JP2003238105A - 燃料改質システム - Google Patents
燃料改質システムInfo
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01B—BOILING; BOILING APPARATUS ; EVAPORATION; EVAPORATION APPARATUS
- B01B1/00—Boiling; Boiling apparatus for physical or chemical purposes ; Evaporation in general
- B01B1/005—Evaporation for physical or chemical purposes; Evaporation apparatus therefor, e.g. evaporation of liquids for gas phase reactions
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料改質システムにおける改質器での煤の発
生を防止する。 【解決手段】 ガソリンと水とをガス状にして原燃料ガ
スとする蒸発器１と、蒸発器１の下流に配置され前記原
燃料ガスを改質触媒の触媒反応により改質して水素リッ
チガスを生成する改質器２と、を備えた燃料改質システ
ムにおいて、改質器２で生成する水素リッチガスの要求
量が定常状態であるときには、蒸発器１に供給するガソ
リンと水との供給割合を一定とし、改質器２で生成する
水素リッチガスの要求量に増加要求があるときには、蒸
発器１への水供給量を前記定常状態におけるガソリンと
水との供給割合から求められる量に対し１より大なる増
量係数ｋを乗じて定められる量に増加させる。
生を防止する。 【解決手段】 ガソリンと水とをガス状にして原燃料ガ
スとする蒸発器１と、蒸発器１の下流に配置され前記原
燃料ガスを改質触媒の触媒反応により改質して水素リッ
チガスを生成する改質器２と、を備えた燃料改質システ
ムにおいて、改質器２で生成する水素リッチガスの要求
量が定常状態であるときには、蒸発器１に供給するガソ
リンと水との供給割合を一定とし、改質器２で生成する
水素リッチガスの要求量に増加要求があるときには、蒸
発器１への水供給量を前記定常状態におけるガソリンと
水との供給割合から求められる量に対し１より大なる増
量係数ｋを乗じて定められる量に増加させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、蒸発器と改質器
を用いて原燃料ガスから水素リッチガスを生成する燃料
改質システムに関するものである。
を用いて原燃料ガスから水素リッチガスを生成する燃料
改質システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池への燃料ガスの供給方法とし
て、メタノールやガソリンなどの炭化水素を含む原燃料
を、燃料改質システムによって水素リッチな燃料ガス
（以下、水素リッチガスと略す）に改質し、この水素リ
ッチガスを燃料電池の燃料ガスとして供給する場合があ
る（特開２０００−３０２４０８号公報等）。例えば、
原燃料であるガソリンを水素リッチガスに改質する燃料
改質システムでは、水とガソリンとを蒸発器でガス化し
て原燃料ガスとし、これを改質用空気とともに改質器に
供給してガソリンを改質反応させて水素リッチガスに改
質する。この水素リッチな改質ガス中には、副反応によ
り発生した一酸化炭素（ＣＯ）が含まれており、燃料電
池に供給される改質ガス中のＣＯ濃度が高いと、燃料電
池のアノードがＣＯ被毒され、燃料電池は出力低下を招
く虞がある。
て、メタノールやガソリンなどの炭化水素を含む原燃料
を、燃料改質システムによって水素リッチな燃料ガス
（以下、水素リッチガスと略す）に改質し、この水素リ
ッチガスを燃料電池の燃料ガスとして供給する場合があ
る（特開２０００−３０２４０８号公報等）。例えば、
原燃料であるガソリンを水素リッチガスに改質する燃料
改質システムでは、水とガソリンとを蒸発器でガス化し
て原燃料ガスとし、これを改質用空気とともに改質器に
供給してガソリンを改質反応させて水素リッチガスに改
質する。この水素リッチな改質ガス中には、副反応によ
り発生した一酸化炭素（ＣＯ）が含まれており、燃料電
池に供給される改質ガス中のＣＯ濃度が高いと、燃料電
池のアノードがＣＯ被毒され、燃料電池は出力低下を招
く虞がある。
【０００３】そこで、この燃料改質システムでは、改質
器の下流に熱交換器、シフター、ＣＯ除去器を順に設
け、前記熱交換器で改質ガスを所定温度まで低下させた
後、前記シフターで改質ガス中のＣＯをシフト反応によ
り二酸化炭素（ＣＯ2）に変成し、さらに残留するＣＯ
を前記ＣＯ除去器で酸化させてＣＯ2に変えることによ
り、改質ガス中のＣＯ濃度を低減させてからこの改質ガ
スを燃料電池のアノードに燃料ガス（水素リッチガス）
として供給するようにしている。
器の下流に熱交換器、シフター、ＣＯ除去器を順に設
け、前記熱交換器で改質ガスを所定温度まで低下させた
後、前記シフターで改質ガス中のＣＯをシフト反応によ
り二酸化炭素（ＣＯ2）に変成し、さらに残留するＣＯ
を前記ＣＯ除去器で酸化させてＣＯ2に変えることによ
り、改質ガス中のＣＯ濃度を低減させてからこの改質ガ
スを燃料電池のアノードに燃料ガス（水素リッチガス）
として供給するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の燃料
