogen in its molecule (containing other elements such as oxygen). Or a mixture thereof may be used as appropriate.
  • a compound containing carbon and hydrogen in the molecule such as hydrocarbons, alcohols and ethers. More specifically, methane, ethane, propane, butane, natural gas, LPG (liquefied petroleum gas), city gas, hydrocarbons such as gasoline, naphtha, kerosene and light oil, alcohols such as methanol and ethanol, dimethyl ether, etc. Ethers and the like.
  • kerosene and LPG are preferable because they are easily available. Moreover, since kerosene and LPG can be stored independently, they are useful in areas where city gas lines are not widespread. Furthermore, a solid oxide fuel cell using kerosene or LPG is useful as an emergency power source.
  • the fuel cell 12 uses the reformed gas generated in the reformer 2 as fuel, and generates power in a cell stack 13 formed by stacking a plurality of cells called SOFC (Solid Oxide Fuel Cells).
  • SOFC Solid Oxide Fuel Cells
  • Each cell is configured by disposing an electrolyte, which is a solid oxide, between a fuel electrode and an air electrode.
  • the electrolyte is made of, for example, yttria stabilized zirconia (YSZ), and conducts oxide ions at a temperature of 800 ° C. to 1000 ° C.
  • the fuel electrode is made of, for example, a mixture of nickel and YSZ, and generates electrons and water by reacting oxide ions with hydrogen in the reformed gas.
  • the air electrode is made of lanthanum strontium manganite, for example, and reacts oxygen in the air with electrons to generate oxide ions.
  • the fuel cell system 1 includes a raw fuel introduction device (raw fuel introduction portion) 3 for introducing raw fuel into the reforming catalyst 2a, a water introduction device 4 for introducing water vapor into the reforming catalyst 2a, and a cathode (air electrode). And a cathode air introducing device (not shown) for introducing air into the air.
  • the raw fuel introduction device 3 has a raw fuel introduction pipe for introducing the raw fuel, an introduction amount adjusting valve for adjusting the introduction amount of the raw fuel, and the like.
  • the cathode air introduction device has an air introduction pipe for introducing air, an introduction amount adjusting valve for adjusting the introduction amount of air, and the like.
  • the water introduction device 4 includes a water introduction pipe for introducing water, an introduction amount adjusting valve for adjusting the amount of water introduced, and the like.
  • the water introduction device 4 introduces water into the reformer 2. This water is vaporized by a vaporizer provided separately from the reformer 2 or the reformer 2, and is introduced into the reforming catalyst 2a as water vapor.
  • the fuel cell system 1 includes a control device (control unit) 5 that controls the entire system, a catalyst temperature detector (catalyst temperature detection unit) 6 that detects the temperature of the reforming catalyst 2a, and a cell stack of the fuel cell 12. And a cell stack temperature detector (cell part temperature detector) 14 for detecting the temperature of 13.
  • the temperature of the reforming catalyst 2a corresponds to unreformed gas generation information that is information relating to the possibility of generation of unreformed gas.
  • the catalyst temperature detector 6 corresponds to an unreformed gas generation information acquisition unit.
  • the temperature detectors 6 and 14 are, for example, thermocouples.
  • the catalyst temperature detector 6 is provided at a plurality of positions in the reformer 2, and the temperature measuring contact of each catalyst temperature detector 6 is the central axis of the flow path of the raw fuel introduced by the raw fuel introduction device 3. It is arranged on the line.
  • the cell stack temperature detectors 14 are provided at a plurality of positions in the cell stack 13, and the temperature measuring contacts of each cell stack temperature detector 14 are arranged on or in the vicinity of the cells constituting the cell stack 13. Yes.
  • the control device 5 performs control to activate the entire system in response to an operation by the operator. Further, the control device 5 acquires the temperature of the reforming catalyst 2a detected by the catalyst temperature detector 6 and the temperature of the cell stack 13 detected by the cell stack temperature detector 14, and based on the acquired temperature of each part. The raw fuel introduction device 3, the water introduction device 4, and the fuel cell 12 are controlled.
  • the control device 5 performs a predetermined process based on the temperature of the reforming catalyst 2 a and the temperature of the cell stack 13, so that the reformer 2 is applied to the raw fuel introduction device 3 and the fuel cell 12. And instructing to suppress the load in the fuel cell 12 (hereinafter, this instruction is referred to as “load suppression instruction of the reformer 2 and the fuel cell 12”). That is, the control device 5 performs control (introduction amount reduction control) to reduce the introduction amount of the raw fuel to the raw fuel introduction device 3. Further, the control device 5 performs control (power generation amount suppression control) for suppressing the power generation amount with respect to the fuel cell 12 together with reduction control of the introduction amount of raw fuel.
  • control device 5 may perform control to shift to a so-called “hot standby” in which the fuel cell system 1 is on standby while the temperature of the cell stack 13 is at the operating temperature. Good. Further, the control device 5 may perform control for reducing the amount of water introduced into the water introduction device 4 together with the reduction control of the amount of raw fuel introduced.
  • control device 5 stops the system by executing a predetermined process based on the temperature of the reforming catalyst 2a and the temperature of the cell stack 13. That is, the control device 5 performs control (introduction stop control) for stopping the introduction of raw fuel to the raw fuel introduction device 3.
  • control device 5 controls the fuel cell 12 to stop power generation together with the raw fuel introduction stop control. In stopping the system, it is preferable to perform reforming while the fuel cell 12 is cooled down to a temperature zone that does not require hydrogen-containing gas. For this reason, the control device 5 operates by lowering the amount of raw fuel introduced in the raw fuel introduction device 3 stepwise or continuously (gradually) from the normal operation or hot standby state.
  • the control device 5 may perform control for stopping the water introduction device 4 to introduce water together with the raw fuel introduction stop control.
  • the control device 5 operates by reducing the amount of water introduced in the water introduction device 4 stepwise or continuously (gradually) from a normal operation or hot standby state.
  • control device 5 performs a predetermined process based on the temperature of the reforming catalyst 2a and the temperature of the cell stack 13, so that the reformer 2 and the fuel are supplied to the raw fuel introduction device 3 and the fuel cell 12.
  • An instruction is given to cancel the suppression of the load on the battery 12 (hereinafter, this instruction is referred to as “load suppression cancellation of the reformer 2 and the fuel cell 12”). That is, the control device 5 controls the raw fuel introduction device 3 to increase the amount of raw fuel introduced. Further, the control device 5 controls the fuel cell 12 to increase the power generation amount together with the increase control of the introduction amount of the raw fuel.
  • the control device 5 may perform control to increase the amount of water introduced into the water introduction device 4 together with increase control of the amount of raw fuel introduced.
  • control device 5 stores a plurality of threshold values (first threshold value to fourth threshold value) that serve as criteria for determining whether or not to shift to each control described above.
  • the plurality of threshold values are threshold values related to the temperature of the reforming catalyst 2 a or the temperature of the cell stack 13. Further, the control device 5 stores a plurality of times (first time to third time) for regulating the time for determining whether or not to shift to each control described above.
  • the first threshold value is a value determined in advance according to the amount of raw fuel introduced into the reforming catalyst 2a during normal power generation operation.
  • the second threshold value and the third threshold value are determined in advance according to the amount of raw fuel introduced into the reforming catalyst 2a when a load suppression instruction for the reformer 2 and the fuel cell 12 is given (that is, after load suppression). Value.
  • the fourth threshold T 4 is a value depending on the power generation amount of the in the introduction amount and the fuel cell 12 to the raw fuel of the reforming catalyst 2a at the time of normal power generation operation is predetermined.
  • a reformer system 10 is configured by the reformer 2, the raw fuel introduction device 3, the water introduction device 4, the control device 5, and the catalyst temperature detector 6.
  • the entire system is started according to the operation by the operator. That is, the control device 5 instructs the reformer 2, the raw fuel introduction device 3, the water introduction device 4, and the fuel cell 12 to complete the startup process. Thereby, the whole system shifts to a normal power generation operation mode (steady operation mode).
  • the first threshold value T 1 is a temperature between the unreformed gas generation temperature and the temperature of the reforming catalyst 2a during normal power generation operation. For example, when the raw fuel is kerosene, the temperature is 400 ° C. to 700 ° C. It is. In other words, the first thresholds T 1 is higher than the non-reformed gas generation temperature a temperature lower than the temperature of the reforming catalyst 2a at the time of normal power generation operation.
