JP2003277011A - 水素発生装置 - Google Patents
水素発生装置Info
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 改質部、変成部、ＣＯ酸化部からなる水素
発生装置において、水素発生量の変化速度を速くするこ
とを目的とする。 【解決手段】 改質部３に原料を供給する原料供給部１
と、変成触媒の温度を検知する変成温度検知部６と、Ｃ
Ｏ酸化触媒の温度を検知するＣＯ酸化温度検知部８と、
原料流量制御部１０を有し、原料供給量と、変成触媒の
温度と、ＣＯ酸化触媒の温度とから、原料流量制御部１
０により各部の触媒状態を予測して、原料流量を変化さ
せるものである。
発生装置において、水素発生量の変化速度を速くするこ
とを目的とする。 【解決手段】 改質部３に原料を供給する原料供給部１
と、変成触媒の温度を検知する変成温度検知部６と、Ｃ
Ｏ酸化触媒の温度を検知するＣＯ酸化温度検知部８と、
原料流量制御部１０を有し、原料供給量と、変成触媒の
温度と、ＣＯ酸化触媒の温度とから、原料流量制御部１
０により各部の触媒状態を予測して、原料流量を変化さ
せるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、天然ガス、ＬＰ
Ｇ、ガソリン、ナフサ、灯油、メタノール等の炭化水素
化合物を主原料とし、燃料電池等の水素利用機器に供給
するための水素リッチガスを発生させる水素発生装置に
関する。
Ｇ、ガソリン、ナフサ、灯油、メタノール等の炭化水素
化合物を主原料とし、燃料電池等の水素利用機器に供給
するための水素リッチガスを発生させる水素発生装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】以下に、従来の水素発生装置の水素発生
量の変化方法について図９を用いて説明する。
量の変化方法について図９を用いて説明する。
【０００３】５１は改質反応させる原料を供給する原料
供給部、５２は改質反応に必要な水を供給する水供給部
であり、改質触媒を充填した改質部５３に繋がり、改質
部５３には改質部５３を加熱するバーナ５４を設置して
いる。また、改質部５３から送出される改質ガスは変成
触媒を充填した変成部５５に送られる。変成部５５から
変成後ガスはＣＯ酸化触媒を充填したＣＯ酸化部５６に
送られ、ＣＯ酸化空気供給部５７からの空気によりＣＯ
を酸化させてＣＯ濃度が２０ｐｐｍ以下の水素リッチな
燃料ガスとしてＣＯ酸化部５６から燃料電池５８に送ら
れる。
供給部、５２は改質反応に必要な水を供給する水供給部
であり、改質触媒を充填した改質部５３に繋がり、改質
部５３には改質部５３を加熱するバーナ５４を設置して
いる。また、改質部５３から送出される改質ガスは変成
触媒を充填した変成部５５に送られる。変成部５５から
変成後ガスはＣＯ酸化触媒を充填したＣＯ酸化部５６に
送られ、ＣＯ酸化空気供給部５７からの空気によりＣＯ
を酸化させてＣＯ濃度が２０ｐｐｍ以下の水素リッチな
燃料ガスとしてＣＯ酸化部５６から燃料電池５８に送ら
れる。
【０００４】ここで、水素発生量を変化させるときに
は、原料供給量の変化を、各部触媒の温度状態を乱さな
いように、ゆっくりとした速度（例えば、0.1NL/5min）
で変化させ、生成ガス中のＣＯ濃度が２０ｐｐｍ以上に
ならないようにしていた。
は、原料供給量の変化を、各部触媒の温度状態を乱さな
いように、ゆっくりとした速度（例えば、0.1NL/5min）
で変化させ、生成ガス中のＣＯ濃度が２０ｐｐｍ以上に
ならないようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】燃料電池での発電量を
変化させるときには、一般的に燃料電池に供給する水素
量を変化させる。ここで、燃料電池を家庭に設置して家
庭内の使用電力に対応して発電量を調整するためには、
燃料電池に供給する水素量、つまり水素発生装置での水
素生成量の変化速度を速くし、使用電力に必要なだけの
水素量を供給することが経済上最も有効である。しか
し、水素発生量の変化を速くするため原料流量の変化速