改質システムでは、蒸発器において水および燃料が瞬時
に蒸発すると仮定して、燃料改質システムが定常状態で
ある時も過渡状態である時も、水と炭化水素系燃料（前
例ではガソリン）との噴射比率、すなわち、スチーム／
カーボンｍｏｌ比率（以下、Ｓ／Ｃと略す）が一定にな
るように供給水量および燃料量を制御していた。なお、
過渡時における改質用空気の供給量は、改質触媒の温度
が所定温度になるように制御している。
改質システムでは、蒸発器において水および燃料が瞬時
に蒸発すると仮定して、燃料改質システムが定常状態で
ある時も過渡状態である時も、水と炭化水素系燃料（前
例ではガソリン）との噴射比率、すなわち、スチーム／
カーボンｍｏｌ比率（以下、Ｓ／Ｃと略す）が一定にな
るように供給水量および燃料量を制御していた。なお、
過渡時における改質用空気の供給量は、改質触媒の温度
が所定温度になるように制御している。
【０００５】しかしながら、燃料改質システムの出力増
大時（燃料電池自動車用の燃料改質システムであれば車
両の加速時に相当）に、定常時と同じＳ／Ｃで水および
燃料を増大させると、水と燃料では蒸発潜熱が相違し水
の方が燃料よりも蒸発しにくいため、改質器に流入する
ガス（以下、改質器入口ガスと略す）の実質的なＳ／Ｃ
は定常時よりも小さくなって、燃料リッチ（換言すれ
ば、水の濃度が減少）になる。この現象は出力増大率
（車両の加速率）が高ければ高いほど顕著に現れる。
大時（燃料電池自動車用の燃料改質システムであれば車
両の加速時に相当）に、定常時と同じＳ／Ｃで水および
燃料を増大させると、水と燃料では蒸発潜熱が相違し水
の方が燃料よりも蒸発しにくいため、改質器に流入する
ガス（以下、改質器入口ガスと略す）の実質的なＳ／Ｃ
は定常時よりも小さくなって、燃料リッチ（換言すれ
ば、水の濃度が減少）になる。この現象は出力増大率
（車両の加速率）が高ければ高いほど顕著に現れる。
【０００６】ところで、炭化水素系燃料と水の改質反応
は、［化１］あるいは［化２］のように示される。
は、［化１］あるいは［化２］のように示される。
【０００７】
【化１】
【０００８】
【化２】
【０００９】したがって、改質反応には、炭化水素系燃
料１モルに対して１〜２モルの水が必要とされる。これ
に対して、反応に与えられる水の量が不足すると、高温
状態では［化３］に示されるコーキング反応が起こり易
くなり、このコーキング反応により煤（コーク）が生成
される。
料１モルに対して１〜２モルの水が必要とされる。これ
に対して、反応に与えられる水の量が不足すると、高温
状態では［化３］に示されるコーキング反応が起こり易
くなり、このコーキング反応により煤（コーク）が生成
される。
【００１０】
【化３】
【００１１】なお、コーキング反応が開始されるＳ／Ｃ
（以下、コーキング開始Ｓ／Ｃと略す）は、使用する炭
化水素系燃料と改質触媒の種類によって決まり、高温状
態において改質器入口ガスのＳ／Ｃがコーキング開始Ｓ
／Ｃを下回った場合に煤が生成されることとなる。改質
ガス中に煤が生成されると、この煤が改質器の改質触媒
や内壁に堆積して目詰まりを起こす虞がある。この目詰
まりは、改質器における原燃料ガスの偏流を助長し、局
所的に負荷が増大した部位における改質触媒の劣化を引
き起こす虞がある。
（以下、コーキング開始Ｓ／Ｃと略す）は、使用する炭
化水素系燃料と改質触媒の種類によって決まり、高温状
態において改質器入口ガスのＳ／Ｃがコーキング開始Ｓ
／Ｃを下回った場合に煤が生成されることとなる。改質
ガス中に煤が生成されると、この煤が改質器の改質触媒
や内壁に堆積して目詰まりを起こす虞がある。この目詰
まりは、改質器における原燃料ガスの偏流を助長し、局
所的に負荷が増大した部位における改質触媒の劣化を引
き起こす虞がある。
【００１２】しかも、一度生成された煤は、［化４］に
示される酸化雰囲気下での燃焼反応、あるいは、［化
５］に示される高温水蒸気下での水性ガス反応が起きな
ければ消失しない。そのため、改質器で生成された煤が
下流に流れて、改質器よりも下流のデバイス（熱交換
器、シフター、ＣＯ除去器等）に付着し、これらデバイ
スに目詰まり等による性能低下をもたらす虞もある。
示される酸化雰囲気下での燃焼反応、あるいは、［化
５］に示される高温水蒸気下での水性ガス反応が起きな
ければ消失しない。そのため、改質器で生成された煤が
下流に流れて、改質器よりも下流のデバイス（熱交換
器、シフター、ＣＯ除去器等）に付着し、これらデバイ
スに目詰まり等による性能低下をもたらす虞もある。
【００１３】
【化４】
【００１４】
【化５】
【００１５】図４は、燃料改質システムを搭載した燃料
電池自動車で、炭化水素系燃料としてイソオクタンを用
い、前述した従来のＳ／Ｃ制御方法によって、５ｋＷか
ら３０ｋＷまで加速レート１２．５ｋＷ／秒（加速時間
２秒）で加速するテストを行い、その時の改質器入口ガ
スのＳ／Ｃを連続分析計で測定した結果である。この図
から、加速時に蒸発器に投入されるイソオクタンと水と
のＳ／Ｃは一定値となるが、改質器入口ガスのＳ／Ｃは
加速初期から定常時よりも低下し、瞬間的にコーキング
開始Ｓ／Ｃ（１．０）を下回ることがわかる。
電池自動車で、炭化水素系燃料としてイソオクタンを用
い、前述した従来のＳ／Ｃ制御方法によって、５ｋＷか
ら３０ｋＷまで加速レート１２．５ｋＷ／秒（加速時間
２秒）で加速するテストを行い、その時の改質器入口ガ
スのＳ／Ｃを連続分析計で測定した結果である。この図
