專利名稱：氫生成裝置和燃料電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將含氫氣體提供給燃料電池的氫生成裝置以及具備該 氫生成裝置的燃料電池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，使用燃料氣體和氧化劑氣體來進(jìn)行發(fā)電的燃料電池正受到 關(guān)注。作為燃料氣體，使用氫氣。 一般的基礎(chǔ)設(shè)施不配備該氫氣的供 給手段。因此，利用城市燃?xì)獾鹊默F(xiàn)有的氣體供給基礎(chǔ)設(shè)施，并使用 氫生成裝置由所提供的城市燃?xì)鈦砩蓺錃?。氫生成裝置具備使原 料與水發(fā)生重整反應(yīng)而生成含氫氣體的重整器，由水煤氣變換反應(yīng)
(water gas shift reaction)除去包含于所生成的含氫氣體中的一氧化碳 的轉(zhuǎn)化器，以及氧化并除去殘存于含氫氣體中的一氧化碳的CO氧化 器。在這些各個(gè)構(gòu)成要件中，為了促進(jìn)上述各個(gè)反應(yīng)而使用適合于各 個(gè)反應(yīng)的催化劑，例如，在重整器中使用Ru催化劑和Ni催化劑等， 在轉(zhuǎn)化器中使用Qi-Zn催化劑等，在CO氧化器中使用Ru催化劑等。 另一方面，在由現(xiàn)有的氣體供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施提供的城市燃?xì)獾戎校?為了檢測(cè)氣體的泄漏而添加有加臭劑。作為加臭劑， 一般使用硫醇類
(例如叔丁基硫醇)、噻吩類(例如四氫噻吩)、硫化物類(例如二 甲基硫醚)等中的1種或者2種以上的硫化合物。這些硫化合物將會(huì) 成為使前面所述的使用于氫生成裝置的各個(gè)構(gòu)成要件中的催化劑發(fā)生 劣化的中毒成分。因此，氫生成裝置一般具備從提供給重整器之前的 城市燃?xì)庵谐チ蚧衔锏拿摿蚱?。作為該脫硫器有使用氫化脫?反應(yīng)的脫硫器和使用吸附劑的脫硫器。例如，已知作為使用吸附劑的 脫硫器，具備在常溫條件下能夠吸附除去硫化合物的沸石類吸附除去 劑(參照專利文獻(xiàn)l)。另外，還已知被改進(jìn)成經(jīng)長(zhǎng)時(shí)期仍維持脫硫性 能的沸石類吸附除去劑(參照專利文獻(xiàn)2)。
另一方面，含有硫化合物的原料氣體(城市燃?xì)?被持續(xù)提供給 脫硫器時(shí)，吸附除去劑的吸附能力會(huì)降低。在此情況下，需要更換脫硫器或者該脫硫器具備的吸附除去劑。因此，提出了配置有附有能夠 容易地判斷吸附除去劑的更換時(shí)期的指示功能的吸附除去劑的脫硫器 (參照專利文獻(xiàn)3)。
再有，已知有根據(jù)燃料的使用量計(jì)算出吸附除去劑的壽命而顯示 脫硫器的更換時(shí)期或者向外部維護(hù)終端發(fā)送信息的裝置(參照專利文
獻(xiàn)4)。
另外，已知有一種系統(tǒng)，在以脫硫器等的更換為前提的消耗品的 剩余壽命在一定期間的情況下進(jìn)行警報(bào)顯示，在從該警報(bào)顯示起的一 定期間內(nèi)沒有應(yīng)答的情況下，自動(dòng)停止裝置(參照專利文獻(xiàn)5)。
專利文獻(xiàn)l:日本特開平10-237473號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開2004-228016號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本特開2002-358992號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)4:日本特開2004-362856號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)5:日本特開2002-298892號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，對(duì)于現(xiàn)有的具備脫硫器的氫生成裝置等、例如專利文獻(xiàn)l 5的構(gòu)成而言，在氫生成裝置或者燃料電池系統(tǒng)停止的狀態(tài)下，盡管脫 硫器剩余的壽命較短但仍啟動(dòng)氫生成裝置或者燃料電池系統(tǒng)時(shí)，也會(huì) 馬上達(dá)到脫硫器的壽命。于是，不得不在氫生成裝置或者燃料電池系 統(tǒng)啟動(dòng)的過程中停止，或者不得不在沒有進(jìn)行利用燃料電池系統(tǒng)的充 分發(fā)電(運(yùn)行)的狀態(tài)下停止氫生成裝置或者燃料電池系統(tǒng)，從而產(chǎn) 生了白白地消耗了啟動(dòng)所需要的原料的問題。
本發(fā)明就是為了解決如上所述的課題而做出的，目的在于提供能 夠根據(jù)脫硫器的壽命來抑制原料的無用消耗并能夠進(jìn)行有助于節(jié)能的 運(yùn)行控制的氫生成裝置以及具備該裝置的燃料電池。
本發(fā)明人等悉心研究后，得到了以下的結(jié)論。
在使用燃料電池的燃料電池系統(tǒng)中，往往為了提高發(fā)電效率而根 據(jù)電力需要或者熱需要進(jìn)行啟動(dòng)和停止。例如，在將燃料電池系統(tǒng)作 為家庭用熱電聯(lián)供系統(tǒng)來加以使用的情況下，進(jìn)行在電消耗量少的時(shí) 間段(深夜)停止系統(tǒng)而在電消耗量多的時(shí)間段(白天)進(jìn)行發(fā)電的
6運(yùn)行方法(DSS (Daily Start-up &Shut-down，日常啟動(dòng)和停止)運(yùn)行)。
此時(shí)，并不是從燃料電池系統(tǒng)的停止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行啟動(dòng)后立即開始發(fā) 電，而是在燃料電池系統(tǒng)所具備的氫生成裝置達(dá)到規(guī)定的狀態(tài)(例如， 氫生成裝置所具備的重整器達(dá)到規(guī)定的溫度以上)并且使其能夠產(chǎn)生 氫之后，才可以利用燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電。在氫生成裝置所具備的 重整器中，為了進(jìn)行原料與水的重整反應(yīng)，需要600 70(TC左右的溫度， 用于該溫度上升的能量往往通過燃燒原料或者尾氣來獲得?？傊?，從 燃料電池系統(tǒng)的停止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)直至達(dá)到能夠發(fā)電的狀態(tài)為止，需要能 量。并且，該能量一般被稱為啟動(dòng)能量，在某種程度上由氫生成裝置 的規(guī)?；蛘咝阅軄頉Q定。
另外，在重整器中進(jìn)行原料與水的重整反應(yīng)的時(shí)候，使用由脫硫 器所具備的吸附除去劑吸附除去了原料中的硫化合物后的原料。但是， 在脫硫器所具備的吸附除去劑的大部分達(dá)到飽和吸附狀態(tài)的時(shí)候，不 能夠充分地吸附除去原料中的硫化合物，所以在通過了脫硫器的原料 中會(huì)殘存硫化合物。這樣，重整器所具備的重整催化劑由于硫化合物 而中毒，并大幅度地劣化。重整催化劑發(fā)生劣化時(shí)，不能生成燃料電 池系統(tǒng)的發(fā)電所需的含氫氣體。然而，如果將脫硫器(或者脫硫器所 具備的吸附除去劑)能夠充分發(fā)揮吸附性能的原料供給量的上限值定 義為脫硫器的壽命，那么不得不避免超過該壽命來使用脫硫器。
另外，如專利文獻(xiàn)5所示的那樣，正在由裝置(燃料電池系統(tǒng)) 進(jìn)行發(fā)電的時(shí)候脫硫器達(dá)到了壽命的情況下，如果使裝置停止就可以 消除上述那樣的不良狀況。但是，對(duì)于專利文獻(xiàn)5的構(gòu)成而言，在燃 料電池系統(tǒng)停止的狀態(tài)下，脫硫器的剩余壽命較少時(shí)，即使啟動(dòng)燃料 電池系統(tǒng)，在氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)的啟動(dòng)過程中或者發(fā)電過 程中，脫硫器也會(huì)到達(dá)其壽命，從而不得不使氫生成裝置以及燃料電 池系統(tǒng)停止。這樣，為了啟動(dòng)氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)而提供的 原料就會(huì)被白白消耗。
因此，本發(fā)明的氫生成裝置具備被供給原料并除去該原料中的 硫化合物的脫硫器，由通過了該脫硫器的原料生成含氫氣體的重整器， 計(jì)量由所述脫硫器除去的所述硫化合物的量(以下稱之為硫化合物除 去量)的計(jì)量器、控制器；所述控制器被構(gòu)成為在由所述計(jì)量器計(jì)量的硫化合物的除去量的累計(jì)值達(dá)到第1閾值以上的情況下，不允許 下次的啟動(dòng)。
形成這樣的構(gòu)成后，在氫生成裝置運(yùn)行的情況下，脫硫器中的硫 化合物的除去量的累計(jì)值達(dá)到了第1閾值以上的時(shí)候，即在脫硫器的 壽命馬上結(jié)束的情況下，不啟動(dòng)氫生成裝置，從而抑制將硫化合物沒 有充分降低的原料供給至重整器。其結(jié)果是，防止了重整器等所具備 的催化劑的中毒。另外，還能夠抑制由無用的啟動(dòng)引起的原料的白白 消耗。
所述氫生成裝置也可以具備取得與所述脫硫器的硫化合物除去 量的上限值相關(guān)的信息(以下稱之為"上限除去量信息")的上限除去 量信息取得器、以及根據(jù)所述取得的上限除去量信息設(shè)定所述第1閾 值的閾值設(shè)定器。
形成這樣的構(gòu)成后，就能夠根據(jù)脫硫器的上限吸附量信息適當(dāng)設(shè) 定第1閾值。由此，就能夠根據(jù)脫硫器的剩余壽命適當(dāng)?shù)剡\(yùn)行氫生成 裝置。
所述氫生成裝置也可以具備取得與所述原料中的硫濃度相關(guān)的 信息(以下稱之為"硫濃度信息")的硫濃度信息取得器、以及根據(jù)所 述取得的硫濃度信息設(shè)定所述第1閾值的閾值設(shè)定器。
形成這樣的構(gòu)成后，就能夠根據(jù)原料中的硫濃度信息適當(dāng)設(shè)定第1 閾值。例如，即使硫濃度因供給原料(城市燃?xì)?的主體(燃?xì)夤?yīng) 公司)等而有所不同，也能夠適當(dāng)設(shè)定第1閾值。由此，就能夠根據(jù) 脫硫器剩余的壽命適當(dāng)?shù)剡\(yùn)行氫生成裝置。
所述控制器也可以被構(gòu)成為在由所述計(jì)量器計(jì)量的硫化合物的 除去量達(dá)到所述第1閾值以上時(shí)，進(jìn)行催促所述脫硫器的更換的工作。
所述氫生成裝置也可以進(jìn)一步具備報(bào)告器，并且所述控制器被構(gòu) 成為使用所述報(bào)告器來報(bào)告需要更換所述脫硫器的意思，作為催促 所述脫硫器的更換的工作。
形成這樣的構(gòu)成后，在脫硫器的壽命還剩余不多的情況下，催促 使用者或者維護(hù)人員更換脫硫器，所以就能夠防止由于脫硫器的壽命 而引起的不良狀況。
所述脫硫器也可以具備吸附除去該原料中的硫化合物的吸附除去劑。
所述控制器也可以被構(gòu)成為在所述氫生成裝置的運(yùn)行過程中由 所述計(jì)量器計(jì)量的所述硫化合物除去量的累計(jì)值達(dá)到了所述第1閾值 以上的情況下，停止所述氫生成裝置的運(yùn)行；在所述被計(jì)量的硫化合 物除去量的累計(jì)值小于第1閾值且所述氫生成裝置的停止處理開始之 后，在所述被計(jì)量的所述硫化合物除去量的累計(jì)值達(dá)到小于所述第1 閾值的第2閾值以上的情況下，不允許所述氫生成裝置啟動(dòng)。
形成這樣的構(gòu)成后，氫生成裝置進(jìn)行運(yùn)行的情況下，通過在給脫 硫器的原料供給量的累計(jì)值達(dá)到了第1閾值以上時(shí)，即在脫硫器的壽 命馬上就要到的時(shí)候(修正l)，停止氫生成裝置的運(yùn)行，從而可以抑 制向重整器供給硫化合物沒有被充分降低的原料。其結(jié)果是，防止重 整器等所具備的催化劑的中毒。再有，通過在氫生成裝置的停止處理 開始后，在原料供給量的累計(jì)值為比第1閾值小的第2閾值以上的時(shí) 候，即在脫硫器的剩余壽命減少的時(shí)候，不啟動(dòng)氫生成裝置，從而就 能夠抑制由于脫硫器的壽命而使運(yùn)行不能夠充分繼續(xù)的能量上浪費(fèi)的 運(yùn)行。由此，就能夠抑制白費(fèi)的能量消耗，能夠有助于節(jié)省能量。
所述控制器也可以被構(gòu)成為在所述被計(jì)量的硫化合物的除去量 小于第1閾值且所述氫生成裝置的停止處理開始之后，所述被計(jì)量的 所述硫化合物的除去量達(dá)到了小于所述第1閾值的第2閾值以上的情 況下，進(jìn)行催促所述脫硫器的更換的工作。
形成這樣的構(gòu)成后，在脫硫器的壽命剩余不多的情況下，催促使 用者或者維護(hù)人員更換脫硫器，所以抑制由于脫硫器的壽命而使運(yùn)行 不能夠充分繼續(xù)的情況下被停止那樣的能量上浪費(fèi)的運(yùn)行。