  • the temperature of the reforming catalyst 2a used for the determination process here may be an average value of a plurality of temperatures detected by each catalyst temperature detector 6, or may be detected by a specific catalyst temperature detector 6. It may be temperature. The same applies to the determination process (S4, S7) regarding the temperature of the reforming catalyst 2a.
  • the unreformed gas generation temperature is a hydrocarbon gas having 2 or more carbon atoms that can damage the cells constituting the cell stack 13 of the fuel cell 12 because the raw fuel is not completely reformed by the reforming catalyst 2a. It means the temperature at which (unreformed gas) is generated and begins to be mixed into the reformed gas (the slip temperature that is the starting point at which so-called reformed slip occurs).
  • These unmodified gas generation temperature and the first thresholds T 1 when the load restriction instruction of the reformer 2 and the fuel cell 12 is not performed, i.e., the raw fuel at the time of normal power generation operation to the reforming catalyst 2a It is preset according to the introduction amount.
  • step S1 If the temperature of the reforming catalyst 2a is higher than the first threshold value T 1, the determination processing in step S1 is repeated.
  • the load restriction instruction of the reformer 2 and the fuel cell 12 is performed (step S2). That is, based on the temperature of the reforming catalyst 2a that is unreformed gas generation information, the raw fuel introduction device 3 is controlled to reduce the amount of raw fuel introduced.
  • the water introduction device 4 may be controlled to reduce the introduction amount of water. In this case, the amount of water vapor introduced is reduced according to the reduction in the amount of raw fuel introduced.
  • control is performed to suppress the power generation amount for the fuel cell 12. By such control, the endothermic amount accompanying the steam reforming reaction (endothermic reaction) in the reformer 2 is reduced, so that the heat balance in the reformer 2 is improved (returned) to a good state.
  • steps S1 and S2 correspond to an introduction amount reduction control step and a power generation amount suppression step.
  • control may be performed to increase the amount of steam introduced according to the amount of raw fuel introduced.
  • step S3 it is determined whether or not the first time has elapsed since the load suppression instruction for the reformer 2 and the fuel cell 12 is started (step S3).
  • the first time is set in advance according to, for example, the amount of raw fuel introduced into the reforming catalyst 2a during normal power generation operation or the amount of power generated by the fuel cell 12.
  • the first time may be set as appropriate based on the amount of reduction in the amount of raw fuel introduced in step S2, the amount of reduction in the amount of water introduced, or the amount of power generation suppression in the fuel cell 12.
  • the determination process in step S3 is repeated.
  • the second threshold value T 2 are an index for determining the goodness of the heat balance in the reformer 2, similarly to the first threshold value T 1, unreformed gas generation temperature and the modification of the normal power generation operation
  • the temperature is between the temperature of the catalyst 2a.
  • the second threshold value T 2 are higher than the non-reformed gas generation temperature a temperature lower than the first threshold value T 1.
  • the second threshold value T 2 are are suitably set for each catalyst temperature detector 6.
  • step S5 control for stopping the introduction of raw fuel to the raw fuel introduction device 3 is performed.
  • the water introduction device 4 may be controlled to stop the introduction of water. Further, power generation in the fuel cell 12 is stopped.
  • stop controls may be control to shift to so-called “cold standby” in which the fuel cell system 1 stands by while the temperature of the cell stack 13 is at room temperature, or when the temperature of the cell stack 13 is at the operating temperature. Control that shifts to a so-called “hot standby” in which the fuel cell system 1 waits may be performed.
  • the second threshold value T 2 are, also has the meaning as operating minimum temperature.
  • the second threshold value T2 indicates whether or not the risk of unreformed gas generation (reformed slip) is extremely high without losing the heat balance even when the load on the reformer 2 is reduced. It is a threshold value for determining whether or not.
  • Step S5 is a step of stopping the system because it is determined that there is a high risk of generating unreformed gas.
  • step S5 it is preferable to perform reforming while the fuel cell 12 is cooled down to a temperature range that does not require a hydrogen-containing gas. For this reason, the process shifts to a stopping process in which the amount of raw fuel introduced in the raw fuel introduction device 3 is lowered in a stepwise manner or continuously (gradually) from a normal operation or a hot standby state. In addition, when it is difficult to shift to such a stopping process, the amount of raw fuel introduced in the raw fuel introduction device 3 can be stopped immediately.
  • step S6 whether further second time from the time lapse of the first time has elapsed. That is, it is determined whether or not the second time following the first time has elapsed since the load suppression instruction for the reformer 2 and the fuel cell 12 is started. This second time is appropriately set according to the amount of raw fuel introduced into the reforming catalyst 2a during normal power generation operation, the amount of power generated by the fuel cell 12, and the like. If the second time has not elapsed, the process returns to the determination process in step S4.
  • the reformer load amount and the power generation amount are temporarily suppressed within the second time period by the processing in steps S4 to S6. Furthermore, while monitoring whether the heat balance of the reforming catalyst 2a has been critically disrupted, the standby state for the independent operation (independent standby state) is maintained, and the good thermal balance is maintained within the second time. Deciding. And when it is not in a predetermined heat balance state, a system stop process is carried out. Moreover, when it is in the predetermined
  • step S6 the process proceeds to the process shown in FIG. 3, whether the temperature of the reforming catalyst 2a detected by the catalyst temperature detector 6 is equal to the third threshold value T 3 or more Is determined (step S7).
  • the third threshold value T 3 is an index for determining the goodness of the heat balance in the reformer 2, similarly to the second threshold value T 2, unreformed gas generation temperature and the normal reforming during the power generation operation of the The temperature is between the temperature of the catalyst 2a.
  • the third threshold T 3 is higher than the first threshold T 1 and is equal to or lower than the temperature of the reforming catalyst 2a during normal power generation operation.
  • the third threshold T 3 is set as appropriate for each catalyst temperature detector 6.
  • the temperature of the reforming catalyst 2a is the third threshold value T 3 or more, whether the temperature of the cell stack 13 detected by the cell stack temperature detector 14 is equal to the fourth threshold value T 4 or more is judged (step S8).
  • the fourth threshold value T 4 is a temperature lower than the temperature of normal power generation operation when the cell stack 13.
  • the fourth threshold T 4 is appropriately set in accordance with the power generation amount of the in the introduction amount and the fuel cell 12 to the raw fuel of the reforming catalyst 2a at the time of normal power generation operation.
  • the temperature of the cell stack 13 used for the determination process here may be an average value of a plurality of temperatures detected by each cell stack temperature detector 14 or may be determined by a specific cell stack temperature detector 14. It may be the detected temperature.
  • step S9 the load derepression of the reformer 2 and the fuel cell 12 is performed (step S9). That is, control for increasing the amount of raw fuel introduced into the raw fuel introduction device 3 is performed. In addition to the increase control of the introduction amount of the raw fuel, the water introduction device 4 may be controlled to increase the introduction amount of water. Further, control for increasing the power generation amount is performed on the fuel cell 12. By such control, the fuel cell system 1 returns to the normal power generation operation mode. In addition, when the control which increases the introduction amount of water vapor
  • step S10 if the temperature of the reforming catalyst 2a is lower than the third threshold value T 3 in step S7, the system is stopped (step S10).
  • the stop control here is the same as the stop control in step S5.
  • the third threshold T 3 also has meaning as operating minimum temperature.
  • step S11 The temperature of the cell stack 13 in step S8 if a fourth less than the threshold value T 4, whether further third time from the time lapse of the second time has elapsed (step S11).
  • the third time is appropriately set according to the amount of raw fuel introduced into the reforming catalyst 2a during normal power generation operation, the amount of power generated by the fuel cell 12, and the like. If the third time has not elapsed, the process returns to the determination process in step S7.
  • the system is stopped (step S12).
  • the stop control here is the same as the stop control in steps S5 and S10.
  • the fourth threshold value T 4 also has meaning as operating minimum temperature.
  • the third time has a meaning as a time limit for returning to the normal power generation operation mode.
  • the reformer load amount and the power generation amount are temporarily suppressed within the third time period by the processing in steps S7, S8, and S11. Further, while monitoring whether the heat balance of the reforming catalyst 2a has been critically broken, the self-sustaining standby state is maintained, and the goodness of the heat balance is determined within the third time. And when it is not in a predetermined heat balance state, a system stop process is carried out. When the predetermined heat balance state is reached within the third time, the determination (countdown) of whether or not the third time has ended is cancelled, and the process returns to the normal power generation process.