から、加速時に蒸発器に投入されるイソオクタンと水と
のＳ／Ｃは一定値となるが、改質器入口ガスのＳ／Ｃは
加速初期から定常時よりも低下し、瞬間的にコーキング
開始Ｓ／Ｃ（１．０）を下回ることがわかる。
【００１６】図５は、このような加速テストを複数回繰
り返した場合の、各加速終了時点における改質器からＣ
Ｏ除去器間の圧力損失を測定した結果である。この図か
ら、加速テストを繰り返すにしたがって、圧力損失が二
次関数的に増大していくことがわかる。この一連のテス
トが終了した時点で、使用した装置を分解検査したとこ
ろ、改質器出口付近のパイプ内壁およびシフター入口に
取り付けたガスの面内分布向上のための金属メッシュ整
流板において、多量の煤が検出された。
り返した場合の、各加速終了時点における改質器からＣ
Ｏ除去器間の圧力損失を測定した結果である。この図か
ら、加速テストを繰り返すにしたがって、圧力損失が二
次関数的に増大していくことがわかる。この一連のテス
トが終了した時点で、使用した装置を分解検査したとこ
ろ、改質器出口付近のパイプ内壁およびシフター入口に
取り付けたガスの面内分布向上のための金属メッシュ整
流板において、多量の煤が検出された。
【００１７】実際にこのような炭化水素系燃料改質型の
燃料電池システムを車両に搭載した場合には、さらに大
きな加速レートとなることもあり、また、加速の繰り返
し回数はさらに多くなる。したがって、特に燃料電池自
動車では加速時の改質器における煤発生を確実に防止し
なければならない。そこで、この発明は、改質器におけ
る煤発生を確実に防止することができる燃料改質システ
ムを提供するものである。
燃料電池システムを車両に搭載した場合には、さらに大
きな加速レートとなることもあり、また、加速の繰り返
し回数はさらに多くなる。したがって、特に燃料電池自
動車では加速時の改質器における煤発生を確実に防止し
なければならない。そこで、この発明は、改質器におけ
る煤発生を確実に防止することができる燃料改質システ
ムを提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、原燃料（例えば、後述する実施の形態
におけるガソリン）と水とをガス状にして原燃料ガスと
する蒸発器（例えば、後述する実施の形態における蒸発
器１）と、前記蒸発器の下流に配置され前記原燃料ガス
を改質触媒の触媒反応により改質して水素リッチガスを
生成する改質器（例えば、後述する実施の形態における
改質器２）と、を備えた燃料改質システムにおいて、前
記改質器で生成する水素リッチガスの要求量が定常状態
であるときには、前記蒸発器に供給する原燃料と水との
供給割合を一定とし、前記改質器で生成する水素リッチ
ガスの要求量に増加要求があるときには、前記蒸発器へ
の水供給量を前記定常状態における原燃料と水との供給
割合から求められる量に対し１より大なる第１の係数
（例えば、後述する実施の形態における増量係数ｋQ）
を乗じて定められる量に増加させることを特徴とする。
このように構成することにより、前記改質器で生成する
水素リッチガスの要求量に増加要求があるときに、蒸発
器における水の蒸発量を定常状態の時よりも増大させる
ことができ、改質器入口ガスの実質的なＳ／Ｃをコーキ
ング開始Ｓ／Ｃよりも下回らないようにすることができ
る。
に、この発明は、原燃料（例えば、後述する実施の形態
におけるガソリン）と水とをガス状にして原燃料ガスと
する蒸発器（例えば、後述する実施の形態における蒸発
器１）と、前記蒸発器の下流に配置され前記原燃料ガス
を改質触媒の触媒反応により改質して水素リッチガスを
生成する改質器（例えば、後述する実施の形態における
改質器２）と、を備えた燃料改質システムにおいて、前
記改質器で生成する水素リッチガスの要求量が定常状態
であるときには、前記蒸発器に供給する原燃料と水との
供給割合を一定とし、前記改質器で生成する水素リッチ
ガスの要求量に増加要求があるときには、前記蒸発器へ
の水供給量を前記定常状態における原燃料と水との供給
割合から求められる量に対し１より大なる第１の係数
（例えば、後述する実施の形態における増量係数ｋQ）
を乗じて定められる量に増加させることを特徴とする。
このように構成することにより、前記改質器で生成する
水素リッチガスの要求量に増加要求があるときに、蒸発
器における水の蒸発量を定常状態の時よりも増大させる
ことができ、改質器入口ガスの実質的なＳ／Ｃをコーキ
ング開始Ｓ／Ｃよりも下回らないようにすることができ
る。
【００１９】また、この発明において、前記水供給量増
加の継続時間（例えば、後述する実施の形態における増
加継続時間ｔ）を、前記増加要求から求まる前記水素リ
ッチガスの増加完了までの時間（例えば、後述する実施
の形態における加速時間ΔＴ）に対し１より小なる第２
の係数（例えば、後述する実施の形態における時間係数
ｋT）を乗じて定められるようにした場合には、水の過
剰供給を防止することができる。
加の継続時間（例えば、後述する実施の形態における増
加継続時間ｔ）を、前記増加要求から求まる前記水素リ
ッチガスの増加完了までの時間（例えば、後述する実施
の形態における加速時間ΔＴ）に対し１より小なる第２
の係数（例えば、後述する実施の形態における時間係数
ｋT）を乗じて定められるようにした場合には、水の過
剰供給を防止することができる。
【００２０】また、この発明において、前記第２の係数
を、０．２〜０．６の範囲で設定した場合には、改質器
入口ガスの実質的なＳ／Ｃをコーキング開始Ｓ／Ｃより
