JP2001335303A - Fuel reformer - Google Patents

Fuel reformer

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JP2001335303A
JP2001335303A JP2000152639A JP2000152639A JP2001335303A JP 2001335303 A JP2001335303 A JP 2001335303A JP 2000152639 A JP2000152639 A JP 2000152639A JP 2000152639 A JP2000152639 A JP 2000152639A JP 2001335303 A JP2001335303 A JP 2001335303A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel reformer cooling a reformed gas at a proper temperature and preventing generation of condensed water in both a shift reaction section to which a cooled reformed gas is supplied and a CO concentration reduction section. SOLUTION: The reformed gas discharged from the reforming reaction section 32 is cooled through the heat exchange section 36 comprising the first heat exchange section 40, the second heat exchange section 50 and the third heat exchange section 60 and is supplied to the shift reaction section 70. While causing the third heat exchange section 60 to function as a condenser to condense the water contained in the reformed gas, the condensed water is stored in the sump section 62 and is recovered into the water tank 22 through the drain port 63. Thus, this process can definitely prevent the condensed water from being transferred to the shift reaction section 70 or to the CO reduction section 74, thereby keeping dry the shift catalyst and the preferential oxide catalyst whose functions may not be deteriorated. Since the recovered water can be reutilized as a reforming material, the economic effect of resources can be further enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料改質装置に関
し、詳しくは、炭化水素系の燃料を水素リッチな燃料ガ
スに改質する燃料改質装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel reformer, and more particularly, to a fuel reformer for reforming a hydrocarbon-based fuel into a hydrogen-rich fuel gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の燃料改質装置としては、
改質部からの改質ガスを改質部へ供給する改質原料との
熱交換により冷却してシフト反応部に供給するものが提
案されている(例えば、特開平9−227103号公報
など)。この装置では、改質部とシフト反応部との間に
設けられた熱交換器で改質部からの改質ガスを改質部に
供給する改質原料により冷却すると共に改質部に供給す
る改質原料を加熱している。こうした熱交換により、装
置の熱効率の向上を図っている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a fuel reformer of this type,
A system in which a reformed gas from a reforming section is cooled by heat exchange with a reforming raw material supplied to the reforming section and supplied to a shift reaction section has been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-227103). . In this apparatus, the reformed gas from the reforming section is cooled by the reforming material supplied to the reforming section and supplied to the reforming section by a heat exchanger provided between the reforming section and the shift reaction section. The reforming raw material is being heated. Through such heat exchange, the thermal efficiency of the device is improved.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た燃料改質装置では、シフト反応部やその後段に設けら
れる一酸化炭素濃度低減部を所望の性能として機能させ
ない場合を生じる。改質ガスは、熱交換器による冷却に
伴って熱交換器の下流側、即ちシフト反応部や一酸化炭
素濃度低減部で凝縮水を生じる場合がある。凝縮水は、
シフト反応部や一酸化炭素濃度低減部における触媒活性
を低下させるから、所望の燃料ガスを得ることができな
くなってしまう。
However, in such a fuel reformer, the shift reaction section and the carbon monoxide concentration reduction section provided at the subsequent stage may not function as desired. The reformed gas may generate condensed water downstream of the heat exchanger, that is, in the shift reaction unit or the carbon monoxide concentration reduction unit, as the heat is cooled by the heat exchanger. The condensed water is
Since the catalytic activity in the shift reaction section and the carbon monoxide concentration reduction section is reduced, it is impossible to obtain a desired fuel gas.

【0004】本発明の燃料改質装置は、シフト反応部や
一酸化炭素濃度低減部で凝縮水を生じさせないようにす
ることを目的の一つとする。また、本発明の燃料改質装
置は、装置の効率を向上させることを目的の一つとす
る。
[0004] It is an object of the fuel reformer of the present invention to prevent condensed water from being generated in the shift reaction section and the carbon monoxide concentration reduction section. Another object of the fuel reformer of the present invention is to improve the efficiency of the device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の燃料改質装置は、上述の目的の少なくとも一部を
達成するために以下の手段を採った。
Means for Solving the Problems and Their Functions and Effects The fuel reforming apparatus of the present invention employs the following means to achieve at least a part of the above objects.

【0006】本発明の燃料改質装置は、炭化水素系の燃
料を水素リッチな燃料ガスに改質する燃料改質装置であ
って、前記炭化水素系の燃料を水素と一酸化炭素とを含
む改質ガスに改質する改質部と、前記改質ガスを熱交換
により冷却すると共に該冷却に伴って生じる凝縮水を回
収可能な熱交換手段と、該冷却された改質ガス中の一酸
化炭素を水蒸気を用いて水素と二酸化炭素とにシフトす
るシフト反応部とを備えることを要旨とする。
[0006] A fuel reforming apparatus according to the present invention is a fuel reforming apparatus for reforming a hydrocarbon-based fuel into a hydrogen-rich fuel gas, wherein the hydrocarbon-based fuel includes hydrogen and carbon monoxide. A reforming section for reforming the reformed gas; heat exchange means for cooling the reformed gas by heat exchange and recovering condensed water generated by the cooling; The gist of the present invention is to provide a shift reaction unit that shifts carbon oxide to hydrogen and carbon dioxide using water vapor.

【0007】この本発明の燃料改質装置では、熱交換手
段が、改質ガスを冷却すると共にこの冷却に伴って生じ
る凝縮水を回収するから、冷却による凝縮水がシフト反
応部で生じるのを抑制することができる。この結果、凝
縮水によるシフト反応部の触媒活性の低下を防止するこ
とができる。
In the fuel reformer of the present invention, the heat exchange means cools the reformed gas and collects the condensed water generated by the cooling, so that the condensed water due to the cooling is generated in the shift reaction section. Can be suppressed. As a result, it is possible to prevent a decrease in the catalytic activity of the shift reaction section due to the condensed water.

【0008】こうした本発明の燃料改質装置において、
前記熱交換手段は、燃料を燃焼して得られる燃焼ガスと
水との熱交換により該水を蒸気化する第1熱交換手段
と、前記第1熱交換手段からの水蒸気と前記改質ガスと
の熱交換により該改質ガスを冷却する第2熱交換手段
と、前記第2熱交換手段からの改質ガスと冷却媒体との
熱交換により該改質ガスを冷却する第3熱交換手段とを
備える手段であるものとすることもできる。こうすれ
ば、より適正に改質ガスを冷却することができる。この
態様の本発明の燃料改質装置において、前記熱交換手段
は、前記第1熱交換手段における熱交換により生じる燃
料ガスからの凝縮水を回収する第1凝縮水回収手段と、
前記第2熱交換手段における熱交換により生じる改質ガ
スからの凝縮水を回収する第2凝縮水回収手段と、前記
第3熱交換手段における熱交換により生じる改質ガスか
らの凝縮水を回収する第3凝縮水回収手段とを備える手
段であるものとすることもできる。こうすれば、より確
実に凝縮水を回収することができる。なお、第1凝縮水
回収手段や第2凝縮水回収手段,第3凝縮水回収手段
は、いずれもドレンポートを備える手段であるものとす
ることもできる。こうすれば凝縮水をドレンポートから
回収することができる。
[0008] In such a fuel reformer of the present invention,
The heat exchange means includes a first heat exchange means for evaporating water by heat exchange between a combustion gas obtained by burning a fuel and water, and steam and the reformed gas from the first heat exchange means. Second heat exchange means for cooling the reformed gas by heat exchange with the third heat exchange means for cooling the reformed gas by heat exchange between the reformed gas and the cooling medium from the second heat exchange means. It is also possible to adopt a means having: In this case, the reformed gas can be more appropriately cooled. In the fuel reforming apparatus according to the aspect of the present invention, the heat exchange unit includes a first condensed water recovery unit that recovers condensed water from fuel gas generated by heat exchange in the first heat exchange unit;
A second condensed water recovery unit for recovering condensed water from the reformed gas generated by heat exchange in the second heat exchange unit; and a condensed water from the reformed gas generated by heat exchange in the third heat exchange unit. It may be a means provided with a third condensed water recovery means. This makes it possible to more reliably recover the condensed water. The first condensed water collecting means, the second condensed water collecting means, and the third condensed water collecting means may all be means provided with a drain port. In this way, the condensed water can be recovered from the drain port.

【0009】熱交換手段が第1〜第3凝縮水回収手段を
備える態様の本発明の燃料改質装置において、前記第1
凝縮水回収手段,前記第2凝縮水回収手段,前記第3凝
縮水回収手段のうちの少なくとも一つの凝縮水回収手段
は、凝縮水を溜める水溜部と、該水溜部から水を排水す
る排水手段と、該水溜部の水位を検出する水位検出手段
と、該水位検出手段により検出された水位に基づいて前
記排出手段による水の排出を制御する排水制御手段とを
備えるものとすることもできる。こうすれば、より適切
に凝縮水を回収することができる。
In the fuel reforming apparatus according to the aspect of the present invention, wherein the heat exchange means includes first to third condensed water recovery means.
At least one of the condensed water collecting means, the second condensed water collecting means, and the third condensed water collecting means is a water reservoir for storing condensed water, and a drain means for draining water from the water storing part. And a water level detecting means for detecting the water level of the water reservoir, and a drain control means for controlling the discharge of water by the discharging means based on the water level detected by the water level detecting means. In this case, the condensed water can be more appropriately recovered.

【0010】熱交換手段が第1〜第3熱交換手段を備え
る態様の本発明の燃料改質装置において、前記シフト反
応部の温度を検出するシフト温度検出手段と、該検出さ
れたシフト反応部の温度に基づいて前記第3熱交換手段
の冷却媒体の流路に供給される前記冷却媒体の流量を制
御する冷却媒体流量制御手段とを備えるものとすること
もできる。こうすれば、シフト反応部の温度をより適正
な温度に保つことができる。
In the fuel reforming apparatus according to the present invention, wherein the heat exchanging means includes first to third heat exchanging means, a shift temperature detecting means for detecting a temperature of the shift reaction section; Cooling medium flow rate control means for controlling the flow rate of the cooling medium supplied to the flow path of the cooling medium of the third heat exchange means based on the temperature of the third heat exchange means. In this case, the temperature of the shift reaction section can be maintained at a more appropriate temperature.