  • the temperature of the reforming catalyst 2a detected by the catalyst temperature detector 6 is higher than the unreformed gas generation temperature. If it is thresholds T 1 or less, the control unit 5, a load restriction instruction of the reformer 2 and the fuel cell 12 is performed.
  • the reaction for generating the reformed gas by reforming the raw fuel and water with the reforming catalyst 2a is an endothermic reaction. Therefore, the amount of heat absorption decreases with the amount of reformed gas produced by reducing the amount of raw fuel and water introduced. Therefore, it is possible to prevent the temperature of the reforming catalyst 2a from dropping to the unreformed gas generation temperature. As a result, generation of unreformed gas is prevented, and the reformed gas is supplied to the fuel cell 12. Therefore, damage to the fuel cell 12 during power generation can be avoided.
  • the temperature of the reforming catalyst 2a greatly affects whether or not unreformed gas is generated. According to the fuel cell system 1, since the temperature of the reforming catalyst 2a is used as unreformed gas generation information, generation of unreformed gas is more reliably prevented.
  • the amount of raw fuel introduced is reduced, the amount of reformed gas produced decreases accordingly, but at the same time as the amount of raw fuel introduced is reduced, the amount of power generation is suppressed for the fuel cell 12. Be made. Therefore, the balance between the reformer 2 and the fuel cell 12 can be suitably maintained.
  • the system is controlled by the control device 5. Is stopped.
  • the reformed gas production reaction in the reformer 2 is stopped and the generation of unreformed gas is prevented. Therefore, damage to the fuel cell 12 can be avoided.
  • the stability of the system can be improved by providing the second time as a time reference for performing such stop control.
  • the temperature detected by the catalyst temperature detector 6 is equal to or higher than the third threshold T 3 higher than the first threshold T 1 within the third time after the second time elapses, and the cell stack temperature detector 14 If the temperature detected is a fourth threshold value T 4 than the predetermined, the control device 5, the load derepression of the reformer 2 and the fuel cell 12 is performed. By such control, the reformer 2 can recover the amount of reformed gas generated while preventing the generation of unreformed gas, and the reformed gas whose generated amount has been recovered in the fuel cell 12.
  • the cell stack 13 can be used to generate suitable power. Therefore, the power generation amount in the fuel cell 12 can be recovered without damaging the fuel cell 12.
  • the system is stopped by the control device 5.
  • the control device 5 When the system is thus stopped, the reformed gas production reaction in the reformer 2 is stopped and the generation of unreformed gas is prevented. Therefore, damage to the fuel cell 12 can be avoided. Further, by providing the third time as a time reference for performing such stop control, the stability of the system can be further enhanced.
  • the first threshold value T 1 is determined in advance according to the introduction amount to the reforming catalyst 2a of the raw fuel at the time of normal power generation operation, it is possible to prevent the occurrence of non-reformed gas more effectively .
  • the second threshold value T 2 and the third threshold value T 3 is determined in advance according to the introduction amount of the raw fuel of the reforming catalyst 2a in the afterload suppressed the reformer 2 and the fuel cell 12, unreformed gas Can be more effectively prevented.
  • the fourth threshold T 4 are determined in advance according to the introduction amount to the reforming catalyst 2a of the raw fuel at the time of normal power generation operation, it is possible to prevent the occurrence of the non-reformed gas more effectively it can.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the case of using a solid oxide fuel cell has been described, but the present invention can also be applied to a fuel cell system using a solid polymer fuel cell or a molten carbonate fuel cell.
  • the temperature of the reforming catalyst 2a in the third time, is a third threshold T 3 or more, it is determined whether the temperature of the cell stack 13 is the fourth threshold value T 4 or more Although the case has been described, the determination regarding the temperature of the cell stack 13 in step S8 can be omitted. Namely, within the third hour, when the temperature of the reforming catalyst 2a is the third threshold value T 3 or more, it may be performed generation amount derepression control in step S9.
  • the reformer 2 may realize an autothermal reforming reaction (ATR) or a partial oxidation reforming reaction. Also in those cases, the amount of raw fuel introduced into the reforming catalyst 2a of the reformer 2 is decreased, and before the temperature of the reforming catalyst 2a falls to the unreformed gas generation temperature, the reforming catalyst 2a If the temperature is raised, the generation of unreformed gas can be prevented with a simple structure when power generation in the fuel cell 12 is stopped, and damage to the fuel cell 12 can be avoided. Is possible. In these cases, a known catalyst can be used as the reforming catalyst 2a as an autothermal reforming (autothermal reforming) catalyst or a partial oxidation reforming catalyst.
  • ATR autothermal reforming reaction
  • a partial oxidation reforming reaction a partial oxidation reforming reaction
  • the fuel cell system 1 can be provided with known components of the indirect internal SOFC as necessary.
  • a vaporizer for vaporizing liquid a pump for pressurizing various fluids, a pressure increasing means such as a compressor, a blower, etc., a valve for adjusting the flow rate of the fluid, or for blocking / switching the fluid flow
  • flow control means flow path blocking / switching means
  • heat exchanger for heat exchange / recovery
  • condenser for condensing gas
  • heating / heat retaining means for externally heating various devices with steam, etc.
  • hydrocarbon system include fuel and combustible storage means, instrument air and electrical systems, control signal systems, control devices, output and power electrical systems, and the like.
  • the control unit 5 when the temperature of the reforming catalyst 2a detected by the catalyst temperature detector 6 is high first thresholds T 1 less than unreformed gas generation temperature, the control unit 5, the reformed
  • the criterion for executing the load suppression instruction is not limited to the temperature of the reforming catalyst 2a.
  • a temperature information acquisition unit that acquires information on the temperature of the reforming catalyst 2a detected by the catalyst temperature detector 6 is provided, and a load suppression instruction by the control device 5 is based on the temperature information acquired by the temperature information acquisition unit. It is good also as performing.
  • the second threshold value and the third threshold value are determined in advance according to the amount of raw fuel introduced into the reforming catalyst 2a after the load suppression of the reformer 2 and the fuel cell 12 is suppressed.
  • the second threshold value and the third threshold value may be fixed values regardless of the amount of raw fuel introduced after load suppression.
  • the load suppression instruction by the control device 5 can be based not only on the information on the temperature of the reforming catalyst 2a and the like but also on other information.
  • a reformed gas composition detection device unreformed gas generation information acquisition unit
  • the introduction amount reduction control and the power generation amount suppression control by the control device 5 may be performed based on the detection result of the reformed gas composition by the reformed gas composition detection device.
  • the composition of the reformed gas detected by the reformed gas composition detection device corresponds to unreformed gas generation information.
  • Information regarding the temperature of the reforming catalyst 2a and the cell stack 13 and the composition of the reformed gas are acquired as unreformed gas generation information, and introduction amount reduction control and power generation amount suppression control are performed based on these information. You may do it.

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Abstract

　この燃料電池システムは、原燃料及び水を改質触媒で改質することにより、水素を含有する改質ガスを生成する改質器と、改質ガスを用いて、セル部で発電を行う燃料電池と、改質触媒に原燃料を導入する原燃料導入部と、改質触媒における未改質ガス発生情報を取得する未改質ガス発生情報取得部と、未改質ガス発生情報取得部によって取得された未改質ガス発生情報に基づいて、原燃料導入部に対して原燃料の導入量を減少させる導入量減少制御を行う制御部と、を備えている。

Description

燃料電池システム、改質器システム、及び燃料電池システムの運転方法
　本発明は、原燃料を改質触媒で改質することにより改質ガスを生成する改質器を備える改質器システム、改質ガスを燃料として用いる燃料電池を更に備える燃料電池システム、及びその運転方法に関する。
　従来の燃料電池システムとして、固体酸化物形燃料電池での発電を停止する際に、液体窒素貯蔵タンクに貯蔵された窒素を燃料電池の燃料極に供給する燃料極窒素供給設備を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような燃料電池システムによれば、固体酸化物形燃料電池での発電を停止する際に、燃料電池において、燃料極に用いられるニッケル等が酸化して膨張するのを防止することができ、その結果、イットリア安定化ジルコニア等からなる電解質が破損するのを回避することが可能となる。
特開２００４－２２０９４２号公報
　しかしながら、上述したような従来の燃料電池システムでは、燃料電池での発電を停止するにあたり燃料電池にダメージが与えられるのを回避することはできるものの、燃料電池での発電中におけるダメージ対策については考慮されていない。燃料電池での発電中には、発電のための原燃料を改質触媒で改質して改質ガスを燃料電池に供給する際、原燃料が十分に改質されずに未改質ガスの状態で燃料電池に流入するような事態が生じ得る。このような事態が生じた場合、従来の燃料電池システムでは、未改質ガスの流入によって発電中の燃料電池にダメージを与えてしまうという問題がある。
　そこで本発明は、上記の技術課題を解決するためになされたものであり、発電中の燃料電池にダメージが与えられるのを回避することができる燃料電池システム、改質器システム、及び燃料電池システムの運転方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明に係る燃料電池システムは、原燃料及び水を改質触媒で改質することにより、水素を含有する改質ガスを生成する改質器と、改質ガスを用いて、セル部で発電を行う燃料電池と、改質触媒に原燃料を導入する原燃料導入部と、改質触媒における未改質ガス発生情報を取得する未改質ガス発生情報取得部と、未改質ガス発生情報取得部によって取得された未改質ガス発生情報に基づいて、原燃料導入部に対して原燃料の導入量を減少させる導入量減少制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする。
　また、本発明に係る改質器システムは、原燃料及び水を改質触媒で改質することにより、水素を含有する改質ガスを生成する改質器と、改質触媒に原燃料を導入する原燃料導入部と、改質触媒における未改質ガス発生情報を取得する未改質ガス発生情報取得部と、未改質ガス発生情報取得部によって取得された未改質ガス発生情報に基づいて、原燃料導入部に対して原燃料の導入量を減少させる導入量減少制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする。
　更に、本発明に係る燃料電池システムの運転方法は、原燃料及び水を改質触媒で改質することにより、水素を含有する改質ガスを生成する改質器と、改質ガスを用いて、セル部で発電を行う燃料電池と、改質触媒に原燃料を導入する原燃料導入部と、改質触媒における未改質ガス発生情報を取得する未改質ガス発生情報取得部と、を備える燃料電池システムの運転方法であって、未改質ガス発生情報取得部によって取得された未改質ガス発生情報に基づいて、原燃料導入部に対して原燃料の導入量を減少させる導入量減少制御ステップを含むことを特徴とする。
　これらの燃料電池システム、改質器システム、及び燃料電池システムの運転方法では、未改質ガス発生情報取得部によって改質触媒における未改質ガス発生情報が取得され、この未改質ガス発生情報に基づいて、制御部の導入量減少制御によって、原燃料導入部に対して原燃料の導入量が減少させられる。ここで、「導入量」は、「単位時間あたりに導入される量」を意味する。原燃料及び水を改質触媒で改質することにより改質ガスを生成する反応は、吸熱反応である。そのため、原燃料の導入量が減少させられることにより、改質ガスの生成量と共に吸熱量は減少する。よって、改質触媒の温度が未改質ガス発生温度に降下することを防止できる。これにより、未改質ガスの発生が防止されて、改質ガスが燃料電池に供給されることになる。従って、発電中の燃料電池にダメージが与えられるのを回避することができる。ここで、未改質ガス発生情報とは、未改質ガスの発生可能性に関する情報である。
　また、制御部は、燃料電池に対して発電量を抑制させる発電量抑制制御を更に行う態様とすることができる。
　この燃料電池システムによれば、原燃料の導入量が減少させられると、これに伴い改質ガスの生成量が減少するが、原燃料の導入量が減少させられるのと同時に、燃料電池に対して発電量が抑制させられる。よって、改質器及び燃料電池のバランスを好適に維持することができる。
　また、未改質ガス発生情報は改質触媒の温度であり、未改質ガス発生情報取得部は改質触媒の温度を検出する触媒温度検出部である態様とすることができる。
　改質触媒の温度は、未改質ガスの発生の有無に大きく影響する。この燃料電池システムによれば、改質触媒の温度を未改質ガス発生情報とするため、未改質ガスの発生がより確実に防止される。
　また、制御部は、触媒温度検出部によって検出される温度が、未改質ガス発生温度よりも高い第１閾値以下である場合に、原燃料導入部に対して原燃料の導入量を減少させる導入量減少制御を行う態様とすることができる。
　この燃料電池システムによれば、触媒温度検出部によって検出される改質触媒の温度が未改質ガス発生温度よりも高い第１閾値以下である場合に、制御部の導入量減少制御によって、原燃料導入部に対して原燃料の導入量が減少させられる。原燃料及び水を改質触媒で改質することにより改質ガスを生成する反応は、吸熱反応である。そのため、原燃料の導入量が減少させられることにより、改質ガスの生成量と共に吸熱量は減少する。よって、改質触媒の温度が未改質ガス発生温度に降下することを防止できる。これにより、未改質ガスの発生が防止されて、改質ガスが燃料電池に供給されることになる。従って、発電中の燃料電池にダメージが与えられるのを回避することができる。
　また、制御部は、触媒温度検出部によって検出される温度が、未改質ガス発生温度よりも高い第１閾値以下である場合に、燃料電池に対して発電量を抑制させる発電量抑制制御を行う態様とすることができる。
　この燃料電池システムによれば、原燃料の導入量が減少させられると、これに伴い改質ガスの生成量が減少するが、原燃料の導入量が減少させられるのと同時に、燃料電池に対して発電量が抑制させられる。よって、改質器及び燃料電池のバランスを好適に維持することができる。
　また、第１閾値は、導入量減少制御が行われない場合における原燃料の改質触媒への導入量に応じて、予め定められている態様とすることができる。
　通常、未改質ガス発生温度は、導入量減少制御が行われない場合における原燃料の改質触媒への導入量によって決まる。この改質器システムによれば、導入量減少制御が行われない場合における原燃料の改質触媒への導入量に応じて第１閾値が予め定められるため、未改質ガスの発生をより一層効果的に防止することができる。
　また、制御部は、導入量減少制御を開始してから第１時間が経過した後、触媒温度検出部によって検出される温度が未改質ガス発生温度よりも高く第１閾値よりも低い第２閾値未満である場合に、原燃料導入部に対して原燃料の導入を停止させる導入停止制御を行う態様とすることができる。
　この燃料電池システムによれば、触媒温度検出部によって検出される温度が未改質ガス発生温度よりも高い第２閾値未満である場合に、制御部によって導入停止制御が行われ、原燃料の導入が停止させられる。このように原燃料の導入が停止させられると、改質器における改質ガスの生成反応が停止すると共に、未改質ガスの発生が防止される。よって、燃料電池にダメージが与えられるのを回避することができる。
　また、第２閾値は、導入量減少制御が行われた場合における原燃料の改質触媒への導入量に応じて、予め定められている態様とすることができる。
　この燃料電池システムによれば、導入量減少制御が行われた場合における原燃料の改質触媒への導入量に応じて第２閾値が予め定められるため、未改質ガスの発生をより一層効果的に防止することができる。
　また、制御部は、導入量減少制御を開始してから、第１時間に続く第２時間が経過した後、触媒温度検出部によって検出される温度が前記第１閾値よりも高い第３閾値以上である場合に、導入量減少制御を解除する態様とすることができる。
　この燃料電池システムによれば、触媒温度検出部によって検出される温度が第１閾値よりも高い第３閾値以上である場合に、制御部によって、原燃料の導入量減少制御が解除される。このような制御により、改質器において、未改質ガスの発生を防止しつつ改質ガスの生成量を回復させることができる。よって、燃料電池にダメージを与えることなく燃料電池での発電量を回復させることができる。
　また、セル部の温度を検出するセル部温度検出部を更に備え、制御部は、導入量減少制御を開始してから、第１時間に続く第２時間が経過した後、触媒温度検出部によって検出される温度が第１閾値よりも高い第３閾値以上であり、且つセル部温度検出部によって検出される温度が予め定められた第４閾値以上である場合に、導入量減少制御を解除する態様とすることができる。
　この燃料電池システムによれば、触媒温度検出部によって検出される温度が第１閾値よりも高い第３閾値以上であり、且つセル部温度検出部によって検出される温度が予め定められた第４閾値以上である場合に、制御部によって、原燃料の導入量減少制御が解除される。このような制御により、改質器において、未改質ガスの発生を防止しつつ改質ガスの生成量を回復させることができると共に、燃料電池において、生成量が回復された改質ガスを用いてセル部で好適な発電を行うことができる。よって、燃料電池にダメージを与えることなく燃料電池での発電量を回復させることができる。
　また、第３閾値は、導入量減少制御が行われた場合における原燃料の改質触媒への導入量に応じて、予め定められている態様とすることができる。
　この燃料電池システムによれば、導入量減少制御が行われた場合における原燃料の改質触媒への導入量に応じて第３閾値が予め定められるため、未改質ガスの発生をより一層効果的に防止することができる。
　また、第４閾値は、導入量減少制御が行われない場合における原燃料の改質触媒への導入量に応じて、予め定められている態様とすることができる。
　この燃料電池システムによれば、導入量減少制御が行われない場合における原燃料の改質触媒への導入量に応じて第４閾値が予め定められるため、未改質ガスの発生をより一層効果的に防止することができる。
　本発明によれば、発電中の燃料電池にダメージが与えられるのを回避することができる。
本発明に係る燃料電池システムの一実施形態を概略的に示すブロック図である。 図１に示される燃料電池システムにおける制御手順を示すフローチャートである。 図２に続く制御手順を示すフローチャートである。
　以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
　図１に示されるように、本実施形態の燃料電池システム１は、原燃料を改質触媒２ａで改質することにより、水素を含有する改質ガスを生成する改質器２と、改質ガスを燃料として用いる固体酸化物形燃料電池１２と、を備えている。
　改質器２は、原燃料及び水蒸気（水）を改質触媒２ａで水蒸気改質反応させて、改質ガスを生成する。水蒸気改質反応は吸熱反応であるため、改質器２は、水蒸気改質反応に燃料電池１２の排熱を利用する。改質触媒２ａとしては、水蒸気改質触媒として公知の触媒を用いることができる。
　原燃料としては、改質ガスの原料として固体酸化物形燃料電池の分野で公知の炭化水素系燃料、すなわち、分子中に炭素と水素とを含む化合物（酸素等、他の元素を含んでいてもよい）若しくはその混合物から適宜選んで用いることができる。例えば、炭化水素類、アルコール類、エーテル類等、分子中に炭素と水素とを含む化合物である。より具体的には、メタン、エタン、プロパン、ブタン、天然ガス、ＬＰＧ（液化石油ガス）、都市ガス、ガソリン、ナフサ、灯油、軽油等の炭化水素類、メタノール、エタノール等のアルコール類、ジメチルエーテル等のエーテル類等である。なかでも、灯油やＬＰＧは、入手が容易であるため好ましい。また、灯油やＬＰＧは、独立して貯蔵可能であるため、都市ガスのラインが普及していない地域において有用である。更に、灯油やＬＰＧを利用した固体酸化物形燃料電池は、非常用電源として有用である。
　燃料電池１２は、改質器２で生成された改質ガスを燃料として用い、ＳＯＦＣ（Solid　Oxide　Fuel　Cells）と称される複数のセルを積層させてなるセルスタック１３で発電を行う。各セルは、固体酸化物である電解質が燃料極と空気極との間に配置されることで構成されている。電解質は、例えばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）からなり、８００℃～１０００℃の温度で酸化物イオンを伝導する。燃料極は、例えばニッケルとＹＳＺとの混合物からなり、酸化物イオンと改質ガス中の水素とを反応させて、電子及び水を発生させる。空気極は、例えばランタンストロンチウムマンガナイトからなり、空気中の酸素と電子とを反応させて、酸化物イオンを発生させる。
　また、燃料電池システム１は、改質触媒２ａに原燃料を導入する原燃料導入装置（原燃料導入部）３と、改質触媒２ａに水蒸気を導入する水導入装置４と、カソード（空気極）に空気を導入するカソード用空気導入装置（不図示）と、を備えている。原燃料導入装置３は、原燃料を導入するための原燃料導入管や、原燃料の導入量を調節するための導入量調節弁等を有している。同様に、カソード用空気導入装置は、空気を導入するための空気導入管や、空気の導入量を調節するための導入量調節弁等を有している。また、水導入装置４は、水を導入するための水導入管や、水の導入量を調節するための導入量調節弁等を有している。本実施形態では、水導入装置４は、改質器２に水を導入する。この水は、改質器２ないし改質器２とは別体に設けられた気化器によって気化され、水蒸気として改質触媒２ａに導入される。
　更に、燃料電池システム１は、システム全体を制御する制御装置（制御部）５と、改質触媒２ａの温度を検出する触媒温度検出器（触媒温度検出部）６と、燃料電池１２のセルスタック１３の温度を検出するセルスタック温度検出器（セル部温度検出部）１４と、を備えている。改質触媒２ａの温度は、未改質ガスの発生可能性に関する情報である未改質ガス発生情報に相当する。触媒温度検出器６は、未改質ガス発生情報取得部に相当する。
　温度検出器６，１４は、例えば熱電対である。触媒温度検出器６は改質器２内における複数の位置に設けられており、各触媒温度検出器６の測温接点は、原燃料導入装置３によって導入される原燃料の流路の中心軸線上に配置されている。セルスタック温度検出器１４はセルスタック１３内における複数の位置に設けられており、各セルスタック温度検出器１４の測温接点は、セルスタック１３を構成するセル上又はセルの近傍に配置されている。
　制御装置５は、操作者による操作に応じてシステム全体を起動させる制御を行う。また、制御装置５は、触媒温度検出器６によって検出される改質触媒２ａの温度及びセルスタック温度検出器１４によって検出されるセルスタック１３の温度を取得し、取得した各部の温度に基づいて原燃料導入装置３、水導入装置４、及び燃料電池１２を制御する。
　より詳しくは、制御装置５は、改質触媒２ａの温度及びセルスタック１３の温度に基づいて所定の処理を実行することにより、原燃料導入装置３及び燃料電池１２に対して、改質器２及び燃料電池１２における負荷を抑制させるように指示する（以下、この指示を「改質器２及び燃料電池１２の負荷抑制指示」という）。すなわち、制御装置５は、原燃料導入装置３に対して原燃料の導入量を減少させる制御（導入量減少制御）を行う。また、制御装置５は、原燃料の導入量の減少制御と共に、燃料電池１２に対して発電量を抑制させる制御（発電量抑制制御）を行う。なお、この燃料電池１２に対する発電量の抑制制御では、制御装置５は、セルスタック１３の温度が作動温度の状態で燃料電池システム１を待機させるいわゆる「ホットスタンバイ」に移行する制御を行ってもよい。また、制御装置５は、原燃料の導入量の減少制御と共に、水導入装置４に対して水の導入量を減少させる制御を行ってもよい。
　更に、制御装置５は、改質触媒２ａの温度及びセルスタック１３の温度に基づいて所定の処理を実行することにより、システムを停止させる。すなわち、制御装置５は、原燃料導入装置３に対して原燃料の導入を停止させる制御（導入停止制御）を行う。また、制御装置５は、原燃料の導入停止制御と共に、燃料電池１２に対して発電を停止させる制御を行う。このシステムの停止においては、燃料電池１２が水素を含有するガスを必要としない温度帯まで除冷しつつ改質を実施するのが好ましい。そのため、制御装置５は、原燃料導入装置３における原燃料の導入量を通常の運転時やホットスタンバイ状態から段階的に、又は連続的に（徐々に）下げて運転する。なお、制御装置５は、原燃料の導入停止制御と共に、水導入装置４に対して水の導入を停止させる制御を行ってもよい。この場合、制御装置５は、水導入装置４における水の導入量を通常の運転時やホットスタンバイ状態から段階的に、又は連続的に（徐々に）下げて運転する。
　また、制御装置５は、改質触媒２ａの温度及びセルスタック１３の温度に基づいて所定の処理を実行することにより、原燃料導入装置３及び燃料電池１２に対して、改質器２及び燃料電池１２における負荷の抑制を解除するように指示する（以下、この指示を「改質器２及び燃料電池１２の負荷抑制解除」という）。すなわち、制御装置５は、原燃料導入装置３に対して原燃料の導入量を増加させる制御を行う。また、制御装置５は、原燃料の導入量の増加制御と共に、燃料電池１２に対して発電量を増加させる制御を行う。なお、制御装置５は、原燃料の導入量の増加制御と共に、水導入装置４に対して水の導入量を増加させる制御を行ってもよい。
　更にまた、制御装置５は、上記した各制御に移行するか否かの判断基準となる複数の閾値（第１閾値～第４閾値）を記憶している。これらの複数の閾値は、改質触媒２ａの温度又はセルスタック１３の温度に関する閾値である。また、制御装置５は、上記した各制御に移行するか否かの判断を行う時間を規制するための複数の時間（第１時間～第３時間）を記憶している。第１閾値は、通常の発電運転時における原燃料の改質触媒２ａへの導入量に応じて、予め定められる値である。第２閾値及び第３閾値は、改質器２及び燃料電池１２の負荷抑制指示が行われた場合（すなわち負荷抑制後）における原燃料の改質触媒２ａへの導入量に応じて、予め定められる値である。第４閾値Ｔ４は、通常の発電運転時における原燃料の改質触媒２ａへの導入量や燃料電池１２での発電量等に応じて、予め定められる値である。
　本実施形態では、これらの改質器２、原燃料導入装置３、水導入装置４、制御装置５及び触媒温度検出器６によって改質器システム１０が構成されている。
　次に、燃料電池システム１の運転方法について図２及び図３を参照して説明する。図２及び図３に示される各処理は、制御装置５によって実行される。
　まず、操作者による操作に応じてシステム全体が起動させられる。すなわち、制御装置５によって、改質器２、原燃料導入装置３、水導入装置４、及び燃料電池１２に対して起動工程を完了させるように指示が出される。これにより、システム全体が通常の発電運転モード（定常運転モード）に移行する。
　続いて、図２に示されるように、触媒温度検出器６によって検出される改質触媒２ａの温度が第１閾値Ｔ１以下であるか否かが判断される（ステップＳ１）。この第１閾値Ｔ１は、未改質ガス発生温度と通常の発電運転時の改質触媒２ａの温度との間の温度であり、例えば原燃料が灯油の場合、４００℃～７００℃の温度である。言い換えれば、第１閾値Ｔ１は、未改質ガス発生温度よりも高く、通常の発電運転時の改質触媒２ａの温度よりも低い温度である。ここでの判断処理に用いられる改質触媒２ａの温度は、各触媒温度検出器６で検出された複数の温度の平均値であってもよいし、特定の触媒温度検出器６で検出された温度であってもよい。以下、改質触媒２ａの温度に関する判断処理（Ｓ４，Ｓ７）においても同様とする。
　ここで、未改質ガス発生温度は、原燃料が改質触媒２ａで完全に改質されず、燃料電池１２のセルスタック１３を構成するセルにダメージを与え得る炭素数２以上の炭化水素ガス（未改質ガス）が発生して改質ガスに混入し始める温度（いわゆる改質スリップが発生する始点となるスリップ温度）を意味する。これらの未改質ガス発生温度及び第１閾値Ｔ１は、改質器２及び燃料電池１２の負荷抑制指示が行われない時、すなわち通常の発電運転時における原燃料の改質触媒２ａへの導入量に応じて予め設定される。
　改質触媒２ａの温度が第１閾値Ｔ１よりも高い場合、ステップＳ１の判断処理が繰り返される。
　改質触媒２ａの温度が第１閾値Ｔ１以下である場合、改質器２及び燃料電池１２の負荷抑制指示が実行される（ステップＳ２）。すなわち、未改質ガス発生情報である改質触媒２ａの温度に基づいて、原燃料導入装置３に対して原燃料の導入量を減少させる制御が行われる。なお、原燃料の導入量の減少制御と共に、水導入装置４に対して水の導入量を減少させる制御が行われてもよい。この場合、水蒸気の導入量は、原燃料の導入量の減少に応じて減少させられる。また、燃料電池１２に対して発電量を抑制させる制御が行われる。このような制御により、改質器２における水蒸気改質反応（吸熱反応）に伴う吸熱量が減少するため、改質器２における熱バランスは良好な状態へと改善（復帰）される。
　これらのステップＳ１及びステップＳ２は、導入量減少制御ステップ及び発電量抑制ステップに相当する。なお、改質器２が水蒸気過多の状態で運転されていた場合には、ステップＳ２において、水蒸気の導入量を原燃料の導入量に応じて増加させる制御が行われてもよい。
　続いて、改質器２及び燃料電池１２の負荷抑制指示が開始されてから第１時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ３）。この第１時間は、例えば通常の発電運転時における原燃料の改質触媒２ａへの導入量や燃料電池１２での発電量に応じて予め設定される。また、第１時間は、ステップＳ２における原燃料の導入量の減少量、水の導入量の減少量、又は燃料電池１２の発電量の抑制量に基づいて適宜設定されてもよい。ここで、第１時間が経過していない場合、ステップＳ３の判断処理が繰り返される。
　第１時間が経過している場合、触媒温度検出器６によって検出される改質触媒２ａの温度が第２閾値Ｔ２以上であるか否かが判断される（ステップＳ４）。この第２閾値Ｔ２は、改質器２における熱バランスの良好性を判断するための指標であり、第１閾値Ｔ１と同様、未改質ガス発生温度と通常の発電運転時の改質触媒２ａの温度との間の温度とされる。好ましくは、第２閾値Ｔ２は、未改質ガス発生温度よりも高く、第１閾値Ｔ１よりも低い温度である。第２閾値Ｔ２は、触媒温度検出器６毎に適宜設定される。
　改質触媒２ａの温度が第２閾値Ｔ２未満である場合、システムが停止させられる（ステップＳ５）。すなわち、原燃料導入装置３に対して原燃料の導入を停止させる制御が行われる。なお、原燃料の導入停止制御と共に、水導入装置４に対して水の導入を停止させる制御が行われてもよい。また、燃料電池１２での発電が停止させられる。これらの停止制御は、セルスタック１３の温度が室温の状態で燃料電池システム１が待機するいわゆる「コールドスタンバイ」に移行する制御であってもよいし、セルスタック１３の温度が作動温度の状態で燃料電池システム１が待機するいわゆる「ホットスタンバイ」に移行する制御であってもよい。このように、第２閾値Ｔ２は、運転下限温度としての意味も有している。すなわち、第２閾値Ｔ２は、改質器２の負荷を下げても熱バランスの崩れが止まらずに、未改質ガスの発生（改質スリップ）の危険性が極めて高い状態になるか否かを判定するための閾値である。ステップＳ５は、未改質ガスが発生する危険性が高い状態になると判定されるため、システムを停止する工程である。
　なお、このステップＳ５におけるシステムの停止制御では、燃料電池１２が水素を含有するガスを必要としない温度帯まで除冷しつつ改質を実施するのが好ましい。そのため、原燃料導入装置３における原燃料の導入量を通常の運転時やホットスタンバイ状態から段階的に、又は連続的に（徐々に）下げて運転する停止工程に移行する。また、このような停止工程への移行が難しい場合には、原燃料導入装置３における原燃料の導入量を即座に停止することもできる。
　改質触媒２ａの温度が第２閾値Ｔ２以上である場合、第１時間の経過時から更に第２時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ６）。すなわち、改質器２及び燃料電池１２の負荷抑制指示が開始されてから、第１時間に続く第２時間が経過したか否かが判断される。この第２時間は、通常の発電運転時における原燃料の改質触媒２ａへの導入量や燃料電池１２での発電量等に応じて適宜設定される。ここで、第２時間が経過していない場合、ステップＳ４の判断処理に戻る。