も確実に下回らないようにすることができるとともに、
蒸発器１内で蒸発できずに液溜まりとなった水に顕熱を
奪われないようにすることができる。
を、０．２〜０．６の範囲で設定した場合には、改質器
入口ガスの実質的なＳ／Ｃをコーキング開始Ｓ／Ｃより
も確実に下回らないようにすることができるとともに、
蒸発器１内で蒸発できずに液溜まりとなった水に顕熱を
奪われないようにすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係る燃料改質シ
ステムの一実施の形態を図１から図３の図面を参照して
説明する。なお、この実施の形態における燃料改質シス
テムは、燃料電池自動車に搭載されたエネルギー発生装
置としての燃料電池に供給される燃料ガスを生成する燃
料改質システムとしての態様であり、燃料改質システム
は、前述したように、ガソリンまたはメタノールなどの
炭化水素を含む原燃料を、水蒸気改質等により水素リッ
チガスに改質し、燃料電池に供給する。
ステムの一実施の形態を図１から図３の図面を参照して
説明する。なお、この実施の形態における燃料改質シス
テムは、燃料電池自動車に搭載されたエネルギー発生装
置としての燃料電池に供給される燃料ガスを生成する燃
料改質システムとしての態様であり、燃料改質システム
は、前述したように、ガソリンまたはメタノールなどの
炭化水素を含む原燃料を、水蒸気改質等により水素リッ
チガスに改質し、燃料電池に供給する。
【００２２】図１は燃料改質システムの概略構成を示し
ている。この実施の形態における燃料改質システムは、
蒸発器１、オートサーマル式の改質器２、熱交換器３、
シフター４、ＣＯ除去器５、を主要構成としており、原
燃料としてのガソリンを水素リッチガス（水素が多量に
含まれたガス）に改質し、燃料ガスとして燃料電池５０
に供給する。燃料電池５０は固体高分子電解質膜型の燃
料電池であり、燃料改質システムからアノードに供給さ
れる燃料ガス（水素リッチガス）中の水素と、コンプレ
ッサ９からカソードに供給される酸化剤ガスとしての空
気中の酸素との電気化学反応により発電を行う。
ている。この実施の形態における燃料改質システムは、
蒸発器１、オートサーマル式の改質器２、熱交換器３、
シフター４、ＣＯ除去器５、を主要構成としており、原
燃料としてのガソリンを水素リッチガス（水素が多量に
含まれたガス）に改質し、燃料ガスとして燃料電池５０
に供給する。燃料電池５０は固体高分子電解質膜型の燃
料電池であり、燃料改質システムからアノードに供給さ
れる燃料ガス（水素リッチガス）中の水素と、コンプレ
ッサ９からカソードに供給される酸化剤ガスとしての空
気中の酸素との電気化学反応により発電を行う。
【００２３】蒸発器１には、燃料供給装置６から燃料供
給管７を介して原燃料としてのガソリンが供給され、水
供給装置１１から水供給管１２を介して水が供給され、
空気供給管１４を介して改質用空気が供給されるように
なっている。蒸発器１に供給される水の供給量は、制御
装置９０からの指令に基づいて水供給装置１１により制
御可能になっており、蒸発器１に供給されるガソリンの
供給量は、制御装置９０からの指令に基づき燃料供給装
置６により制御可能になっている。
給管７を介して原燃料としてのガソリンが供給され、水
供給装置１１から水供給管１２を介して水が供給され、
空気供給管１４を介して改質用空気が供給されるように
なっている。蒸発器１に供給される水の供給量は、制御
装置９０からの指令に基づいて水供給装置１１により制
御可能になっており、蒸発器１に供給されるガソリンの
供給量は、制御装置９０からの指令に基づき燃料供給装
置６により制御可能になっている。
【００２４】また、蒸発器１は内部に触媒燃焼器８を備
えており、燃料電池５０から排出される水素オフガスと
空気オフガスがオフガス管２１，２２を介して触媒燃焼
器８に導入されて燃焼され、この時に発生する熱で、蒸
発器１に導入される前記ガソリンおよび水を気化させガ
ス状にして原燃料ガスにするとともに、改質用空気を加
熱する。原燃料ガスと改質用空気は混合され原料ガスと
なって蒸発器１から原料ガス供給管１５を通って改質器
２に供給される。
えており、燃料電池５０から排出される水素オフガスと
空気オフガスがオフガス管２１，２２を介して触媒燃焼
器８に導入されて燃焼され、この時に発生する熱で、蒸
発器１に導入される前記ガソリンおよび水を気化させガ
ス状にして原燃料ガスにするとともに、改質用空気を加
熱する。原燃料ガスと改質用空気は混合され原料ガスと
なって蒸発器１から原料ガス供給管１５を通って改質器
２に供給される。
【００２５】改質器２は内部に改質触媒を備えており、
この改質触媒の触媒作用により改質器２内で部分酸化と
水蒸気改質が行われ、その結果、原燃料ガスは水素リッ
チな改質ガスに改質される。前記改質触媒としては、Ｐ
ｔ，Ｒｈ等の貴金属触媒、またはＮｉ触媒を例示するこ
とができる。なお、この改質ガスには、副反応により生
じたＣＯが数％程度含まれている。改質器２から出てく
る改質ガスは極めて高温であり、この高温のまま下流の
シフター４に供給することができない。そこで、改質ガ
スは、改質器２から改質ガス供給管１６を介して熱交換
器３に供給され、所定温度に冷却される。
この改質触媒の触媒作用により改質器２内で部分酸化と
水蒸気改質が行われ、その結果、原燃料ガスは水素リッ
チな改質ガスに改質される。前記改質触媒としては、Ｐ
ｔ，Ｒｈ等の貴金属触媒、またはＮｉ触媒を例示するこ
とができる。なお、この改質ガスには、副反応により生
じたＣＯが数％程度含まれている。改質器２から出てく
る改質ガスは極めて高温であり、この高温のまま下流の
シフター４に供給することができない。そこで、改質ガ
スは、改質器２から改質ガス供給管１６を介して熱交換
器３に供給され、所定温度に冷却される。
【００２６】熱交換器３で冷却された改質ガスは改質ガ
ス供給管１７を介してシフター４に供給される。前述し
たように、改質器２から出てくる改質ガスはＣＯ濃度が
高く、これをそのまま燃料電池５０のアノードに供給す
ることができないので、シフター４によりＣＯを除去す
る。シフター４は内部にシフト触媒を備えており、この
シフト触媒の触媒作用によりシフター４の内部でシフト
反応が行われ、改質ガス中の多くのＣＯがＣＯ2に変成
せしめられる。前記シフト触媒としては、ＣｕＺｎ系ま
たはＰｔ触媒を例示することができる。
ス供給管１７を介してシフター４に供給される。前述し
たように、改質器２から出てくる改質ガスはＣＯ濃度が
高く、これをそのまま燃料電池５０のアノードに供給す
ることができないので、シフター４によりＣＯを除去す
る。シフター４は内部にシフト触媒を備えており、この
シフト触媒の触媒作用によりシフター４の内部でシフト
反応が行われ、改質ガス中の多くのＣＯがＣＯ2に変成
せしめられる。前記シフト触媒としては、ＣｕＺｎ系ま
たはＰｔ触媒を例示することができる。
【００２７】シフター４によってＣＯを除去せしめられ
た改質ガスは改質ガス供給管１８を介してＣＯ除去器５
に供給される。ＣＯ除去器５は内部にＣＯを選択酸化す
るＣＯ除去触媒を備えており、ＣＯ除去器５にはＣＯ酸
化用空気が供給される。ＣＯ除去器５において、ＣＯ除
去触媒の触媒作用により改質ガス中に微量に残留するＣ
ＯがＣＯ2に酸化せしめられる。ＣＯ除去触媒として
は、白金（Ｐｔ）やルテニウム（Ｒｕ）等の酸化触媒を
例示することができる。このようにしてＣＯを除去され
た改質ガスは、ＣＯ除去器５から水素リッチガス供給管
１９を介して、水素リッチガス（燃料ガス）として燃料
電池１のアノードに供給される。
た改質ガスは改質ガス供給管１８を介してＣＯ除去器５
に供給される。ＣＯ除去器５は内部にＣＯを選択酸化す
るＣＯ除去触媒を備えており、ＣＯ除去器５にはＣＯ酸
化用空気が供給される。ＣＯ除去器５において、ＣＯ除
去触媒の触媒作用により改質ガス中に微量に残留するＣ
ＯがＣＯ2に酸化せしめられる。ＣＯ除去触媒として
は、白金（Ｐｔ）やルテニウム（Ｒｕ）等の酸化触媒を
例示することができる。このようにしてＣＯを除去され
た改質ガスは、ＣＯ除去器５から水素リッチガス供給管
１９を介して、水素リッチガス（燃料ガス）として燃料
電池１のアノードに供給される。
【００２８】この燃料改質システムにおいては、燃料改
質システムで生成される水素リッチガス（換言すれば、
ＣＯ除去器５から燃料電池５０に供給される燃料ガス）
の流量が定常状態（略一定）である時には、蒸発器１に
供給される水と原燃料中に含まれるカーボンとのモル
比、すなわちＳ／Ｃが一定値となるように、水供給装置
１１による水供給量と燃料供給装置６による燃料供給量
を制御する。
質システムで生成される水素リッチガス（換言すれば、
ＣＯ除去器５から燃料電池５０に供給される燃料ガス）
の流量が定常状態（略一定）である時には、蒸発器１に
供給される水と原燃料中に含まれるカーボンとのモル
比、すなわちＳ／Ｃが一定値となるように、水供給装置
１１による水供給量と燃料供給装置６による燃料供給量
を制御する。
【００２９】しかしながら、燃料改質システムで生成さ
れる水素リッチガスの流量が増大する過渡時にも、定常
状態と同じＳ／Ｃで水供給量と燃料供給量を制御したの
では、前述したように改質器入口ガスの実質的なＳ／Ｃ
がコーキング開始Ｓ／Ｃよりも低下して、改質器２にお
いて煤が生じてしまう。
れる水素リッチガスの流量が増大する過渡時にも、定常
状態と同じＳ／Ｃで水供給量と燃料供給量を制御したの
では、前述したように改質器入口ガスの実質的なＳ／Ｃ
がコーキング開始Ｓ／Ｃよりも低下して、改質器２にお
いて煤が生じてしまう。
【００３０】そこで、この燃料改質システムでは、燃料
改質システムで生成される水素リッチガスの要求量に増
加要求があるときには、蒸発器１への水供給量を前記定
常時のＳ／Ｃから求められる量よりも増加させることに
より、蒸発器１における水の蒸発量を増加させ、改質器
入口ガスの実質的なＳ／Ｃがコーキング開始Ｓ／Ｃより
も下回らないようにした。
改質システムで生成される水素リッチガスの要求量に増
加要求があるときには、蒸発器１への水供給量を前記定
常時のＳ／Ｃから求められる量よりも増加させることに
より、蒸発器１における水の蒸発量を増加させ、改質器
入口ガスの実質的なＳ／Ｃがコーキング開始Ｓ／Ｃより
も下回らないようにした。
【００３１】燃料改質システムで生成される水素リッチ
ガスの要求量、すなわち燃料改質システムに要求される
出力は、燃料電池５０の運転状態によって決定され、ま
た燃料電池５０の運転状態は燃料電池自動車にこの燃料
改質システムが搭載された場合ではアクセル開度（また
は出力指令値）によって決定される。そこで、この実施
の形態では、アクセル開度の変化から水素リッチガスの
増加要求（燃料改質システムの出力増加要求）を検出す
ることとした。そして、制御装置９０には、燃料電池自
動車に設けられているアクセル開度センサ４０の出力信
号が入力され、アクセル開度が増大変化する加速時を水
素リッチガスの増加要求時と判定することとした。
ガスの要求量、すなわち燃料改質システムに要求される
出力は、燃料電池５０の運転状態によって決定され、ま
た燃料電池５０の運転状態は燃料電池自動車にこの燃料
改質システムが搭載された場合ではアクセル開度（また
は出力指令値）によって決定される。そこで、この実施
の形態では、アクセル開度の変化から水素リッチガスの
増加要求（燃料改質システムの出力増加要求）を検出す
ることとした。そして、制御装置９０には、燃料電池自
動車に設けられているアクセル開度センサ４０の出力信
号が入力され、アクセル開度が増大変化する加速時を水
素リッチガスの増加要求時と判定することとした。
【００３２】図２は、この実施の形態の燃料改質システ
ムにおいてアクセル開度の増大変化から加速要求が検出
され、その時に蒸発器１への水供給量を定常時のＳ／Ｃ
から求められる量よりも増加させる制御を実行した場合
の実験結果を示すものであり、水供給量制御指令値、実
際の水供給量、燃料供給量、改質器入口ガスＳ／Ｃの変
化を示している。実験は、原燃料としてイソオクタンを
用い、５ｋＷから３０ｋＷまで加速レート１２．５ｋＷ
／秒（加速時間２秒）で加速し、増加要求開始時から水
供給量制御指令を増加し、その増加指令継続時間（以
下、増加継続時間と略す）ｔを、加速開始から加速終了
までの加速時間ΔＴに時間係数（第２の係数）ｋTを乗
じて求められた時間とし（ｔ＝ｋT・ΔＴ）、この増加
継続時間ｔの間だけ、水供給量Ｑを、定常時におけるＳ
／Ｃから求められる水供給量Ｑ0に対して増量係数（第
１の係数）ｋQを乗じて定められる量とした（Ｑ＝ｋQ・
Ｑ0）。なお、加速時間ΔＴは加速要求（加速直前のア
クセル開度や、アクセル開度の増加速度等）から求めら
れる。
ムにおいてアクセル開度の増大変化から加速要求が検出
され、その時に蒸発器１への水供給量を定常時のＳ／Ｃ
から求められる量よりも増加させる制御を実行した場合
の実験結果を示すものであり、水供給量制御指令値、実
際の水供給量、燃料供給量、改質器入口ガスＳ／Ｃの変
化を示している。実験は、原燃料としてイソオクタンを
用い、５ｋＷから３０ｋＷまで加速レート１２．５ｋＷ
／秒（加速時間２秒）で加速し、増加要求開始時から水
供給量制御指令を増加し、その増加指令継続時間（以
下、増加継続時間と略す）ｔを、加速開始から加速終了
までの加速時間ΔＴに時間係数（第２の係数）ｋTを乗
じて求められた時間とし（ｔ＝ｋT・ΔＴ）、この増加
継続時間ｔの間だけ、水供給量Ｑを、定常時におけるＳ
／Ｃから求められる水供給量Ｑ0に対して増量係数（第
１の係数）ｋQを乗じて定められる量とした（Ｑ＝ｋQ・
Ｑ0）。なお、加速時間ΔＴは加速要求（加速直前のア
クセル開度や、アクセル開度の増加速度等）から求めら
れる。
【００３３】このように水供給量増加制御を実行する
と、加速中も改質器入口ガスのＳ／Ｃをコーキング開始
Ｓ／Ｃより低下させずに、ほぼ一定に安定させることが
できる。その結果、改質器２における煤の生成を確実に
防止することができる。したがって、改質器２において
煤による目詰まりが生じなくなり、目詰まりに起因する
ガスの偏流も起きなくなり、局所的に改質触媒が劣化す
ることもない。これにより、燃料改質システムの耐久性
が向上する。
と、加速中も改質器入口ガスのＳ／Ｃをコーキング開始
Ｓ／Ｃより低下させずに、ほぼ一定に安定させることが
できる。その結果、改質器２における煤の生成を確実に
防止することができる。したがって、改質器２において
煤による目詰まりが生じなくなり、目詰まりに起因する
ガスの偏流も起きなくなり、局所的に改質触媒が劣化す
ることもない。これにより、燃料改質システムの耐久性
が向上する。
【００３４】なお、前述した増量係数ｋQと時間係数ｋT
は、各加速条件に応じた最適化テストを行って決定す
る。図３は、加速条件および増量係数ｋQ（ｋQ＝１．
５）を一定とし、時間係数ｋ Tだけを変化させた場合の
改質器入口ガスＳ／Ｃの改善効果の違いを調べた実験結
果である。この実験結果から、時間係数ｋT＝０．１程
度では水を噴射するインジェクター等のデバイスの性能
限界のためＳ／Ｃ改善効果は小さく、時間係数ｋTを
０．２以上にすると十分な改善効果が現れ、改質器入口
ガスのＳ／Ｃをコーキング開始Ｓ／Ｃよりも大きくする
ことができた。そして、改質器２における煤の発生を防
止できることが確認された。しかしながら、時間係数ｋ
Tを必要以上に大きくすると、蒸発器１内で蒸発できず
に液溜まりとなった水に顕熱を奪われ、蒸発効率の悪化
が生じるので、この実験結果から時間係数ｋTの上限値
は０．６程度とする。したがって、時間係数ｋTの最適
値はｋT＝０．２〜０．６とするのが好ましい。また、
加速条件および時間係数ｋTを一定とし、増量係数ｋQだ
けを変化させた実験を行った結果、増量係数ｋQの最適
値はｋQ＝１．１〜２．０であることが確認された。
は、各加速条件に応じた最適化テストを行って決定す
る。図３は、加速条件および増量係数ｋQ（ｋQ＝１．
５）を一定とし、時間係数ｋ Tだけを変化させた場合の
改質器入口ガスＳ／Ｃの改善効果の違いを調べた実験結
果である。この実験結果から、時間係数ｋT＝０．１程
度では水を噴射するインジェクター等のデバイスの性能
限界のためＳ／Ｃ改善効果は小さく、時間係数ｋTを
０．２以上にすると十分な改善効果が現れ、改質器入口
ガスのＳ／Ｃをコーキング開始Ｓ／Ｃよりも大きくする
ことができた。そして、改質器２における煤の発生を防
止できることが確認された。しかしながら、時間係数ｋ
Tを必要以上に大きくすると、蒸発器１内で蒸発できず
に液溜まりとなった水に顕熱を奪われ、蒸発効率の悪化
が生じるので、この実験結果から時間係数ｋTの上限値
は０．６程度とする。したがって、時間係数ｋTの最適
値はｋT＝０．２〜０．６とするのが好ましい。また、
加速条件および時間係数ｋTを一定とし、増量係数ｋQだ
けを変化させた実験を行った結果、増量係数ｋQの最適
値はｋQ＝１．１〜２．０であることが確認された。
【００３５】なお、時間係数ｋTおよび増量係数ｋQを前
記最適値の範囲内において高め（水リッチ側）に設定し
た場合には、加速中の改質器入口ガスのＳ／Ｃが高めに
保たれるので、改質器２における煤の発生を防止するこ
とができるのみならず、万が一にもシステム系内に煤が
蓄積していた場合には、［化６］に示される高温水蒸気
下での水性ガス反応によって煤を低減させることができ
る。
記最適値の範囲内において高め（水リッチ側）に設定し
た場合には、加速中の改質器入口ガスのＳ／Ｃが高めに
保たれるので、改質器２における煤の発生を防止するこ
とができるのみならず、万が一にもシステム系内に煤が
蓄積していた場合には、［化６］に示される高温水蒸気
下での水性ガス反応によって煤を低減させることができ
る。
【００３６】
【化６】
【００３７】〔他の実施の形態〕尚、この発明は前述し
た実施の形態に限られるものではない。例えば、原燃料
はガソリンに限らず、メタノールやメタンを用いること
も可能である。また、原燃料の種類によってはシフター
４は不要である。また、水素リッチガスの増加要求は燃
料電池から取り出される電力量の変化率から求めること
も可能である。また、この発明は、蒸発器１に水を供給
し、そこで生じた水蒸気を改質器２に送り込む原料ガス
供給管１５にガソリン（原燃料）を噴射してガソリンを
ガス化させる場合にも適用可能であり、その場合には、
原料ガス供給管１５は蒸発器１の一部を構成するものと
みなす。
た実施の形態に限られるものではない。例えば、原燃料
はガソリンに限らず、メタノールやメタンを用いること
も可能である。また、原燃料の種類によってはシフター
４は不要である。また、水素リッチガスの増加要求は燃
料電池から取り出される電力量の変化率から求めること
も可能である。また、この発明は、蒸発器１に水を供給
し、そこで生じた水蒸気を改質器２に送り込む原料ガス
供給管１５にガソリン（原燃料）を噴射してガソリンを
ガス化させる場合にも適用可能であり、その場合には、
原料ガス供給管１５は蒸発器１の一部を構成するものと
みなす。
【００３８】さらに、上述した実施の形態では、第１の
係数を増量係数ｋQとし、ｋQを１より大なる値として水
の供給割合量に乗じて水供給量Ｑを決めているが、ｋQ
を１より小さい値とし、水の供給割合量をこれで除して
も同様の結果を得て好適である。また、上述した実施の
形態では、第２の係数を時間係数ｋTとし、ｋTを１より
小なる値として加速時間ΔＴに乗じて増加継続時間ｔを
決めているが、ｋTを１より大なる値とし、加速時間Δ
Ｔをこれで除しても同様の結果を得て好適である。
係数を増量係数ｋQとし、ｋQを１より大なる値として水
の供給割合量に乗じて水供給量Ｑを決めているが、ｋQ
を１より小さい値とし、水の供給割合量をこれで除して
も同様の結果を得て好適である。また、上述した実施の
形態では、第２の係数を時間係数ｋTとし、ｋTを１より
小なる値として加速時間ΔＴに乗じて増加継続時間ｔを
決めているが、ｋTを１より大なる値とし、加速時間Δ
Ｔをこれで除しても同様の結果を得て好適である。
【００３９】
【発明の効果】以上説明するように、この発明によれ
ば、原燃料と水とをガス状にして原燃料ガスとする蒸発
器と、前記蒸発器の下流に配置され前記原燃料ガスを改
質触媒の触媒反応により改質して水素リッチガスを生成
する改質器と、を備えた燃料改質システムにおいて、前
記改質器で生成する水素リッチガスの要求量が定常状態
であるときには、前記蒸発器に供給する原燃料と水との
供給割合を一定とし、前記改質器で生成する水素リッチ
ガスの要求量に増加要求があるときには、前記蒸発器へ
の水供給量を前記定常状態における原燃料と水との供給
割合から求められる量に対し１より大なる第１の係数を
乗じて定められる量に増加させるようにしたことによ
り、前記改質器で生成する水素リッチガスの要求量に増
加要求があったときにも、改質器入口ガスの実質的なＳ
／Ｃをコーキング開始Ｓ／Ｃよりも下回らないようにす
ることができ、その結果、改質器における煤の発生を防
止することができ、燃料改質システムの耐久性が向上す
るという優れた効果が奏される。
ば、原燃料と水とをガス状にして原燃料ガスとする蒸発
器と、前記蒸発器の下流に配置され前記原燃料ガスを改
質触媒の触媒反応により改質して水素リッチガスを生成
する改質器と、を備えた燃料改質システムにおいて、前
記改質器で生成する水素リッチガスの要求量が定常状態
であるときには、前記蒸発器に供給する原燃料と水との
供給割合を一定とし、前記改質器で生成する水素リッチ
ガスの要求量に増加要求があるときには、前記蒸発器へ
の水供給量を前記定常状態における原燃料と水との供給
割合から求められる量に対し１より大なる第１の係数を
乗じて定められる量に増加させるようにしたことによ
り、前記改質器で生成する水素リッチガスの要求量に増
加要求があったときにも、改質器入口ガスの実質的なＳ
／Ｃをコーキング開始Ｓ／Ｃよりも下回らないようにす
ることができ、その結果、改質器における煤の発生を防
止することができ、燃料改質システムの耐久性が向上す
るという優れた効果が奏される。
【００４０】また、この発明において、前記水供給量増
加の継続時間を、前記増加要求から求まる前記水素リッ
チガスの増加完了までの時間に対し１より小なる第２の
係数を乗じて定めるようにした場合には、水の過剰供給
を防止することができる。また、この発明において、前
記第２の係数を、０．２〜０．６の範囲で設定した場合
には、改質器入口ガスの実質的なＳ／Ｃをコーキング開
始Ｓ／Ｃよりも確実に下回らないようにすることができ
るとともに、蒸発器１内で蒸発できずに液溜まりとなっ
た水に顕熱を奪われないようにすることができる。
加の継続時間を、前記増加要求から求まる前記水素リッ
チガスの増加完了までの時間に対し１より小なる第２の
係数を乗じて定めるようにした場合には、水の過剰供給
を防止することができる。また、この発明において、前
記第２の係数を、０．２〜０．６の範囲で設定した場合
には、改質器入口ガスの実質的なＳ／Ｃをコーキング開
始Ｓ／Ｃよりも確実に下回らないようにすることができ
るとともに、蒸発器１内で蒸発できずに液溜まりとなっ
た水に顕熱を奪われないようにすることができる。
【図１】 この発明に係る燃料改質システムの一実施の
形態を示す構成図である。
形態を示す構成図である。
【図２】 前記実施の形態において水供給量増加制御を
実行した場合における改質器入口ガスのＳ／Ｃ変化を示
す図である。
実行した場合における改質器入口ガスのＳ／Ｃ変化を示
す図である。
【図３】 増量係数ｋQを一定とし、時間係数ｋTだけを
変化させた場合の改質器入口ガスのＳ／Ｃ変化を測定し
た実験結果を示す図である。
変化させた場合の改質器入口ガスのＳ／Ｃ変化を測定し
た実験結果を示す図である。
【図４】 従来の水供給量制御を実行した場合における
改質器入口ガスのＳ／Ｃ変化を示す図である。
改質器入口ガスのＳ／Ｃ変化を示す図である。
【図５】 加速時に従来の水供給量制御を実行した場合
の加速終了時点における改質器からＣＯ除去器間の圧力
損失を測定した実験結果を示す図である。
の加速終了時点における改質器からＣＯ除去器間の圧力
損失を測定した実験結果を示す図である。
１ 水蒸気
２ 改質器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｇ
(72)発明者 野村 正
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会
社本田技術研究所内
Ｆターム(参考） 4G040 EA02 EA03 EA06 EB16 EB43
5H027 AA02 BA01 BA16 BA17 MM01
5H115 PA08 PG04 PI18 PU01 PU21
SE06 TR19
Claims (3)
- 【請求項１】 原燃料と水とをガス状にして原燃料ガス
とする蒸発器と、 前記蒸発器の下流に配置され前記原燃料ガスを改質触媒
の触媒反応により改質して水素リッチガスを生成する改
質器と、 を備えた燃料改質システムにおいて、 前記改質器で生成する水素リッチガスの要求量が定常状
態であるときには、前記蒸発器に供給する原燃料と水と
の供給割合を一定とし、 前記改質器で生成する水素リッチガスの要求量に増加要
求があるときには、前記蒸発器への水供給量を前記定常
状態における原燃料と水との供給割合から求められる量
に対し１より大なる第１の係数を乗じて定められる量に
増加させることを特徴とする燃料改質システム。 - 【請求項２】 前記水供給量増加の継続時間は、前記増
加要求から求まる前記水素リッチガスの増加完了までの
時間に対し１より小なる第２の係数を乗じて定められる
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料改質システム。 - 【請求項３】 前記第２の係数は、０．２〜０．６の範
囲で設定されることを特徴とする請求項２に記載の燃料
改質システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002031503A JP2003238105A (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 燃料改質システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002031503A JP2003238105A (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 燃料改質システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005285693A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料改質システム |
| JP4695341B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2011-06-08 | 日産自動車株式会社 | 燃料改質システム |
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| CN113906600B (zh) * | 2019-06-04 | 2024-05-31 | 京瓷株式会社 | 燃料电池装置 |
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