度を速くすると、変成触媒やＣＯ酸化触媒内の温度状態
が変化して変成後ガス中のＣＯ濃度が増加し、ひいては
ＣＯ酸化部からの生成ガス中のＣＯ濃度の増加を引き起
こす可能性がある。生成ガス中のＣＯ濃度が２０ｐｐｍ
以上となると燃料電池を劣化させる可能性があるため、
水素発生量の変化速度を速くすることはできなかった。
変化させるときには、一般的に燃料電池に供給する水素
量を変化させる。ここで、燃料電池を家庭に設置して家
庭内の使用電力に対応して発電量を調整するためには、
燃料電池に供給する水素量、つまり水素発生装置での水
素生成量の変化速度を速くし、使用電力に必要なだけの
水素量を供給することが経済上最も有効である。しか
し、水素発生量の変化を速くするため原料流量の変化速
度を速くすると、変成触媒やＣＯ酸化触媒内の温度状態
が変化して変成後ガス中のＣＯ濃度が増加し、ひいては
ＣＯ酸化部からの生成ガス中のＣＯ濃度の増加を引き起
こす可能性がある。生成ガス中のＣＯ濃度が２０ｐｐｍ
以上となると燃料電池を劣化させる可能性があるため、
水素発生量の変化速度を速くすることはできなかった。
【０００６】本発明はこの課題を解決するものであり、
水素発生量の変化速度を速くしても生成ガス中のＣＯ濃
度の増加を引き起こさない水素発生装置を提供すること
を目的としたものである。
水素発生量の変化速度を速くしても生成ガス中のＣＯ濃
度の増加を引き起こさない水素発生装置を提供すること
を目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するため、本発明は炭化水素化合物の原料を供給する原
料供給部と、水を供給する水供給部と、改質触媒を充填
した改質部と、前記改質部を加熱する加熱手段と、前記
改質部からの改質後ガスが流入し、内部に変成触媒を有
する変成部と、前記変成触媒の温度を検知する変成温度
検知部と、前記原料供給部からの原料流量を制御する原
料流量制御部を備え、原料流量を変化させるとき、前記
原料供給部からの信号と前記変成温度検知部からの信号
に応じて前記原料流量制御部により原料流量の変化速度
を制御することを特徴とする水素発生装置である。
するため、本発明は炭化水素化合物の原料を供給する原
料供給部と、水を供給する水供給部と、改質触媒を充填
した改質部と、前記改質部を加熱する加熱手段と、前記
改質部からの改質後ガスが流入し、内部に変成触媒を有
する変成部と、前記変成触媒の温度を検知する変成温度
検知部と、前記原料供給部からの原料流量を制御する原
料流量制御部を備え、原料流量を変化させるとき、前記
原料供給部からの信号と前記変成温度検知部からの信号
に応じて前記原料流量制御部により原料流量の変化速度
を制御することを特徴とする水素発生装置である。
【０００８】また、変成部からの変成後ガスが流入し、
内部にＣＯ酸化触媒を有するＣＯ酸化部と、前記ＣＯ酸
化触媒の温度を検知するＣＯ酸化温度検知部と、前記Ｃ
Ｏ酸化部にＣＯ酸化用空気を供給するＣＯ酸化空気供給
部とを備え、原料流量を変化させるとき、原料供給部か
らの信号と変成温度検知部からの信号と前記ＣＯ酸化温
度検知部からの信号に応じて原料流量制御部により原料
流量の変化速度を制御することを特徴とするものであ
る。
内部にＣＯ酸化触媒を有するＣＯ酸化部と、前記ＣＯ酸
化触媒の温度を検知するＣＯ酸化温度検知部と、前記Ｃ
Ｏ酸化部にＣＯ酸化用空気を供給するＣＯ酸化空気供給
部とを備え、原料流量を変化させるとき、原料供給部か
らの信号と変成温度検知部からの信号と前記ＣＯ酸化温
度検知部からの信号に応じて原料流量制御部により原料
流量の変化速度を制御することを特徴とするものであ
る。
【０００９】また、原料流量に対応した変成温度範囲を
設け、変成触媒の温度が前記変成温度範囲内のときに一
定の変化速度で原料流量を制御することを特徴とするも
のである。
設け、変成触媒の温度が前記変成温度範囲内のときに一
定の変化速度で原料流量を制御することを特徴とするも
のである。
【００１０】また、原料流量に対応したＣＯ酸化温度範
囲を設け、ＣＯ酸化触媒の温度が前記ＣＯ酸化温度範囲