所述氫生成裝置也可以具備取得與所述脫硫器的硫化合物除去 量的上限值相關(guān)的信息(以下稱之為"上限除去量信息")的上限除去 量信息取得器、以及根據(jù)所述取得的上限除去量信息設(shè)定所述第1閾 值以及第2閾值中的至少一者的閾值設(shè)定器。
形成這樣的構(gòu)成后，就能夠根據(jù)脫硫器的上限吸附量信息適當(dāng)設(shè) 定第1閾值或者第2閾值。由此，就能夠根據(jù)脫硫器的剩余壽命恰當(dāng) 地運(yùn)行氫生成裝置。
所述氫生成裝置也可以具備取得與所述原料中的硫濃度相關(guān)的
9信息(以下稱之為"硫濃度信息")的硫濃度信息取得器、以及根據(jù)所
述所取得的硫濃度信息設(shè)定所述第1閾值以及第2閾值中的至少一者 的閾值設(shè)定器。
形成這樣的構(gòu)成后，就能夠根據(jù)原料中的硫濃度信息適當(dāng)設(shè)定第1 閾值或者第2閾值。例如，即使原料中的硫濃度根據(jù)供給原料(城市 燃?xì)?的主體(燃?xì)夤?yīng)公司)等而有所不同，也能夠適當(dāng)設(shè)定第1 閾值或者第2閾值。由此，就能夠根據(jù)脫硫器的剩余壽命恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)行 氫生成裝置。
優(yōu)選所述第2閾值小于從所述第1閾值中減去與至少在氫生成裝 置啟動(dòng)時(shí)所需的原料供給量的累計(jì)值相當(dāng)?shù)牧康牧蚧衔锍チ慷?到的值。
形成這樣的構(gòu)成后，就能夠消除在啟動(dòng)氫生成裝置之后馬上停止 或者在啟動(dòng)過程中不得不停止的不良狀況。
優(yōu)選所述第2閾值是從所述第1閾值中減去下述值之總和而得到 的值與在氫生成裝置啟動(dòng)時(shí)所需的原料供給量的累計(jì)值相當(dāng)?shù)牧康?硫化合物除去量、和小于與所述氫生成裝置運(yùn)行時(shí)的原料供給量的平 均累計(jì)值相當(dāng)?shù)牧康牧蚧衔锍チ康闹怠?br> 形成這樣的構(gòu)成后，即使啟動(dòng)氫生成裝置，也能夠抑制由于脫硫 器的壽命而不得不在比通常的平均運(yùn)行時(shí)間更短的時(shí)間內(nèi)停止那樣的 情況下的能量消耗的浪費(fèi)。
所述控制器也可以被構(gòu)成為在更換了所述脫硫器之后，將由所
述計(jì)量器計(jì)量的硫化合物除去量的累計(jì)量重新設(shè)定為o。
形成這樣的構(gòu)成后，就能夠準(zhǔn)確判斷脫硫器的下一次的更換時(shí)間。
所述控制器也可以被構(gòu)成為在所述氫生成裝置運(yùn)行過程中用所 述計(jì)量器計(jì)量的所述硫化合物除去量的累計(jì)值達(dá)到所述第1閾值以上 的情況下，繼續(xù)所述氫生成裝置的運(yùn)行，之后，在該氫生成裝置停止 的情況下，不允許啟動(dòng)。
形成這樣的構(gòu)成后，就能夠利用脫硫器的富余量來暫時(shí)繼續(xù)運(yùn)行。 其結(jié)果是能夠減小用戶不能夠使用氫生成裝置的缺點(diǎn)，并且能夠最大 限度地利用氫生成裝置，所以也能夠保持節(jié)能性。
另外，本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)具備上述的任意的氫生成裝置和使用從該氫生成裝置供給的含氫氣體來進(jìn)行發(fā)電的燃料電池。
參照附圖的情況下根據(jù)以下優(yōu)選的實(shí)施方式的詳細(xì)說明，本發(fā)明
的上述目的、其他目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)變得明顯。
本發(fā)明的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)形成上述的構(gòu)成，因而起
到如下效果，S卩，能夠進(jìn)行根據(jù)脫硫器的壽命來抑制原料的無益消耗
且有助于節(jié)能的運(yùn)行控制。


圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系 統(tǒng)的示意構(gòu)成的框圖。
圖2是表示判斷圖1的氫生成裝置所具備的脫硫器是否需要更換 的控制程序的流程圖。
圖3是表示第1實(shí)施方式中的原料供給量累計(jì)值的第1閾值與第2 閾值之關(guān)系的直線圖表。
圖4是表示第1實(shí)施方式中的原料供給量累計(jì)值與氫生成裝置的 工作之關(guān)系的直線圖表。
圖5是表示第2實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)的示意 構(gòu)成的框圖。
圖6是表示第3實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)的示意 構(gòu)成的框圖。
圖7是表示由硫濃度取得器取得的硫濃度與第1閾值A(chǔ)以及第2 閾值B的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖。
圖8是表示第4實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)的示意 構(gòu)成的框圖。
圖9是表示與原料中的硫濃度間接有關(guān)的信息(作為原料的城市 燃?xì)獾墓?yīng)公司(燃?xì)夤┙o主體))與第l閾值A(chǔ)以及第2閾值B的 對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖。
圖10是表示第5實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)的示意 構(gòu)成的框圖。
圖11是表示第5實(shí)施方式中的原料供給量累計(jì)值的第1閾值與第 2閾值之關(guān)系的直線圖表。圖12是表示第5實(shí)施方式中的原料供給量累計(jì)值與氫生成裝置的 工作之關(guān)系的直線圖表。
圖13是表示判斷本發(fā)明的第6實(shí)施方式所涉及的氫生成裝置所具 備的脫硫器是否需要更換的控制程序的流程圖。
符號(hào)說明
1. 氣體供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施
2. 原料供給器
3. 原料流量計(jì)(原料供給量的計(jì)量器)
4. 原料供給流路
5. 第l連接部
6. 傳感器(更換信息取得器)
7. 脫硫器
8. 上限吸附量取得器(上限吸附量信息取得器)
9. 硫濃度取得器(硫濃度信息取得器)10.氫生成裝置12.第2連接部17.重整器19.燃燒器20.燃料處理器21.空氣供給器25.水供給器27.燃料氣體供給流路30.報(bào)告器31.燃料氣體排出流路33.旁路流路40.控制器41.運(yùn)算部42.存儲(chǔ)部43.閾值設(shè)定部(閾值設(shè)定器)45.輸入部46.學(xué)習(xí)部50. 燃料電池
51. 高分子電解質(zhì)膜
52. 陽極
60.氧化劑氣體供給器 62.氧化劑氣體供給流路 64.氧化劑氣體排出流路
71. 第1三通閥 71a，72a.第1接口 71b,72b.第2接口 71c，72c.第3接口
72. 第2三通閥 100.燃料電池系統(tǒng)
301. 原料的流動(dòng)
302. 原料和燃料氣體的流動(dòng)
303. 燃料氣體和尾氣的流動(dòng)
A. 第1閾值
B. 第2閾值
L.原料供給量的累計(jì)值的上限值
具體實(shí)施例方式
以下參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。還有，在以下的說明 中，在全部附圖中，將相同的符號(hào)標(biāo)注于相同或者相當(dāng)?shù)囊厣?，?略重復(fù)說明。
(第1實(shí)施方式)
圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系 統(tǒng)的示意構(gòu)成的框圖。圖2是表示判斷圖1的氫生成裝置所具備的脫 硫器是否需要更換的控制程序的流程圖。圖3是表示原料供給量累計(jì) 值的第1閾值與第2閾值之關(guān)系的直線圖表。圖4是表示原料供給量 累計(jì)值與氫生成裝置的工作之關(guān)系的直線圖表。以下參照?qǐng)D1至圖4，
13對(duì)本實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行說明。
首先，就本實(shí)施方式的燃料電池系統(tǒng)ioo進(jìn)行說明。
燃料電池系統(tǒng)100具備燃料電池50、氫生成裝置IO、氧化劑氣體 供給裝置60。關(guān)于氫生成裝置10的構(gòu)成將在后面作詳細(xì)的說明。
燃料電池50在本實(shí)施方式中是由高分子電解質(zhì)型燃料電池構(gòu)成 的。高分子電解質(zhì)型燃料電池是通過層疊并緊固多個(gè)單電池從而被形 成為燃料電池堆。每個(gè)單電池都具備用陽極52以及陰極53夾持高 分子電解質(zhì)膜51而成的MEA (未圖示)，被配設(shè)于該MEA的陽極 52側(cè)的主面上的陽極側(cè)隔板(未圖示)，被配設(shè)于MEA的陰極53側(cè) 的主面上的陰極側(cè)隔板(未圖示)。還有，高分子電解質(zhì)型燃料電池 是以公知形式構(gòu)成的，所以在此省略上述之外的詳細(xì)說明。
在燃料電池50的陰極53上連通著氧化劑氣體供給流路62的下游 端。氧化劑氣體供給流路62的上游端連接于氧化劑氣體供給裝置60。 由此，從氧化劑氣體供給裝置60將氧化劑氣體供給至陰極53。在本實(shí) 施方式中，作為氧化劑氣體使用空氣。在陰極53上，進(jìn)一步連通氧化 劑氣體排出流路64的上游端。氧化劑氣體排出流路64的下游端向大 氣開放(未圖示)。
在燃料電池50的陽極52上連通著燃料氣體供給流路27的下游端。 燃料氣體供給流路27的上游端連接于氫生成裝置IO(所具備的燃料處 理器20)。由此，由燃料處理器20所生成的含氫氣體(以下有時(shí)也稱 為"燃料氣體")被供給至陽極52。然后，被供給至陽極52的燃料氣體 與被供給至陰極53的氧化劑氣體發(fā)生電池反應(yīng)，從而產(chǎn)生熱和電。
在燃料氣體供給流路27的中途配設(shè)有第1三通閥71。第1三通閥 71具有第1接口 71a、第2接口 71b、第3接口 71c。第1三通閥71 被構(gòu)成為使第3接口 71c能夠選擇性地連通于第1接口 71a和第2接 □ 71b。
在第1三通閥71的第3接口 71c上連接著氫生成裝置10 (燃料處 理器20)側(cè)的燃料氣體供給流路27。
第1三通閥71的第2接口 71b通過旁路流路33而連接于后述的 第2三通閥72的第2接口 72b。旁路流路33旁通于燃料電池50 (陽 極52)而將由燃料處理器20所供給的燃料氣體供給至燃燒器19。在第1三通閥71的第1接口 71a上連接著燃料電池50的陽極52 側(cè)的燃料氣體供給流路27。在燃料電池50的陽極52上進(jìn)一步連通著 燃料氣體排出流路31的上游端。在燃料氣體排出流路31中，流通著 由燃料氣體供給流路27向陽極52供給且沒有與氧化劑氣體發(fā)生反應(yīng) 的未反應(yīng)的燃料氣體。
在燃料氣體排出流路31的中途配設(shè)有第2三通閥72。第2三通閥 72具有第1接口 72a、第2接口 72b、第3接口 72c。第2三通閥72 被構(gòu)成為使第3接口 72c能夠選擇性地連通于第1接口 72a和第2接 □ 72b。
在第2三通閥72的第1接口 72a上連接著燃料電池50側(cè)的燃料 氣體排出流路31。
如前所述，在第2三通閥72的第2接口 72b上通過旁路流路33 而連接著第1三通閥71的第2接口 71b。
在第2三通閥72的第3接口 72c上連接著燃燒器19側(cè)的燃料氣 體排出流路31。燃料氣體排出流路31的下游端被連接于燃燒器19。 從陽極52流出的未反應(yīng)的燃料氣體或者旁通于燃料電池50 (陽極52) 的氣體(在旁路流路33中流通的氣體)被供給至燃燒器19。燃燒器 19使從陽極52排出的未反應(yīng)的燃料氣體等進(jìn)行燃燒，并將此時(shí)所產(chǎn)生 的熱供給至重整器17。該熱被用于在重整器中進(jìn)行的原料氣體(以下 簡(jiǎn)稱為"原料")與水的重整反應(yīng)。
接著，就本實(shí)施方式的氫生成裝置10進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，對(duì)氫 生成裝置10的硬件進(jìn)行說明。
如圖1所示，本實(shí)施方式的氫生成裝置10具備原料供給器2、脫 硫器7、燃料處理器20、作為硫化合物除去量計(jì)量器的原料流量計(jì)(計(jì) 量原料供給量的計(jì)量器)3、控制器40作為主要構(gòu)成要件。