【0011】また、熱交換手段が第1〜第3熱交換手段
を備える態様の本発明の燃料改質装置において、前記第
1熱交換手段からの燃焼ガスを前記第3熱交換手段の改
質ガスの流路に供給可能な第1燃焼ガス供給手段と、始
動時に、前記第1熱交換手段からの燃焼ガスが前記第3
熱交換手段の改質ガスの流路に供給されるよう燃焼ガス
供給手段を制御する第1始動時制御手段とを備えるもの
とすることもできる。こうすれば、始動時の暖機を迅速
に行なうことができる。
Further, in the fuel reforming apparatus according to the present invention, wherein the heat exchange means includes first to third heat exchange means, the combustion gas from the first heat exchange means is reformed by the third heat exchange means. A first combustion gas supply unit capable of supplying the gas to the gas flow path;
A first start-up control means for controlling the combustion gas supply means so as to be supplied to the flow path of the reformed gas of the heat exchange means may be provided. In this case, warm-up at the time of starting can be performed quickly.

【0012】更に、熱交換手段が第1〜第3熱交換手段
を備える態様の本発明の燃料改質装置において、前記第
2熱交換手段の改質ガスの流路に燃料を供給する燃料供
給手段と、前記第2熱交換手段の改質ガスの流路の入口
近傍に取り付けられた着火手段と、始動時に、前記第2
熱交換手段の改質ガスの流路に燃料が供給されるよう前
記燃料供給手段を制御すると共に該供給された燃料が燃
焼されるよう前記着火手段を制御する第2始動時制御手
段とを備えるものとすることもできる。こうすれば、始
動時の暖機を迅速に行なうことができる。この態様の本
発明の燃料改質装置において、前記燃料供給手段は、前
記炭化水素系の燃料を供給する手段であるものとするこ
ともできる。こうすれば、別の燃料を用意する必要がな
い。
Further, in the fuel reforming apparatus according to the present invention, wherein the heat exchanging means includes first to third heat exchanging means, a fuel supply for supplying fuel to a reformed gas flow path of the second heat exchanging means. Means, an ignition means mounted near the inlet of the reformed gas flow path of the second heat exchange means,
A second start-up control unit that controls the fuel supply unit so that fuel is supplied to the reformed gas flow path of the heat exchange unit and controls the ignition unit so that the supplied fuel is burned. It can also be. In this case, warm-up at the time of starting can be performed quickly. In this aspect of the fuel reforming apparatus of the present invention, the fuel supply means may be a means for supplying the hydrocarbon-based fuel. In this way, there is no need to prepare another fuel.

【0013】あるいは、熱交換手段が第1〜第3熱交換
手段を備える態様の本発明の燃料改質装置において、前
記第1熱交換手段で燃焼する燃料は、前記炭化水素系の
燃料であるものとすることもできる。こうすれば、別の
燃料を用意する必要がない。
Alternatively, in the fuel reforming apparatus according to the present invention in which the heat exchange means includes first to third heat exchange means, the fuel burned by the first heat exchange means is the hydrocarbon-based fuel. It can also be. In this way, there is no need to prepare another fuel.

【0014】熱交換手段が第1〜第3熱交換手段を備え
る態様の本発明の燃料改質装置において、前記シフト反
応部は前記シフト反応している改質ガスの流路と熱交換
可能なシフト反応部熱交換流路を有し、前記第1熱交換
手段からの燃焼ガスを前記シフト反応部熱交換流路に供
給可能な第2燃焼ガス供給手段を備えるものとすること
もできる。こうすれば、第1熱交換手段からの燃焼ガス
を用いてシフト反応部を加温することができる。この態
様の本発明の燃料改質装置において、前記シフト反応部
の温度を検出する第1温度検出手段とを備え、前記第2
燃焼ガス供給手段は、前記第1温度検出手段により検出
された温度に基づいて燃焼ガスの前記シフト反応部熱交
換流路への供給量を制御する手段であるものとすること
もできる。こうすれば、シフト反応部の温度を調節する
ことができる。したがって、シフト反応部をより適正な
温度に調節することができる。
In the fuel reforming apparatus according to the present invention, wherein the heat exchanging means includes first to third heat exchanging means, the shift reaction section can exchange heat with a flow path of the reformed gas undergoing the shift reaction. The fuel cell system may further include a second combustion gas supply unit having a shift reaction unit heat exchange flow passage, and capable of supplying the combustion gas from the first heat exchange unit to the shift reaction unit heat exchange flow passage. In this case, the shift reaction section can be heated using the combustion gas from the first heat exchange means. In the fuel reforming apparatus according to the aspect of the present invention, the fuel reforming apparatus further includes first temperature detecting means for detecting a temperature of the shift reaction section,
The combustion gas supply means may be a means for controlling a supply amount of the combustion gas to the shift reaction part heat exchange flow path based on the temperature detected by the first temperature detection means. In this case, the temperature of the shift reaction section can be adjusted. Therefore, the temperature of the shift reaction section can be adjusted to a more appropriate temperature.

【0015】熱交換手段が第1〜第3熱交換手段を備え
る態様の本発明の燃料改質装置において、前記シフト反
応部の後段に配置され、該シフト反応部からのガス中の
一酸化炭素濃度を低減し、該一酸化炭素濃度を低減して
いるガスと熱交換可能な低減部熱交換流路を有する一酸
化炭素濃度低減部と、前記第1熱交換手段からの燃焼ガ
スを前記低減部熱交換流路に供給可能な第3燃焼ガス供
給手段とを備えるものとすることもできる。こうすれ
ば、第1熱交換手段からの燃焼ガスを用いて一酸化炭素
濃度低減部を加温することができる。この態様の本発明
の燃料改質装置において、前記一酸化炭素濃度低減部の
温度を検出する第2温度検出手段とを備え、前記第3燃
焼ガス供給手段は、前記第2温度検出手段により検出さ
れた温度に基づいて燃焼ガスの前記低減部熱交換流路へ
の供給量を制御する手段であるものとすることもでき
る。こうすれば、一酸化炭素濃度低減部の温度を調節す
ることができる。したがって、一酸化炭素濃度低減部を
より適正な温度に調節することができる。
In the fuel reformer according to the present invention, wherein the heat exchanging means comprises first to third heat exchanging means, the fuel reforming apparatus is disposed downstream of the shift reaction section, and carbon monoxide contained in gas from the shift reaction section is provided. A carbon monoxide concentration reduction unit having a heat exchange flow passage for reducing the concentration and heat exchange with the gas reducing the carbon monoxide concentration, and reducing the combustion gas from the first heat exchange means. And a third combustion gas supply unit capable of supplying the partial heat exchange flow path. With this configuration, the carbon monoxide concentration reducing section can be heated using the combustion gas from the first heat exchange unit. In the fuel reforming apparatus according to the aspect of the present invention, the fuel reforming apparatus further includes a second temperature detecting unit that detects a temperature of the carbon monoxide concentration reducing unit, and the third combustion gas supply unit detects the temperature by the second temperature detecting unit. It may be a means for controlling the supply amount of the combustion gas to the reduction section heat exchange flow path based on the temperature thus set. In this case, the temperature of the carbon monoxide concentration reducing section can be adjusted. Accordingly, the temperature of the carbon monoxide concentration reducing section can be adjusted to a more appropriate temperature.

【0016】本発明の燃料改質装置において、前記熱交
換手段は、水蒸気を用いて前記改質ガスを冷却する手段
であり、前記熱交換手段により加熱された水蒸気と前記
炭化水素系の燃料と混合して前記改質部に供給する混合
部を備えるものとすることもできる。こうすれば、熱交
換手段により加熱された水蒸気を改質反応やシフト反応
に用いることができ、装置の効率を向上させることがで
きる。この態様の本発明の燃料改質装置において、前記
熱交換手段は、該熱交換手段から回収された水を前記水
蒸気として用いる手段であるものとすることもできる。
こうすれば、資源の利用効率を向上させることができ
る。
In the fuel reformer of the present invention, the heat exchanging means is means for cooling the reformed gas using steam, and the steam heated by the heat exchanging means is combined with the hydrocarbon fuel. A mixing section may be provided for mixing and supplying the mixed section to the reforming section. In this case, the steam heated by the heat exchange means can be used for the reforming reaction and the shift reaction, and the efficiency of the apparatus can be improved. In the fuel reforming apparatus according to the aspect of the present invention, the heat exchange unit may be a unit that uses water recovered from the heat exchange unit as the steam.
In this case, the efficiency of resource utilization can be improved.

【0017】また、本発明の燃料改質装置において、前
記炭化水素系の燃料は、天然ガスまたはガソリンである
ものとすることもできる。
Further, in the fuel reformer of the present invention, the hydrocarbon-based fuel may be natural gas or gasoline.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図1は、本発明の一実施例である
燃料改質装置20の構成の概略を示す構成図である。実
施例の燃料改質装置20は、図示するように、ガソリン
などの炭化水素系の燃料と水蒸気と空気とを混合して改
質原料とする混合部30と、混合部30からの改質原料
を水素と一酸化炭素とを含む改質ガスに改質する改質反
応部32と、改質反応部32からの改質ガスを冷却する
と共に混合部30に供給する水を蒸気化する熱交換部3
6と、熱交換部36により冷却された改質ガス中の一酸
化炭素を水蒸気を用いて水素と二酸化炭素にシフトして
水素リッチガスとするシフト反応部70と、ブロア76
により導入される空気を用いてシフト反応部70からの
水素リッチガス中の一酸化炭素濃度を低減するCO低減
部74と、装置全体をコントロールする電子制御ユニッ
ト80とを備える。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to examples. FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a fuel reforming apparatus 20 according to one embodiment of the present invention. As shown in the figure, a fuel reforming apparatus 20 of the embodiment includes a mixing section 30 that mixes a hydrocarbon-based fuel such as gasoline, steam, and air to form a reforming raw material, and a reforming raw material from the mixing section 30. And a heat exchanger for cooling the reformed gas from the reforming reaction unit 32 and evaporating water supplied to the mixing unit 30. Part 3
6, a shift reaction unit 70 that shifts carbon monoxide in the reformed gas cooled by the heat exchange unit 36 to hydrogen and carbon dioxide using steam to produce a hydrogen-rich gas, and a blower 76.
A CO reduction unit 74 that reduces the concentration of carbon monoxide in the hydrogen-rich gas from the shift reaction unit 70 using the air introduced by the control unit, and an electronic control unit 80 that controls the entire apparatus.