内で、かつ変成触媒の温度が変成温度範囲内のときに一
定の変化速度で原料流量を制御することを特徴とするも
のである。
囲を設け、ＣＯ酸化触媒の温度が前記ＣＯ酸化温度範囲
内で、かつ変成触媒の温度が変成温度範囲内のときに一
定の変化速度で原料流量を制御することを特徴とするも
のである。
【００１１】また、変成温度範囲、あるいはＣＯ酸化温
度範囲の少なくとも一方が複数の温度範囲を有し、前記
変成温度範囲と前記ＣＯ酸化温度範囲の組み合わせに対
応した一定の変化速度により原料流量を制御することを
特徴とするものである。
度範囲の少なくとも一方が複数の温度範囲を有し、前記
変成温度範囲と前記ＣＯ酸化温度範囲の組み合わせに対
応した一定の変化速度により原料流量を制御することを
特徴とするものである。
【００１２】また、炭化水素化合物の原料を供給する原
料供給部と、水を供給する水供給部と、改質触媒を充填
した改質部と、前記改質部を加熱する加熱手段と、前記
改質部からの改質後ガスが流入し、内部に変成触媒を有
する変成部と、前記変成部からの変成後ガスが流入し、
内部にＣＯ酸化触媒を有するＣＯ酸化部と、前記ＣＯ酸
化部にＣＯ酸化用空気を供給するＣＯ酸化空気供給部
と、前記ＣＯ酸化空気供給部からの空気量を制御するＣ
Ｏ酸化空気制御部を備え、前記原料供給部からの原料流
量を変化させるときには、前記原料供給部からの信号に
応じて前記ＣＯ酸化空気供給部からの空気量を所定のＯ
2／ＣＯ値よりも大きくなるように増加させることを特
徴とするものである。
料供給部と、水を供給する水供給部と、改質触媒を充填
した改質部と、前記改質部を加熱する加熱手段と、前記
改質部からの改質後ガスが流入し、内部に変成触媒を有
する変成部と、前記変成部からの変成後ガスが流入し、
内部にＣＯ酸化触媒を有するＣＯ酸化部と、前記ＣＯ酸
化部にＣＯ酸化用空気を供給するＣＯ酸化空気供給部
と、前記ＣＯ酸化空気供給部からの空気量を制御するＣ
Ｏ酸化空気制御部を備え、前記原料供給部からの原料流
量を変化させるときには、前記原料供給部からの信号に
応じて前記ＣＯ酸化空気供給部からの空気量を所定のＯ
2／ＣＯ値よりも大きくなるように増加させることを特
徴とするものである。
【００１３】また、変成部の温度を検知する変成温度検
知部を備え、前記原料供給部からの原料流量を変化させ
るときには、前記原料供給部からの信号と前記変成温度
検知部からの信号に応じて前記ＣＯ酸化空気供給部から
の空気量を所定のＯ2／ＣＯ値よりも大きくなるように
増加させることを特徴とするものである。
知部を備え、前記原料供給部からの原料流量を変化させ
るときには、前記原料供給部からの信号と前記変成温度
検知部からの信号に応じて前記ＣＯ酸化空気供給部から
の空気量を所定のＯ2／ＣＯ値よりも大きくなるように
増加させることを特徴とするものである。
【００１４】また、変成触媒の温度を検知する変成温度
検知部と、ＣＯ酸化触媒の温度を検知するＣＯ酸化温度
検知部と、ＣＯ酸化空気供給量を制御するＣＯ酸化空気
制御部を備え、原料供給部からの信号と前記変成温度検
知部からの信号と前記ＣＯ酸化温度検知部からの信号と
原料流量の変化速度に応じて前記ＣＯ酸化空気制御部に
よりＣＯ酸化空気供給量を制御することを特徴とするも
のである。
検知部と、ＣＯ酸化触媒の温度を検知するＣＯ酸化温度
検知部と、ＣＯ酸化空気供給量を制御するＣＯ酸化空気
制御部を備え、原料供給部からの信号と前記変成温度検
知部からの信号と前記ＣＯ酸化温度検知部からの信号と
原料流量の変化速度に応じて前記ＣＯ酸化空気制御部に
よりＣＯ酸化空気供給量を制御することを特徴とするも
のである。
【００１５】また、炭化水素化合物の原料を供給する原
料供給部と、水を供給する水供給部と、改質触媒を充填
した改質部と、前記改質部を加熱する加熱手段と、前記
改質部からの改質後ガスが流入し、内部に変成触媒を有
する変成部と、前記変成触媒の温度を検知する変成温度
検知部と、前記変成触媒を加熱する変成ヒータと、前記
変成部からの変成後ガスが流入し、内部にＣＯ酸化触媒
を有するＣＯ酸化部と、前記ＣＯ酸化部にＣＯ酸化用空
気を供給するＣＯ酸化空気供給部と、前記変成ヒータで
の加熱量を制御する制御部を備え、前記原料供給部から
の原料供給量を変化させるとき、前記変成温度検知部か
らの信号に応じて前記変成ヒータを制御することを特徴
とするものである。
料供給部と、水を供給する水供給部と、改質触媒を充填
した改質部と、前記改質部を加熱する加熱手段と、前記
改質部からの改質後ガスが流入し、内部に変成触媒を有
する変成部と、前記変成触媒の温度を検知する変成温度
検知部と、前記変成触媒を加熱する変成ヒータと、前記
変成部からの変成後ガスが流入し、内部にＣＯ酸化触媒
を有するＣＯ酸化部と、前記ＣＯ酸化部にＣＯ酸化用空
気を供給するＣＯ酸化空気供給部と、前記変成ヒータで
の加熱量を制御する制御部を備え、前記原料供給部から
の原料供給量を変化させるとき、前記変成温度検知部か
らの信号に応じて前記変成ヒータを制御することを特徴
とするものである。
【００１６】さらに、炭化水素化合物の原料を供給する
原料供給部と、水を供給する水供給部と、改質触媒を充
填した改質部と、前記改質部を加熱する加熱手段と、前
記改質部からの改質後ガスが流入し、内部に変成触媒を
有する変成部と、前記変成部からの変成後ガスが流入
し、内部にＣＯ酸化触媒を有するＣＯ酸化部と、前記Ｃ
Ｏ酸化触媒の温度を検知するＣＯ酸化温度検知部と、前
記ＣＯ酸化触媒を加熱するＣＯ酸化ヒータと、前記ＣＯ
酸化部にＣＯ酸化用空気を供給するＣＯ酸化空気供給部
と、前記ＣＯ酸化ヒータでの加熱量を制御する制御部を
備え、前記原料供給部からの原料供給量を変化させると
き、前記ＣＯ酸化温度検知部からの信号に応じて前記Ｃ
Ｏ酸化ヒータを制御することを特徴とするものである。
原料供給部と、水を供給する水供給部と、改質触媒を充
填した改質部と、前記改質部を加熱する加熱手段と、前
記改質部からの改質後ガスが流入し、内部に変成触媒を
有する変成部と、前記変成部からの変成後ガスが流入
し、内部にＣＯ酸化触媒を有するＣＯ酸化部と、前記Ｃ
Ｏ酸化触媒の温度を検知するＣＯ酸化温度検知部と、前
記ＣＯ酸化触媒を加熱するＣＯ酸化ヒータと、前記ＣＯ
酸化部にＣＯ酸化用空気を供給するＣＯ酸化空気供給部
と、前記ＣＯ酸化ヒータでの加熱量を制御する制御部を
備え、前記原料供給部からの原料供給量を変化させると
き、前記ＣＯ酸化温度検知部からの信号に応じて前記Ｃ
Ｏ酸化ヒータを制御することを特徴とするものである。
【００１７】
【本発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
いて、図面を用いて説明する。
いて、図面を用いて説明する。
【００１８】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における水素発生装置の構成図であり、同図におい
て、１は改質反応させる原料を供給する原料供給部、２
は改質反応に必要な水を供給する水供給部であり、Ruを
主成分とした改質触媒を充填した改質部３に繋がり、改
質部３には、改質部３を加熱するバーナ４を設置してい
る。このバーナ４は本発明の加熱手段の一例である。
態１における水素発生装置の構成図であり、同図におい
て、１は改質反応させる原料を供給する原料供給部、２
は改質反応に必要な水を供給する水供給部であり、Ruを
主成分とした改質触媒を充填した改質部３に繋がり、改
質部３には、改質部３を加熱するバーナ４を設置してい
る。このバーナ４は本発明の加熱手段の一例である。
【００１９】改質部３から送出される改質ガスはＣＯを
含んでおり、白金族系の変成触媒を充填した変成部５に
て変成反応によりＣＯ濃度が低減される。変成部５には
変成触媒の温度を検知する変成温度検知部６が設置され
ている。変成部５から送出される改質ガスはＣＯ酸化触
媒を充填したＣＯ酸化部７に送られ、ＣＯ酸化空気供給
部９からの空気により改質ガス中のＣＯは酸化され、Ｃ
Ｏ濃度２０ｐｐｍ以下の水素リッチな生成ガスとしてＣ
Ｏ酸化部７から燃料電池１１に送られる。
含んでおり、白金族系の変成触媒を充填した変成部５に
て変成反応によりＣＯ濃度が低減される。変成部５には
変成触媒の温度を検知する変成温度検知部６が設置され
ている。変成部５から送出される改質ガスはＣＯ酸化触
媒を充填したＣＯ酸化部７に送られ、ＣＯ酸化空気供給
部９からの空気により改質ガス中のＣＯは酸化され、Ｃ
Ｏ濃度２０ｐｐｍ以下の水素リッチな生成ガスとしてＣ
Ｏ酸化部７から燃料電池１１に送られる。
【００２０】ＣＯ酸化部７にはＣＯ酸化触媒の温度を検
知するＣＯ酸化温度検知部８が設置されている。
知するＣＯ酸化温度検知部８が設置されている。
【００２１】そして、原料供給部１は変成温度検知部６
とＣＯ酸化温度検知部８からの信号を受け、原料供給量
を制御する原料流量制御部１０を有している。
とＣＯ酸化温度検知部８からの信号を受け、原料供給量
を制御する原料流量制御部１０を有している。
【００２２】ここで、原料供給部１から供給される原料
は、メタン、エタン、天然ガス（都市ガス）、ＬＰＧ、
ガソリン、灯油、メタノール等の炭化水素化合物であ
る。
は、メタン、エタン、天然ガス（都市ガス）、ＬＰＧ、
ガソリン、灯油、メタノール等の炭化水素化合物であ
る。
【００２３】また、原料供給部１、水供給部２およびＣ
Ｏ酸化空気供給部９の流量調整は、ポンプやファン等を
利用して、その動作を制御する方法や、ポンプやファン
などの下流側にバルブ等の流量調整器を設置する方法な
どがあるが、本説明ではそれらを含めてそれぞれの供給
部として示している。
Ｏ酸化空気供給部９の流量調整は、ポンプやファン等を
利用して、その動作を制御する方法や、ポンプやファン
などの下流側にバルブ等の流量調整器を設置する方法な
どがあるが、本説明ではそれらを含めてそれぞれの供給
部として示している。
【００２４】また、変成温度検知部６やＣＯ酸化温度検
知部８は、熱電対やサーミスタ等を用いることができ
る。
知部８は、熱電対やサーミスタ等を用いることができ
る。
【００２５】なお、図中の矢印は原料物質や反応物質、
水、空気等の流れの方向を示している。
水、空気等の流れの方向を示している。
【００２６】上記構成において、水素発生装置の水素発
生量変化ときの動作を以下に示す。
生量変化ときの動作を以下に示す。
【００２７】一定量の水素発生ときには、原料供給部１
から一定量の原料を供給して、改質部３で改質反応によ
り改質ガスが生成された後、変成部５に供給される。変
成部５は変成触媒がある温度範囲になるように、変成部
の一部に空気や水を用いた熱交換により温度制御する構
成（図示せず）を有しており、変成反応により改質ガス
中のＣＯ濃度を約0.7％以下に低減する。
から一定量の原料を供給して、改質部３で改質反応によ
り改質ガスが生成された後、変成部５に供給される。変
成部５は変成触媒がある温度範囲になるように、変成部
の一部に空気や水を用いた熱交換により温度制御する構
成（図示せず）を有しており、変成反応により改質ガス
中のＣＯ濃度を約0.7％以下に低減する。
【００２８】改質ガスが流入するＣＯ酸化部７では、変
成部５と同様に、空気や水を用いた熱交換により温度制
御する構成（図示せず）を有し、温度制御しながらＣＯ
酸化空気供給部９から空気を供給することで、ＣＯ酸化
部７からの燃料ガス中のＣＯを２０ｐｐｍ以下に低減す
る。
成部５と同様に、空気や水を用いた熱交換により温度制
御する構成（図示せず）を有し、温度制御しながらＣＯ
酸化空気供給部９から空気を供給することで、ＣＯ酸化
部７からの燃料ガス中のＣＯを２０ｐｐｍ以下に低減す
る。
【００２９】ここで、図２は白金系の変成触媒の原料流
量の違いによる反応特性を示したものである。供給ガス
としては、H2=76％、CO2=10％、CO=13%、CH4=1%の混合
ガスに露点80℃の水蒸気を混合したものを用いている。
図中のＳＶは、原料流量の違いで生じた改質ガス流量を
触媒の見かけの容積で除した値（空間速度）を示したも
のである。
量の違いによる反応特性を示したものである。供給ガス
としては、H2=76％、CO2=10％、CO=13%、CH4=1%の混合
ガスに露点80℃の水蒸気を混合したものを用いている。
図中のＳＶは、原料流量の違いで生じた改質ガス流量を
触媒の見かけの容積で除した値（空間速度）を示したも
のである。
【００３０】ＳＶ＝1000/hのときには、変成触媒温度が
195℃〜310℃で改質ガス中ＣＯが0.7%以下となるが、Ｓ
Ｖ＝3000/hのときには、275℃〜310℃で0.7%以下とな
る。また、ＣＯが最も低下するのは、ＳＶ＝1000/hのと
きには、225℃でＣＯ＝0.2％であるが、ＳＶ＝3000/hの
ときには、290℃でＣＯ＝0.5％である。よって、原料供
給部１からの原料供給量と変成温度検知部６から変成触
媒の温度が分かれば、改質ガス中のＣＯ濃度を把握する
ことができる。
195℃〜310℃で改質ガス中ＣＯが0.7%以下となるが、Ｓ
Ｖ＝3000/hのときには、275℃〜310℃で0.7%以下とな
る。また、ＣＯが最も低下するのは、ＳＶ＝1000/hのと
きには、225℃でＣＯ＝0.2％であるが、ＳＶ＝3000/hの
ときには、290℃でＣＯ＝0.5％である。よって、原料供
給部１からの原料供給量と変成温度検知部６から変成触
媒の温度が分かれば、改質ガス中のＣＯ濃度を把握する
ことができる。
【００３１】図３はＣＯ酸化触媒の原料流量の違いによ
るＣＯ酸化反応の特性を示したものである。供給ガスと
しては、H2=78％、CO2=20％、CO=0.7%、CH4=1%の混合ガ
スに露点70℃の水蒸気を混合したものを用いている。Ｓ
Ｖは、原料流量の違いで生じたＣＯ酸化部に供給される
混合ガス流量を触媒の見かけの容積で除した値（空間速
度）を示したものである。また、Ｏ2／ＣＯは、供給す
る空気量を示している。
るＣＯ酸化反応の特性を示したものである。供給ガスと
しては、H2=78％、CO2=20％、CO=0.7%、CH4=1%の混合ガ
スに露点70℃の水蒸気を混合したものを用いている。Ｓ
Ｖは、原料流量の違いで生じたＣＯ酸化部に供給される
混合ガス流量を触媒の見かけの容積で除した値（空間速
度）を示したものである。また、Ｏ2／ＣＯは、供給す
る空気量を示している。
【００３２】ＳＶ＝2400/hのときには、ＣＯ酸化触媒温
度が115℃〜150℃でＣＯ酸化反応を経た混合ガス中のＣ
Ｏが20ppm以下となるが、ＳＶ＝4800/hのときには、145
℃〜185℃で20ppm以下となる。また、同様な、供給ガス
中のＣＯ濃度の違いによる反応特性のデータを用いれ
ば、ＣＯ酸化部７に流入するＣＯ濃度と、ＣＯ酸化温度
検知部８からＣＯ酸化触媒温度が分かれば、ＣＯ酸化部
７での反応状態が把握できる。
度が115℃〜150℃でＣＯ酸化反応を経た混合ガス中のＣ
Ｏが20ppm以下となるが、ＳＶ＝4800/hのときには、145
℃〜185℃で20ppm以下となる。また、同様な、供給ガス
中のＣＯ濃度の違いによる反応特性のデータを用いれ
ば、ＣＯ酸化部７に流入するＣＯ濃度と、ＣＯ酸化温度
検知部８からＣＯ酸化触媒温度が分かれば、ＣＯ酸化部
７での反応状態が把握できる。
【００３３】そこで、原料供給部１からの信号による原
料供給量と、変成温度検知部６からの信号による変成触
媒温度から、図２のデータなどから変成後ガス中のＣＯ
濃度を把握し、さらにＣＯ酸化温度検知部８からの信号
によるＣＯ酸化触媒温度をもとにした図３のデータなど
をもとに、燃料ガス中のＣＯが２０ｐｐｍを越えない温
度状態であることを確認しながら原料流量を変化させる
ことができるので、変化速度を可能な限り速くすること
ができる。
料供給量と、変成温度検知部６からの信号による変成触
媒温度から、図２のデータなどから変成後ガス中のＣＯ
濃度を把握し、さらにＣＯ酸化温度検知部８からの信号
によるＣＯ酸化触媒温度をもとにした図３のデータなど
をもとに、燃料ガス中のＣＯが２０ｐｐｍを越えない温
度状態であることを確認しながら原料流量を変化させる
ことができるので、変化速度を可能な限り速くすること
ができる。
【００３４】（実施の形態２）実施の形態１において、
原料流量に対応した変成温度範囲とＣＯ酸化温度範囲を
設け、変成温度検知部６からの信号により変成触媒温度
が変成温度範囲内であり、かつ、ＣＯ酸化温度検知部８
からの信号によりＣＯ酸化触媒の温度がＣＯ酸化温度範
囲内であれば、原料流量制御部１０により原料流量の変
化速度を一定値として原料流量を変化させる。設定した
条件下において変化速度を一定値とする事で、多量のデ
ータを組み合わせて細かい制御をすることなく、シンプ
ルな制御で原料流量の変化速度を速くすることができ
る。
原料流量に対応した変成温度範囲とＣＯ酸化温度範囲を
設け、変成温度検知部６からの信号により変成触媒温度
が変成温度範囲内であり、かつ、ＣＯ酸化温度検知部８
からの信号によりＣＯ酸化触媒の温度がＣＯ酸化温度範
囲内であれば、原料流量制御部１０により原料流量の変
化速度を一定値として原料流量を変化させる。設定した
条件下において変化速度を一定値とする事で、多量のデ
ータを組み合わせて細かい制御をすることなく、シンプ
ルな制御で原料流量の変化速度を速くすることができ
る。
【００３５】例えば、表１のように、原料流量と触媒温
度の範囲に対応した原料流量の変化速度とすることがで
きる。
度の範囲に対応した原料流量の変化速度とすることがで
きる。
【００３６】
【表１】
【００３７】つまり、変成反応を経た改質ガス中のＣＯ
が低く、ＣＯ酸化触媒によりＣＯがかなり低減される温
度のときには原料流量の変化速度を速く設定し、その温
度より変成触媒やＣＯ酸化触媒の温度が若干ずれるとき
には変化速度を少し遅く設定することで、原料流量変化
ときに触媒温度に多少ずれが生じても、生成ガス中のＣ
Ｏを２０ｐｐｍ以上排出するのを防ぐ。よって、従来の
ように触媒の温度状態の如何に関わらず原料流量を一定
の速度で変化させるよりは、変化速度をかなり速くする
ことができる。
が低く、ＣＯ酸化触媒によりＣＯがかなり低減される温
度のときには原料流量の変化速度を速く設定し、その温
度より変成触媒やＣＯ酸化触媒の温度が若干ずれるとき
には変化速度を少し遅く設定することで、原料流量変化
ときに触媒温度に多少ずれが生じても、生成ガス中のＣ
Ｏを２０ｐｐｍ以上排出するのを防ぐ。よって、従来の
ように触媒の温度状態の如何に関わらず原料流量を一定
の速度で変化させるよりは、変化速度をかなり速くする
ことができる。
【００３８】なお、変成温度範囲とＣＯ酸化温度範囲の
分類は表１より粗くしても細かくしても良いが、細かく
する方が原料流量の変化速度をさらに速くすることが可
能となる。
分類は表１より粗くしても細かくしても良いが、細かく
する方が原料流量の変化速度をさらに速くすることが可
能となる。
【００３９】（実施の形態３）図４は本発明の実施の形
態３における水素発生装置の構成図である。原料供給部
１からの信号を受けて、ＣＯ酸化空気供給部９からの空
気量を制御するＣＯ酸化空気制御部１２を設置してい
る。
態３における水素発生装置の構成図である。原料供給部
１からの信号を受けて、ＣＯ酸化空気供給部９からの空
気量を制御するＣＯ酸化空気制御部１２を設置してい
る。
【００４０】水素発生量を変化させるときには、原料供
給量１からの信号による原料流量より、ＣＯ酸化部７に
供給されるＣＯ濃度を予測して、そのＣＯに対する酸素
量（Ｏ2／ＣＯ）が所定値２より大きな値３となるよう
に、ＣＯ酸化空気制御部１２からの信号でＣＯ酸化空気
供給部９からの空気量を変化させる。
給量１からの信号による原料流量より、ＣＯ酸化部７に
供給されるＣＯ濃度を予測して、そのＣＯに対する酸素
量（Ｏ2／ＣＯ）が所定値２より大きな値３となるよう
に、ＣＯ酸化空気制御部１２からの信号でＣＯ酸化空気
供給部９からの空気量を変化させる。
【００４１】原料流量の変化速度を速くした場合には、
変成触媒の流れに対しての中心部と周囲部とでガス流速
にむらができやすい。特に変成触媒がハニカム形状の担
体に貴金属触媒を担持したものでは、ハニカム体の中心
部の流速が速く、周囲が遅くなりやすい。ここで、変成
反応は発熱反応であるため、ガス流量が多いところでは
発熱量が多くなり、流量が少ないところでは発熱量が少
なくなる。従って、変成触媒の中心部は予定以上に高温
化し、周囲部はあまり温度が上がらない状態となる。
変成触媒の流れに対しての中心部と周囲部とでガス流速
にむらができやすい。特に変成触媒がハニカム形状の担
体に貴金属触媒を担持したものでは、ハニカム体の中心
部の流速が速く、周囲が遅くなりやすい。ここで、変成
反応は発熱反応であるため、ガス流量が多いところでは
発熱量が多くなり、流量が少ないところでは発熱量が少
なくなる。従って、変成触媒の中心部は予定以上に高温
化し、周囲部はあまり温度が上がらない状態となる。
【００４２】変成触媒が高温化してある温度範囲を外れ
ると図２の結果より変成反応後の改質ガス中のＣＯ濃度
を増加させてしまう可能性がある。ここで、図５はＯ2
／ＣＯ＝４で、流入するＣＯ濃度が１％のときのＣＯ酸
化触媒の反応特性を示した図であるが、図３（Ｏ2／Ｃ
Ｏ＝２、ＣＯ＝０．７％）と比べると、流入するＣＯ濃
度が高いにも関わらず、ＣＯを低減できていることがわ
かる。
ると図２の結果より変成反応後の改質ガス中のＣＯ濃度
を増加させてしまう可能性がある。ここで、図５はＯ2
／ＣＯ＝４で、流入するＣＯ濃度が１％のときのＣＯ酸
化触媒の反応特性を示した図であるが、図３（Ｏ2／Ｃ
Ｏ＝２、ＣＯ＝０．７％）と比べると、流入するＣＯ濃
度が高いにも関わらず、ＣＯを低減できていることがわ
かる。
【００４３】従って、上記動作のように原料流量変化と
きにＯ2／ＣＯ値を大きな値の４とすることで、変成部
５からガス中のＣＯ濃度が一とき的に増加しても、ＣＯ
酸化部７でＣＯを２０ｐｐｍ以下に低減することができ
る。よって、原料流量の変化速度を速くすることが可能
となる。原料流量を変化させ終わった後は、触媒中心部
の高温部からの伝熱で周囲部温度も上昇し、触媒が均一
温度となるので、所定のＯ2／ＣＯ値である２にもどせ
ば良い。
きにＯ2／ＣＯ値を大きな値の４とすることで、変成部
５からガス中のＣＯ濃度が一とき的に増加しても、ＣＯ
酸化部７でＣＯを２０ｐｐｍ以下に低減することができ
る。よって、原料流量の変化速度を速くすることが可能
となる。原料流量を変化させ終わった後は、触媒中心部
の高温部からの伝熱で周囲部温度も上昇し、触媒が均一
温度となるので、所定のＯ2／ＣＯ値である２にもどせ
ば良い。
【００４４】なお、変成温度検知部６からの信号を用い
て変成触媒の温度と原料供給部１からの信号による原料
流量により、変成反応後の改質ガス中のＣＯ濃度をより
正確に予測すれば、原料流量の変化速度をさらに速くす
ることが可能となる。
て変成触媒の温度と原料供給部１からの信号による原料
流量により、変成反応後の改質ガス中のＣＯ濃度をより
正確に予測すれば、原料流量の変化速度をさらに速くす
ることが可能となる。
【００４５】また、上記実施例ではＯ2／ＣＯ値の所定
値を２、大きな値を４としたが、これはＣＯ酸化触媒の
特性や機器構成により決定すればよい。
値を２、大きな値を４としたが、これはＣＯ酸化触媒の
特性や機器構成により決定すればよい。
【００４６】（実施の形態４）図６は本発明の実施の形
態４における水素発生装置の構成図である。変成温度検
知部６と、ＣＯ酸化温度検知部８、原料供給部１からの
信号を受けてＣＯ酸化空気制御部１２によりＣＯ酸化空
気供給部９からの空気量を制御する構成となっている。
態４における水素発生装置の構成図である。変成温度検
知部６と、ＣＯ酸化温度検知部８、原料供給部１からの
信号を受けてＣＯ酸化空気制御部１２によりＣＯ酸化空
気供給部９からの空気量を制御する構成となっている。
【００４７】水素発生量を変化させるときには、原料供
給量１からの信号による原料流量と、変成温度検知部６
からの信号による変成触媒温度により、変成後ガス中の
ＣＯ濃度を把握し、そのＣＯ濃度とＣＯ酸化温度検知部
８からの信号によるＣＯ酸化触媒温度、そして所望の原
料流量を変化させる速度から、原料流量変化ときに生じ
る変成反応後の改質ガス中のＣＯ濃度の増加を見込んで
Ｏ2／ＣＯ値が所定値の２より大きい値となるように、
ＣＯ酸化空気制御部１２によりＣＯ酸化空気供給部９か
ら供給する空気量を増加させる。
給量１からの信号による原料流量と、変成温度検知部６
からの信号による変成触媒温度により、変成後ガス中の
ＣＯ濃度を把握し、そのＣＯ濃度とＣＯ酸化温度検知部
８からの信号によるＣＯ酸化触媒温度、そして所望の原
料流量を変化させる速度から、原料流量変化ときに生じ
る変成反応後の改質ガス中のