固体电解质型燃料电池

摘要

本发明提供一种固体电解质型燃料电池，可使重整器小型化，并供给适量的燃料。本发明是一种通过由重整器(20)重整后的燃料和空气来进行发电的固体电解质型燃料电池(1)，其特征在于，具有：重整器；燃料供给部件(38)；重整用空气供给部件(44)；供水部件(28)，向重整器供水；燃料供给量检测传感器(132)，检测实际的燃料供给量；燃料电池模块(2)；及控制部件(110)，控制各供给部件，将目标量的燃料、重整用空气及水送入重整器，控制部件将燃料供给部件控制为，使燃料供给量与作为目标的燃料供给量一致，同时将燃料供给部件控制为，在向重整器供给重整用空气时，与未供给时相比，针对目标燃料供给量的燃料供给量的跟踪性变高。

权利要求

1.一种固体电解质型燃料电池，是通过由重整器重整后的燃料和空气来进行发电的固体电解质型燃料电池，其特征在于，具有：重整器，对燃料进行重整；

燃料供给部件，向该重整器供给燃料；

重整用空气供给部件，向上述重整器供给重整用空气；

供水部件，向上述重整器供水；

燃料供给量检测传感器，检测由上述燃料供给部件向上述重整器内供给的实际的燃料供给量；

燃料电池模块，通过在上述重整器内重整后的燃料进行发电；

及控制部件，控制上述燃料供给部件、上述重整用空气供给部件及上述供水部件，将目标量的燃料、重整用空气及水送入上述重整器，上述控制部件将上述燃料供给部件控制为，使由上述燃料供给量检测传感器检测出的实际的燃料供给量与作为目标的燃料供给量一致，同时将上述燃料供给部件控制为，在通过上述重整用空气供给部件向上述重整器供给重整用空气时，重整用空气供给量越大，则针对作为目标的燃料供给量的实际的燃料供给量的跟踪性越高。

2.根据权利要求1所述的固体电解质型燃料电池，其特征在于，还具有测定上述重整器内的压力的重整器压力传感器，上述控制部件将上述燃料供给部件控制为，由上述重整器压力传感器测定的重整器内的平均内压越高，则针对作为目标的燃料供给量的实际的燃料供给量的跟踪性越高。

3.根据权利要求1所述的固体电解质型燃料电池，其特征在于，上述供水部件构成为向上述重整器间歇地供水，上述控制部件将上述燃料供给部件控制为，重整用空气供给量越大，则针对作为目标的燃料供给量的实际的燃料供给量的跟踪性越高，另一方面将上述燃料供给部件控制为，在通过上述供水部件向上述重整器供水时，针对作为目标的燃料供给量的实际的燃料供给量的跟踪性变低。

说明书

固体电解质型燃料电池

技术领域

[0001] 本发明涉及一种固体电解质型燃料电池，尤其涉及一种通过由重整器重整后的燃料和空气来进行发电的固体电解质型燃料电池。

背景技术

[0002] 近年来，作为下一代能源，提出了各种可以使用燃料(氢气)和空气进行发电而得到电力的燃料电池与具备用于使该燃料电池运转的辅助设备类的燃料电池装置。

[0003] 日本国特开2008-53209号公报(专利文献1)中记载有通过重整器对燃料进行水蒸气重整，并通过所得到的氢气进行发电的燃料电池装置。

[0004] 专利文献1：日本国特开2008-53209号公报

发明内容

[0005] 在此，虽然在后面进行详述，但是在燃料电池装置起动时，首先，向重整器内供给燃料气体与重整用空气而进行部分氧化重整反应(POX)，之后，向重整器内供给燃料气体、重整用空气及水(纯水)，进行并用部分氧化重整反应(POX)与后述的水蒸气重整反应(SR)的自热重整反应(ATR)，之后，向重整器内供给燃料气体与水(纯水)，进行水蒸气重整反应(SR)。

[0006] 在燃料电池装置中，向重整器供给燃料气体的同时，如上所述，在进行部分氧化重整反应(POX)及自热重整反应(ATR)时，还向重整器供给重整用空气。

[0007] 在此，即使将向重整器供给燃料气体的燃料供给装置控制为一定，实际上导入到重整器的燃料供给量也依赖于重整器内的压力而发生变动。即，在与燃料气体一起将空气导入到重整器的状态下，由于因导入空气而导致重整器内的压力上升，所以变得难以向重整器内导入燃料气体。因此，存在如下问题，以在重整器内进行适当的重整的方式而设定的作为目标的燃料供给量和实际上所供给的燃料供给量产生偏差。实际上所供给的燃料供给量偏离目标值，重整用空气和燃料气体的平衡崩溃时，产生如下问题，在重整器内发生碳析出，这使重整器的催化剂的劣化显著加快。

[0008] 虽然这种重整器内的压力上升可通过增大重整器的容积而得到缓解，但是重整器大型化后，变得难以均匀地对其进行加热，存在容易在重整器内产生温度不均的问题。而且，使重整器大型化时，存在燃料电池的装置整体变为大型化的问题。

[0009] 或者，通过使向重整器内供给燃料气体的燃料供给装置为能够克服重整器内的压力上升而送入燃料气体的强力的装置，从而使燃料供给量不易受到重整器内的压力的影响，但是使燃料供给装置为强力的装置时，存在燃料供给装置大型化，同时价格昂贵的问题。

[0010] 本发明是为了解决上述问题而进行的，其目的在于提供一种固体电解质型燃料电池，可实现重整器的小型化，并供给适量的燃料气体。

[0011] 另外，在燃料电池装置中，在进行自热重整反应(ATR)及水蒸气重整反应(SR)时，如上所述，需要向重整器供给水(纯水)，尤其在供水量非常少的ATR区域中，需要连续地供给每分钟几毫升这样的非常微量的水。为了准确、稳定地供给这种极微量的水，必须使用特殊的泵。于是，为了供给该极少量的水，可以考虑使用脉冲泵，通过脉冲控制间歇地喷射并供给水。

[0012] 然而，在进行水蒸气重整时，所供给的水在重整器内蒸发，该水汽化时体积急剧地增大，因此，重整器内发生压力变动。另外，向重整器供给的水在重整器内的汽化器中蒸发，通过混合蒸发后的水蒸气和燃料气体，而在重整器内进行燃料气体的重整。在此，由于汽化器与重整器内进行重整的部分连通，所以因水蒸发而引起的汽化器内的压力上升影响到重整器内整体。其在重整器和汽化器分体构成时也发生同样的现象。

[0013] 燃料供给装置通常被控制为，测定实际的燃料供给量，对其进行反馈从而使燃料供给量与作为目标的燃料供给量一致。在此，为了提高针对目标燃料供给量的跟踪性而单纯地增大反馈增益时，引起如下问题，与向重整器内间歇地供水所引起的急剧的压力变化相对应，燃料供给量被不稳定地增减。

[0014] 即，压力上升时燃料供给量检测传感器检测出燃料气体的供给量小于目标值的状态，随后，判断为燃料气体处于不足，从而进行对燃料气体进行追加供给的增量控制。但是，由于实际上压力在下一个瞬间下降所以变为容易供给燃料气体的状态，因此，尽管原本不需要上述不足部分的燃料增加而还是进行了供给，结果产生了燃料气体过剩供给的问题。

[0015] 本发明的第2目的在于提供一种固体电解质型燃料电池，即使在伴随着上述水的间歇导入而发生重整器内的压力变动时，也能够稳定地供给适量的燃料气体。

[0016] 为了解决上述课题，本发明是一种通过由重整器重整后的燃料和空气来进行发电的固体电解质型燃料电池，其特征在于，具有：重整器，对燃料进行重整；燃料供给部件，向该重整器供给燃料；重整用空气供给部件，向重整器供给重整用空气；供水部件，向重整器供水；燃料供给量检测传感器，检测由燃料供给部件向重整器内供给的实际的燃料供给量；燃料电池模块，通过在重整器内重整后的燃料进行发电；及控制部件，控制燃料供给部件、重整用空气供给部件及供水部件，将目标量的燃料、重整用空气及水送入重整器，控制部件将燃料供给部件控制为，使由燃料供给量检测传感器检测出的实际的燃料供给量与作为目标的燃料供给量一致，同时将燃料供给部件控制为，在通过重整用空气供给部件向重整器供给重整用空气时，重整用空气供给量越大，则针对作为目标的燃料供给量的实际的燃料供给量的跟踪性越高。

[0017] 在如此构成的本发明中，控制部件控制燃料供给部件、重整用空气供给部件及供水部件，向重整器供给燃料、重整用空气、水。而且，燃料供给量检测传感器检测出向重整器内供给的实际的燃料供给量，控制部件控制燃料供给部件，使所检测出的实际的燃料供给量与作为目标的燃料供给量一致。该控制部件将燃料供给部件控制为，在向重整器供给重整用空气时，与未供给重整用空气时相比，针对作为目标的燃料供给量的实际的燃料供给量的跟踪性变高。

[0018] 根据如此构成的本发明，在向重整器供给重整用空气的状态下，提高燃料供给量的跟踪性。其结果，根据本发明，向因导入重整用空气而使压力上升从而难以导入燃料的重整器内实际导入的燃料供给量快速地跟踪作为目标的燃料供给量，能够使燃料准确地流入重整器内。另一方面，在未供给重整用空气的区域中，降低跟踪性，可避免伴随着压力变动而在燃料供给中发生波动现象。由此，可抑制因在重整器内发生碳析出等而导致重整器劣化。

[0019] 在本发明中，优选控制部件将燃料供给部件控制为，重整用空气供给量越大，则针对作为目标的燃料供给量的实际的燃料供给量的跟踪性越高。

[0020] 根据如此构成的本发明，向重整器大量供给重整用空气的状态与重整用空气的供给量较少的状态相比，使燃料供给量的跟踪性提高。其结果，根据重整用空气的导入量，准确地变更燃料供给量的跟踪性，可以更确实地防止燃料不足或供给过剩。

[0021] 在本发明中，优选还具有测定重整器内的压力的重整器压力传感器，控制部件将燃料供给部件控制为，由重整器压力传感器测定的重整器内的平均内压越高，则针对作为目标的燃料供给量的实际的燃料供给量的跟踪性越高。

[0022] 根据如此构成的本发明，燃料供给量的控制根据重整器内的压力而进行变更。其结果，根据本发明，重整器内的平均压力高时，则燃料供给量的跟踪性更加提高。重整器内的平均压力除重整用空气的导入量以外，还受重整器劣化所引起的孔眼堵塞等影响。根据本发明，还能够与上述主要原因所引起的重整器内的压力上升相对应，适当地控制燃料供给量。

[0023] 在本发明中，优选供水部件构成为向重整器间歇地供水，控制部件将燃料供给部件控制为，重整用空气供给量越大，则针对作为目标的燃料供给量的实际的燃料供给量的跟踪性越高，另一方面将燃料供给部件控制为，在通过供水部件向重整器供水时，针对作为目标的燃料供给量的实际的燃料供给量的跟踪性变低。

[0024] 根据如此构成的本发明，由于供水部件向重整器间歇地供水，所以可以使用廉价的供水部件来供给微小流量的水。而且，根据如此构成的本发明，重整用空气的导入量越多，则使针对目标燃料供给量的跟踪性越高，另一方面，在向重整器间歇地供水的状态下使针对目标燃料供给量的跟踪性降低。其结果，根据本发明，能够在重整用空气的导入量较多，重整器内的压力较高的状态下，提高燃料供给量的跟踪性从而进行确实的燃料供给，同时在间歇地导入水从而引起压力急剧变化的状态下，降低燃料供给量的跟踪性从而避免燃料的过剩供给。

[0025] 根据本发明的固体电解质型燃料电池，可以实现重整器的小型化，并向重整器供给适量的燃料。

附图说明

[0026] 图1是表示本发明一个实施方式的燃料电池装置的整体结构图。

[0027] 图2是表示本发明一个实施方式的燃料电池装置的燃料电池模块的正面剖视图。

[0028] 图3是沿图2的III-III线的剖视图。

[0029] 图4是表示本发明一个实施方式的燃料电池装置的燃料电池单电池单元的局部剖视图。

[0030] 图5是表示本发明一个实施方式的燃料电池装置的燃料电池电堆的立体图。

[0031] 图6是表示本发明一个实施方式的燃料电池装置的框图。

[0032] 图7是表示本发明一个实施方式的燃料电池装置起动时的动作的时间图。

[0033] 图8是表示本发明实施方式的变形例的燃料电池装置起动时的动作的时间图。

[0034] 图9是表示本发明一个实施方式的燃料电池装置的供水装置的概要图。

[0035] 图10是表示本发明一个实施方式的用于控制燃料电池装置的燃料、水及重整用空气的供给量的控制内容的流程图。

[0036] 图11是表示本发明一个实施方式的在ATR区域中的重整器内状态等的时间图。

[0037] 符号说明

[0038] 1-固体电解质型燃料电池；2-燃料电池模块；4-辅助设备单元；10-发电室；12-燃料电池单电池集合体；14-燃料电池电堆；16-燃料电池单电池单元；18-燃烧室；
20-重整器；22-空气用换热器；24-供水源；26-纯水箱；28-水流量调节单元；30-燃料供给源；38-燃料流量调节单元；40-空气供给源；44-重整用空气流量调节单元；52-控制箱；
83-点火装置；84-燃料电池单电池；110-控制部(控制部件)；130-重整用空气流量传感器；132-燃料流量传感器(燃料供给量检测传感器)；134-水流量传感器；138-压力传感器(重整器压力传感器)；142-发电室温度传感器；144-燃烧室温度传感器；148-重整器温度传感器；152-水箱；154-泵；156-RO膜(反浸透膜)；160-脉冲泵。

具体实施方式

[0039] 下面，参照附图说明本发明实施方式的固体电解质型燃料电池(以下称为“SOFC”或“燃料电池装置”)。

[0040] 图1是表示本发明一个实施方式的SOFC的整体结构图。如该图1所示，本发明一个实施方式的SOFC1具备燃料电池模块2和辅助设备单元4。

[0041] 燃料电池模块2具备壳体6，在该壳体6的内部隔着绝热材料(未图示，但是绝热材料不是必需的结构，没有也是可以的)形成有密封空间8。另外，也可以不设置绝热材料。在该密封空间8的下方部分即发电室10配置有利用燃料气体和氧化剂(空气)进行发电反应的燃料电池单电池集合体12。该燃料电池单电池集合体12具备10个燃料电池电堆
14(参照图5)，该燃料电池电堆14由16根燃料电池单电池单元16(参照图4)构成。如此，燃料电池单电池集合体12具有160根燃料电池单电池单元16，这些燃料电池单电池单元16全部串联连接。

[0042] 在燃料电池模块2的密封空间8的上述发电室10的上方形成有燃烧室18，发电反应中未使用的剩余的燃料气体和剩余的氧化剂(空气)在该燃烧室18内燃烧，生成排放气体。

[0043] 而且，在该燃烧室18的上方配置有对燃料气体进行重整的重整器20，利用上述剩余气体的燃烧热量将重整器20加热至可进行重整反应的温度。而且，在该重整器20的上方配置有用于接收燃烧热量以加热空气的空气用换热器22。

[0044] 接下来，辅助设备4具备：纯水箱26，贮存来自水管等供水源24的水并通过过滤器使其成为纯水；及水流量调节单元28(由电动机驱动的“水泵”等)，调节从该贮水箱供给的水的流量。而且，辅助设备4具备：气体截止阀32，截断从城市煤气等的燃料供给源30供给的燃料气体；脱硫器36，用于从燃料气体除去硫磺；及燃料流量调节单元38(由电动机驱动的“燃料泵”等)，调节燃料气体的流量。辅助设备4还具备：截断从空气供给源40供给的氧化剂即空气的电磁阀42；调节空气流量的重整用空气流量调节单元44(由电动机驱动的“空气鼓风机”等)及发电用空气流量调节单元45(由电动机驱动的“空气鼓风机”等)；加热向重整器20供给的重整用空气的第1加热器46；及加热向发电室供给的发电用空气的第2加热器48。虽然为了高效地进行起动时的升温而设置这些第1加热器46与第2加热器48，但是也可以省略。

[0045] 接下来，在燃料电池模块2上连接有温水制造装置50，向其供给排放气体。向该温水制造装置50供给来自供水源24的自来水，该自来水利用排放气体的热量成为温水，以供给未图示的外部供热水器的贮热水箱。

[0046] 而且，在燃料电池模块2上安装有控制箱52，其用于控制燃料气体的供给量等。

[0047] 而且，在燃料电池模块2上连接有电力取出部(电力转换部)即逆变器54，其用于向外部供给由燃料电池模块发出的电力。

[0048] 接下来，根据图2及图3，说明本发明实施方式的SOFC的燃料电池模块的内部结构。图2是表示本发明一个实施方式的SOFC的燃料电池模块的正面剖视图，图3是沿图2的III-III线的剖视图。

[0049] 如图2及图3所示，在燃料电池模块2的壳体6的密封空间8内，如上所述，从下方依次配置有燃料电池单电池集合体12、重整器20、空气用换热器22。

[0050] 重整器20安装有用于向其上游端侧导入纯水的纯水导入管60和用于导入将要重整的燃料气体和重整用空气的被重整气体导入管62，而且，在重整器20的内部从上游侧依次形成有蒸发部20a和重整部20b，在重整部20b填充有重整催化剂。导入该重整器20的混合有水蒸气(纯水)的燃料气体及空气通过填充在重整器20内的重整催化剂而被重整。作为重整催化剂适合使用在氧化铝的球体表面赋予镍的物质，或在氧化铝的球体表面赋予钌的物质。

[0051] 在该重整器20的下游端侧连接有燃料气体供给管64，该燃料气体供给管64向下方延伸，进而在形成于燃料电池单电池集合体12下方的分流器66内水平延伸。在燃料气体供给管64的水平部64a的下方面形成有多个燃料供给孔64b，从该燃料供给孔64b向分流器66内供给重整后的燃料气体。

[0052] 在该分流器66的上方安装有用于支撑上述燃料电池电堆14的具备贯穿孔的下支撑板68，分流器66内的燃料气体被供给到燃料电池单电池单元16内。

[0053] 接下来，在重整器20的上方设置有空气用换热器22。该空气用换热器22在上游侧具备空气汇集室70，在下游侧具备2个空气分配室72，这些空气汇集室70和空气分配室72通过6个空气流路管74连接。在此，如图3所示，3个空气流路管74成为一组(74a、74b、74c、74d、74e、74f)，空气汇集室70内的空气从各组空气流路管74流入各自的空气分配室72。

[0054] 在空气用换热器22的6个空气流路管74内流动的空气利用在燃烧室18燃烧而上升的排放气体进行预热。

[0055] 在各个空气分配室72上连接有空气导入管76，该空气导入管76向下方延伸，其下端侧与发电室10的下方空间连通，向发电室10导入预热后的空气。

[0056] 接下来，在分流器66的下方形成有排放气体室78。而且，如图3所示，在沿壳体6长度方向的面即前面6a和后面6b的内侧，形成有在上下方向上延伸的排放气体通路80，该排放气体通路80的上端侧与配置有空气用换热器22的空间连通，下端侧与排放气体室78连通。而且，在排放气体室78的下面大致中央连接有排放气体排出管82，该排放气体排出管82的下游端连接于图1所示的上述温水制造装置50。

[0057] 如图2所示，用于使燃料气体和空气开始燃烧的点火装置83设置于燃烧室18。

[0058] 下面，根据图4对燃料电池单电池单元16进行说明。图4是表示本发明一个实施方式的SOFC的燃料电池单电池单元的局部剖视图。

[0059] 如图4所示，燃料电池单电池单元16具备燃料电池单电池84和分别连接于该燃料电池单电池84的上下方向端部的内侧电极端子86。

[0060] 燃料电池单电池84是在上下方向上延伸的管状结构体，具备在内部形成燃料气体流路88的圆筒形内侧电极层90、圆筒形外侧电极层92、位于内侧电极层90和外侧电极层92之间的电解质层94。该内侧电极层90是燃料气体经过的燃料极，为(-)极，另一方面，外侧电极层92是与空气接触的空气极，为(+)极。

[0061] 由于安装在燃料电池单电池单元16的上端侧和下端侧的内侧电极端子86为相同结构，所以在此具体地说明安装于上端侧的内侧电极端子86。内侧电极层90的上部90a具备相对于电解质层94和外侧电极层92露出的外周面90b和上端面90c。内侧电极端子86隔着导电性密封材料96与内侧电极层90的外周面90b连接，而且，通过与内侧电极层90的上端面90c直接接触而与内侧电极层90电连接。在内侧电极端子86的中心部形成有与内侧电极层90的燃料气体流路88连通的燃料气体流路98。

[0062] 内侧电极层90例如由Ni和掺杂有从Ca或Y、Sc等稀土类元素中选择的至少一种元素的氧化锆的混合体、Ni和掺杂有从稀土类元素中选择的至少一种元素的二氧化铈的混合体、Ni和掺杂有从Sr、Mg、Co、Fe、Cu中选择的至少一种元素的镓酸镧的混合体中的至少一种形成。

[0063] 电解质层94例如由掺杂有从Y、Sc等稀土类元素中选择的至少一种元素的氧化锆、掺杂有从稀土类元素中选择的至少一种元素的二氧化铈、掺杂有从Sr、Mg中选择的至少一种元素的镓酸镧中的至少一种形成。

[0064] 外侧电极层92例如由掺杂有从Sr、Ca中选择的至少一种元素的锰酸镧、掺杂有从Sr、Co、Ni、Cu中选择的至少一种元素的铁酸镧、掺杂有从Sr、Fe、Ni、Cu中选择的至少一种元素的钴酸镧、银等中的至少一种形成。

[0065] 下面，根据图5对燃料电池电堆14进行说明。图5是表示本发明一个实施方式的SOFC的燃料电池电堆的立体图。

[0066] 如图5所示，燃料电池电堆14具备16根燃料电池单电池单元16，这些燃料电池单电池单元16的下端侧及上端侧分别被陶瓷制下支撑板68及上支撑板100支撑。在这些下支撑板68及上支撑板100上分别形成有内侧电极端子86可贯穿的贯穿孔68a及100a。

[0067] 而且，在燃料电池单电池单元16上安装有集电体102及外部端子104。该集电体102由与安装于燃料极即内侧电极层90的内侧电极端子86电连接的燃料极用连接部102a和与空气极即外侧电极层92的外周面整体电连接的空气极用连接部102b一体地形成。空气极用连接部102b由在外侧电极层92的表面沿上下方向延伸的铅垂部102c和从该铅垂部102c沿外侧电极层92的表面在水平方向上延伸的很多水平部102d形成。而且，燃料极用连接部102a从空气极用连接部102b的铅垂部102c朝向燃料电池单电池单元16的位于上下方向的内侧电极端子86，向斜上方或斜下方直线延伸。

[0068] 而且，在位于燃料电池电堆14一端(图5中左端的里侧及跟前侧)的2个燃料电池单电池单元16的上侧端及下侧端的内侧电极端子86上分别连接有外部端子104。这些外部端子104与位于邻接的燃料电池电堆14一端的燃料电池单电池单元16的外部端子104(未图示)连接，如上上述，160根燃料电池单电池单元16全部串联连接。

[0069] 下面，根据图6对安装于本实施方式的SOFC的传感器类等进行说明。图6是表示本发明一个实施方式的SOFC的框图。

[0070] 如图6所示，固体电解质型燃料电池1具备控制部件即控制部110，该控制部110连接有：操作装置112，具备用于使用者操作的“开”、“关”等操作按钮；显示装置114，用于显示发电输出值(瓦特数)等的各种数据；及警报装置116，在异常状态时等发出警报(warning)。另外，该警报装置116也可以是与位于远距离地点的管理中心连接，向该管理中心通知异常状态的形式。

[0071] 接下来，向控制部110输入来自以下说明的各种传感器的信号。

[0072] 首先，可燃气体检测传感器120是用于检测气体泄漏的元件，安装于燃料电池模块2及辅助设备单元4。

[0073] CO检测传感器122是用于检测原本经过排放气体通路80等向外部排出的排放气体中的CO是否泄漏在覆盖燃料电池模块2及辅助设备单元4的外部壳体(未图示)中的元件。

[0074] 热水贮存状态检测传感器124是用于检测未图示的供热水器的热水温度、水量等的元件。

[0075] 电力状态检测传感器126是用于检测逆变器54及配电板(未图示)的电流及电压等的元件。

[0076] 发电用空气流量检测传感器128是用于检测向发电室10供给的发电用空气的流量的元件。

[0077] 重整用空气流量传感器130是用于检测向重整器20供给的重整用空气的流量的元件。

[0078] 燃料供给量检测传感器即燃料流量传感器132是用于检测向重整器20供给的燃料气体的流量的元件。

[0079] 水流量传感器134是用于检测向重整器20供给的纯水(水蒸气)的流量的元件。

[0080] 水位传感器136是用于检测纯水箱26的水位的元件。

[0081] 重整器压力传感器即压力传感器138是用于检测重整器20的外部上游侧的压力的元件。

[0082] 排气温度传感器140是用于检测流入温水制造装置50的排放气体的温度的元件。

[0083] 如图3所示，发电室温度传感器142设置在燃料电池单电池集合体12附近的前面侧和背面侧，是用于检测燃料电池电堆14附近的温度，从而推断燃料电池电堆14(即燃料电池单电池84自身)的温度的元件。

[0084] 燃烧室温度传感器144是用于检测燃烧室18的温度的元件。

[0085] 排放气体室温度传感器146是用于检测排放气体室78的排放气体的温度的元件。

[0086] 重整器温度传感器148是用于检测重整器20的温度的元件，根据重整器20的入口温度和出口温度计算出重整器20的温度。

[0087] 外气温度传感器150是当固体电解质型燃料电池(SOFC)配置在室外时用于检测外气温度的元件。而且，也可以设置测定外气湿度等的传感器。

[0088] 来自这些传感器类的信号发送至控制部110，控制部110根据基于这些信号的数据，向水流量调节单元28、燃料流量调节单元38、重整用空气流量调节单元44、发电用空气流量调节单元45发送控制信号，以控制这些单元的各流量。

[0089] 而且，控制部110向逆变器54发送控制信号，以控制电力供给量。

[0090] 下面，根据图7说明本实施方式的SOFC起动时的动作。图7是表示本发明一个实施方式的SOFC起动时的动作的时间图。

[0091] 首先，说明本实施方式的SOFC的起动时的概要。SOFC在起动时，经过对燃料气体进行点火的燃烧运行、部分氧化重整反应(POX)、自热重整反应(ATR)、水蒸气重整反应(SR)而转向发电运行。

[0092] 在此，在部分氧化重整反应(POX)区域中，向重整器20供给燃料气体与重整用空气，在重整器20中，进行式(1)所示的部分氧化重整反应POX。由于该部分氧化重整反应POX是发热反应，所以起动性良好。

[0093] CmHn+xO2→aCO2+bCO+cH2 (1)

[0094] 下面，自热重整反应ATR为并用上述的部分氧化重整反应POX与后述的水蒸气重整反应SR的区域，具有：供水量少的自热重整反应ATR1；及在该ATR1之后运行且供水量多于ATR1的自热重整反应ATR2。在这些ATR1与ATR2的区域中，向重整器20供给燃料气体、重整用空气及水，在重整器20中，进行式(2)所示的自热重整反应ATR(ATR1、ATR2)。由于该自热重整反应ATR可取得热量内部平衡，所以在重整器20内在热量自足的状态下进行反应。

[0095] CmHn+xO2+yH2O→aCO2+bCO+cH2 (2)

[0096] 下面，水蒸气重整反应SR具有：燃料气体及水的供给量多的水蒸气重整反应SR1；及在该SR1之后运行且燃料气体及水的供给量少于SR1的水蒸气重整反应SR2。在这些SR1与SR2的区域中，向重整器20供给燃料气体与水(停止重整用空气的供给)，在重整器20中，进行式(3)所示的水蒸气重整反应SR(SR1、SR2)。由于该水蒸气重整反应SR是吸热反应，所以在与来自燃烧室18的燃烧热量取得热平衡的同时进行反应。

[0097] CmHn+xH2O→aCO2+bCO+cH2 (3)

[0098] 下面，根据图7对在上述燃烧运行、部分氧化重整反应(POX)、自热重整反应(ATR)、水蒸气重整反应(SR)各区域中的燃料气体、重整用空气、水的供给进行详细说明。

[0099] 在图7的时刻t0，使固体电解质型燃料电池1起动时，由重整用空气供给部件即重整用空气流量调节单元44及发电用空气供给部件即发电用空气流量调节单元45向燃料电池模块2供给重整用空气及发电用空气。

[0100] 另外，在本实施方式中，在时刻t0开始供给的重整用空气的供给量为10L/min，发电用空气的供给量为100L/min。

[0101] 之后，在时刻t1，燃料供给部件即燃料流量调节单元38开始向重整器20供给燃料气体。送入各燃料电池单电池单元16内的燃料及重整用空气分别从各燃料电池单电池单元16的上端流出。另外，在本实施方式中，在时刻t1开始供给的燃料气体的供给量设定为6L/min。

[0102] 而且，在时刻t2，点火装置83对从燃料电池单电池单元16流出的燃料进行点火。由此，燃料在燃烧室18内燃烧，在加热配置在其上方的重整器20的同时，燃烧室18、发电室10及配置在其中的燃料电池电堆14的温度也上升(图7的时刻t2～t3)。通过加热重整器20，当重整器20的温度上升至300℃左右时，在重整器20内发生部分氧化重整反应(POX)(图7的时刻t3)。由于部分氧化重整反应是发热反应，所以重整器20由于部分氧化重整反应的发生还被该反应热量加热(POX1区域)。

[0103] 当温度进一步上升使重整器20的温度达到350℃时，在减少燃料供给量的同时，增加重整用空气供给量(图7的时刻t4)。由此，燃料供给量变更为5L/min，重整用空气供给量变更为18L/min。这些供给量是用于发生部分氧化重整反应所适当的供给量。即，在部分氧化重整反应开始发生的初期的温度区域中，通过多供给燃料，在形成燃料确实地被点火的状态的同时，维持该供给量来使点火稳定(POX1区域)。而且，在稳定地被点火而温度上升后，作为用于发生部分氧化重整反应所需的充分的燃料供给量，抑制燃料的浪费(POX2区域)。

[0104] 之后，在图7的时刻t5，当重整器20的温度达到600℃以上，且燃料电池单电池单元16的温度达到250℃以上时，在减少重整用空气供给量的同时，供水部件即水流量调节单元28开始供水。由此，重整用空气供给量变更为8L/min，供水量变为2cc/min(ATR1区域)。通过向重整器20内导入水(水蒸气)，在重整器20内还发生水蒸气重整反应。即，在ATR1区域下，发生混合有部分氧化重整反应与水蒸气重整反应的自热重整(ATR)。

[0105] 而且，在图7的时刻t6，当重整器20的温度达到600℃以上，且燃料电池单电池单元16的温度达到400℃以上时，减少燃料供给量。而且，在减少重整用空气供给量的同时，增加供水量。由此，燃料供给量变更为4L/min，重整用空气供给量变更为4L/min，供水量变为3cc/min(ATR2区域)。通过减少重整用空气供给量并增加供水量，在重整器20内，部分氧化重整反应的比率减少，水蒸气重整反应的比率增加。

[0106] 之后，在图7的时刻t7，当重整器20的温度达到650℃以上，且燃料电池单电池单元16的温度达到600℃以上时，停止供给重整用空气。而且，在减少燃料供给量的同时，增加供水量。由此，燃料供给量变更为3L/min，供水量变更为8cc/min(SR1区域)。通过停止供给重整用空气，在重整器20内，不再发生部分氧化重整反应，仅发生水蒸气重整反应(SR)。

[0107] 而且，在图7的时刻t8，当重整器20的温度达到650℃以上，且燃料电池单电池单元16的温度达到700℃以上时，在减少燃料供给量的同时，使供水量也减少。而且，使发电用空气的供给量也减少。由此，燃料供给量变更为发电待机燃料供给量即2.3L/min，供水量变更为6.3cc/min，发电用空气供给量变更为80L/min(SR2区域)。

[0108] 此后，从燃料电池模块2向逆变器54输出电力，开始发电(图7的时刻t9)。根据要求电力来决定、供给在发电开始后的燃料供给量、发电用空气供给量及供水量。

[0109] 下面，根据图8对本实施方式变形例的SOFC的起动时的动作进行说明。图8是表示本发明实施方式的变形例的SOFC起动时的动作的时间图。

[0110] 如该图8所示，在该本实施方式的变形例中，自热重整反应(ATR)不具有称为ATR1与ATR2的2个区域，在该ATR区域中，发电用空气、燃料、水、重整用空气各自的供给量不发生变化，而将一定量向重整器20进行供给。

[0111] 而且，水蒸气重整反应(SR)也不具有称为SR1与SR2的2个区域，在该SR区域中，发电用空气、燃料、水各自的供给量不发生变化，而将一定量向重整器20进行供给。

[0112] 下面，根据图9对本实施方式的供水装置(水流量调节单元28)进行详细说明。图9是表示本发明一个实施方式的SOFC的供水装置的概要图。

[0113] 如图9所示，供水装置(水流量调节单元28)具备：暂时储存自来水的水箱152；供水泵154；用于净化该被供给的水而生成纯水的RO膜(反浸透膜)156；暂时储存所生成的纯水的纯水箱26；及通过脉冲控制将该纯水间歇地向燃料电池模块2的重整器20供给的脉冲泵160。另外，也具备用于防止水及纯水冻结的换热器162、加热器164。

[0114] 下面，根据图10对本实施方式的在POX(POX1、POX2)区域、ATR(ATR1、ATR2)区域、SR(SR1、SR2)区域及发电区域中的燃料、水及重整用空气的供给量的控制内容进行说明。图10是表示本发明一个实施方式的用于控制燃料电池装置中的燃料、水及重整用空气的供给量的控制内容的流程图。在图10中，S表示各步骤。

[0115] 首先，在燃料电池装置起动时，在S1中，判断是否是POX区域。如上所述，如果重整器20的温度为300℃以上，则判断为POX区域。如果是POX区域，则进入S2，在S2中，如果重整器20的温度为350℃以下，则由于是POX1区域，因此进入S3。在S3中，设定POX1区域中的控制增益。对于燃料，将燃料供给部件即燃料流量调节单元38的控制增益τa设定为与基准的控制增益τa1相同的值(τa＝τa1)。对于重整用空气，将重整用空气供给部件即重整用空气流量调节单元44的控制增益τb设定为与基准的控制增益τb1相同的值(τb＝τb1)。另外，在POX区域中不向重整器20供水。而且，用于使燃料供给量、重整用空气供给量分别跟踪目标值的控制增益为，使其增加时，针对目标值变化的跟踪性变高，偏离目标值时返回目标值的速度变快。而且，使控制增益减少时，针对目标值变化的跟踪性变低，燃料供给量、重整用空气供给量的变化变缓。

[0116] 接下来，在S2中，判断为不是POX1区域时，进入S4，在S4中，设定POX2区域中的控制增益。对于燃料，将燃料供给部件即燃料流量调节单元38的控制增益τa设定为高于基准的控制增益τa1的值(τa＝τa1×1.5)。对于重整用空气，将重整用空气供给部件即重整用空气流量调节单元44的控制增益τb设定为高于基准的控制增益τb1的值(τb＝τb1×1.5)。

[0117] 接下来，在S1中，在判断为不是POX区域时进入S5，并判断是否是ATR区域。如上所述，如果重整器20的温度为600℃以上，并且燃料电池单电池单元16的温度(＝发电室温度)为250℃以上，600℃以下，则判断为ATR区域，进入S6。在S6中，如果重整器20的温度为600℃以上，并且燃料电池单电池单元16的温度(＝发电室温度)为250℃以上400℃以下，则判断为ATR1区域，进入S7。

[0118] 在S7中，设定ATR1区域中的控制增益。即，对于燃料，将燃料供给部件即燃料流量调节单元38的控制增益τa设定为低于基准的控制增益τa1的较小值(τa＝τa1×0.6)。对于重整用空气，同样将重整用空气供给部件即重整用空气流量调节单元44的控制增益τb设定为低于基准的控制增益τb1的较小值(τb＝τb1×0.9)。而且，对于水，也同样将供水部件即水流量调节单元28的控制增益τc设定为低于基准的控制增益τc1的较小值(τc＝τc1×0.8)。这样，在ATR1区域中，降低燃料的控制增益，以便抑制由于伴随供水的压力变动的主要原因而供给过剩燃料等的影响，并与此相应地也降低燃料控制增益以外的增益，将影响最大的燃料控制增益τa的降低量设定为大于重整空气及水的控制增益的降低量。

[0119] 另一方面，在S6中，判断为不是ATR1区域时，进入S8。即，重整器20的温度为600℃以上，并且燃料电池单电池单元16的温度(＝发电室温度)为400℃以上，则由于不是ATR1区域而是ATR2区域，所以进入S8。

[0120] 在S8中，设定ATR2区域中的控制增益。即，对于燃料，将燃料供给部件即燃料流量调节单元38的控制增益τa设定为低于基准的控制增益τa1的较小值(τa＝τa1×0.7)。对于重整用空气，同样将重整用空气供给部件即重整用空气流量调节单元44的控制增益τb设定为低于基准的控制增益τb1的较小值(τb＝τb1×0.9)。而且，对于水，也同样将供水部件即水流量调节单元28的控制增益τc设定为低于基准的控制增益τc1的较小值(τc＝τc1×0.9)。这样，在ATR2区域中，将燃料控制增益的降低量设定为大于重整空气及水的控制增益的降低量。而且，使ATR2区域的燃料控制增益及水的控制增益的降低量与ATR1区域的燃料控制增益的降低量相比更缓和地变小。这是与在供水量增加的同时压力变动的主要原因被缓和相对应的。

[0121] 接下来，在S5中，在判断为不是ATR区域时进入S9，并判断是否是SR区域。如上所述，在重整器20的温度为650℃以上，并且燃料电池单电池单元16的温度(＝发电室温度)为600℃以上时，由于是SR区域，所以进入S10，并设定SR1与SR2区域的控制增益。对于燃料，将燃料供给部件即燃料流量调节单元38的控制增益τa设定为低于基准的控制增益τa1的较小值(τa＝τa1×0.9)。对于水，将供水部件即水流量调节单元28的控制增益τc设定为与基准的控制增益τc1相同的值(τc＝τc1)。另外，在SR1及SR2区域中，不供给重整用空气。

[0122] 接下来，在S9中，在判断为不是SR区域时，由于是发电运行区域，所以进入S11。在S11中，判断发电室10及重整器20的温度是否达到了可发电的温度。在已达到可发电的温度时，进入S12，在S12中，对于燃料，将燃料供给部件即燃料流量调节单元38的控制增益τa设定为与基准的控制增益τa1相同的值(τa＝τa1)。对于水，也同样将供水部件即水流量调节单元28的控制增益τc设定为与基准的控制增益τc1相同的值(τc＝τc1)。

[0123] 接下来，进入S13，在S13中，通过修正系数Ca对上述S1、S4、S7、S8、S10或S12中设定的针对燃料的控制增益τa进行修正(τa＝τa×Ca)。修正系数Ca是根据由重整器压力传感器即压力传感器138检测出的重整器20内的平均压力而决定的系数，在本实施方式中设定为，在重整器20内的压力5kPa时为1，与压力上升成比例地增加，在压力20kPa时为2。

[0124] 接下来，进入S14，在S14中，分别以设定的控制增益控制燃料流量调节单元38、重整用空气流量调节单元44及水流量调节单元28而向重整器20供给燃料、重整用空气、及水。

[0125] 下面，再次参照图7对在本实施方式的从POX区域转向ATR区域时及从ATR区域转向SR区域时等的燃料、重整用空气及水的供给量(目标供给量)的变更量进行说明。

[0126] 首先，在从ATR1转向ATR2时(图7的时刻t6)及从ATR2转向SR1时(图7的时刻t7)，燃料的供给量(目标供给量)分别变更为降低到目标供给量。从ATR1转向ATR2时的燃料向目标供给量变更的单位时间变更量(目标值变更增益)是小于从ATR2转向SR1时的值。具体而讲，在图7中，用A表示的单位时间变更量是小于用B表示的单位时间变更量的值(倾斜缓慢)。

[0127] 接下来，首先在从POX转向ATR1时(图7的时刻t5)及从ATR1转向ATR2时(图7的时刻t6)，供水量(目标供给量)分别增加到目标供给量。从ATR1转向ATR2时的水向目标供给量变更的单位时间变更量(目标值变更增益)是小于从POX转向ATR1时的值。具体而讲，在图7中，用D表示的单位时间变更量是小于用C表示的单位时间变更量的值(倾斜缓慢)。

[0128] 而且，在从ATR2转向SR1时(图7的时刻t7)，供水量(目标供给量)变更为增加到目标供给量。从ATR1转向ATR2时的水向目标供给量变更的单位时间变更量(目标值变更增益)是小于从ATR2转向SR1时的值。具体而讲，在图7中，用D表示的单位时间变更量是小于用E表示的单位时间变更量的值(倾斜缓慢)。

[0129] 接下来，在从ATR1转向ATR2时(图7的时刻t6)及从ATR2转向SR1时(图7的时刻t7)，重整用空气的供给量(目标供给量)分别变更为降低到目标供给量。从ATR1转向ATR2时的燃料向目标供给量变更的单位时间变更量(目标值变更增益)是小于从ATR2转向SR1时的值。具体而讲，在图7中，用F表示的单位时间变更量是小于用G表示的单位时间变更量的值(倾斜缓慢)。

[0130] 接下来，参照图7至图11说明上述的本实施方式的燃料电池装置的作用(动作)。图11是表示本发明一个实施方式的在ATR区域中的重整器内状态等的时间图。

[0131] 首先，以往，在供水量非常少的ATR区域中，虽然为了正确、稳定地供给每分钟数毫升这样的极微量的水，必须使用高价的特殊的泵，但是在本实施方式中，由于如图10所示地代替现有的高价的特殊的泵而使用脉冲泵160，通过脉冲控制来间歇地向重整器20供水，所以可采用构造简单且廉价的泵，而且控制也实现了简易的脉冲控制。

[0132] 接下来，在本实施方式中，如图10所示，在ATR1及ATR2区域中，将燃料供给部件即燃料流量调节单元38的控制增益τa设定为低于基准的控制增益τa1的较小值(τa＝τa1×0.6及τa＝τa1×0.7)。所以在ATR区域中，向重整器20内供给燃料时，使燃料供给量针对目标供给量的跟踪性降低。

[0133] 通过图11，说明在此时的ATR(ATR1及ATR2)区域中的重整器内的状态。

[0134] 首先，对于供水，通过供水部件即水流量调节单元28的脉冲泵160，根据脉冲状的供水控制信号来间歇地将极少量的水向重整器20内供给。由于该水在重整器内成为水蒸气，所以重整器20内的压力在供水后紧接着上升。由于该重整器内的压力上升，变得燃料难以向重整器20内供给。所以，在图11中，像作为燃料供给量(对比例：使用基准的控制增益)所表示的那样，由燃料供给量检测传感器检测出在压力上升时燃料的供给量少于目标值的状态，在此之后紧接着判断为燃料不足并进行追加供给燃料的增量控制。但是，实际上由于压力在接下来的瞬间降低而成为燃料易于供给的状态，所以尽管本来并不需要不足部分的燃料增加却进行了供给，其结果，造成燃料气体的过剩供给。

[0135] 为了防止这样的作为燃料供给量的对比例所表示的燃料的过剩供给，在本实施方式中，像在图11中作为燃料供给量(本实施方式)所表示的那样，由于在ATR区域中，通过降低燃料供给部件即燃料流量调节单元38的控制增益来对目标供给量产生跟踪滞后，所以可以防止燃料的过剩供给，燃料的过剩供给起因于上述的在供水后紧接着发生的重整器内的压力上升。

[0136] 这样，根据本发明，由于在由脉冲泵160向重整器供水后(在规定期间之间)，通过降低控制增益来抑制燃料供给量的变化，所以可以防止上述的在供水后紧接着发生的燃料的过剩供给，其结果，即使是通过构造简单且廉价的泵进行的间歇控制，在ATR区域中，也可以进行稳定的燃料供给及稳定的自热重整反应。

[0137] 下面，在本实施方式中，如图10所示，在向重整器20供给重整用空气的POX1、POX2区域中，将燃料供给部件即燃料流量调节单元38的控制增益(τa＝τa1及τa＝τa1×1.5)设定为大于未供给重整用空气的其它的起动控制区域。其结果，根据本实施方式，向因导入重整用空气而使压力上升从而难以导入燃料的重整器20内实际导入的燃料供给量快速地跟踪作为目标的燃料供给量，能够使燃料准确地流入重整器20内。另一方面，在未供给重整用空气的区域中，通过将控制增益设定为较小而降低跟踪性，可以避免伴随着因导入水而引起的急剧的压力变动的燃料过剩供给。

[0138] 而且，在本实施方式中，如图10所示，在向重整器20大量供给重整用空气的POX2区域中，将燃料供给部件即燃料流量调节单元38的控制增益(τa＝τa1×1.5)设定为大于重整用空气供给量较少的POX1区域中的控制增益(τa＝τa1)，提高跟踪性。其结果，根据本实施方式，根据重整用空气的导入量，准确地变更燃料供给量的跟踪性，可以更确实地防止燃料不足或供给过剩。

[0139] 而且，在本实施方式中，如图10所示，根据重整器20内的压力，通过修正系数Ca对燃料供给量的控制增益进行修正(步骤S13)。其结果，根据本实施方式，重整器20内的平均压力高时，则燃料供给量的跟踪性变得更高。重整器20内的平均压力除重整用空气的导入量以外，还受重整器20劣化所引起的孔眼堵塞等影响。根据本实施方式，还能够与上述主要原因所引起的重整器20内的压力上升相对应，适当地控制燃料供给量。

[0140] 而且，在本实施方式中，如图10所示，重整用空气的导入量越多，则使针对目标燃料供给量的跟踪性越高(步骤S3、S4)，另一方面，在向重整器20供水的状态下，使针对目标燃料供给量的跟踪性降低(步骤S7、S8、S10)。其结果，根据本实施方式，能够在重整用空气的导入量较多，重整器20内的压力较高的状态下，提高燃料供给量的跟踪性从而进行确实的燃料供给，同时在导入水从而引起压力急剧变化的状态下，降低燃料供给量的跟踪性从而避免燃料的过剩供给。

[0141] 接下来，在本实施方式中，如图10所示，在ATR(ATR1及ATR2)区域中，使燃料供给部件即燃料流量调节单元38的控制增益(τa＝τa1×0.6及τa＝τa1×0.7)低于POX区域(τa＝τa1)及SR区域(τa＝τa1)。其结果，根据本发明，在ATR区域中，由于使燃料供给部件(燃料流量调节单元38)的控制增益与在起动时的其他区域即POX区域及SR区域相比最低，所以即使在需要供给极微量的水的ATR区域，也可以确实地防止燃料的过剩供给和控制波动，燃料的过剩供给和控制波动起因于间歇地向重整器20内供水而产生的压力变动。

[0142] 接下来，如上所述，在ATR区域中，可以认为由于使燃料供给部件(燃料流量调节单元38)的控制增益低于其他区域，所以根据燃料流量传感器132将燃料供给量维持在正确状态的控制能力降低，其结果造成起因于控制滞后的控制不良。但是，在本实施方式中，如图8所示，在ATR区域中，分别不变更由重整用空气供给部件即重整用空气流量调节单元44供给的空气供给量及由供水部件即水流量调节单元28供给的供水量而成为一定量。其结果，在本实施方式中，在ATR区域中，通过分别不变更对燃料供给量的控制产生影响的空气供给量及供水量而保持一定量，且不积极使燃料供给量产生变更，可以确实地防止由于降低燃料供给部件(燃料流量调节单元38)的控制增益而发生的控制不良。

[0143] 另外，在本实施方式中，如图7所示，在ATR1及ATR2各自的区域中，同样分别不变更由重整用空气供给部件即重整用空气流量调节单元44供给的空气供给量及由供水部件即水流量调节单元28供给的供水量而成为一定量。由此，可以得到同样的效果。

[0144] 接下来，如图7所示，在本实施方式中，在从POX转向ATR1时(图7的时刻t5)，及从ATR1转向ATR2时(图7的时刻t6)，变更水的目标供给量，此时，使从POX转向ATR1时的水向目标供给量变更的单位时间变更量小于从ATR1转向ATR2时。其结果，在本实施方式中，虽然通过在ATR区域中降低了燃料供给部件(燃料流量调节单元38)的控制增益，尤其是在从POX转向ATR1时的变更目标燃料供给量时，有可能发生燃料供给的跟踪滞后，但是由于减小了从POX转向ATR1时的水向目标供给量变更的单位时间变更量(目标值变更增益)，所以可以确实地防止伴随燃料供给部件(燃料流量调节单元38)的控制增益降低而向目标燃料供给量的跟踪滞后。

[0145] 接下来，如图7所示，在本实施方式中，在从ATR1转向ATR2时(图7的时刻t6)，及从ATR2转向SR时(图7的时刻t7)，在分别变更燃料、空气及水各自的目标供给量的同时，在从ATR1转向ATR2时及从ATR2转向SR时，分别减小燃料、空气、水向目标供给量变更的单位时间变更量，并且，使从ATR1转向ATR2时的这些向目标供给量变更的单位时间变更量小于从ATR2转向SR时。

[0146] 在此，如图7所示，由于从ATR2转向SR时的供水多于从ATR1转向ATR2时，所以，供水的间歇时间变密，重整器20内的压力变动被缓和，在压力高的状态下趋于稳定，所以也可以缓解伴随压力变动的燃料过剩供给的问题。因此，在本实施方式中，由于在降低燃料供给部件(燃料流量调节单元38)的控制增益的同时，使从ATR1转向ATR2时的向目标供给量变更的单位时间变更量(目标值变更增益)小于从ATR2转向SR时，所以能够以高水准很好地平衡并解决伴随压力变动而发生的燃料的过剩供给和波动产生的问题与燃料相对于目标供给量跟踪滞后的问题。

[0147] 接下来，如图10所示，在本实施方式中，使在ATR2区域中的燃料供给部件(燃料流量调节单元38)的控制增益降低量小于ATR1区域的控制增益降低量。在此，如图7所示，ATR2区域的供水多于ATR1区域，所以，供水的间歇机会变密，在压力高的状态下趋于稳定，所以也可以缓和伴随压力变动的燃料过剩供给。所以，在本实施方式中，通过使在ATR2区域中的燃料供给部件(燃料流量调节单元38)的控制增益降低量小于ATR1区域的控制增益降低量，可以抑制燃料过剩供给与抑制燃料向目标燃料值的跟踪性能降低来同时实现跟踪滞后的缓和。

[0148] 接下来，如图10所示，在本实施方式中，在使ATR区域及SR区域中的燃料供给部件(燃料流量调节单元38)的控制增益低于POX区域的同时，使SR区域中的燃料供给部件的控制增益降低量小于ATR区域的控制增益降低量。在此，如图7所示，由于SR区域的供水多于ATR区域，由此，供水的间歇机会变密，在压力高的状态下趋于稳定，所以也可以缓和起因于压力变动的燃料过剩供给。所以，在本实施方式中，通过使SR区域的燃料供给部件(燃料流量调节单元38)的控制增益降低量小于ATR区域的控制增益降低量，可以在抑制伴随压力变动的燃料过剩供给的同时，可以使燃料向目标供给量的跟踪滞后缓和这样的相反的课题高水准地共存。

[0149] 接下来，如图10所示，在本实施方式中，在ATR区域中使重整用空气供给部件(重整用空气流量调节单元44)的控制增益低于POX区域。在此，在ATR区域中，由于与燃料供给部件(燃料流量调节单元38)的控制增益同样，降低重整用空气供给部件(重整用空气流量调节单元44)的控制增益，所以可以防止起因于间歇地向重整器内供水而产生的压力变动的空气过剩供给。

[0150] 接下来，如图10所示，在ATR区域中，使燃料供给部件(燃料流量调节单元38)的控制增益降低量大于重整用空气供给部件(重整用空气流量调节单元44)的控制增益降低量。在此，由于伴随间歇的供水而产生的重整器内的压力变动，从而向重整器内供给的重整用空气的供给量也与燃料的供给量一起发生变动。所以，在本实施方式中，由于也降低了重整器用空气供给部件(重整用空气流量调节单元44)的控制增益，所以可以进一步确实地防止过剩空气的供给及波动的发生。而且，由于与燃料的供给量相比重整器用空气的供给量非常多，所以重整空气比燃料更难以受到由于水蒸发而产生的压力变动的影响。所以，在本实施方式中，由于使重整器用空气供给部件(重整用空气流量调节单元44)的控制增益降低量小于燃料供给部件(燃料流量调节单元38)的控制增益降低量，所以可以确实地防止没必要地对目标重整用空气供给量产生跟踪滞后的问题。

[0151] 另外，在本实施方式中，虽然使燃料、水、空气的控制增益独立地各个变更，但是也可以根据水流量、空气压力仅变更针对燃料供给量的控制增益。如此，可以实现控制的简单化和稳定化。