　燃料電池システム１では、ステップＳ４～Ｓ６での処理により、第２時間内において一時的に改質器負荷量及び発電量を抑制している。更に、改質触媒２ａの熱バランスが危機的に崩れていないかを監視しつつ、自立運転への待機状態（自立待機状態）を保持し、また、第２時間内に熱バランスの良好性を判断している。そして、所定の熱バランス状態になっていない場合はシステム停止処理を実施する。また、第２時間内において所定の熱バランス状態になっている場合は、以下に説明する処理に移行し、自立待機状態を継続する。
　ステップＳ６で第２時間が経過している場合、図３に示される処理に移行し、触媒温度検出器６によって検出される改質触媒２ａの温度が第３閾値Ｔ３以上であるか否かが判断される（ステップＳ７）。この第３閾値Ｔ３は、改質器２における熱バランスの良好性を判断するための指標であり、第２閾値Ｔ２と同様、未改質ガス発生温度と通常の発電運転時の改質触媒２ａの温度との間の温度とされる。好ましくは、第３閾値Ｔ３は、第１閾値Ｔ１よりも高く、通常の発電運転時の改質触媒２ａの温度以下の温度である。第３閾値Ｔ３は、触媒温度検出器６毎に適宜設定される。
　改質触媒２ａの温度が第３閾値Ｔ３以上である場合、セルスタック温度検出器１４によって検出されるセルスタック１３の温度が第４閾値Ｔ４以上であるか否かが判断される（ステップＳ８）。この第４閾値Ｔ４は、通常の発電運転時のセルスタック１３の温度よりも低い温度である。第４閾値Ｔ４は、通常の発電運転時における原燃料の改質触媒２ａへの導入量や燃料電池１２での発電量等に応じて適宜設定される。また、ここでの判断処理に用いられるセルスタック１３の温度は、各セルスタック温度検出器１４で検出された複数の温度の平均値であってもよいし、特定のセルスタック温度検出器１４で検出された温度であってもよい。
　そして、セルスタック１３の温度が第４閾値Ｔ４以上である場合、改質器２及び燃料電池１２の負荷抑制解除が実行される（ステップＳ９）。すなわち、原燃料導入装置３に対して原燃料の導入量を増加させる制御が行われる。なお、原燃料の導入量の増加制御と共に、水導入装置４に対して水の導入量を増加させる制御が行われてもよい。また、燃料電池１２に対して発電量を増加させる制御が行われる。このような制御により、燃料電池システム１は通常の発電運転モードへと復帰する。なお、ステップＳ２において水蒸気の導入量を原燃料の導入量に応じて増加させる制御が行われた場合には、このステップＳ９では、水蒸気の導入量を原燃料の導入量に応じて減少させる制御が行われることとなる。このステップＳ９の後、ステップＳ１の判断処理に戻る。
　一方、ステップＳ７で改質触媒２ａの温度が第３閾値Ｔ３未満である場合、システムが停止させられる（ステップＳ１０）。ここでの停止制御は、ステップＳ５での停止制御と同様である。このように、第３閾値Ｔ３は、運転下限温度としての意味も有している。
　また、ステップＳ８でセルスタック１３の温度が第４閾値Ｔ４未満である場合、第２時間の経過時から更に第３時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ１１）。この第３時間は、通常の発電運転時における原燃料の改質触媒２ａへの導入量や燃料電池１２での発電量等に応じて適宜設定される。ここで、第３時間が経過していない場合、ステップＳ７の判断処理に戻る。
　第３時間が経過している場合、システムが停止させられる（ステップＳ１２）。ここでの停止制御は、ステップＳ５，Ｓ１０での停止制御と同様である。このように、第４閾値Ｔ４は、運転下限温度としての意味も有している。また、第３時間は、通常の発電運転モードへ復帰する際の制限時間としての意味を有している。
　燃料電池システム１では、ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ１１での処理により、第３時間内において一時的に改質器負荷量及び発電量を抑制している。更に、改質触媒２ａの熱バランスが危機的に崩れていないかを監視しつつ、自立待機状態を保持し、また、第３時間内に熱バランスの良好性を判断している。そして、所定の熱バランス状態になっていない場合はシステム停止処理を実施する。また、第３時間内において所定の熱バランス状態になっている場合は、第３時間が終了したか否かの判断（カウントダウン）を解除し、通常の発電工程へ復帰する。
　以上説明したように、改質器システム１０、燃料電池システム１、及びその運転方法では、触媒温度検出器６によって検出される改質触媒２ａの温度が未改質ガス発生温度よりも高い第１閾値Ｔ１以下である場合に、制御装置５によって、改質器２及び燃料電池１２の負荷抑制指示が実行される。原燃料及び水を改質触媒２ａで改質することにより改質ガスを生成する反応は、吸熱反応である。そのため、原燃料及び水の導入量が減少させられることにより、改質ガスの生成量と共に吸熱量は減少する。よって、改質触媒２ａの温度が未改質ガス発生温度に降下することを防止できる。これにより、未改質ガスの発生が防止されて、改質ガスが燃料電池１２に供給されることになる。従って、発電中の燃料電池１２にダメージが与えられるのを回避することができる。
　改質触媒２ａの温度は、未改質ガスの発生の有無に大きく影響する。燃料電池システム１によれば、改質触媒２ａの温度を未改質ガス発生情報とするため、未改質ガスの発生がより確実に防止される。
　また、原燃料の導入量が減少させられると、これに伴い改質ガスの生成量が減少するが、原燃料の導入量が減少させられるのと同時に、燃料電池１２に対して発電量が抑制させられる。よって、改質器２及び燃料電池１２のバランスを好適に維持することができる。
　また、第１時間経過後の第２時間内において、触媒温度検出器６によって検出される温度が未改質ガス発生温度よりも高い第２閾値Ｔ２未満である場合に、制御装置５によってシステムが停止させられる。このようにシステムが停止させられると、改質器２における改質ガスの生成反応が停止すると共に、未改質ガスの発生が防止される。よって、燃料電池１２にダメージが与えられるのを回避することができる。また、このような停止制御を行う時間的基準となる第２時間を設けることにより、システムの安定性を高めることができる。
　また、第２時間経過後の第３時間内において、触媒温度検出器６によって検出される温度が第１閾値Ｔ１よりも高い第３閾値Ｔ３以上であり、且つセルスタック温度検出器１４によって検出される温度が予め定められた第４閾値Ｔ４以上である場合に、制御装置５によって、改質器２及び燃料電池１２の負荷抑制解除が実行される。このような制御により、改質器２において、未改質ガスの発生を防止しつつ改質ガスの生成量を回復させることができると共に、燃料電池１２において、生成量が回復された改質ガスを用いてセルスタック１３で好適な発電を行うことができる。よって、燃料電池１２にダメージを与えることなく燃料電池１２での発電量を回復させることができる。
　また、第２時間経過後の第３時間内において、触媒温度検出器６によって検出される温度が第３閾値Ｔ３未満である場合に、制御装置５によってシステムが停止させられる。このようにシステムが停止させられると、改質器２における改質ガスの生成反応が停止すると共に、未改質ガスの発生が防止される。よって、燃料電池１２にダメージが与えられるのを回避することができる。また、このような停止制御を行う時間的基準となる第３時間を設けることにより、システムの安定性をより一層高めることができる。
　また、通常の発電運転時における原燃料の改質触媒２ａへの導入量に応じて第１閾値Ｔ１が予め定められるため、未改質ガスの発生をより一層効果的に防止することができる。
　また、改質器２及び燃料電池１２の負荷抑制後における原燃料の改質触媒２ａへの導入量に応じて第２閾値Ｔ２及び第３閾値Ｔ３が予め定められるため、未改質ガスの発生をより一層効果的に防止することができる。
　更にまた、通常の発電運転時における原燃料の改質触媒２ａへの導入量に応じて第４閾値Ｔ４が予め定められるため、未改質ガスの発生をより一層効果的に防止することができる。
　以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、固体酸化物形燃料電池を用いる場合について説明したが、本発明は、固体高分子形燃料電池や溶融炭酸塩形燃料電池を用いた燃料電池システムにも適用できる。
　また、上記実施形態では、第３時間内において、改質触媒２ａの温度が第３閾値Ｔ３以上であると、セルスタック１３の温度が第４閾値Ｔ４以上であるか否かを判断する場合について説明したが、ステップＳ８のセルスタック１３の温度に関する判断を省略することもできる。すなわち、第３時間内において、改質触媒２ａの温度が第３閾値Ｔ３以上である場合に、ステップＳ９の発電量抑制解除制御を実行してもよい。
　また、燃料電池１２の通常の発電運転時に、改質器２で自己熱改質反応（ＡＴＲ）や部分酸化改質反応を実現させてもよい。それらの場合にも、改質器２の改質触媒２ａへの原燃料の導入量を減少させ、改質触媒２ａの温度が未改質ガス発生温度に降下する前に、改質触媒２ａの温度を上昇させれば、燃料電池１２での発電を停止する際に、簡単な構成で、未改質ガスの発生を防止することができ、燃料電池１２にダメージが与えられるのを回避することが可能となる。なお、それらの場合、改質触媒２ａとしては、オートサーマル改質（自己熱改質）触媒若しくは部分酸化改質触媒として公知の触媒を用いることができる。
　更に、燃料電池システム１は、間接内部型ＳＯＦＣの公知の構成要素を必要に応じて適宜設けることができる。具体例を挙げれば、液体を気化させる気化器、各種流体を加圧するためのポンプ、圧縮機、ブロワ等の昇圧手段、流体の流量を調節するため、或いは流体の流れを遮断／切り替えるためのバルブ等の流量調節手段や流路遮断／切り替え手段、熱交換・熱回収を行うための熱交換器、気体を凝縮する凝縮器、スチーム等で各種機器を外熱する加熱／保温手段、炭化水素系燃料や可燃物の貯蔵手段、計装用の空気や電気系統、制御用の信号系統、制御装置、出力用や動力用の電気系統等である。
　また、上記実施形態では、触媒温度検出器６によって検出される改質触媒２ａの温度が未改質ガス発生温度よりも高い第１閾値Ｔ１以下である場合に、制御装置５によって、改質器２及び燃料電池１２の負荷抑制指示が実行される場合について説明したが、負荷抑制指示が実行される判断基準は改質触媒２ａの温度に限られない。
　すなわち、触媒温度検出器６によって検出される改質触媒２ａの温度に関する情報を取得する温度情報取得部を備え、温度情報取得部によって取得された温度情報に基づいて、制御装置５による負荷抑制指示を行うこととしてもよい。
　また、上記実施形態では、第２閾値及び第３閾値が、改質器２及び燃料電池１２の負荷抑制後における原燃料の改質触媒２ａへの導入量に応じて予め定められる場合について説明したが、第２閾値及び第３閾値は、負荷抑制後の原燃料の導入量によらず、固定された値であってもよい。
　また、制御装置５による負荷抑制指示は、改質触媒２ａ等の温度に関する情報のみならず、他の情報にも基づくことができる。例えば、改質器２において生成される改質ガスの組成（例えば水素の割合、未改質ガスの割合等）を検出する改質ガス組成検出装置（未改質ガス発生情報取得部）を備え、この改質ガス組成検出装置による改質ガスの組成の検出結果に基づいて、制御装置５による導入量減少制御や発電量抑制制御を行うようにしてもよい。この場合、改質ガス中の特定のガスの割合（例えば水素）が所定の閾値以下であることを導入量減少制御や発電量抑制制御を行う際の判定条件とすることができる。ここで、改質ガス組成検出装置によって検出される改質ガスの組成は、未改質ガス発生情報に相当する。なお、改質触媒２ａやセルスタック１３の温度に関する情報と改質ガスの組成とを未改質ガス発生情報として取得し、これらの情報に基づいて、導入量減少制御や発電量抑制制御を行うようにしてもよい。
　このように、改質触媒２ａの温度を含む多様なパラメータから演算される情報に基づいて制御装置５による負荷抑制指示が実行されることで、より信頼性の高いシステムが実現可能となる。
　本発明によれば、発電中の燃料電池にダメージが与えられるのを回避することができる。
　１…燃料電池システム、２…改質器、２ａ…改質触媒、３…原燃料導入装置（原燃料導入部）、５…制御装置（制御部）、６…触媒温度検出器（触媒温度検出部）、１０…改質器システム、１２…燃料電池、１３…セルスタック（セル部）、１４…セルスタック温度検出器（セル部温度検出部）、Ｔ１～Ｔ４…第１閾値～第４閾値。

Claims (14)

  1. 　原燃料及び水を改質触媒で改質することにより、水素を含有する改質ガスを生成する改質器と、
    　前記改質ガスを用いて、セル部で発電を行う燃料電池と、
    　前記改質触媒に前記原燃料を導入する原燃料導入部と、
    　前記改質触媒における未改質ガス発生情報を取得する未改質ガス発生情報取得部と、
    　前記未改質ガス発生情報取得部によって取得された前記未改質ガス発生情報に基づいて、前記原燃料導入部に対して前記原燃料の導入量を減少させる導入量減少制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする燃料電池システム。
  2. 　前記制御部は、前記燃料電池に対して発電量を抑制させる発電量抑制制御を更に行うことを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
  3. 　前記未改質ガス発生情報は前記改質触媒の温度であり、前記未改質ガス発生情報取得部は前記改質触媒の温度を検出する触媒温度検出部であることを特徴とする請求項１又は２記載の燃料電池システム。
  4. 　前記制御部は、前記触媒温度検出部によって検出される前記温度が、未改質ガス発生温度よりも高い第１閾値以下である場合に、前記原燃料導入部に対して前記原燃料の導入量を減少させる導入量減少制御を行うことを特徴とする請求項３記載の燃料電池システム。
  5. 　前記制御部は、前記触媒温度検出部によって検出される前記温度が、未改質ガス発生温度よりも高い第１閾値以下である場合に、前記燃料電池に対して発電量を抑制させる発電量抑制制御を行うことを特徴とする請求項３又は４記載の燃料電池システム。
  6. 　前記第１閾値は、前記導入量減少制御が行われない場合における前記原燃料の前記改質触媒への導入量に応じて、予め定められていることを特徴とする請求項４又は５記載の燃料電池システム。
  7. 　前記制御部は、前記導入量減少制御を開始してから第１時間が経過した後、前記触媒温度検出部によって検出される前記温度が前記未改質ガス発生温度よりも高く前記第１閾値よりも低い第２閾値未満である場合に、前記原燃料導入部に対して前記原燃料の導入を停止させる導入停止制御を行うことを特徴とする請求項４～６のいずれか一項記載の燃料電池システム。
  8. 　前記第２閾値は、前記導入量減少制御が行われた場合における前記原燃料の前記改質触媒への導入量に応じて、予め定められていることを特徴とする請求項７記載の燃料電池システム。
  9. 　前記制御部は、前記導入量減少制御を開始してから、前記第１時間に続く第２時間が経過した後、前記触媒温度検出部によって検出される前記温度が前記第１閾値よりも高い第３閾値以上である場合に、前記導入量減少制御を解除することを特徴とする請求項４～８のいずれか一項記載の燃料電池システム。
  10. 　前記セル部の温度を検出するセル部温度検出部を更に備え、
    　前記制御部は、前記導入量減少制御を開始してから、前記第１時間に続く第２時間が経過した後、前記触媒温度検出部によって検出される前記温度が前記第１閾値よりも高い第３閾値以上であり、且つ前記セル部温度検出部によって検出される前記温度が予め定められた第４閾値以上である場合に、前記導入量減少制御を解除することを特徴とする請求項４～８のいずれか一項記載の燃料電池システム。
  11. 　前記第３閾値は、前記導入量減少制御が行われた場合における前記原燃料の前記改質触媒への導入量に応じて、予め定められていることを特徴とする請求項９又は１０記載の燃料電池システム。
  12. 　前記第４閾値は、前記導入量減少制御が行われない場合における前記原燃料の前記改質触媒への導入量に応じて、予め定められていることを特徴とする請求項１０記載の燃料電池システム。
  13. 　原燃料及び水を改質触媒で改質することにより、水素を含有する改質ガスを生成する改質器と、
    　前記改質触媒に前記原燃料を導入する原燃料導入部と、
    　前記改質触媒における未改質ガス発生情報を取得する未改質ガス発生情報取得部と、
    　前記未改質ガス発生情報取得部によって取得された前記未改質ガス発生情報に基づいて、前記原燃料導入部に対して前記原燃料の導入量を減少させる導入量減少制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする改質器システム。
  14. 　原燃料及び水を改質触媒で改質することにより、水素を含有する改質ガスを生成する改質器と、前記改質ガスを用いて、セル部で発電を行う燃料電池と、前記改質触媒に前記原燃料を導入する原燃料導入部と、前記改質触媒における未改質ガス発生情報を取得する未改質ガス発生情報取得部と、を備える燃料電池システムの運転方法であって、
    　前記未改質ガス発生情報取得部によって取得された前記未改質ガス発生情報に基づいて、前記原燃料導入部に対して前記原燃料の導入量を減少させる導入量減少制御ステップを含むことを特徴とする燃料電池システムの運転方法。
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