硫化合物除去量計(jì)量器是本發(fā)明的"計(jì)量在脫硫器中除去的硫化 合物的量(硫化合物除去量)的計(jì)量器"。"計(jì)量硫化合物除去量的計(jì) 量器"包括計(jì)量硫化合物除去量本身的計(jì)量器(直接進(jìn)行計(jì)量的計(jì)量 器)和計(jì)量與硫化合物除去量相關(guān)的物理量的計(jì)量器(間接地進(jìn)行計(jì) 量的計(jì)量器)二者。作為典型的硫化合物除去量計(jì)量器，可以列舉例 如原料流量計(jì)。在本實(shí)施方式中該原料流量計(jì)是作為硫化合物除去量計(jì)量器使用的。原料流量計(jì)是間接地計(jì)量硫化合物除去量的計(jì)量器。 通過將由原料流量計(jì)計(jì)量的原料供給量乘以例如原料中的硫化合物的 濃度，從而能夠得到硫化合物除去量。在此情況下，作為原料中的硫 化合物的濃度，可以使用原料的氣體供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施中的名義值以及預(yù) 先求得的實(shí)測(cè)值等。當(dāng)然，也可以計(jì)量原料中的硫化合物的濃度并將 該計(jì)量值作為原料中的硫化合物的濃度來使用。另外，在此情況下， 前提是利用脫硫器的原料中硫化合物的除去率基本為100%，但如果不 是那樣的情況下，那么通過將原料供給量乘以硫化合物的濃度的結(jié)果 再乘以該除去率，從而就能夠得到準(zhǔn)確的硫化合物除去量。作為該脫 硫器的原料中的硫化合物的除去率，可以使用由制造商提供的名義值 以及預(yù)先求得的實(shí)測(cè)值等。
另外，所謂"計(jì)量原料供給量的計(jì)量器"，包括計(jì)量原料供給量本 身的計(jì)量器(直接進(jìn)行計(jì)量的計(jì)量器)和計(jì)量與原料供給量相關(guān)的物 理量的計(jì)量器(間接地進(jìn)行計(jì)量的計(jì)量器)的二者。作為"與原料供給 量相關(guān)的物理量"，例如可以列舉供給至重整器的水的供給量、氫生 成裝置的運(yùn)行時(shí)間；如果是在組合了氫生成裝置和燃料電池的燃料電 池系統(tǒng)的情況下，還可以列舉燃料電池的發(fā)電量、來自于燃料電池 的排出熱回收量、燃料電池的發(fā)電時(shí)間以及啟動(dòng)停止次數(shù)等的物理量。 還有，在本實(shí)施方式中，對(duì)于使用計(jì)量原料供給量本身的計(jì)量器(直 接進(jìn)行計(jì)量的計(jì)量器)并由該計(jì)量器計(jì)量原料供給量本身的情況進(jìn)行 說明。
原料供給器2由例如柱塞泵以及流量調(diào)節(jié)器等構(gòu)成，并連接于現(xiàn) 有的城市燃?xì)獾臍怏w供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施1。氣體供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施1將作為原料 的城市燃?xì)夤┙o至原料供給器2。在由氣體供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施1向原料供給
器2供給的城市燃?xì)庵校凶鳛榧映魟┑牧蚧衔?。在原料供給器2 上連接有原料供給流路4的上游端。原料供給流路4的下游端連接于 燃料處理器20。在原料供給流路4中，從上游向下游依次配設(shè)有原料 流量計(jì)3、第1連接部5、脫硫器7以及第2連接部12。脫硫器7可以 通過第1連接部5以及第2連接部12安裝于原料供給流路4中以及從 原料供給流路4中拆除。從氣體供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施1向原料供給器2供給 了的原料被供給至脫硫器7。原料流量計(jì)3計(jì)量由原料供給器2供給至脫硫器7的原料的供給 量(以下稱之為"原料供給量")。還有，關(guān)于根據(jù)原料流量計(jì)3的計(jì) 量值的原料供給量累計(jì)值的推算，將在后面作詳細(xì)說明。
脫硫器7只要是能夠從原料中除去硫化合物的裝置就沒有特別的 限定。在本實(shí)施方式中，脫硫器7具備吸附除去劑(未圖示)。吸附 除去劑吸附并除去包含于被供給至脫硫器7的原料中的硫化合物。作 為吸附除去劑，例如可以使用沸石類的吸附除去劑。還有，作為沸石 類的吸附除去劑，可以使用公知的材料，所以在此省略對(duì)其作詳細(xì)說 明。還有，作為脫硫器7，例如也可以使用運(yùn)用氫化脫硫反應(yīng)的脫硫器。
被脫硫器7除去了硫化合物的原料通過原料供給流路4供給至燃 料處理器20 (重整器17)。
燃料處理器20具備燃燒器19、重整器17、轉(zhuǎn)化器(未圖示)以 及CO除去器(未圖示)。
燃燒器19例如由火焰燃燒器構(gòu)成。在燃燒器19上連接有空氣供 給器21?？諝夤┙o器21將燃燒用的空氣(燃燒空氣)供給至燃燒器 19。另一方面，作為燃燒用的燃料，向燃燒器19供給流通至直到重 整器17等上升至規(guī)定溫度為止的原料(燃燒氣體)， 一氧化碳的濃度 沒有被降低至能夠向燃料電池50供給的濃度的燃料氣體(燃燒氣體)， 或者從燃料電池50的陽極52排出的未反應(yīng)的排出燃料氣體(尾氣 燃燒氣體)。燃燒器19使這些燃燒氣體進(jìn)行燃燒，并將該熱供給至重 整器17。還有，燃燒器19既可以像本實(shí)施方式這樣被組合入燃料處理 器20中來進(jìn)行構(gòu)成，也可以作為與燃料處理器20不同的構(gòu)成要件來 構(gòu)成。
重整器17具備重整催化劑。作為重整催化劑，在此使用Ru類催 化劑。在重整器17上連接有水供給器25。在本實(shí)施方式中，水供給器 25是以公知的形式構(gòu)成的，例如具備水儲(chǔ)罐等的水供給源、泵以及流 量調(diào)節(jié)器等作為構(gòu)成要件。水供給器25將重整反應(yīng)所需的水(水蒸汽) 供給至重整器17。作為被供給的水，使用預(yù)先用活性炭和離子交換樹 脂等對(duì)都市水進(jìn)行了凈化的水。將由脫硫器7除去了硫化合物的原料 和來自水供給器25的水供給至重整器17。重整器17通過使用重整催 化劑使被供給的原料和水進(jìn)行重整反應(yīng)，從而生成含氫氣體。在該重
17整反應(yīng)中，利用由燃燒器19供給的熱。由重整器17所生成的含氫氣 體被供給至轉(zhuǎn)化器。
轉(zhuǎn)化器具備轉(zhuǎn)化催化劑。作為轉(zhuǎn)化催化劑，在此使用Cu-Zn類催 化劑。轉(zhuǎn)化器使用轉(zhuǎn)化催化劑使包含于由重整器17供給的含氫氣體中 的一氧化碳發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)，從而降低一氧化碳的濃度。由轉(zhuǎn)化器降低 了一氧化碳濃度的含氫氣體被供給至CO氧化器。
CO氧化器具備CO氧化催化劑。作為CO氧化催化劑，在此使用 Ru類催化劑。CO氧化器使用CO氧化催化劑來使CO發(fā)生氧化反應(yīng)， 從而進(jìn)一步降低包含于由轉(zhuǎn)化器供給的含氫氣體中的一氧化碳濃度。 具體是將包含于含氫氣體中的一氧化碳的濃度降低至20ppm以下，優(yōu) 選為降低至10ppm以下。這樣降低了一氧化碳濃度的含氫氣體作為燃 料氣體而被供給至燃料電池50的陽極52。
接著，就本實(shí)施方式的氫生成裝置10的控制系統(tǒng)進(jìn)行說明。
本實(shí)施方式的氫生成裝置10具備作為脫硫器7 (或者脫硫器7所 具備的吸附除去劑)的更換信息取得器的傳感器6。傳感器6被配設(shè)于 脫硫器7上。傳感器6檢測(cè)脫硫器7 (或者脫硫器7所具備的吸附除去 劑)被更換的信息，并將該信息輸入到后述的控制器40中。作為傳感 器6，在本實(shí)施方式中，使用觸點(diǎn)開關(guān)等的接觸式傳感器，其被設(shè)置于 脫硫器7的安裝部上。該觸點(diǎn)開關(guān)等的傳感器6在脫硫器7裝卸時(shí)進(jìn) 行ON/OFF設(shè)定，將該ON/OFF信號(hào)作為脫硫器7 (或者脫硫器7所具 備的吸附除去劑)的更換信息，輸入到后述的控制器40中。還有，作 為傳感器6，也可以使用IC標(biāo)簽讀取器(IC tag reader)并在脫硫器7 上安裝有存儲(chǔ)其固體編號(hào)的IC標(biāo)簽等。在此情況下，IC標(biāo)簽讀取器將 所讀取的IC標(biāo)簽輸入到控制器40中，而控制器40在IC標(biāo)簽的固體 編號(hào)發(fā)生了變化的情況下判斷為脫硫器已被更換。另外，更換信息取 得器也可以是由使用者輸入更換脫硫器的意思的信息的輸入裝置(未 圖示)。
如前所述，本實(shí)施方式的氫生成裝置io具備作為原料供給量的計(jì) 量器的原料流量計(jì)3。原料流量計(jì)3計(jì)量由原料供給器2供給至脫硫器 7的原料供給量。這樣計(jì)量得到的原料供給量被輸入到后述的控制器 40中。還有，在此原料流量計(jì)3被配設(shè)于原料供給器2和脫硫器7 (具體地來說是第1連接部5)之間的原料供給流路4中，但也可以是原料 流量計(jì)3被組裝到原料供給器2中的構(gòu)成。該構(gòu)成也適用于后面說明 的各個(gè)實(shí)施方式。
氫生成裝置10具備控制器40?？刂破?0例如由微型電子計(jì)算機(jī) 構(gòu)成，在本實(shí)施方中具備運(yùn)算部41和存儲(chǔ)部42。存儲(chǔ)部42由微型電 子計(jì)算機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器構(gòu)成，通過微型電子計(jì)算機(jī)的CPU (中央處理 器)執(zhí)行被存儲(chǔ)于該內(nèi)部存儲(chǔ)器中的軟件，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)算部41 (以及 第2實(shí)施方式的閾值設(shè)定部43)。在存儲(chǔ)部42中存儲(chǔ)有控制程序以及 后述的第1閾值A(chǔ)和第2閾值B等，運(yùn)算部41執(zhí)行這樣被存儲(chǔ)的控 制程序等。在此，控制器40控制氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100 的包括上述構(gòu)成要件的所需構(gòu)成要件，從而控制氫生成裝置10以及燃 料電池系統(tǒng)100的工作。還有，雖然在本實(shí)施方式中氫生成裝置IO具 備控制器40，但是燃料電池系統(tǒng)IOO所具備的控制裝置(未圖示)也 可以相應(yīng)具有作為控制氫生成裝置10的工作的控制器的功能。另外， 在本說明書中，所謂控制器，不僅僅是指單獨(dú)的控制器，還指多個(gè)控 制器協(xié)同工作來進(jìn)行控制的控制器組。因此，控制器40不一定必須以 單獨(dú)的控制器來構(gòu)成，也可以被構(gòu)成為分散配置多個(gè)控制器并使它 們協(xié)同工作來控制氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100的工作。
接著，就本實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100的一 般性的工作進(jìn)行說明。還有，在本實(shí)施方式中，氫生成裝置10以及燃 料電池系統(tǒng)IOO的工作通過控制器40 (所具備的運(yùn)算部41)執(zhí)行被存 儲(chǔ)于存儲(chǔ)部42的控制程序來完成。
燃料電池系統(tǒng)100啟動(dòng)后，控制器40使第1三通閥71中的第3 接口 71c連通于第2接口 71b。另外，控制器40使第2三通閥72中的 第3接口 72c連通于第2接口 72b。
然后，控制器40進(jìn)行控制以由原料供給器2供給作為原料的城市 燃?xì)?。由此，原料通過原料供給流路4流向脫硫器7。此時(shí)，脫硫器7 所具備的吸附除去劑吸附并除去原料中的硫化合物。
如果因?yàn)槲匠┳兊貌荒軌虺浞治搅蚧衔?，所以脫硫? 的出口上的硫濃度變高(突破閾值(breakthrough))，那么在突破閾 值之前，就需要連同脫硫器7—起進(jìn)行更換，或者對(duì)脫硫器7所具備的吸附除去劑進(jìn)行更換。
從脫硫器7流出的原料通過原料供給流路4而被供給至重整器17 (圖1中的箭頭301)。在該時(shí)刻，因?yàn)榭刂破?0沒有使水供給器25 進(jìn)行工作，所以水沒有從水供給器25被供給至重整器17。因此，原料 僅僅是通過重整器17 (燃料處理器20)。這樣通過的原料(燃燒氣體) 經(jīng)過燃料氣體供給流路27、旁路流路33以及燃料氣體排出流路31而 被供給至燃燒器19 (圖1中的箭頭302)。與此并行，控制器40控制 空氣供給器21由其將燃燒空氣供給至燃燒器19。于是，控制器40使 用燃燒器19，由燃燒空氣使燃燒氣體燃燒，并向重整器17、轉(zhuǎn)化器以 及CO氧化器供給熱。
然后，在重整器17、轉(zhuǎn)化器以及CO氧化器的溫度達(dá)到規(guī)定溫度 的時(shí)刻，控制器40使水供給器25進(jìn)行工作并將水(水蒸汽)供給至 重整器17。水是以使水蒸汽碳比(S/C)為3的方式進(jìn)行供給的。被供 給至重整器17的原料通過重整催化劑而被水蒸汽重整，成為含氫氣體。 在該含氫氣體中含有一氧化碳，所以如上所述由轉(zhuǎn)化器和CO氧化器 來降低一氧化碳的濃度。這樣降低了一氧化碳濃度的含氫氣體(燃料 氣體)被供給至燃料氣體供給流路27。
還有，剛開始從燃料處理器20向燃料氣體供給流路27進(jìn)行供給 后的燃料氣體因?yàn)橐谎趸嫉臐舛鹊慕档筒粔虺浞?，所以如果就這樣 直接將其供給至燃料電池50的陽極52的話，會(huì)使陽極52中毒。因此， 控制器40就像啟動(dòng)初期那樣，使燃料氣體通過燃料氣體供給流路27、 旁路流路33以及燃料氣體排出流路31而供給至燃燒器19。
之后，如果由燃料處理器20供給至燃料氣體供給流路27的燃料 氣體中的一氧化碳濃度被充分降低，那么控制器40將第1三通閥71 的第3接口 71c的連通對(duì)象從第2接口 71b切換到第1接口 71a，同時(shí)， 將第2三通閥72的第3接口 72c的連通對(duì)象從第2接口 72b切換到第 l接口72a。由此，由燃料處理器20供給至燃料氣體供給流路27的燃 料氣體被供給至燃料電池50的陽極52。與此并行，控制器40使氧化 劑氣體供給器60進(jìn)行工作，將氧化劑氣體供給至燃料電池50的陰極 53。這樣，通過被供給至陽極52的燃料氣體與被供給至陰極53的氧 化劑氣體所發(fā)生的電池反應(yīng)，從而產(chǎn)生電和熱。另外，從陽極52排出的尾氣(燃燒氣體)通過燃料氣體排出流路31而被供給至燃燒器19 (圖1中的箭頭303)，并在那里被燃燒。
然后，由燃料電池系統(tǒng)100進(jìn)行所需的發(fā)電，之后，氫生成裝置 10以及燃料電池系統(tǒng)IOO轉(zhuǎn)移至停止。該停止工作為，首先停止來自 原料供給器2的原料供給，同時(shí)，停止來自于水供給器25的水供給。 由此，原料不通過重整器17，進(jìn)而原料(燃燒氣體)不供給至燃燒器 19。于是，不從燃燒器19向重整器17等供給熱，所以重整器17等所 具備的催化劑的溫度降低。之后，由原料供給器2供給原料，并在清 除了燃料電池50的包括未圖示的陽極氣體流路(未圖示)的燃料氣體 流通路徑內(nèi)的殘留氣體之后，停止原料的供給。
接著，參照?qǐng)D2，就判斷本發(fā)明的氫生成裝置IO所具備的脫硫器 7是否需要更換的工作進(jìn)行說明。還有，該工作是通過控制器40 (所 具備的運(yùn)算部41)進(jìn)行圖2的控制程序來完成的。另外，以規(guī)定的取 樣間隔(At)并以也包括氫生成裝置的停止?fàn)顟B(tài)的方式穩(wěn)定地執(zhí)行該 控制程序。另外，針對(duì)原料供給量的累計(jì)值而被設(shè)定的第1閾值A(chǔ)和 第2閾值B以及原料供給量的上述累計(jì)值被存儲(chǔ)于控制器40的存儲(chǔ)部 42中。第1閾值A(chǔ)以及第2閾值B分別相當(dāng)于本發(fā)明中的第1閾值以 及第2閾值。原因在于如已經(jīng)描述的那樣，既然"原料流量計(jì)"相當(dāng) 于本發(fā)明的"計(jì)量由脫硫器所除去的硫化合物的量(硫化合物除去量) 的計(jì)量器"，那么相對(duì)于以"原料流量計(jì)"進(jìn)行計(jì)量的原料供給量的累計(jì) 值而被設(shè)定的第1閾值A(chǔ)以及第2閾值B也就是，相對(duì)于以"計(jì)量硫化 合物除去量的計(jì)量器"進(jìn)行計(jì)量的硫化合物除去量的原料供給量累計(jì) 值而分別被設(shè)定的本發(fā)明的第1閾值以及第2閾值。這在其他的實(shí)施 方式中也同樣。還有，關(guān)于第1閾值A(chǔ)和第2閾值B的關(guān)系，將在下 文作詳細(xì)的說明(參照?qǐng)D3)。
氫生成裝置10—旦由控制器40輸出了啟動(dòng)指令就進(jìn)行啟動(dòng)處理， 之后進(jìn)入到通常的運(yùn)行狀態(tài)。然后，如果由控制器40輸出停止指令就 執(zhí)行停止處理，在完成了停止處理之后直至進(jìn)入到下一次啟動(dòng)處理為 止，處于停止?fàn)顟B(tài)。
于是，控制器40在上述規(guī)定的取樣間隔期間，取得由原料流量計(jì) 3輸入的原料的流量值(步驟S1)。接著，控制器40將新的原料供給量的累計(jì)值更新記錄到存儲(chǔ)部42中，該新的原料供給量的累計(jì)值是通 過將在步驟Sl中所取得的原料流量值乘以取樣間隔At所得的值與從 存儲(chǔ)部42讀出的原料供給量的累計(jì)值相加而計(jì)算得到的(步驟S2)。 于是，控制器40判斷氫生成裝置10是否是在啟動(dòng)處理過程中或者在 運(yùn)行過程中(步驟S3)。如果氫生成裝置IO是在啟動(dòng)處理過程中或者 在運(yùn)行過程中，那么控制器40判斷在步驟S2中被更新記錄的原料供 給量的累計(jì)值是否在第1閾值A(chǔ)以上(步驟S4)。所謂"第1閾值A(chǔ)" 是比后述的"第2閾值B"更大的值。在步驟S4中，如果原料供給量的 累計(jì)值是在第1閾值A(chǔ)以上(在步驟S4中為"是")，那么控制器40 開始?xì)渖裳b置10的運(yùn)行的停止處理(步驟S5)。于是，控制器40 由報(bào)告器30報(bào)告應(yīng)該更換脫硫器7的意思(警報(bào))(步驟S6)。例如， 控制器40將應(yīng)該更換脫硫器7的意思的信息顯示在作為上述報(bào)告器30 的一個(gè)例子的顯示部(未圖示)上。還有，在由報(bào)告器30發(fā)出上述警 報(bào)的時(shí)候，例如使用者通知制造商的維護(hù)人員，該維護(hù)人員在氫生成 裝置10停止后更換脫硫器7 (步驟S7)。具體為在以切斷閥等(未 圖示)封閉來自于氣體供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施1的至脫硫器7側(cè)的原料(城市 燃?xì)?供給的狀態(tài)下，以在第1連接部5以及第2連接部12處從原料 供給流路4中拆除脫硫器7的方式來進(jìn)行脫硫器7的更換。然后，在 更換了脫硫器7之后，控制器40將原料供給量的累計(jì)值重新設(shè)定為零 (步驟S8)。還有，在直至氫生成裝置10的停止工作被結(jié)束為止的期 間，原料供給量累計(jì)值的向存儲(chǔ)部42的更新記錄工作在規(guī)定的取樣間 隔At中繼續(xù)。
另一方面，在步驟S4上，如果被更新記錄后的原料供給量的累計(jì) 值不在第1閾值A(chǔ)以上(在步驟S4中為"否")，那么返回到步驟S1。
另一方面，在步驟S3上，如果氫生成裝置10不是在啟動(dòng)處理過 程中或者運(yùn)行過程中(在步驟S3中為"否")，即，氫生成裝置10在 停止處理過程中或者是在停止?fàn)顟B(tài)的情況下，則判斷在步驟S2中被更 新的原料供給量的累計(jì)值是否在第2閾值B以上(步驟S9)。還有， 所謂"第2閾值B"，是比"第1閾值A(chǔ)"更小的值。如果被更新的原料供 給量的累計(jì)值是在第2閾值B以上(在步驟S9中為"是")，那么控制 器40判斷為需要更換脫硫器7，并由報(bào)告器30報(bào)告應(yīng)該更換脫硫器7的意思(警報(bào))(步驟SIO)。例如，控制器40將應(yīng)該更換脫硫器7 的意思的信息顯示在作為本發(fā)明的報(bào)告器的一個(gè)例子的顯示器(未圖 示)上。還有，在由報(bào)告器30發(fā)出上述警報(bào)的時(shí)候，例如使用者通知 制造商的維護(hù)人員，該維護(hù)人員在氫生成裝置10的停止?fàn)顟B(tài)下更換脫 硫器7 (步驟Sll)。具體為，是在以切斷閥等(未圖示)封閉從氣體 供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施1向脫硫器7側(cè)的原料(城市燃?xì)?的供給的狀態(tài)下， 以在第1連接部5以及第2連接部12處從原料供給流路4中拆除脫硫 器7的方式，來進(jìn)行脫硫器7的更換。然后，在更換了脫硫器7之后， 控制器40將原料供給量的累計(jì)值重新設(shè)定為零(步驟S12)。
另一方面，在步驟S9中，如果被更新的原料供給量的累計(jì)值不在 第2閾值B以上(在步驟S9中為"否")，那么返回到步驟S1。
還有，在本實(shí)施方式中，在上述的步驟S6以及步驟Sll中，控制 器40被構(gòu)成為報(bào)告應(yīng)該更換脫硫器7的意思。但是，也可以在步驟S6 以及步驟Sll中不執(zhí)行該報(bào)告，而控制器40不允許接下來的氫生成裝 置10的啟動(dòng)。具體為，即使是按下沒有被圖示的啟動(dòng)按鈕等來輸入啟 動(dòng)指令，或者，即使是電力負(fù)載的大小達(dá)到需要燃料電池系統(tǒng)100啟 動(dòng)的規(guī)定值以上，控制器40也不允許氫生成裝置10的啟動(dòng)。并且， 與此同時(shí)，控制器40也可以由報(bào)告器30來報(bào)告應(yīng)該更換脫硫器7的 意思。由此，可以抑制在硫化合物沒有被充分減少的狀態(tài)下繼續(xù)運(yùn)行 氫生成裝置，同時(shí)可以抑制由于脫硫器的壽命而使運(yùn)行不能夠充分地 繼續(xù)的耗能的徒勞運(yùn)行。
接著，參照?qǐng)D3，就原料供給量的累計(jì)值的"第1閾值A(chǔ)"和"第2 閾值B"的關(guān)系進(jìn)行說明。還有，在此處，為了計(jì)算出"第1閾值A(chǔ)"所 需要的"原料供給量的累計(jì)值的上限值L"是脫硫器7能夠吸附硫化合 物直至包含于從脫硫器7出口排出的原料中的硫化合物濃度達(dá)到(上 升到)規(guī)定的上限濃度(例如20ppb)為止的原料供給量的累計(jì)值(例 如體積)。"原料供給量的累計(jì)值的上限值L"是由脫硫器7的性能、即 脫硫器7所具備的吸附除去劑的種類、質(zhì)量或者吸附除去劑的每單位 質(zhì)量的硫吸附量等、以及所供給的原料中的硫濃度來決定的。
在此，"第1閾值A(chǔ)"是從"原料供給量的累計(jì)值的上限值L"中減去 "燃料電池系統(tǒng)100的停止所需的原料的供給量Z"而得到的值。"燃料
23電池系統(tǒng)100的停止所需的原料的供給量Z"是在燃料電池系統(tǒng)100的
停止工作中為了清除燃料氣體流通路徑內(nèi)的殘留氣體所需的原料的供
給量。還有，"第1閾值A(chǔ)"也可以是從"原料供給量的累計(jì)值的上限值 L"中減去大于"燃料電池系統(tǒng)100的停止所需的原料供給量Z"的值而 得到的值。
"第2閾值B"是從"第1閾值A(chǔ)"中減去"燃料電池系統(tǒng)100從停止 狀態(tài)到成為能夠發(fā)電的狀態(tài)為止所需的原料的供給量X"而得到的值。 "燃料電池系統(tǒng)100從停止?fàn)顟B(tài)到成為能夠發(fā)電的狀態(tài)為止所需的原料 供給量X"是根據(jù)季節(jié)、即根據(jù)大氣溫度而發(fā)生變化的值。還有，"第2 閾值B"也可以是從"第1閾值A(chǔ)"中減去大于"燃料電池系統(tǒng)100從停止 狀態(tài)到成為能夠發(fā)電的狀態(tài)為止所需的原料的供給量X"的值而得到的 值。
接著，參照?qǐng)D4，就原料供給量的累計(jì)值與氫生成裝置10以及燃 料電池系統(tǒng)100的工作的關(guān)系進(jìn)行說明。圖4表示與脫硫器7的原料 供給量的累計(jì)值相關(guān)的4個(gè)狀態(tài)(a、 p、 Y、 5)。另外，各個(gè)狀態(tài)a、 卩、y、 S的左側(cè)的直線圖表(al、 (31、 y1、 51)表示在燃料電池系統(tǒng)100 啟動(dòng)之前被供給至脫硫器7的原料供給量的累計(jì)值。另外，各個(gè)狀態(tài)a、 卩、y、 S的右側(cè)的直線圖表(a2、 (32、 Y2、 52)是將在燃料電池系統(tǒng)100 啟動(dòng)之后所需的原料供給量與啟動(dòng)前的原料供給量的累計(jì)值((xl、 |31、 Yl、 51)相加所得到的值。還有，在以下的敘述中，為了方便起見，"燃 料電池系統(tǒng)100的發(fā)電所需的原料的供給量Y"作為一定的值來進(jìn)行說 明。
首先，就狀態(tài)oi進(jìn)行說明。
在狀態(tài)a下，如左側(cè)的直線圖表(al)所示，在燃料電池系統(tǒng)IOO 啟動(dòng)之前，供給至脫硫器7的原料供給量的累計(jì)值沒有達(dá)到第2閾值B。 因此，氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100如同通常那樣進(jìn)行啟動(dòng)、 運(yùn)行以及停止。其結(jié)果是，如右側(cè)的直線圖表(a2)所示，供給至脫 硫器7的原料供給量的累計(jì)值a2雖然變?yōu)閷⑷剂想姵叵到y(tǒng)100的啟動(dòng)、 發(fā)電以及停止所需的原料供給量(X、 Y、 Z)與在燃料電池系統(tǒng)100 啟動(dòng)之前的原料供給量的累計(jì)值(cd)相加后得到的值，但是沒有達(dá) 到第2閾值B。接著，就狀態(tài)卩進(jìn)行說明。
在狀態(tài)(3下，如左側(cè)的直線圖表(Pl)所示，在燃料電池系統(tǒng)100 啟動(dòng)之前，供給至脫硫器7的原料供給量的累計(jì)值沒有達(dá)到第2閾值B。 因此，氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100如同通常那樣進(jìn)行啟動(dòng)、 運(yùn)行以及停止。其結(jié)果是，如右側(cè)的直線圖表(P2)所示，供給至脫 硫器7的原料供給量的累計(jì)值(32成為將燃料電池系統(tǒng)100的啟動(dòng)、發(fā) 電以及停止所需的原料供給量(X、 Y、 Z)與在燃料電池系統(tǒng)100啟 動(dòng)之前的原料供給量的累計(jì)值(Pl)相加后得到的值，并超過第2閾 值B。在此情況下，如后述的狀態(tài)5那樣，不進(jìn)行之后的氫生成裝置 10以及燃料電池系統(tǒng)100的啟動(dòng)。
接著，就狀態(tài)Y進(jìn)行說明。
在狀態(tài)Y下，如左側(cè)的直線圖表(yl)所示，在燃料電池系統(tǒng)ioo 啟動(dòng)之前，供給至脫硫器7的原料供給量的累計(jì)值沒有達(dá)到第2閾值B。 因此，氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100被啟動(dòng)。然后，如右側(cè)的 直線圖表(Y2)所示，將"燃料電池系統(tǒng)100的啟動(dòng)所需要的原料供給 量X"和"燃料電池系統(tǒng)100的發(fā)電所需要的原料供給量Y"—起與燃料 電池系統(tǒng)100啟動(dòng)之前的原料供給量的累計(jì)值(yO相加后，供給至 脫硫器7的原料供給量的累計(jì)值y2超過第l閾值A(chǔ)。具體是，在只有 Y' (Y'<Y)的原料供給至脫硫器7的時(shí)刻，原料供給量的累計(jì)值達(dá)到 第1閾值A(chǔ)。 s卩，因?yàn)楣┙o至脫硫器7的原料供給量的累計(jì)值達(dá)到第1 閾值A(chǔ)以上，所以控制器40使氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100 停止。其結(jié)果為，供給至脫硫器7的原料供給量的累計(jì)值Y2進(jìn)一步加 上"燃料電池系統(tǒng)100的停止所需的原料供給量Z"，而達(dá)到"原料供給 量的累計(jì)值的上限值L"。但是，因?yàn)闆]有超過"原料供給量的累計(jì)值的 上限值L"，所以防止含有規(guī)定濃度(20ppb)以上的硫化合物的原料被 供給至重整器17。在此情況下，脫硫器7被更換。
接著就狀態(tài)S進(jìn)行說明。
在狀態(tài)S下，如左側(cè)的直線圖表(51)所示，在燃料電池系統(tǒng)100 啟動(dòng)之前，供給至脫硫器7的原料供給量的累計(jì)值在第2閾值A(chǔ)與第 1閾值B之間(原料供給量的累計(jì)值是與狀態(tài)(3的右側(cè)的直線圖表((32) 相同的狀態(tài))。因此，氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100不啟動(dòng)。在該狀態(tài)下，倘若啟動(dòng)氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100，那么"燃 料電池系統(tǒng)100啟動(dòng)所需的原料供給量X"被供給至脫硫器7，從而如 右側(cè)的直線圖表(S2)所示，供給至脫硫器7的原料供給量的累計(jì)值 就會(huì)超過第1閾值A(chǔ) (狀態(tài)52的虛線部分)，氫生成裝置10以及燃 料電池系統(tǒng)100在那個(gè)時(shí)刻停止。因此，這樣由于不啟動(dòng)，從而能夠 防止啟動(dòng)所需要的原料的消耗。
如果總括起來的話，本實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃料電池系 統(tǒng)100在氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100的停止處理開始后，在 供給至脫硫器7的原料供給量的累計(jì)值達(dá)到(比第1閾值A(chǔ)小的)第 2閾值B以上的時(shí)候，即在脫硫器7的剩余壽命被判斷為較少的時(shí)候， 控制器40判斷為需要更換脫硫器7。在此情況下，控制器40將需要更 換脫硫器7的意思報(bào)告給報(bào)告器30，或者不進(jìn)行氫生成裝置10以及燃 料電池系統(tǒng)100的啟動(dòng)。由此，就能夠抑制原料的無益消耗，能夠有 助于節(jié)省。
另外，本實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100在氫生 成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100正在運(yùn)行的情況下，在供給至脫硫器 7的原料供給量的累計(jì)值達(dá)到(比第2閾值B大的)第1閾值A(chǔ)以上 的時(shí)候，即在脫硫器7的壽命被判斷為馬上就要結(jié)束的時(shí)候，停止氫 生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100的運(yùn)行。由此，抑制硫化合物沒有 被充分減少的原料被供給至重整器17，防止重整器17等所具備的催化 劑的中毒。
還有，雖然在本實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100 中，預(yù)先設(shè)定了第2閾值B，但是也可以僅僅設(shè)定第1閾值A(chǔ)，并考 慮氫生成裝置10或者燃料電池系統(tǒng)100的運(yùn)行狀態(tài)，來推測(cè)第2閾值 B或者代替第2閾值B的指標(biāo)，并且在上述的控制程序中與第2閾值 B同樣地使用該推測(cè)的值。具體為，由控制器40根據(jù)發(fā)電狀況和啟動(dòng) 停止頻率等的日常運(yùn)行狀況，來預(yù)測(cè)在下一次啟動(dòng)時(shí)運(yùn)行至何種程度， 并與第1閾值A(chǔ)—起使用該預(yù)測(cè)的運(yùn)行時(shí)間來運(yùn)行氫生成裝置10等。 在此情況下，根據(jù)僅僅以該預(yù)測(cè)的運(yùn)行時(shí)間來運(yùn)行氫生成裝置10等是 否有效率(能量效率是否有利)，從而判斷是否啟動(dòng)氫生成裝置10等。[變形例]
在第1實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)中，就使用計(jì)量 原料供給量本身的計(jì)量器(直接進(jìn)行計(jì)量的計(jì)量器)并由該計(jì)量器計(jì) 量原料供給量本身的情況作了說明。在本變形例中，取代計(jì)量原料供 給量本身的計(jì)量器而使用計(jì)量與原料供給量相關(guān)的物理量的計(jì)量器
(間接地進(jìn)行計(jì)量的計(jì)量器)。作為"與原料供給量相關(guān)的物理量"， 如上所述，例如可以列舉供給至重整器的水供給量、氫生成裝置的 運(yùn)行時(shí)間、在組合了氫生成裝置和燃料電池的燃料電池系統(tǒng)的情況下 的、燃料電池的發(fā)電量、來自于燃料電池的排出熱回收量、燃料電池 的發(fā)電時(shí)間等的物理量。關(guān)于除此之外的構(gòu)成，與第1實(shí)施方式的氫 生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)的構(gòu)成相同。
接著，參照前述圖2的流程圖，就判斷是否要更換本變形例的氫
生成裝置10所具備的脫硫器7的工作，進(jìn)行簡(jiǎn)單說明。還有，本變形 例的該判斷工作，與圖2的流程圖相同的步驟有較多，所以只就不同 的步驟進(jìn)行說明。
在本變形例的氫生成裝置10中，在氫生成裝置10的啟動(dòng)處理過 程中或者運(yùn)行過程中的情況(在圖2的步驟S3中為"是")下，在圖2 的步驟S4中，控制器40通過判斷與原料供給量相關(guān)的物理量的累計(jì) 量是否在第1閾值A(chǔ)'以上，從而判斷是否要更換脫硫器7。
另一方面，在氫生成裝置10的停止處理過程中或者停止?fàn)顟B(tài)的情 況(在圖2的步驟S3中為"否")下，在圖2的步驟S10中，控制器40 通過判斷與原料供給量相關(guān)的物理量的累計(jì)量是否在第2閾值B'以上， 從而判斷是否要換脫硫器7。關(guān)于除此之外的工作，與判斷是否要更換 第1實(shí)施方式的氫生成裝置中的脫硫器的工作相同。
在本變形例的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)中，也起到與第1實(shí) 施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)相同的效果。
還有，在以上的本實(shí)施方式的氫生成裝置以及具備該裝置的燃料 電池系統(tǒng)中，作為判斷供給至氫生成裝置的原料供給量的累計(jì)值是否 在第1閾值A(chǔ)以上的氫生成裝置運(yùn)行過程中的具體時(shí)期，為"啟動(dòng)處理 過程中"以及之后的"通常運(yùn)行過程中"；但是因?yàn)榈?閾值B是從"第1 閾值A(chǔ)"中至少減去"燃料電池系統(tǒng)100從停止的狀態(tài)到成為能夠發(fā)電
27的狀態(tài)為止所需的原料供給量x"而得到的值，所以在啟動(dòng)處理中原料
供給量的累計(jì)值達(dá)到第1閾值A(chǔ)以上的可能性較低；盡管如此，但是 為了進(jìn)一步提高安全性而在"啟動(dòng)處理中"也進(jìn)行原料供給量的累計(jì)值 和第1閾值A(chǔ)的比較，但是，作為判斷原料供給量的累計(jì)值是否在第 1閾值A(chǔ)以上的氫生成裝置運(yùn)行過程中的具體時(shí)期，也可以僅是啟動(dòng) 處理后的"通常運(yùn)行過程中"。
(第2實(shí)施方式)
圖5是表示第2實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)的示意 構(gòu)成的框圖。以下參照?qǐng)D5，就本實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電系 統(tǒng)加以說明。
如圖5所示，在本實(shí)施方式中，改變了第1實(shí)施方式的氫生成裝 置以及燃料電池系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)。
具體是，在本實(shí)施方式中，設(shè)置了取得脫硫器7的硫吸附量的上
限值L，(上限吸附量(上限吸附量信息))的上限吸附量取得器(上 限吸附量信息取得器)8。例如，作為上限吸附量取得器8是使用IC 標(biāo)簽讀取器，并將存儲(chǔ)硫吸附量的上限值L，(以下有時(shí)簡(jiǎn)稱為"上限值 L"，)的IC標(biāo)簽安裝在脫硫器7上。IC標(biāo)簽讀取器從IC標(biāo)簽中讀取上 限值L，，從而將其輸入到控制器40所具備的閾值設(shè)定部43 (后述) 中。上限值L'是根據(jù)脫硫器7所具備的吸附除去劑的種類、質(zhì)量、每 單位質(zhì)量的硫吸附量等來決定的。
所謂"上限吸附量信息"既可以是作為直接信息的脫硫器7的上限 吸附量本身，也可以是與脫硫器7的上限吸附量間接相關(guān)的信息。作 為"與上限吸附量間接相關(guān)的信息"，例如可以列舉脫硫器7所具備的 吸附除去劑的種類、質(zhì)量、吸附除去劑的每單位質(zhì)量的硫吸附量等。
另外，對(duì)于"硫吸附量"來說，并不限于硫(S)本身的吸附量，也 包括硫化合物的吸附量(例如，如果是城市燃?xì)饧碊MS或者TBM的 濃度)。因此，在本實(shí)施方式中，對(duì)于由上限吸附量信息取得器8取 得的硫吸附量的上限值L'來說，并不限于硫(S)本身的吸附量，也包 括硫化合物的吸附量(例如，城市燃?xì)獾那闆r下，為TBM或者DMS 的濃度)。還有，如果在上限值L'為硫化合物吸附量的情況下，那么在計(jì)算上述第1閾值A(chǔ)以及第2閾值B的時(shí)候，不是使用原料中的硫 濃度，而是使用原料中的硫化合物濃度。
還有，作為傳感器6，也可以使用IC標(biāo)簽讀取器，并將存儲(chǔ)其固 體編號(hào)的IC標(biāo)簽等安裝于脫硫器7上。在此情況下，IC標(biāo)簽讀取器將 所讀取的IC標(biāo)簽輸入到控制器40中，而控制器40在IC標(biāo)簽的固體 編號(hào)發(fā)生了變更時(shí)判斷為脫硫器己被更換。另外，更換信息取得器也 可以是由使用者輸入更換脫硫器的意思的信息的輸入裝置(未圖示)。 此時(shí)，也可以將"上限吸附量信息"存儲(chǔ)到IC標(biāo)簽中，并通過從IC標(biāo) 簽讀取器取得該信息等，從而取得與脫硫器的硫化合物的除去量的上 限值相關(guān)的信息。在此情況下，控制器40和傳感器6構(gòu)成上限除去量 信息取得器8。
再有，在本實(shí)施方式中，控制器40具備閾值設(shè)定部(閾值設(shè)定器) 43。由上限吸附量信息取得器8將所取得的上限值L，的數(shù)據(jù)被輸入到 閾值設(shè)定部43中。閾值設(shè)定部43根據(jù)這樣被輸入的上限值L，，計(jì)算 出相對(duì)于原料供給量的累計(jì)值而設(shè)定的第1閾值A(chǔ)以及第2閾值B。 具體為，用將脫硫器7的吸附量的上限值L，除以原料中的硫濃度，從 而計(jì)算出原料供給量的累計(jì)值的上限值L，再從該原料供給量的累計(jì)值 的上限值L中減去燃料電池系統(tǒng)100停止所需的原料供給量Z，來計(jì) 算第1閾值A(chǔ)。然后，根據(jù)該第1閾值A(chǔ)計(jì)算出第2閾值B。還有， 在本實(shí)施方式中，作為原料中的硫濃度，是使用原料的氣體供應(yīng)基礎(chǔ) 設(shè)施中的名義值以及預(yù)先求得的實(shí)測(cè)值等的恒定值。這樣計(jì)算出的第1 閾值A(chǔ)以及第2閾值B被存儲(chǔ)且被設(shè)定于控制裝置40所具備的存儲(chǔ) 部42中。除了如上所述計(jì)算出第1閾值A(chǔ)以及第2閾值B并將其存 儲(chǔ)于存儲(chǔ)部42中之外，其余與第1實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電 池系統(tǒng)的構(gòu)成相同的。
本實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100也獲得與第1 實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)相同的效果。
另外，在本實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100中， 因?yàn)樾纬闪巳缟纤龅臉?gòu)成，所以可以根據(jù)由上限吸附量取得器8所 取得的上限值L'確定第1閾值A(chǔ)以及第2閾值B。 g卩，可以根據(jù)脫硫 器7中的吸附除去劑的種類以及質(zhì)量等，來適當(dāng)設(shè)定第1閾值A(chǔ)以及第2閾值B。由此，可以根據(jù)脫硫器7的剩余壽命來適當(dāng)運(yùn)行氫生成 裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100。
(第3實(shí)施方式)
圖6是表示第3實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)的示意 構(gòu)成的框圖。圖7是表示由硫濃度取得器取得的硫濃度與第1閾值A(chǔ) 以及第2閾值B的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖。以下參照?qǐng)D6以及圖7，就本實(shí)施 方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)加以說明。
如圖6所示，在本實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100 中，對(duì)第2實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的構(gòu) 成作了改變。
具體為，在本實(shí)施方式中，將取得原料中的硫濃度(硫濃度信息) 的硫濃度取得器(硫濃度信息取得器)9配設(shè)于原料流量計(jì)3和脫硫器 7之間的原料供給流路4中。另外，硫濃度取得器9的配設(shè)位置并不限 定于該位置，例如也可以被配設(shè)于城市燃?xì)獾臍怏w供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施1的 適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀Ａ驖舛热〉闷?作為直接取得包含于原料中的硫濃度 的機(jī)構(gòu)，例如由氣體濃度傳感器構(gòu)成。還有，所謂硫濃度，是指作為 加臭劑的硫化合物和COS以及噻吩類等的本來包含于原料中的硫化合 物的濃度。
于是，由硫濃度取得器9取得的原料中的硫濃度被輸入到閾值設(shè) 定部43中。閾值設(shè)定部43根據(jù)由上限吸附量取得器8所取得的上限 值L'和被輸入的原料中的硫濃度，計(jì)算出第1閾值A(chǔ)以及第2閾值B。 具體為，用原料中的硫濃度除脫硫器7的硫吸附量的上限值L，，從而 計(jì)算出原料供給量的累計(jì)值的上限值L，再從該原料供給量的累計(jì)值的 上限值L中減去燃料電池系統(tǒng)100停止所需的原料供給量Z，來計(jì)算 出第1閾值A(chǔ)。然后，根據(jù)該第1閾值A(chǔ)計(jì)算出第2閾值B。如上所 述計(jì)算出的第1閾值A(chǔ)以及第2閾值B被存儲(chǔ)且被設(shè)定于存儲(chǔ)部42 中。除了如上述那樣計(jì)算出第l閾值A(chǔ)以及第2閾值B并將其存儲(chǔ)于 存儲(chǔ)部42中之外，其余與第2實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系 統(tǒng)相同。
還有，在本實(shí)施方式中，作為由上限吸附量取得器8取得的硫吸附量的上限值L'，并不限于硫(S)本身的吸附量，它也包含硫化合物 的吸附量(例如，在城市燃?xì)獾那闆r中，為TBM或者DMS的濃度)。 還有，在上限值L'為硫化合物濃度的情況下，由硫濃度取得器9取得 的硫濃度信息為原料中的硫化合物濃度。
另外，在不設(shè)置上限吸附量取得器8而預(yù)先決定被配設(shè)于燃料電 池系統(tǒng)100中的脫硫器7的規(guī)模(即上限吸附量L')的情況下，由硫 濃度取得器9取得的原料中的硫濃度與第1閾值A(chǔ)以及第2閾值B的 對(duì)應(yīng)關(guān)系(參照?qǐng)D7)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部42中。如圖7所示，該對(duì)應(yīng)關(guān) 系為，例如，在硫濃度(ppb)為al以上且小于a2的情況下為第1閾 值A(chǔ)l以及第2閾值Bl ，在硫濃度為a2以上且小于a3的情況下為第1 閾值A(chǔ)2以及第2閾值B2，在硫濃度為a3以上且小于a4的情況下為 第1閾值A(chǔ)3以及第2閾值B3。由此，閾值設(shè)定部43可以被構(gòu)成為 根據(jù)由上述硫濃度取得器9取得的原料中的硫濃度和上述對(duì)應(yīng)關(guān)系， 來選擇與原料中的硫濃度相對(duì)應(yīng)的第1閾值A(chǔ)以及第2閾值B，并對(duì) 其進(jìn)行設(shè)定。
本實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100也能夠獲得與 第2實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)相同的效果。
另外，在本實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100中， 因?yàn)樾纬闪巳缟纤瞿菢拥臉?gòu)成，所以可以根據(jù)原料中的硫濃度來適 當(dāng)改變第1閾值A(chǔ)以及第2閾值B。由此，就能夠根據(jù)脫硫器7剩余 的壽命來適當(dāng)?shù)剡\(yùn)行氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100。
(第4實(shí)施方式)
圖8是表示第4實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)的示意 構(gòu)成的框圖。圖9是表示與原料中的硫濃度間接有關(guān)的信息(作為原 料的城市燃?xì)獾墓?yīng)公司(燃?xì)夤┙o主體))與第1閾值A(chǔ)以及第2 閾值B的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖。以下參照?qǐng)D8以及圖9就本實(shí)施方式的氫生 成裝置以及燃料電池系統(tǒng)加以說明。
如圖8所示，在本實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100 中，對(duì)第3實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)的控制系統(tǒng)作了 改變。具體為，在本實(shí)施方式中，控制器40具備用于輸入脫硫器7的硫 吸附量的上限值L'(上限吸附量)以及原料中的硫濃度的輸入部45， 作為本發(fā)明的上限吸附量取得器以及硫濃度取得器的一個(gè)例子，來取 代第3實(shí)施方式的上限吸附量取得器8以及硫濃度取得器9。輸入部 45例如是由鍵盤、鼠標(biāo)以及選擇鍵等的一般輸入裝置構(gòu)成的。吸附量 的上限值L'以及原料中的硫濃度通過輸入部45被輸入到閾值設(shè)定部 43中。還有，輸入部45既可以被構(gòu)成為輸入與吸附量的上限值L，以 及原料中的硫濃度直接相關(guān)的信息(例如數(shù)值數(shù)據(jù))，又可以被構(gòu)成 為輸入間接相關(guān)的信息。例如，如果是吸附量的上限值L，的情況，那 么也可以構(gòu)成為通過輸入部45輸入脫硫器7所具備的吸附除去劑的 種類、質(zhì)量以及每單位質(zhì)量的硫吸附量等的與上限吸附量間接相關(guān)的 信息。另外，如果是原料中的硫濃度，那么也可以構(gòu)成為通過輸入 部45輸入原料氣體的供應(yīng)公司以及原料氣體種類等的與原料中硫濃度 間接相關(guān)的信息。
閾值設(shè)定部43根據(jù)被輸入的上限值L，以及被輸入的硫濃度計(jì)算出 第1閾值A(chǔ)以及第2閾值B。如上所述被計(jì)算出的第1閾值A(chǔ)以及第 2閾值B被存儲(chǔ)并被設(shè)定于存儲(chǔ)部42中。除了如上述那樣計(jì)算出第1 閾值A(chǔ)以及第2閾值B并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部42中之外，其余都與第3實(shí) 施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)相同。
還有，在不設(shè)置上限吸附量取得器8而預(yù)先決定設(shè)置于燃料電池 系統(tǒng)100中的脫硫器7的規(guī)模(即上限吸附量L，)的情況下，原料氣 體供應(yīng)公司等的與原料中硫濃度間接相關(guān)的信息與第1閾值A(chǔ)以及第 2閾值B的對(duì)應(yīng)關(guān)系(參照?qǐng)D9)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部42中。例如如圖9 所示，該對(duì)應(yīng)關(guān)系為在原料氣體供應(yīng)公司為I的情況下，為第1閾值 A4以及第2閾值B4;在原料氣體供應(yīng)公司為II的情況下，為第1閾 值A(chǔ)5以及第2閾值B5;在原料氣體供應(yīng)公司為m的情況下，為第1 閾值A(chǔ)3以及第2閾值B3。于是，閾值設(shè)定部43也可以被構(gòu)成為根 據(jù)由上述硫濃度取得器9取得的原料中的硫濃度和上述對(duì)應(yīng)關(guān)系，來 選擇與原料中的硫濃度相對(duì)應(yīng)的第1閾值A(chǔ)以及第2閾值B，并將其 進(jìn)行設(shè)定。
本實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)IOO也能夠獲得與第3實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)相同的效果。
另外，在本實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100中， 可以根據(jù)被輸入的上限值L，以及被輸入的硫濃度來適當(dāng)改變第1閾值 A以及第2閾值B。另外，包含于原料氣體中的硫濃度不僅僅是與原 料氣體中的硫濃度相關(guān)的直接信息，即使是與原料氣體中的硫濃度相 關(guān)的間接信息，也能夠適當(dāng)改變第1閾值A(chǔ)以及第2閾值B。例如， 通過利用如上所述根據(jù)作為供給主體的氣體供應(yīng)公司而不同的情況， 從而由硫濃度取得器9取得與將原料供給至設(shè)置氫生成裝置的場(chǎng)所的 氣體供應(yīng)公司相關(guān)的信息，從而就能夠適當(dāng)設(shè)定第1閾值A(chǔ)以及第2 閾值B。由此，可以根據(jù)脫硫器7的剩余壽命來適當(dāng)?shù)剡\(yùn)行氫生成裝 置10以及燃料電池系統(tǒng)100。
(第5實(shí)施方式)
圖10是表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系 統(tǒng)的示意構(gòu)成的框圖。圖ll是表示本實(shí)施方式中的原料供給量累計(jì)值 的第1閾值與第2閾值之關(guān)系的直線圖表。圖12是表示原料供給量累 計(jì)值與氫生成裝置的工作之關(guān)系的直線圖表。以下參照?qǐng)D10至圖12， 就本實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)加以說明。還有，本實(shí) 施方式的氫生成裝置的控制程序除了原料供給量累計(jì)值中的第2閾值 B之外，其余都與第1實(shí)施方式的控制程序(圖2)相同。
如圖IO所示，在本實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng) 100中，改變了第1實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)的控制系 統(tǒng)的構(gòu)成。
具體為，在本實(shí)施方式中，控制器40進(jìn)一步具備了閾值設(shè)定部43 和學(xué)習(xí)部46。學(xué)習(xí)部46取得在燃料電池50各個(gè)發(fā)電期間的發(fā)電量并 學(xué)習(xí)之，從而計(jì)算出每一次發(fā)電所需的原料供給量的推定值(例如平 均值)y。在此，雖然例示學(xué)習(xí)方法，但是因?yàn)閷W(xué)習(xí)方法本身是公知的， 所以只作簡(jiǎn)單的說明。例如，學(xué)習(xí)部46取得一次發(fā)電期間的發(fā)電量(以 下簡(jiǎn)稱為發(fā)電量)時(shí)，每當(dāng)這個(gè)時(shí)候?qū)⑵浯鎯?chǔ)并積存于存儲(chǔ)部42中， 并且，每當(dāng)這個(gè)時(shí)候計(jì)算出被積存于存儲(chǔ)部42中的發(fā)電量的平均值p。 于是，根據(jù)該發(fā)電量的平均值p計(jì)算出理論上的原料供給量的平均值
33(推定值)y，并將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部42中。此時(shí)，將當(dāng)前被存儲(chǔ)的平 均值y更新成新計(jì)算出的平均值y而進(jìn)行存儲(chǔ)。將如上所述被計(jì)算出 的原料供給量的推定值y輸入到閾值設(shè)定部43中，并計(jì)算出原料供給 量累計(jì)值的第1閾值A(chǔ)以及第2閾值B (參照后面所述的圖ll)。將 如上所述被計(jì)算出的第1閾值A(chǔ)以及第2閾值B存儲(chǔ)并設(shè)定于存儲(chǔ)部 42中。關(guān)于除此之外的構(gòu)成，都與第1實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃 料電池系統(tǒng)的構(gòu)成相同。
接著，參照?qǐng)D11就本實(shí)施方式中的第2閾值B進(jìn)行說明。
如圖11所示，在本實(shí)施方式中，也與第1實(shí)施方式相同，"第1 閾值A(chǔ)"是從"原料供給量累計(jì)值的上限值L"中減去"燃料電池系統(tǒng)100 停止所需的原料供給量Z"而得到的值。
另外，"第2閾值B"是從"第1閾值A(chǔ)"中減去"燃料電池系統(tǒng)100 啟動(dòng)所需的原料供給量X"和"燃料電池系統(tǒng)每一次發(fā)電所需的原料供 給量的推定值y"而得到的值。
接著，參照?qǐng)D12說明原料供給量的累計(jì)值與氫生成裝置10以及 燃料電池系統(tǒng)100的工作的關(guān)系。還有，在本實(shí)施方式中，"燃料電池 系統(tǒng)IOO每一次發(fā)電所需的原料供給量"是變動(dòng)的值，但是為了方便起 見，作為規(guī)定的值Y (Y〉y)來加以說明。
首先，就狀態(tài)(x進(jìn)行說明。
在狀態(tài)a中，如左側(cè)的直線圖表(al)所示，在燃料電池系統(tǒng)IOO 啟動(dòng)之前，供給至脫硫器7的原料供給量的累計(jì)值沒有達(dá)到第2閾值B。 因此，氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100以通常的形式進(jìn)行啟動(dòng)、 運(yùn)行以及停止。其結(jié)果是，如右側(cè)的直線圖表((x2)所示，供給至脫 硫器7的原料供給量的累計(jì)值(x2變?yōu)槿剂想姵叵到y(tǒng)100啟動(dòng)之前的原 料供給量的累計(jì)值(al)加上燃料電池系統(tǒng)100啟動(dòng)、發(fā)電以及停止 所需的原料供給量(X,Y，Z)而得到的值，但是原料供給量的累計(jì)值沒 有達(dá)到第2閾值B。
接著，就狀態(tài)(3進(jìn)行說明。
在狀態(tài)P中，如左側(cè)的直線圖表(pi)所示，在燃料電池系統(tǒng)IOO 啟動(dòng)之前，供給至脫硫器7的原料供給量的累計(jì)值沒有達(dá)到第2閾值B。 因此，氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100以通常的形式進(jìn)行啟動(dòng)、運(yùn)行以及停止。其結(jié)果是，如右側(cè)的直線圖表(p2)所示，供給至脫 硫器7的原料供給量的累計(jì)值p2成為燃料電池系統(tǒng)100啟動(dòng)之前的原 料供給量的累計(jì)值(Pl)加上燃料電池系統(tǒng)100啟動(dòng)、發(fā)電以及停止 所需的原料供給量(X,Y,Z)后得到的值，并且超過了第2閾值B。在 此情況下，如后面所述的狀態(tài)S那樣，不進(jìn)行這之后的氫生成裝置10 以及燃料電池系統(tǒng)100的啟動(dòng)。 接著，就狀態(tài)Y進(jìn)行說明。
在狀態(tài)Y中，如左側(cè)的直線圖表(Yl)所示，在燃料電池系統(tǒng)100 啟動(dòng)之前，供給至脫硫器7的原料供給量的累計(jì)值沒有達(dá)到第2閾值B。 因此，氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100被啟動(dòng)。然后，如右側(cè)的 直線圖表(y2)所示，燃料電池系統(tǒng)100啟動(dòng)之前的原料供給量的累
計(jì)值(Yl)加上"燃料電池系統(tǒng)ioo啟動(dòng)所需的原料供給量x"和"燃料
電池系統(tǒng)100發(fā)電所需的原料供給量Y"后，供給至脫硫器7的原料供 給量的累計(jì)值Y2超過第1閾值A(chǔ)。具體為，在僅僅供給了原料Y'量(y <Y，<Y)的時(shí)刻，原料供給量的累計(jì)值達(dá)到第l閾值A(chǔ)。即，因?yàn)楣?給至脫硫器7的原料供給量累計(jì)值達(dá)到第1閾值A(chǔ)以上，所以控制器 40使氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100停止。其結(jié)果是，原料供給 量的累計(jì)值在進(jìn)一步加上"燃料電池系統(tǒng)100停止所需的原料供給 量Z"后，達(dá)到"原料供給量累計(jì)值的上限值L"。但是，因?yàn)闆]有超過"原 料供給量累計(jì)值的上限值L"，所以能夠防止含有規(guī)定濃度(20ppb)以 上的硫化合物的原料被供給至重整器17。在此情況下，脫硫器7被更 換。
接著，就狀態(tài)5進(jìn)行說明。
在狀態(tài)5中，如左側(cè)的直線圖表(Sl)所示，在燃料電池系統(tǒng)100 啟動(dòng)之前，供給至脫硫器7的原料供給量的累計(jì)值是處于第1閾值A(chǔ) 和第2閾值B之間(原料供給量的累計(jì)值與狀態(tài)P的右側(cè)的直線圖表 (卩2)相同的狀態(tài))。因此，氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100不 被啟動(dòng)。在該狀態(tài)下，假如啟動(dòng)了氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng) 100，那么"燃料電池系統(tǒng)100啟動(dòng)所需的原料供給量X"和"燃料電池系 統(tǒng)100每一次發(fā)電所需的原料供給量的推定值y"被供給至脫硫器7， 并且如右側(cè)的直線圖表(52)所示，供給至脫硫器7的原料供給量的累計(jì)值會(huì)超過第1閾值A(chǔ) (S2中的虛線部分)。然后，在燃料電池系 統(tǒng)100中的發(fā)電沒有充分進(jìn)行的狀態(tài)下并且供給至脫硫器7的原料供 給量累計(jì)值超過第1閾值A(chǔ)的時(shí)刻，氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng) 100被停止。因此，通過如上所述不進(jìn)行啟動(dòng)，從而就能夠防止啟動(dòng)所 需要的原料以及每一次發(fā)電所需要的原料的消耗。
本實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100也能夠獲得與 第1實(shí)施方式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)相同的效果。
另外，在本實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100中， 在氫生成裝置10的停止處理開始后，當(dāng)供給至脫硫器7的原料供給量 的累計(jì)值達(dá)到(比第1閾值A(chǔ)更小的)第2閾值B以上的時(shí)候，即在 判斷沒有剩余只進(jìn)行了一次發(fā)電的脫硫器7的壽命的時(shí)候，控制器40 將需要更換脫硫器7的意思報(bào)告給報(bào)告器30，或者不進(jìn)行氫生成裝置 10以及燃料電池系統(tǒng)100的啟動(dòng)。由此，就能夠防止氫生成裝置10 的啟動(dòng)所需要的原料以及每一次發(fā)電所需要的原料的消耗，并能夠進(jìn) 一步抑制白費(fèi)的原料消耗，并且能夠進(jìn)一步有助于節(jié)省。
(第6實(shí)施方式)
本發(fā)明的第6實(shí)施方式是簡(jiǎn)化了第1實(shí)施方式的方式。本實(shí)施方 式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)的基本構(gòu)成與第1實(shí)施方式的氫生 成裝置以及燃料電池系統(tǒng)相同，但是在原料供給量的累計(jì)值(硫化合 物的除去量的累計(jì)值)即使超過第1閾值A(chǔ) (第1閾值)氫生成裝置 以及燃料電池系統(tǒng)也不停止運(yùn)行而繼續(xù)運(yùn)行的這方面，與第1實(shí)施方 式的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)有所不同。以下就該不同點(diǎn)加以說 明。具體為，本實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100其硬 件的構(gòu)成與圖1的框圖所表示的第1實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃 料電池系統(tǒng)100相同，但是是否需要更換脫硫器7的判斷相關(guān)的工作 有所不同。
在脫硫器中，通常是考慮原料中的硫濃度、用計(jì)量器計(jì)量的硫化 合物的量的誤差、使用溫度以及脫硫劑的質(zhì)量等，并具有一定程度的 余量進(jìn)行充填脫硫劑。例如，在本實(shí)施方式(以及第l實(shí)施方式)中， 將第1閾值A(chǔ)設(shè)定在脫硫器本來所具備的硫化合物的上限除去量的20%左右。因此，在本實(shí)施方式中，氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng) 100被構(gòu)成為在達(dá)到第1閾值A(chǔ)之后還有余量的范圍(直至脫硫器
原本所具有的硫化合物的上限除去量為止的范圍)內(nèi)，繼續(xù)運(yùn)行。
接著，就判斷本實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100 的脫硫器7是否需要更換的工作進(jìn)行說明。圖13是表示判斷本實(shí)施方 式的氫生成裝置所具備的脫硫器是否需要更換的控制程序的流程圖。 還有，在圖13中，在與圖2相同或者相當(dāng)?shù)牟襟E上標(biāo)注相同的參照符 號(hào)，并省略或者簡(jiǎn)化其說明。
如圖13所示，在本實(shí)施方式中，與第1實(shí)施方式不同地設(shè)定第2 閾值B。伴隨于此，省略了與使用第2閾值B的判斷相關(guān)的工作。
具體為，控制器40首先取得從原料流量計(jì)3被輸入的原料的流量 值(步驟S1)。接著，控制器40將新的原料供給量的累計(jì)值更新記錄 到存儲(chǔ)部42中(步驟S2)。然后，控制器40判斷在步驟S2中被更新 記錄的原料供給量的累計(jì)值是否是在第1閾值A(chǔ)以上(步驟S4)。如 果原料供給量的累計(jì)值小于第l閾值A(chǔ) (在步驟S4中為"否")，那么 控制器40就返回到步驟S1。另一方面，如果原料供給量的累計(jì)值是在 第1閾值A(chǔ)以上(在步驟S4中為"是")，那么控制器40就不允許氫 生成裝置10的下一次啟動(dòng)(步驟S21)。換言之，氫生成裝置10在運(yùn) 行中的情況下繼續(xù)其運(yùn)行，在停止其運(yùn)行之后不允許下一次氫生成裝 置10的啟動(dòng)。在此情況下，雖然原料供給量的累計(jì)值(硫化合物除去 量的累計(jì)值)超過第1閾值A(chǔ) (第1閾值)，但是因?yàn)闅渖裳b置10 是在脫硫器本來所具備的富裕度的范圍(直至硫化合物的上限除去量 為止的范圍)內(nèi)進(jìn)行運(yùn)行，所以不會(huì)產(chǎn)生由于脫硫器的硫化合物除去 能力的不足而引起的不良狀況。
接著，控制器40通過報(bào)告器30報(bào)告應(yīng)該更換脫硫器7的意思(警 報(bào))(步驟S6)。之后，在氫生成裝置IO停止之后，更換脫硫器7 (步 驟S7)。之后，控制器40將原料供給量的累計(jì)值重新設(shè)定至零(步驟 S8)。由此，氫生成裝置IO可以進(jìn)行下一次的啟動(dòng)。
根據(jù)由如上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式的氫生成裝置10以及燃料電池 系統(tǒng)IOO，例如運(yùn)行能夠暫時(shí)繼續(xù)直至脫硫器7更換為止。其結(jié)果是， 用戶能夠減小不能夠使用氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100的缺點(diǎn)，并且能夠最大限度地利用氫生成裝置10以及燃料電池系統(tǒng)100， 所以也能夠保持節(jié)能性。還有，為了避免不更換脫硫器7的最壞事態(tài)， 優(yōu)選考慮脫硫器7的富裕度而進(jìn)一步對(duì)繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)間設(shè)定上限值。
實(shí)施例
以下就本發(fā)明的實(shí)施例加以說明。
在本實(shí)施例中，使用了圖8所表示的第4實(shí)施方式的氫生成裝置 10以及燃料電池系統(tǒng)100。于是，通過輸入部45以手動(dòng)輸入作為原料 中的硫濃度的6pg/L以及作為脫硫器7的硫吸附容量(硫吸附量的上 限值L，)的3g。根據(jù)這些信息，通過用原料中的硫濃度除吸附量的上 限值L，，從而以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的體積換算計(jì)算出"原料供給量累計(jì)值的上限 值L"為500000NL。
另外，燃料電池50的輸出功率為lkW的條件下測(cè)定了燃料電池 系統(tǒng)100的啟動(dòng)特性，燃料電池系統(tǒng)100從停止?fàn)顟B(tài)直至成為啟動(dòng)狀 態(tài)(可發(fā)電的狀態(tài))，最大需要100NL的原料。因此，通過輸入部45 以手動(dòng)將該值作為"燃料電池系統(tǒng)100啟動(dòng)所需的供給至脫硫器7的原 料供給量X"進(jìn)行輸入。
另一方面，以同樣的條件測(cè)定了燃料電池系統(tǒng)100的停止特性， 從燃料電池系統(tǒng)100的發(fā)電狀態(tài)直至成為停止?fàn)顟B(tài)，最大需要30NL 的原料。因此，通過輸入部45以手動(dòng)將該值作為"燃料電池系統(tǒng)100 停止所需的原料供給量Z"進(jìn)行輸入。
根據(jù)以上的測(cè)定結(jié)果，閾值設(shè)定部43如下所述計(jì)算出第1閾值A(chǔ)。
A=L-Z
=500000-30
=499970 (NL)
另外，根據(jù)以上的測(cè)定結(jié)果，閾值設(shè)定部43如下所述計(jì)算出第2 閾值B。 B=A-X =499970-100 =499870 (NL)
這樣，由閾值設(shè)定部43計(jì)算出的第1閾值A(chǔ)以及第2閾值B被存儲(chǔ)并被設(shè)定到存儲(chǔ)部42中。
按照以上的設(shè)定，在重復(fù)燃料電池系統(tǒng)100的啟動(dòng)處理、發(fā)電以 及停止處理的工作的情況下，在前一次燃料電池系統(tǒng)100的停止處理 開始之后，在原料供給量的累計(jì)值達(dá)到第2閾值B以上的時(shí)候，判斷 有必要更換脫硫器7并由報(bào)告器報(bào)告應(yīng)該更換脫硫器7的意思，從而 催促使用者更換脫硫器7。于是，此后，直至由使用者或者維護(hù)保養(yǎng)人 員進(jìn)行脫硫器7的更換為止，控制器40不允許氫生成裝置10以及燃 料電池系統(tǒng)100的啟動(dòng)。因此，沒有浪費(fèi)地消耗第1閾值A(chǔ)與第2閾 值B之差即100NL的原料。
另一方面，按照以上的設(shè)定，重復(fù)燃料電池系統(tǒng)100的啟動(dòng)處理、 發(fā)電以及停止處理的工作的情況下，燃料電池系統(tǒng)100運(yùn)行時(shí)(發(fā)電 時(shí))的原料供給量的累計(jì)值達(dá)到第1閾值A(chǔ)的時(shí)候，氫生成裝置10以 及燃料電池系統(tǒng)100轉(zhuǎn)移至停止工作。由此，就能夠防止超過"原料供 給量累計(jì)值的上限值L"的原料被供給至脫硫器7。另外，可以在超過 脫硫器7的吸附能力之前更換脫硫器7。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，根據(jù)上述說明，明顯可知本發(fā)明的很 多改進(jìn)和其他的實(shí)施方式。因此，上述說明應(yīng)該僅被作為例示解釋， 是為了對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員教導(dǎo)實(shí)施本發(fā)明的最佳方式而提供的。只要 不脫離本發(fā)明的精神，可以實(shí)質(zhì)性地改變其構(gòu)造以及/或者功能的細(xì)節(jié)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的氫生成裝置以及燃料電池系統(tǒng)作為能夠進(jìn)行根據(jù)脫硫器 的壽命而抑制原料的無益消耗并且有助于節(jié)能的運(yùn)行控制的氫生成裝 置以及燃料電池系統(tǒng)是有用的。
權(quán)利要求
1.一種氫生成裝置，其特征在于，具備脫硫器，被供給原料，并除去該原料中的硫化合物，重整器，由通過了所述脫硫器的原料生成含氫氣體，計(jì)量器，計(jì)量由所述脫硫器除去的所述硫化合物的量(以下稱為硫化合物的除去量)，以及控制器；所述控制器被構(gòu)成為在由所述計(jì)量器計(jì)量的硫化合物的除去量的累計(jì)值達(dá)到第1閾值以上的情況下，不允許下次的啟動(dòng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的氫生成裝置，其特征在于，具備上限除去量信息取得器，取得與所述脫硫器的硫化合物的 除去量的上限值相關(guān)的信息(以下稱為"上限除去量信息")；以及閾 值設(shè)定器，根據(jù)所述取得的上限除去量信息設(shè)定所述第1閾值。
3. 如權(quán)利要求1所述的氫生成裝置，其特征在于，具備硫濃度信息取得器，取得與所述原料中的硫濃度相關(guān)的信 息(以下稱為"硫濃度信息")；以及閾值設(shè)定器，根據(jù)所述取得的硫 濃度信息設(shè)定所述第1閾值。
4. 如權(quán)利要求1所述的氫生成裝置，其特征在于， 所述控制器被構(gòu)成為在由所述計(jì)量器計(jì)量的硫化合物的除去量的累計(jì)值達(dá)到所述第1閾值以上時(shí)，進(jìn)行催促所述脫硫器的更換的工 作。
5. 如權(quán)利要求4所述的氫生成裝置，其特征在于， 進(jìn)一步具備報(bào)告器，并且所述控制器被構(gòu)成為使用所述報(bào)告器來報(bào)告需要更換所述脫硫 器的意思，作為催促所述脫硫器的更換的工作。
6. 如權(quán)利要求1所述的氫生成裝置，其特征在于， 所述脫硫器具備吸附除去所述原料中的硫化合物的吸附除去劑。
7. 如權(quán)利要求l所述的氫生成裝置，其特征在于，所述控制器被構(gòu)成為在所述氫生成裝置的運(yùn)行過程中由所述計(jì)量器計(jì)量的所述硫化合 物的除去量的累計(jì)值達(dá)到了所述第1閾值以上的情況下，停止所述氫 生成裝置的運(yùn)行；在所述被計(jì)量的硫化合物的除去量的累計(jì)值小于第1閾值且所述 氫生成裝置的停止處理開始之后，在所述被計(jì)量的所述硫化合物的除 去量的累計(jì)值達(dá)到小于所述第1閾值的第2閾值以上的情況下，不允 許所述氫生成裝置啟動(dòng)。
8. 如權(quán)利要求7所述的氫生成裝置，其特征在于， 所述控制器被構(gòu)成為在所述被計(jì)量的硫化合物的除去量的累計(jì)值小于第1閾值且所述氫生成裝置的停止處理開始之后，在所述被計(jì) 量的所述硫化合物的除去量的累計(jì)值達(dá)到了小于所述第1閾值的第2 閾值以上的情況下，進(jìn)行催促所述脫硫器的更換的工作。
9. 如權(quán)利要求8所述的氫生成裝置，其特征在于， 進(jìn)一步具備報(bào)告器，并且所述控制器被構(gòu)成為使用所述報(bào)告器來報(bào)告需要更換所述脫硫器的意思，作為催促所述脫硫器的更換的工作。
10. 如權(quán)利要求7所述的氫生成裝置，其特征在于，具備上限除去量信息取得器，取得與所述脫硫器的硫化合物的除去量的上限值相關(guān)的信息(以下稱為"上限除去量信息")；以及閾值設(shè)定器，根據(jù)所述取得的上限除去量信息設(shè)定所述第1閾值以及第2閾值中的至少一者。
11. 如權(quán)利要求7所述的氫生成裝置，其特征在于，具備硫濃度信息取得器，取得與所述原料中的硫濃度相關(guān)的信 息(以下稱為"硫濃度信息")；以及閾值設(shè)定器，根據(jù)所述所取得的硫濃度信息設(shè)定所述第1閾值以及第2閾值中的至少一者。
12. 如權(quán)利要求7所述的氫生成裝置，其特征在于，所述第2閾值是從所述第1閾值中減去與至少在氫生成裝置啟動(dòng) 時(shí)所需的原料的供給量的累計(jì)值相當(dāng)?shù)牧康牧蚧衔锏某チ慷玫?的值。
13. 如權(quán)利要求7所述的氫生成裝置，其特征在于，所述第2閾值是從所述第1閾值中減去下述總和而得到的值與 在氫生成裝置啟動(dòng)時(shí)所需的原料供給量的累計(jì)值相當(dāng)?shù)牧康牧蚧衔?的除去量、和小于與所述氫生成裝置運(yùn)行時(shí)的原料供給量的平均累計(jì) 值相當(dāng)?shù)牧康牧蚧衔锍チ康闹档目偤汀?br> 14. 如權(quán)利要求7所述的氫生成裝置，其特征在于， 所述控制器被構(gòu)成為在更換了所述脫硫器之后，將由所述計(jì)量器計(jì)量的硫化合物的除去量的累計(jì)量重新設(shè)定為0。
15. 如權(quán)利要求1所述的氫生成裝置，其特征在于， 所述控制器被構(gòu)成為在所述氫生成裝置運(yùn)行過程中用所述計(jì)量器計(jì)量的所述硫化合物的除去量的累計(jì)值達(dá)到所述第1閾值以上的情 況下，繼續(xù)所述氫生成裝置的運(yùn)行，之后，在該氫生成裝置停止的情 況下，不允許啟動(dòng)。
16. —種燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，具備上述1 15的任意一項(xiàng)所述的氫生成裝置和使用從所述氫生 成裝置供給的含氫氣體來進(jìn)行發(fā)電的燃料電池。
全文摘要
本發(fā)明的氫生成裝置(10)具備被供給原料并除去該原料中的硫化合物的脫硫器(7)、由通過該脫硫器(7)的原料生成含氫氣體的重整器(17)、計(jì)量由脫硫器(7)除去的硫化合物的量(以下稱為硫化合物除去量)的計(jì)量器(3)、控制器(40)；控制器(40)被構(gòu)成為在由計(jì)量器(3)計(jì)量的硫化合物的除去量的累計(jì)值達(dá)到第1閾值以上的時(shí)候，不允許下一次啟動(dòng)。
文檔編號(hào)C01B3/38GK101610974SQ20088000441
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者可兒幸宗, 脅田英延, 藤原誠(chéng)二 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社