【0019】混合部30は、燃料ポンプ25により燃料
タンク24から炭化水素系の燃料が供給され、水ポンプ
23により水タンク22から水が熱交換部36を介して
水蒸気として供給され、ブロア26により空気が供給さ
れるようになっている。
In the mixing section 30, hydrocarbon fuel is supplied from a fuel tank 24 by a fuel pump 25, water is supplied as water vapor from a water tank 22 by a water pump 23 through a heat exchange section 36, and Air is supplied.

【0020】改質反応部32は、改質原料中の炭化水素
系の燃料を次式(1)に示す改質反応により一酸化炭素
と水素とを含む改質ガスに改質する改質触媒(例えば白
金など)を備え、電子制御ユニット80により改質触媒
が活性化する600℃程度の温度に保持されるよう制御
される。
The reforming reaction section 32 reforms a hydrocarbon-based fuel in the reforming raw material into a reformed gas containing carbon monoxide and hydrogen by a reforming reaction represented by the following formula (1). (For example, platinum), and is controlled by the electronic control unit 80 to be maintained at a temperature of about 600 ° C. at which the reforming catalyst is activated.

【0021】 CnH2n+2+(n/2)O2→nCO+(n+1)H2 (1)CnH 2n + 2 + (n / 2) O 2 → nCO + (n + 1) H 2 (1)

【0022】熱交換部36は、水ポンプ23により水タ
ンク22から供給される水を燃料タンク24からの炭化
水素系の燃料をブロア41からの空気を用いて燃焼した
燃焼ガスとの熱交換により水蒸気とする第1熱交換部4
0と、改質反応部32からの改質ガスと水蒸気との熱交
換により改質反応部32からの改質ガスを冷却すると共
に水蒸気を加熱する第2熱交換部50と、第2熱交換部
50からの改質ガスとブロア61からの空気との熱交換
により改質ガスを更に冷却すると共に改質ガス中の水を
凝縮する凝縮器として機能する第3熱交換部60とを備
える。
The heat exchange section 36 exchanges water supplied from the water tank 22 by the water pump 23 with a combustion gas obtained by burning hydrocarbon fuel from the fuel tank 24 using air from the blower 41. First heat exchange section 4 for converting to steam
0, a second heat exchange section 50 for cooling the reformed gas from the reforming reaction section 32 and heating the steam by heat exchange between the reformed gas from the reforming reaction section 32 and steam. A third heat exchange unit 60 that functions as a condenser that further cools the reformed gas by heat exchange between the reformed gas from the unit 50 and air from the blower 61 and condenses water in the reformed gas.

【0023】第1熱交換部40の燃焼ガスの流路や第2
熱交換部50の改質ガスの流路,第3熱交換部60の改
質ガスの流路の鉛直下方には、いずれも凝縮した水を溜
める水溜部42,52,62が設けられている。水溜部
42,52,62のドレンポート43,53,63に
は、排水バルブ44,54,64が取り付けられてお
り、凝縮水は回収管68を介して水タンク22に回収さ
れるようになっている。
The flow path of the combustion gas of the first heat exchange section 40 and the second
Water reservoirs 42, 52, 62 for storing condensed water are provided vertically below the reformed gas flow path of the heat exchange section 50 and the reformed gas flow path of the third heat exchange section 60, respectively. . Drain valves 44, 54, 64 are attached to the drain ports 43, 53, 63 of the water reservoirs 42, 52, 62, and condensed water is collected in the water tank 22 through a collection pipe 68. ing.

【0024】第1熱交換部40の燃焼ガスの流路の入口
には、供給された炭化水素系の燃料を燃焼するための点
火装置45が取り付けられている。実施例では、点火装
置45としては触媒燃焼装置(例えば、EHCなど)を
用いた。また、第1熱交換部40の燃焼ガスの排ガス
は、排ガス管46により第3熱交換部60の改質ガスの
流路やシフト反応部70およびCO低減部74に設けら
れた熱交換流路に供給できるようになっている。
An ignition device 45 for burning the supplied hydrocarbon-based fuel is attached to the inlet of the combustion gas flow path of the first heat exchange section 40. In the embodiment, a catalytic combustion device (for example, EHC) is used as the ignition device 45. In addition, the exhaust gas of the combustion gas of the first heat exchange section 40 is supplied to the flow path of the reformed gas of the third heat exchange section 60 and the heat exchange flow paths provided in the shift reaction section 70 and the CO reduction section 74 by the exhaust gas pipe 46. Can be supplied.

【0025】第2熱交換部50の改質ガスの流路には、
燃料タンク24からの炭化水素系の燃料とブロア51か
らの空気とが導入できるようになっており、その入口に
は点火装置55が取り付けられている。実施例では、こ
の点火装置55も触媒燃焼装置(例えば、EHCなど)
を用いた。
In the flow path of the reformed gas in the second heat exchange section 50,
A hydrocarbon fuel from the fuel tank 24 and air from the blower 51 can be introduced, and an ignition device 55 is attached to the inlet. In the embodiment, the ignition device 55 is also a catalytic combustion device (for example, EHC).
Was used.

【0026】シフト反応部70は、熱交換部36で冷却
された改質ガス中の一酸化炭素を次式(2)のシフト反
応により二酸化炭素と水素とにシフトするシフト触媒
(例えば、銅−亜鉛系の触媒など)を備え、電子制御ユ
ニット80によりシフト触媒が活性化する250℃程度
の温度に保持されるよう制御される。ここで、シフト反
応部70の温度を改質反応部32に比して低い温度に制
御するのは、平衡反応であるシフト反応を右側に進める
ためである。
The shift reaction unit 70 is provided with a shift catalyst (for example, copper catalyst) for shifting carbon monoxide in the reformed gas cooled in the heat exchange unit 36 to carbon dioxide and hydrogen by a shift reaction of the following formula (2). The electronic control unit 80 controls the shift catalyst to be maintained at a temperature of about 250 ° C. at which the shift catalyst is activated. Here, the reason why the temperature of the shift reaction section 70 is controlled to be lower than that of the reforming reaction section 32 is to advance the shift reaction, which is an equilibrium reaction, to the right.

【0027】CO+H2O→CO2+H2 (2)CO + H 2 O → CO 2 + H 2 (2)

【0028】CO低減部74は、水素の存在下で一酸化
炭素を水素に対して優先的に酸化する優先酸化触媒(例
えば、白金やルテニウムなど)を備え、電子制御ユニッ
ト80により優先酸化触媒が活性化する140℃程度の
温度に保持されるよう制御される。
The CO reduction unit 74 includes a preferential oxidation catalyst (eg, platinum or ruthenium) that preferentially oxidizes carbon monoxide to hydrogen in the presence of hydrogen. The temperature is controlled to be maintained at a temperature of about 140 ° C. for activation.

【0029】電子制御ユニット80は、CPU82を中
心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処
理プログラムを記憶したROM84と、一時的にデータ
を記憶するRAM86と、入出力ポート(図示せず)と
を備える。この電子制御ユニット80には、改質反応部
32に設けられた温度センサ34からの改質部反応部温
度や第1熱交換部40や第2熱交換部50,第3熱交換
部60の水溜部42,52,62に取り付けられたレベ
ルセンサ49,59,69からの水位レベル信号,シフ
ト反応部70に設けられた温度センサ72からのシフト
反応部温度Ts,CO低減部74に設けられた温度セン
サ78からのCO低減部温度Tcなどが入力ポートを介
して入力されている。また、電子制御ユニット80から
は、水ポンプ23や燃料ポンプ25への駆動信号や混合
部30に空気を供給するブロア26への駆動信号,混合
部30や第1熱交換部40や第2熱交換部50へ炭化水
素系の燃料の供給を規制する燃料供給バルブ27,2
8,29のアクチュエータ27a,28a,29aへの
駆動信号,第1熱交換部40や第2熱交換部50に空気
を供給するブロア41,51への駆動信号,第1熱交換
部40や第2熱交換部50の点火装置45,55への点
火信号,第1熱交換部40や第2熱交換部50や第3熱
交換部60のドレンポート43,53,63に取り付け
られた排水バルブ44,54,64のアクチュエータ4
4a,54a,64aへの駆動信号,第1熱交換部40
からの排ガスの第3熱交換部60やシフト反応部70や
CO低減部74への供給を規制する排ガスバルブ66,
73,79のアクチュエータ66a,73a,79aへ
の駆動信号,第1熱交換部40からの排ガスの大気開放
を規制する排ガス開放バルブ47のアクチュエータ47
aへの駆動信号,第3熱交換部60へ空気を供給するブ
ロア61への駆動信号,CO低減部74に空気を導入す
るブロア76への駆動信号などが出力ポートを介して出
力されている。
The electronic control unit 80 is configured as a microprocessor mainly including a CPU 82, and includes a ROM 84 storing a processing program, a RAM 86 temporarily storing data, and an input / output port (not shown). Prepare. The electronic control unit 80 includes the temperature of the reforming section reaction section from the temperature sensor 34 provided in the reforming reaction section 32 and the temperature of the first heat exchange section 40, the second heat exchange section 50, and the third heat exchange section 60. The water level signals from the level sensors 49, 59, 69 attached to the water reservoirs 42, 52, 62, the shift reaction section temperature Ts from the temperature sensor 72 provided in the shift reaction section 70, and the CO reduction section 74 are provided. The temperature Tc of the CO reduction unit from the temperature sensor 78 is input via the input port. Further, the electronic control unit 80 outputs a drive signal to the water pump 23 and the fuel pump 25, a drive signal to the blower 26 that supplies air to the mixing unit 30, a mixing unit 30, the first heat exchange unit 40, and a second heat exchange unit. Fuel supply valves 27 and 2 for restricting the supply of hydrocarbon fuel to the exchange section 50
8 and 29, drive signals to the actuators 27a, 28a and 29a, drive signals to the blowers 41 and 51 for supplying air to the first heat exchange section 40 and the second heat exchange section 50, and the first heat exchange section 40 and the (2) Ignition signals to the ignition devices 45 and 55 of the heat exchange unit 50, and drain valves attached to the drain ports 43, 53 and 63 of the first heat exchange unit 40, the second heat exchange unit 50 and the third heat exchange unit 60 44, 54, 64 actuators 4
4a, 54a, 64a, drive signal to the first heat exchange unit 40
An exhaust gas valve 66 that regulates the supply of exhaust gas from the fuel to the third heat exchange unit 60, the shift reaction unit 70, and the CO reduction unit 74.
Drive signals to the actuators 66a, 73a, 79a of 73, 79 and the actuator 47 of the exhaust gas release valve 47 for regulating the release of exhaust gas from the first heat exchange unit 40 to the atmosphere.
a, a drive signal to the blower 61 that supplies air to the third heat exchange unit 60, a drive signal to the blower 76 that introduces air to the CO reduction unit 74, and the like are output via the output port. .

【0030】次に、こうして構成された実施例の燃料改
質装置20の動作について説明する。図2は、実施例の
燃料改質装置20が始動される際に電子制御ユニット8
0により実行される始動時処理ルーチンの一例を示すフ
ローチャートである。
Next, the operation of the fuel reformer 20 of the embodiment configured as described above will be described. FIG. 2 shows the electronic control unit 8 when the fuel reformer 20 of the embodiment is started.
9 is a flowchart illustrating an example of a start-time processing routine executed by a routine 0;

【0031】始動時処理ルーチンが実行されると、電子
制御ユニット80のCPU82は、まず、始動時用バル
ブ操作処理を実行する(ステップS100)。始動時用
バルブ操作は、燃料供給バルブ27を閉、燃料供給バル
ブ28,29を開、排ガスバルブ66を開、排ガスバル
ブ73,79を閉、排ガス開放バルブ47を閉とする操
作である。そして、熱交換部36の第1熱交換部40と
第2熱交換部50による暖機処理を開始する(ステップ
S102)。暖機処理は、燃料ポンプ25を駆動して燃
料タンク24の炭化水素系の燃料を第1熱交換部40の
燃焼ガスの流路と第2熱交換部50の改質ガスの流路に
供給すると共にブロア41,51を駆動して空気を第1
熱交換部40の燃焼ガスの流路と第2熱交換部50の改
質ガスの流路に供給し、供給された炭化水素系の燃料が
燃焼されるよう点火装置45,55により点火すること
により行なわれる。第1熱交換部40からの燃焼ガスと
第2熱交換部50からの燃焼ガスは、第3熱交換部60
の改質ガスの流路に供給され、更に後段のシフト反応部
70やCO低減部74に供給されて第3熱交換部60や
シフト反応部70,CO低減部74を暖機する。暖機処
理時に機能する部分を中心とした実施例の燃料改質装置
20の構成の概略を図3に示す。なお、図3では電子制
御ユニット80の入出力ポートに入出力される信号につ
いての表示は省略した。このように第1熱交換部40や
第2熱交換部50で炭化水素系の燃料を燃焼すると共に
その燃焼ガスを第3熱交換部60,シフト反応部70,
CO低減部74に供給することにより、熱容量の大きな
第1熱交換部40や第2熱交換部50,第3熱交換部6
0,シフト反応部70,CO低減部74を迅速に暖機す
ることができる。
When the startup processing routine is executed, the CPU 82 of the electronic control unit 80 first executes startup valve operation processing (step S100). The starting valve operation is an operation of closing the fuel supply valve 27, opening the fuel supply valves 28 and 29, opening the exhaust gas valve 66, closing the exhaust gas valves 73 and 79, and closing the exhaust gas opening valve 47. Then, the warm-up process by the first heat exchange unit 40 and the second heat exchange unit 50 of the heat exchange unit 36 is started (step S102). In the warm-up process, the fuel pump 25 is driven to supply the hydrocarbon fuel in the fuel tank 24 to the combustion gas flow path of the first heat exchange unit 40 and the reformed gas flow path of the second heat exchange unit 50. And blowers 41 and 51 are driven to generate air.
The fuel is supplied to the combustion gas flow path of the heat exchange section 40 and the reformed gas flow path of the second heat exchange section 50, and is ignited by the ignition devices 45 and 55 so that the supplied hydrocarbon fuel is burned. It is performed by The combustion gas from the first heat exchange unit 40 and the combustion gas from the second heat exchange unit 50
Is supplied to the shift reaction unit 70 and the CO reduction unit 74 at the subsequent stage to warm up the third heat exchange unit 60, the shift reaction unit 70, and the CO reduction unit 74. FIG. 3 schematically shows the configuration of the fuel reforming apparatus 20 of the embodiment centering on a portion that functions during a warm-up process. In FIG. 3, the display of signals input / output to the input / output port of the electronic control unit 80 is omitted. As described above, the hydrocarbon-based fuel is burned in the first heat exchange unit 40 and the second heat exchange unit 50, and the combustion gas is transferred to the third heat exchange unit 60, the shift reaction unit 70,
By supplying the heat to the CO reduction unit 74, the first heat exchange unit 40, the second heat exchange unit 50, and the third heat exchange unit 6 having a large heat capacity are provided.
0, the shift reaction unit 70 and the CO reduction unit 74 can be quickly warmed up.

【0032】こうした暖機処理が開始されると、次に温
度センサ72および温度センサ78からのシフト反応部
温度TsおよびCO低減部温度Tcを読み込み(ステッ
プS104)、シフト反応部温度Tsが閾値Tsrより
大きくなると共にCO低減部温度Tcが閾値Tcrより
大きくなるのを待つ(ステップS106)。ここで、閾
値Tsrと閾値Tcrは、暖機処理の終了を判定するた
めに用いられるものであり、閾値Tsrはシフト反応部
70のシフト触媒が活性化する温度範囲の下限値より大
きな値として設定され、閾値TcrはCO低減部74の
優先酸化触媒が活性化する温度範囲の下限値より大きな
値として設定される。
When the warm-up process is started, the shift reaction section temperature Ts and the CO reduction section temperature Tc from the temperature sensor 72 and the temperature sensor 78 are read (step S104), and the shift reaction section temperature Ts is set to the threshold value Tsr. It waits for the temperature to increase and the CO reduction unit temperature Tc to exceed the threshold value Tcr (step S106). Here, the threshold value Tsr and the threshold value Tcr are used to determine the end of the warm-up process, and the threshold value Tsr is set as a value larger than the lower limit value of the temperature range in which the shift catalyst of the shift reaction unit 70 is activated. Then, the threshold value Tcr is set as a value larger than the lower limit value of the temperature range in which the preferential oxidation catalyst of the CO reduction unit 74 is activated.

【0033】暖機処理が終了するのを待っている間、実
施例の燃料改質装置20では、図4に例示する第1水回
収処理ルーチンにより第1熱交換部40や第2熱交換部
50で生成した凝縮水を回収する処理や図5に例示する
第2水回収処理ルーチンにより第3熱交換部60で生成
した凝縮水を回収する処理が行なわれる。以下に簡単に
これらの水回収処理を説明する。なお、第1水回収処理
ルーチンおよび第2水回収処理ルーチンは、所定時間毎
(例えば、100msec毎)に繰り返し実行される。
While waiting for the warm-up process to be completed, the fuel reformer 20 of the embodiment uses the first water exchange unit 40 and the second heat exchange unit according to the first water recovery process routine illustrated in FIG. The process of collecting the condensed water generated in the third heat exchange unit 60 is performed by the process of collecting the condensed water generated in 50 and the second water recovery process routine illustrated in FIG. The following briefly describes these water recovery processes. Note that the first water recovery processing routine and the second water recovery processing routine are repeatedly executed at predetermined time intervals (for example, every 100 msec).

【0034】図4の第1水回収処理ルーチンが実行され
ると、電子制御ユニット80のCPU82は、まずレベ
ルセンサ49,59からの信号を入力し(ステップS2
00)、オン信号か否かを判定する(ステップS20
2)。共にオフ信号のときには、水溜部42,52には
凝縮水が溜まっていないと判断して本ルーチンを終了す
る。レベルセンサ49,59のうちのいずれかのセンサ
からの信号がオン信号のときには、対応する熱交換部へ
の炭化水素系の燃料の供給と空気の供給を停止し(ステ
ップS204)、対応する排水バルブを開成する(ステ
ップS206)。即ち、レベルセンサ49からの信号が
オン信号のときには、燃料供給バルブ28を閉成すると
共にブロア41,51を停止して第1熱交換部40への
燃料と空気の供給を停止し、排水バルブ44を開成する
のである。こうした処理により凝縮水は、水タンク22
に回収される。
When the first water recovery processing routine of FIG. 4 is executed, the CPU 82 of the electronic control unit 80 first inputs signals from the level sensors 49 and 59 (step S2).
00), and determines whether it is an ON signal (step S20).
2). When both are OFF signals, it is determined that no condensed water is stored in the water reservoirs 42 and 52, and this routine ends. When the signal from any one of the level sensors 49 and 59 is an ON signal, the supply of the hydrocarbon fuel and the supply of the air to the corresponding heat exchange unit is stopped (step S204), and the corresponding drainage is performed. The valve is opened (Step S206). That is, when the signal from the level sensor 49 is an ON signal, the fuel supply valve 28 is closed, and the blowers 41 and 51 are stopped to stop the supply of fuel and air to the first heat exchange unit 40. 44 is opened. By such processing, the condensed water is removed from the water tank 22.
Will be collected.

【0035】そして、対応するレベルセンサからの信号
がオフとなるのを待って(ステップS208,S21
0)、開成した排水バルブを閉じ(ステップS21
2)、炭化水素系の燃料と空気との供給を再び開始する
と共に(ステップS214)、点火装置により点火して
(ステップS216)、本ルーチンを終了する。ここ
で、排水バルブを開成している間に炭化水素系の燃料と
空気の供給を停止するのは、炭化水素系の燃料や空気が
勢いよくドレンポート43,53を介して排出されるの
を防ぐためである。
Then, after the signal from the corresponding level sensor is turned off (steps S208, S21)
0), and close the opened drain valve (step S21).
2) At the same time, the supply of the hydrocarbon fuel and the air is started again (step S214), the ignition is performed by the ignition device (step S216), and this routine ends. The reason why the supply of hydrocarbon fuel and air is stopped while the drain valve is opened is that the hydrocarbon fuel and air are vigorously discharged through the drain ports 43 and 53. This is to prevent it.

【0036】図5の第2水回収処理ルーチンでは、レベ
ルセンサからの信号がオン信号となったときに炭化水素
系の燃料や空気の供給の停止処理やレベルセンサからの
信号がオフ信号となったときに炭化水素系の燃料や空気
の供給開始処理などを行なわない点を除いて第1水回収
処理ルーチンと同一である。したがって、第2水回収処
理ルーチンについてのこれ以上の説明は省略する。な
お、実施例では、第1熱交換部40と第2熱交換部50
における凝縮水の回収処理については第1水回収処理ル
ーチンによるものとしたが、第2水回収処理ルーチンに
より凝縮水の回収を行なうものとしてもよい。このよう
に、暖機処理中に第1熱交換部40や第2熱交換部50
や第3熱交換部60に生じる凝縮水が回収されるから、
凝縮水がシフト反応部70やCO低減部74に送られて
シフト触媒や優先酸化触媒を濡らしてしまうことによる
弊害、即ち触媒機能の低下を防止することができる。
In the second water recovery processing routine of FIG. 5, when the signal from the level sensor is turned on, the supply of hydrocarbon fuel or air is stopped, and the signal from the level sensor is turned off. The first water recovery processing routine is the same as the first water recovery processing routine except that the supply start processing of the hydrocarbon fuel or air is not performed. Therefore, further description of the second water recovery processing routine will be omitted. In the embodiment, the first heat exchange unit 40 and the second heat exchange unit 50
Although the condensed water recovery processing in the above is performed according to the first water recovery processing routine, the condensed water recovery may be performed according to the second water recovery processing routine. Thus, during the warm-up process, the first heat exchange unit 40 and the second heat exchange unit 50
And the condensed water generated in the third heat exchange unit 60 is recovered,
The adverse effect caused by the condensed water being sent to the shift reaction section 70 and the CO reduction section 74 to wet the shift catalyst and the preferential oxidation catalyst, that is, a decrease in the catalytic function can be prevented.

【0037】図2の始動時処理ルーチンに戻って、ステ
ップS106でシフト反応部温度Tsが閾値Tsrより
大きいと共にCO低減部温度Tcが閾値Tcrより大き
いと判定されると、暖機が終了したと判断して定常運転
時用バルブ操作処理を行なうと共に(ステップS10
8)、定常運転処理を開始して(ステップS110)、
本ルーチンを終了する。定常運転時用バルブ操作は、第
2熱交換部50へ炭化水素系の燃料を供給する燃料供給
バルブ29を閉、第3熱交換部60に第1熱交換部40
からの燃焼ガスを供給する排ガスバルブ66を閉、混合
部30に炭化水素系の燃料を供給する燃料供給バルブ2
7を開、第1熱交換部40からの燃焼ガスを大気開放す
る排ガス開放バルブ47を開とする操作である。なお、
定常運転では、第1熱交換部40へ炭化水素系の燃料を
供給する燃料供給バルブ28も開であるが、暖機処理の
ときに既に開成されているから、ここでは開成する必要
がない。定常運転処理は、ブロア51を停止すると共に
水ポンプ23や燃料ポンプ25,ブロア26,61,7
6を必要に応じて駆動する処理である。定常運転では、
第1熱交換部40に空気を供給するブロア41も駆動さ
れるが、暖機処理のときに既に駆動されているから、こ
こでの処理では改めて駆動する必要がない。定常運転時
に機能する部分を中心とした実施例の燃料改質装置20
の構成の概略を図6に示す。なお、図6でも電子制御ユ
ニット80の入出力ポートに入出力される信号について
の表示は省略した。
Returning to the start-time processing routine of FIG. 2, if it is determined in step S106 that the shift reaction section temperature Ts is larger than the threshold value Tsr and the CO reduction section temperature Tc is larger than the threshold value Tcr, the warm-up is terminated. Judgment is performed and valve operation processing for steady operation is performed (step S10
8) Start the steady operation process (step S110),
This routine ends. The valve operation for the steady operation is performed by closing the fuel supply valve 29 that supplies the hydrocarbon-based fuel to the second heat exchange unit 50 and connecting the first heat exchange unit 40 to the third heat exchange unit 60.
The exhaust gas valve 66 for supplying the combustion gas from the fuel tank is closed, and the fuel supply valve 2 for supplying the hydrocarbon fuel to the mixing section 30
7 is an operation for opening the exhaust gas release valve 47 for opening the combustion gas from the first heat exchange unit 40 to the atmosphere. In addition,
In the steady operation, the fuel supply valve 28 that supplies the hydrocarbon-based fuel to the first heat exchange unit 40 is also open. However, since the fuel supply valve 28 has already been opened during the warm-up process, it need not be opened here. In the steady operation process, the water pump 23, the fuel pump 25, the blowers 26, 61, and 7 are stopped while the blower 51 is stopped.
6 is a process for driving as necessary. In steady operation,
The blower 41 that supplies air to the first heat exchange unit 40 is also driven, but since it has already been driven during the warm-up process, it is not necessary to drive it again in this process. The fuel reforming apparatus 20 according to the embodiment centering on a portion that functions during a steady operation.
FIG. 6 shows an outline of the configuration. In FIG. 6, the display of signals input to and output from the input / output ports of the electronic control unit 80 is omitted.

【0038】定常運転処理が開始されると、水タンク2
2の水は、水ポンプ23により第1熱交換部40に供給
されて蒸気化され、第2熱交換部50により加熱されて
混合部30に供給される。混合部30では、こうして供
給された水蒸気と燃料ポンプ25により燃料タンク24
から供給される炭化水素系の燃料とブロア26により供
給される空気とが混合されて改質原料として改質反応部
32に供給される。改質反応部32における改質反応は
発熱反応で比較的迅速に進行するから、改質反応部32
は予め暖機されていなくても短時間で定常運転状態とな
る。そして、改質反応部32からの改質ガスは、第2熱
交換部50と第3熱交換部60とにより冷却されてシフ
ト反応部70に供給される。こうした冷却により改質ガ
ス中の水蒸気が凝縮することがあるが、この凝縮水は水
溜部52,62に溜められ、ドレンポート53,63を
介して回収されるから、シフト反応部70やCO低減部
74に凝縮水が送られることがない。この結果、シフト
反応部70のシフト触媒やCO低減部74の優先酸化触
媒が濡れてその機能を低下させることを防止することが
できる。なお、第2熱交換部50や第3熱交換部60に
おける凝縮水の回収制御やブロア61により第3熱交換
部60に供給される空気量の制御については後述する。
When the steady operation process is started, the water tank 2
The second water is supplied to the first heat exchange unit 40 by the water pump 23 to be vaporized, heated by the second heat exchange unit 50, and supplied to the mixing unit 30. In the mixing section 30, the fuel tank 24 is operated by the supplied steam and the fuel pump 25.
And the air supplied by the blower 26 are mixed and supplied to the reforming reaction section 32 as a reforming raw material. Since the reforming reaction in the reforming reaction section 32 progresses relatively quickly due to the exothermic reaction, the reforming reaction section 32
Becomes a steady operation state in a short time even if it is not warmed up in advance. Then, the reformed gas from the reforming reaction section 32 is cooled by the second heat exchange section 50 and the third heat exchange section 60 and supplied to the shift reaction section 70. Water vapor in the reformed gas may be condensed by such cooling, but this condensed water is stored in the water reservoirs 52 and 62 and recovered through the drain ports 53 and 63, so that the shift reaction unit 70 and CO reduction No condensed water is sent to the section 74. As a result, it is possible to prevent the shift catalyst of the shift reaction unit 70 and the preferential oxidation catalyst of the CO reduction unit 74 from getting wet and reducing their functions. The control of collecting condensed water in the second heat exchange unit 50 and the third heat exchange unit 60 and the control of the amount of air supplied to the third heat exchange unit 60 by the blower 61 will be described later.

【0039】次に、定常運転状態にある実施例の燃料改
質装置20の制御、特に、第3熱交換部60における供
給空気量の制御や第1熱交換部40や第2熱交換部5
0,第3熱交換部60における凝縮水の回収処理の制
御,シフト反応部70やCO低減部74の温度制御につ
いて説明する。
Next, control of the fuel reformer 20 of the embodiment in a steady operation state, in particular, control of the amount of supplied air in the third heat exchange unit 60, the first heat exchange unit 40 and the second heat exchange unit 5
The control of the condensed water recovery process in the 0th and third heat exchange units 60 and the temperature control of the shift reaction unit 70 and the CO reduction unit 74 will be described.

【0040】第3熱交換部60における供給空気量の制
御は、図7に例示する供給空気量制御ルーチンにより行
なわれる。このルーチンは、所定時間毎(例えば、10
秒毎)に繰り返し実行される。このルーチンが実行され
ると、電子制御ユニット80のCPU82は、まず、温
度センサ72により検出されるシフト反応部温度Tsを
読み込み(ステップS400)、読み込んだシフト反応
部温度Tsが閾値T1と閾値T2とにより設定される温
度範囲内にあるか否かを判定する(ステップS40
2)。ここで、閾値T1と閾値T2とにより設定される
範囲は、シフト反応部70に供給される改質ガスの温度
を制御するために用いられ、シフト触媒が活性化する温
度範囲内で設定される。シフト反応部温度Tsが閾値T
1と閾値T2とにより設定される温度範囲内にあるとき
には、改質ガスは適正な温度範囲にあると判断して本ル
ーチンを終了する。シフト反応部温度Tsが閾値T1未
満のときには、改質ガスの温度が低いと判断し、ブロア
61を駆動制御して第3熱交換部60に供給する冷却用
の空気の供給量を所定量だけ減少して(ステップS40
4)、本ルーチンを終了する。また、シフト反応部温度
Tsが閾値T2より大きいときには、改質ガスの温度が
高いと判断し、ブロア61を駆動制御して第3熱交換部
60に供給する冷却用の空気の供給量を所定量だけ増加
して(ステップS406)、本ルーチンを終了する。こ
うしたブロア61により第3熱交換部60に供給される
空気量を制御することにより、シフト反応部70に適正
な温度範囲の改質ガスを供給することができる。なお、
実施例では、シフト反応部温度Tsに基づいてブロア6
1により第3熱交換部60に供給される空気量を制御す
るものとしたが、シフト反応部70に供給される改質ガ
スの温度を直接検出し、この改質ガスの温度に基づいて
空気量を制御するものとしてもよい。
The control of the supply air amount in the third heat exchange section 60 is performed by a supply air amount control routine illustrated in FIG. This routine is executed at predetermined time intervals (for example, 10
(Every second). When this routine is executed, the CPU 82 of the electronic control unit 80 first reads the shift reaction section temperature Ts detected by the temperature sensor 72 (step S400), and the read shift reaction section temperature Ts is set to the threshold T1 and the threshold T2. (Step S40).
2). Here, the range set by the threshold value T1 and the threshold value T2 is used to control the temperature of the reformed gas supplied to the shift reaction unit 70, and is set within the temperature range in which the shift catalyst is activated. . The shift reaction section temperature Ts is equal to the threshold T
When the temperature is within the temperature range set by 1 and the threshold value T2, it is determined that the reformed gas is within the appropriate temperature range, and this routine ends. When the shift reaction section temperature Ts is lower than the threshold value T1, it is determined that the temperature of the reformed gas is low, and the blower 61 is drive-controlled to supply the cooling air supplied to the third heat exchange section 60 by a predetermined amount. (Step S40)
4), end this routine. When the temperature Ts of the shift reaction section is higher than the threshold value T2, it is determined that the temperature of the reformed gas is high, and the blower 61 is driven to control the supply amount of the cooling air supplied to the third heat exchange section 60. The amount is increased by the fixed amount (step S406), and this routine ends. By controlling the amount of air supplied to the third heat exchange unit 60 by such a blower 61, it is possible to supply the shift reaction unit 70 with a reformed gas in an appropriate temperature range. In addition,
In the embodiment, the blower 6 is operated based on the shift reaction section temperature Ts.
1, the amount of air supplied to the third heat exchange unit 60 is controlled. However, the temperature of the reformed gas supplied to the shift reaction unit 70 is directly detected, and the air is supplied based on the temperature of the reformed gas. The amount may be controlled.

【0041】第1熱交換部40や第2熱交換部50,第
3熱交換部60における各凝縮水の回収処理は、図5に
例示する第2水回収処理ルーチンによって行なわれる。
この処理については上述したから、これ以上の説明は省
略する。このように、第1熱交換部40や第2熱交換部
50や第3熱交換部60で生じ得る凝縮水を回収するか
ら、凝縮水がシフト反応部70やCO低減部74に送ら
れてシフト触媒や優先酸化触媒を濡らしてしまうことに
よる弊害、即ち触媒機能の低下を防止することができ
る。
The condensed water recovery processing in the first heat exchange section 40, the second heat exchange section 50, and the third heat exchange section 60 is performed by a second water recovery processing routine illustrated in FIG.
Since this processing has been described above, further description is omitted. As described above, since the condensed water that can be generated in the first heat exchange unit 40, the second heat exchange unit 50, and the third heat exchange unit 60 is collected, the condensed water is sent to the shift reaction unit 70 and the CO reduction unit 74. It is possible to prevent an adverse effect caused by wetting the shift catalyst and the preferential oxidation catalyst, that is, a decrease in the catalytic function.

【0042】シフト反応部70やCO低減部74の温度
制御は、図8に例示するシフト反応部温度制御ルーチン
や図9に例示するCO低減部温度制御ルーチンにより行
なわれる。これらのルーチンは、所定時間毎(例えば、
10秒毎)に繰り返し実行される。
The temperature control of the shift reaction section 70 and the CO reduction section 74 is performed by a shift reaction section temperature control routine illustrated in FIG. 8 and a CO reduction section temperature control routine illustrated in FIG. These routines are executed at predetermined time intervals (for example,
(Every 10 seconds).

【0043】図8のシフト反応部温度制御ルーチンが実
行されると、電子制御ユニット80のCPU82は、ま
ず、温度センサ72により検出されるシフト反応部温度
Tsを読み込み(ステップS500)、読み込んだシフ
ト反応部温度Tsが閾値Tr1未満であるかを判定する
処理を実行する(ステップS502)。ここで、閾値T
r1は、シフト反応部70のシフト触媒が活性化する温
度範囲の下限値より高い値として設定されるものであ
る。シフト反応部温度Tsが閾値Tr1以上のときに
は、シフト反応部70の加熱は必要ないと判断して本ル
ーチンを終了する。一方、シフト反応部温度Tsが閾値
Tr1未満のときには、シフト反応部70の加熱が必要
と判断し、第1熱交換部40からの燃焼ガスを所定時間
だけ供給して(ステップS504)、本ルーチンを終了
する。第1熱交換部40からの燃焼ガスの所定時間の供
給は、排ガス開放バルブ47を閉成すると共に排ガスバ
ルブ73を開成し、所定時間経過後に排ガス開放バルブ
47を開成すると共に排ガスバルブ73を閉成すること
により行なわれる。この結果、第1熱交換部40からの
排ガスとしての燃焼ガスがシフト反応部70の熱交換流
路に供給され、シフト反応部70を加熱することができ
る。
When the shift reaction section temperature control routine of FIG. 8 is executed, the CPU 82 of the electronic control unit 80 first reads the shift reaction section temperature Ts detected by the temperature sensor 72 (step S500), and reads the read shift reaction temperature. A process for determining whether or not the reaction section temperature Ts is less than the threshold Tr1 is executed (Step S502). Here, the threshold T
r1 is set as a value higher than the lower limit of the temperature range in which the shift catalyst of the shift reaction section 70 is activated. When the shift reaction section temperature Ts is equal to or higher than the threshold Tr1, it is determined that the shift reaction section 70 does not need to be heated, and this routine ends. On the other hand, when the shift reaction section temperature Ts is lower than the threshold value Tr1, it is determined that the shift reaction section 70 needs to be heated, and the combustion gas from the first heat exchange section 40 is supplied for a predetermined time (step S504). To end. The supply of the combustion gas from the first heat exchange section 40 for a predetermined time is performed by closing the exhaust gas opening valve 47 and opening the exhaust gas valve 73, and after the lapse of the predetermined time, opening the exhaust gas opening valve 47 and closing the exhaust gas valve 73. This is done by performing As a result, the combustion gas as the exhaust gas from the first heat exchange unit 40 is supplied to the heat exchange channel of the shift reaction unit 70, and the shift reaction unit 70 can be heated.

【0044】図9のCO低減部温度制御ルーチンは、シ
フト反応部温度Tsに代えてCO低減部温度Tcを用い
る点と、閾値Tr1に代えてCO低減部74の優先酸化
触媒が活性化する温度範囲の下限値より大きな値に設定
された閾値Tr2を用いる点を除いて図8のシフト反応
部温度制御ルーチンと同様である。したがって、重複す
る説明となるから、これ以上の説明は省略する。
The CO reduction unit temperature control routine of FIG. 9 uses the CO reduction unit temperature Tc instead of the shift reaction unit temperature Ts, and the temperature at which the preferential oxidation catalyst of the CO reduction unit 74 is activated instead of the threshold value Tr1. 8 is the same as the shift reaction unit temperature control routine of FIG. 8 except that a threshold Tr2 set to a value larger than the lower limit of the range is used. Therefore, the description will be duplicated, and further description will be omitted.

【0045】以上説明した実施例の燃料改質装置20に
よれば、改質反応部32からの改質ガスを冷却する熱交
換部36を第1熱交換部40と第2熱交換部50と第3
熱交換部60とにより構成すると共に各々で生じ得る凝
縮水を回収するから、凝縮水がシフト反応部70やCO
低減部74に送られてシフト触媒や優先酸化触媒を濡ら
してしまうことによる弊害、即ち触媒機能の低下を防止
することができる。しかも、シフト反応部70に供給さ
れる改質ガスは第2熱交換部50と第3熱交換部60と
により冷却されるから、適正な温度範囲の改質ガスをシ
フト反応部70に供給することができる。また、回収し
た水を改質原料として用いるから、効率よく資源を用い
ることができる。
According to the fuel reforming apparatus 20 of the embodiment described above, the heat exchange section 36 for cooling the reformed gas from the reforming reaction section 32 is connected to the first heat exchange section 40 and the second heat exchange section 50. Third
The condensed water is formed by the heat exchange unit 60 and the condensed water that can be generated in each unit is recovered.
It is possible to prevent an adverse effect caused by being sent to the reduction unit 74 to wet the shift catalyst or the preferential oxidation catalyst, that is, a decrease in the catalytic function. In addition, since the reformed gas supplied to the shift reaction unit 70 is cooled by the second heat exchange unit 50 and the third heat exchange unit 60, the reformed gas in an appropriate temperature range is supplied to the shift reaction unit 70. be able to. Further, since the recovered water is used as a reforming raw material, resources can be used efficiently.

【0046】また、実施例の燃料改質装置20によれ
ば、始動時に炭化水素系の燃料と空気とを第2熱交換部
50の改質ガスの流路に供給すると共に燃焼し、その燃
焼ガスを第3熱交換部60やシフト反応部70,CO低
減部74に供給するから、迅速に第2熱交換部50や第
3熱交換部60,シフト反応部70を暖機することがで
きる。しかも、第1熱交換部40からの燃焼ガスも第3
熱交換部60の改質ガスの流路に供給されるから、より
迅速に暖機することができる。また、第1熱交換部40
や第2熱交換部50に供給する燃料を改質原料として用
いる炭化水素系の燃料としたから、別に燃料を貯蔵する
必要がなく、装置を簡易にすることができる。
Further, according to the fuel reforming apparatus 20 of the embodiment, the hydrocarbon-based fuel and air are supplied to the reformed gas flow path of the second heat exchange section 50 and burned at the time of startup, and the combustion is performed. Since the gas is supplied to the third heat exchange unit 60, the shift reaction unit 70, and the CO reduction unit 74, the second heat exchange unit 50, the third heat exchange unit 60, and the shift reaction unit 70 can be quickly warmed up. . In addition, the combustion gas from the first heat exchange section 40
Since the reformed gas is supplied to the flow path of the reformed gas in the heat exchange unit 60, it is possible to warm up more quickly. Also, the first heat exchange unit 40
Since the fuel supplied to the second heat exchange unit 50 is a hydrocarbon-based fuel used as a reforming raw material, it is not necessary to separately store the fuel, and the apparatus can be simplified.

【0047】さらに、実施例の燃料改質装置20によれ
ば、第1熱交換部40の排ガスをシフト反応部70やC
O低減部74の温度制御に用いるから、装置全体として
の熱効率を向上させることができる。
Further, according to the fuel reformer 20 of the embodiment, the exhaust gas of the first heat exchange section 40 is
Since it is used for controlling the temperature of the O reduction unit 74, the thermal efficiency of the entire apparatus can be improved.

【0048】こうした実施例の燃料改質装置20が奏す
る各効果等により、実施例の燃料改質装置20では、効
率よく炭化水素系の燃料を改質すると共に一酸化炭素濃
度が極めて低い水素リッチな燃料ガスを得ることができ
る。
Due to the effects of the fuel reforming apparatus 20 of the embodiment, the fuel reforming apparatus 20 of the embodiment efficiently reforms the hydrocarbon-based fuel and has a hydrogen-rich composition having a very low carbon monoxide concentration. Fuel gas can be obtained.

【0049】実施例の燃料改質装置20では、熱交換部
36を第1熱交換部40と第2熱交換部50と第3熱交
換部60とにより構成したが、第2熱交換部50と第3
熱交換部60とにより構成し、第2熱交換部50に水タ
ンク22からの水を直接供給するものとしてもよい。ま
た、熱交換部36を第1熱交換部40と第2熱交換部5
0とにより構成しても差し支えない。
In the fuel reformer 20 of the embodiment, the heat exchanging section 36 is constituted by the first heat exchanging section 40, the second heat exchanging section 50, and the third heat exchanging section 60. And the third
The second heat exchange unit 50 may be configured to directly supply water from the water tank 22 to the second heat exchange unit 50. Further, the heat exchanging unit 36 is connected to the first heat exchanging unit 40 and the second heat exchanging unit 5.
0 may be used.

【0050】実施例の燃料改質装置20では、始動時に
第1熱交換部40と第2熱交換部50とに炭化水素系の
燃料と空気とを供給すると共に燃料を燃焼し、両燃焼ガ
スを第3熱交換部60,シフト反応部70,CO低減部
74に供給して暖機したが、第2熱交換部50にだけ炭
化水素系の燃料と空気とを供給し燃焼して、燃焼ガスを
第3熱交換部60以降に供給して暖機するものとしても
よい。また、第1熱交換部40からの燃焼ガスを第2熱
交換部50の改質ガスの流路に供給して、第2熱交換部
50,第3熱交換部60,シフト反応部70,CO低減
部74を暖機するものとしても差し支えない。
In the fuel reforming apparatus 20 of the embodiment, at the time of start-up, the hydrocarbon-based fuel and air are supplied to the first heat exchange section 40 and the second heat exchange section 50, and the fuel is burned. Was supplied to the third heat exchange section 60, the shift reaction section 70, and the CO reduction section 74 to warm up. However, only the second heat exchange section 50 was supplied with hydrocarbon fuel and air, and was burned. The gas may be supplied to the third heat exchange unit 60 and thereafter to warm it up. Further, the combustion gas from the first heat exchange unit 40 is supplied to the reformed gas flow path of the second heat exchange unit 50, and the second heat exchange unit 50, the third heat exchange unit 60, the shift reaction unit 70, The CO reduction unit 74 may be warmed up.

【0051】実施例の燃料改質装置20では、第1熱交
換部40と第2熱交換部50と第3熱交換部60に水溜
部42,52,62やドレンポート43,53,63を
設けたが、第3熱交換部60にだけ水溜部とドレンポー
トを設けるものとしても差し支えない。
In the fuel reformer 20 of the embodiment, the first heat exchange section 40, the second heat exchange section 50, and the third heat exchange section 60 are provided with water reservoirs 42, 52, 62 and drain ports 43, 53, 63. Although provided, the water reservoir and the drain port may be provided only in the third heat exchange unit 60.

【0052】実施例の燃料改質装置20では、第1熱交
換部40からの排ガスをシフト反応部70やCO低減部
74の温度制御に用いるものとしたが、第1熱交換部4
0からの排ガスをシフト反応部70やCO低減部74の
温度制御に用いないものとしてもかまわない。
In the fuel reformer 20 of the embodiment, the exhaust gas from the first heat exchange section 40 is used for controlling the temperature of the shift reaction section 70 and the CO reduction section 74.
Exhaust gas from 0 may not be used for temperature control of the shift reaction unit 70 or the CO reduction unit 74.

【0053】実施例の燃料改質装置20では、第1熱交
換部40や第2熱交換部50に供給する燃料を改質原料
として用いる炭化水素系の燃料としたが、異なる燃料を
供給するものとしても差し支えない。
In the fuel reforming apparatus 20 of the embodiment, the fuel supplied to the first heat exchange section 40 and the second heat exchange section 50 is a hydrocarbon fuel used as a reforming material, but a different fuel is supplied. It does not matter.

【0054】実施例の燃料改質装置20では、炭化水素
系の燃料として天然ガスやガソリンを用いるものとした
が、この他の飽和炭化水素や不飽和炭化水素,メタノー
ルなどのアルコール類など種々の炭化水素系の燃料を用
いるものとすることもできる。
In the fuel reformer 20 of the embodiment, natural gas or gasoline is used as the hydrocarbon fuel. However, various other fuels such as saturated hydrocarbons, unsaturated hydrocarbons, alcohols such as methanol, etc. A hydrocarbon fuel may be used.

【0055】実施例の燃料改質装置20では、CO低減
部74を備えるものとしたが、一酸化炭素の濃度があま
り問題にならない機器に水素リッチガスを供給する場合
には、CO低減部74を備えないものとしてもかまわな
い。
Although the fuel reforming apparatus 20 of the embodiment is provided with the CO reducing unit 74, when supplying the hydrogen-rich gas to the equipment in which the concentration of carbon monoxide does not matter so much, the CO reducing unit 74 is provided. It does not matter if you do not have it.

【0056】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
The embodiments of the present invention have been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various embodiments may be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be carried out.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施例である燃料改質装置20の
構成の概略を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a fuel reforming apparatus 20 according to one embodiment of the present invention.

【図2】 実施例の燃料改質装置20の電子制御ユニッ
ト80により実行される始動時処理ルーチンの一例を示
すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a start-time processing routine executed by an electronic control unit 80 of the fuel reforming apparatus 20 according to the embodiment.

【図3】 暖機処理時に機能する部分を中心とした実施
例の燃料改質装置20の構成の概略を示す構成図であ
る。
FIG. 3 is a configuration diagram schematically illustrating a configuration of a fuel reforming apparatus 20 according to an embodiment, mainly focusing on a portion that functions during a warm-up process;

【図4】 暖機処理中に実施例の燃料改質装置20の電
子制御ユニット80により実行される第1水回収処理ル
ーチンの一例を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a first water recovery processing routine executed by the electronic control unit 80 of the fuel reformer 20 of the embodiment during the warm-up processing.

【図5】 暖機処理中に実施例の燃料改質装置20の電
子制御ユニット80により実行される第2水回収処理ル
ーチンの一例を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a second water recovery processing routine executed by the electronic control unit 80 of the fuel reformer 20 of the embodiment during the warm-up processing.

【図6】 定常運転時に機能する部分を中心とした実施
例の燃料改質装置20の構成の概略を示す構成図であ
る。
FIG. 6 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a fuel reforming apparatus 20 according to an embodiment centering on a portion that functions during a steady operation.

【図7】 定常運転時に実施例の燃料改質装置20の電
子制御ユニット80により実行される空気量制御ルーチ
ンの一例を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of an air amount control routine executed by the electronic control unit 80 of the fuel reforming apparatus 20 of the embodiment during a steady operation.

【図8】 定常運転時に実施例の燃料改質装置20の電
子制御ユニット80により実行されるシフト反応部温度
制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a shift reaction unit temperature control routine executed by the electronic control unit 80 of the fuel reformer 20 of the embodiment during a steady operation.

【図9】 定常運転時に実施例の燃料改質装置20の電
子制御ユニット80により実行されるCO低減部温度制
御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a CO reduction unit temperature control routine executed by the electronic control unit 80 of the fuel reformer 20 according to the embodiment during a steady operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 燃料改質装置、22 水タンク、23 水ポン
プ、24 燃料タンク、25 燃料ポンプ、26 ブロ
ア、30 混合部、32 改質反応部、34 温度セン
サ、36 熱交換部、40 第1熱交換部、41,5
1,61 ブロア、42,52,62 水溜部、43,
53,63 ドレンポート、44,54,64 排水バ
ルブ、44a,54a,64a アクチュエータ、4
5,55 点火装置、46 排ガス管、47 排ガス開
放バルブ、47a アクチュエータ、49,59,69
レベルセンサ、50 第2熱交換部、60 第3熱交
換部、66,73,79 排ガスバルブ、66a,73
a,79a アクチュエータ、68 回収管、70 シ
フト反応部、72,78 温度センサ、74 CO低減
部、76 ブロア、80 電子制御ユニット、82 C
PU、84 ROM、86RAM。
Reference Signs List 20 fuel reformer, 22 water tank, 23 water pump, 24 fuel tank, 25 fuel pump, 26 blower, 30 mixing section, 32 reforming reaction section, 34 temperature sensor, 36 heat exchange section, 40 first heat exchange section , 41,5
1,61 blower, 42,52,62 pool, 43,
53, 63 drain port, 44, 54, 64 drain valve, 44a, 54a, 64a actuator, 4
5,55 ignition device, 46 exhaust gas pipe, 47 exhaust gas release valve, 47a actuator, 49, 59, 69
Level sensor, 50 second heat exchange section, 60 third heat exchange section, 66, 73, 79 exhaust gas valve, 66 a, 73
a, 79a actuator, 68 recovery pipe, 70 shift reaction section, 72, 78 temperature sensor, 74 CO reduction section, 76 blower, 80 electronic control unit, 82 C
PU, 84 ROM, 86 RAM.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G040 EA03 EB03 EB13 EB31 EB32 EB43 EB44 4H013 AA04 4H060 BB08 BB11 BB12 BB24 CC18 DD05 FF02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4G040 EA03 EB03 EB13 EB31 EB32 EB43 EB44 4H013 AA04 4H060 BB08 BB11 BB12 BB24 CC18 DD05 FF02

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化水素系の燃料を水素リッチな燃料ガ
スに改質する燃料改質装置であって、 前記炭化水素系の燃料を水素と一酸化炭素とを含む改質
ガスに改質する改質部と、 前記改質ガスを熱交換により冷却すると共に該冷却に伴
って生じる凝縮水を回収可能な熱交換手段と、 該冷却された改質ガス中の一酸化炭素を水蒸気を用いて
水素と二酸化炭素とにシフトするシフト反応部とを備え
る燃料改質装置。
1. A fuel reformer for reforming a hydrocarbon fuel into a hydrogen-rich fuel gas, wherein the hydrocarbon fuel is reformed into a reformed gas containing hydrogen and carbon monoxide. A reforming section, a heat exchange means for cooling the reformed gas by heat exchange and recovering condensed water generated by the cooling, and using carbon monoxide in the cooled reformed gas using steam. A fuel reformer comprising: a shift reaction unit that shifts to hydrogen and carbon dioxide.
【請求項2】 前記熱交換手段は、燃料を燃焼して得ら
れる燃焼ガスと水との熱交換により該水を蒸気化する第
1熱交換手段と、前記第1熱交換手段からの水蒸気と前
記改質ガスとの熱交換により該改質ガスを冷却する第2
熱交換手段と、前記第2熱交換手段からの改質ガスと冷
却媒体との熱交換により該改質ガスを冷却する第3熱交
換手段とを備える手段である請求項1記載の燃料改質装
置。
2. The heat exchange means comprises: first heat exchange means for evaporating water by heat exchange between water and a combustion gas obtained by burning fuel; and water vapor from the first heat exchange means. A second step of cooling the reformed gas by heat exchange with the reformed gas;
2. The fuel reformer according to claim 1, further comprising a heat exchange unit, and a third heat exchange unit that cools the reformed gas by exchanging heat between the reformed gas from the second heat exchange unit and a cooling medium. apparatus.
【請求項3】 前記熱交換手段は、前記第1熱交換手段
における熱交換により生じる燃料ガスからの凝縮水を回
収する第1凝縮水回収手段と、前記第2熱交換手段にお
ける熱交換により生じる改質ガスからの凝縮水を回収す
る第2凝縮水回収手段と、前記第3熱交換手段における
熱交換により生じる改質ガスからの凝縮水を回収する第
3凝縮水回収手段とを備える手段である請求項2記載の
燃料改質装置。
3. The heat exchange means includes: first condensed water recovery means for recovering condensed water from fuel gas generated by heat exchange in the first heat exchange means; and heat exchange generated by the second heat exchange means. A second condensed water collecting means for collecting condensed water from the reformed gas; and a third condensed water collecting means for collecting condensed water from the reformed gas generated by heat exchange in the third heat exchanging means. The fuel reformer according to claim 2.
【請求項4】 前記第1凝縮水回収手段,前記第2凝縮
水回収手段,前記第3凝縮水回収手段は、いずれもドレ
ンポートを備える手段である請求項3記載の燃料改質装
置。
4. The fuel reformer according to claim 3, wherein each of the first condensed water collecting means, the second condensed water collecting means, and the third condensed water collecting means has a drain port.
【請求項5】 前記第1凝縮水回収手段,前記第2凝縮
水回収手段,前記第3凝縮水回収手段のうちの少なくと
も一つの凝縮水回収手段は、凝縮水を溜める水溜部と、
該水溜部から水を排水する排水手段と、該水溜部の水位
を検出する水位検出手段と、該水位検出手段により検出
された水位に基づいて前記排出手段による水の排出を制
御する排水制御手段とを備える請求項3または4記載の
燃料改質装置。
5. A condensed water collecting means for collecting at least one of the first condensed water collecting means, the second condensed water collecting means, and the third condensed water collecting means,
Drainage means for draining water from the water reservoir, water level detection means for detecting the water level of the water reservoir, and drainage control means for controlling water discharge by the water discharge means based on the water level detected by the water level detection means 5. The fuel reformer according to claim 3, further comprising:
【請求項6】 請求項2ないし5いずれか記載の燃料改
質装置であって、 前記シフト反応部の温度を検出するシフト温度検出手段
と、 該検出されたシフト反応部の温度に基づいて前記第3熱
交換手段の冷却媒体の流路に供給される前記冷却媒体の
流量を制御する冷却媒体流量制御手段とを備える燃料改
質装置。
6. The fuel reforming apparatus according to claim 2, wherein a shift temperature detecting means for detecting a temperature of the shift reaction section, and wherein the shift temperature detecting section detects a temperature of the shift reaction section based on the detected temperature of the shift reaction section. A cooling medium flow control means for controlling a flow rate of the cooling medium supplied to the flow path of the cooling medium of the third heat exchange means.
【請求項7】 請求項2ないし6いずれか記載の燃料改
質装置であって、 前記第1熱交換手段からの燃焼ガスを前記第3熱交換手
段の改質ガスの流路に供給可能な第1燃焼ガス供給手段
と、 始動時に、前記第1熱交換手段からの燃焼ガスが前記第
3熱交換手段の改質ガスの流路に供給されるよう燃焼ガ
ス供給手段を制御する第1始動時制御手段とを備える燃
料改質装置。
7. The fuel reformer according to claim 2, wherein the combustion gas from the first heat exchange unit can be supplied to a reformed gas flow path of the third heat exchange unit. A first combustion gas supply means, and a first start-up means for controlling the combustion gas supply means to supply the combustion gas from the first heat exchange means to the reformed gas flow path of the third heat exchange means at the time of starting. A fuel reformer comprising: a time control unit.
【請求項8】 請求項2ないし7いずれか記載の燃料改
質装置であって、 前記第2熱交換手段の改質ガスの流路に燃料を供給する
燃料供給手段と、 前記第2熱交換手段の改質ガスの流路の入口近傍に取り
付けられた着火手段と、 始動時に、前記第2熱交換手段の改質ガスの流路に燃料
が供給されるよう前記燃料供給手段を制御すると共に該
供給された燃料が燃焼されるよう前記着火手段を制御す
る第2始動時制御手段とを備える燃料改質装置。
8. The fuel reforming apparatus according to claim 2, wherein a fuel supply unit that supplies a fuel to a reformed gas flow path of the second heat exchange unit, and the second heat exchange unit. Igniting means attached near the inlet of the reformed gas flow path of the means; and controlling the fuel supply means so that fuel is supplied to the reformed gas flow path of the second heat exchange means at startup. A second start-time control means for controlling the ignition means so that the supplied fuel is burned.
【請求項9】 前記燃料供給手段は、前記炭化水素系の
燃料を供給する手段である請求項8記載の燃料改質装
置。
9. The fuel reformer according to claim 8, wherein the fuel supply means is a means for supplying the hydrocarbon-based fuel.
【請求項10】 前記第1熱交換手段で燃焼する燃料
は、前記炭化水素系の燃料である請求項2ないし9いず
れか記載の燃料改質装置。
10. The fuel reformer according to claim 2, wherein the fuel burned by the first heat exchange means is the hydrocarbon-based fuel.
【請求項11】 請求項2ないし10いずれか記載の燃
料改質装置であって、 前記シフト反応部は、前記シフト反応している改質ガス
の流路と熱交換可能なシフト反応部熱交換流路を有し、 前記第1熱交換手段からの燃焼ガスを前記シフト反応部
熱交換流路に供給可能な第2燃焼ガス供給手段を備える
燃料改質装置。
11. The fuel reformer according to claim 2, wherein the shift reaction unit is capable of performing heat exchange with a flow path of the reformed gas undergoing the shift reaction. A fuel reformer, comprising: a flow passage; and a second combustion gas supply means capable of supplying combustion gas from the first heat exchange means to the shift reaction part heat exchange flow path.
【請求項12】 請求項11記載の燃料改質装置であっ
て、 前記シフト反応部の温度を検出する第1温度検出手段と
を備え、 前記第2燃焼ガス供給手段は、前記第1温度検出手段に
より検出された温度に基づいて燃焼ガスの前記シフト反
応部熱交換流路への供給量を制御する手段である燃料改
質装置。
12. The fuel reforming apparatus according to claim 11, further comprising: first temperature detecting means for detecting a temperature of the shift reaction section, wherein the second combustion gas supplying means is configured to detect the first temperature. A fuel reformer that controls a supply amount of the combustion gas to the shift reaction unit heat exchange flow path based on the temperature detected by the means.
【請求項13】 請求項2ないし12いずれか記載の燃
料改質装置であって、 前記シフト反応部の後段に配置され、該シフト反応部か
らのガス中の一酸化炭素濃度を低減し、該一酸化炭素濃
度を低減しているガスと熱交換可能な低減部熱交換流路
を有する一酸化炭素濃度低減部と、 前記第1熱交換手段からの燃焼ガスを前記低減部熱交換
流路に供給可能な第3燃焼ガス供給手段とを備える燃料
改質装置。
13. The fuel reformer according to claim 2, wherein the fuel reformer is disposed downstream of the shift reaction unit, and reduces a concentration of carbon monoxide in gas from the shift reaction unit. A carbon monoxide concentration reducing section having a reducing section heat exchange channel capable of exchanging heat with a gas having a reduced carbon monoxide concentration; and a combustion gas from the first heat exchanging means being supplied to the reducing section heat exchange channel. And a third combustion gas supply unit capable of supplying the fuel.
【請求項14】 請求項13記載の燃料改質装置であっ
て、 前記一酸化炭素濃度低減部の温度を検出する第2温度検
出手段とを備え、 前記第3燃焼ガス供給手段は、前記第2温度検出手段に
より検出された温度に基づいて燃焼ガスの前記低減部熱
交換流路への供給量を制御する手段である燃料改質装
置。
14. The fuel reforming apparatus according to claim 13, further comprising: a second temperature detecting unit that detects a temperature of the carbon monoxide concentration reducing unit, wherein the third combustion gas supplying unit includes the third combustion gas supplying unit. (2) A fuel reformer which is a means for controlling a supply amount of a combustion gas to the heat exchange flow path of the reducing section based on a temperature detected by a temperature detecting means.
【請求項15】 請求項1ないし14いずれか記載の燃
料改質装置であって、 前記熱交換手段は、水蒸気を用いて前記改質ガスを冷却
する手段であり、 前記熱交換手段により加熱された水蒸気と前記炭化水素
系の燃料と混合して前記改質部に供給する混合部を備え
る燃料改質装置。
15. The fuel reforming apparatus according to claim 1, wherein the heat exchange unit is a unit that cools the reformed gas using steam, and is heated by the heat exchange unit. A fuel reforming apparatus comprising: a mixing section that mixes the steam with the hydrocarbon-based fuel and supplies the mixture to the reforming section.
【請求項16】 前記熱交換手段は、該熱交換手段から
回収された水を前記水蒸気として用いる手段である請求
項15記載の燃料改質装置。
16. The fuel reformer according to claim 15, wherein said heat exchange means is means for using water recovered from said heat exchange means as said steam.
【請求項17】 前記炭化水素系の燃料は、天然ガスま
たはガソリンである請求項1ないし15いずれか記載の
燃料改質装置。
17. The fuel reformer according to claim 1, wherein the hydrocarbon-based fuel is natural gas or gasoline.
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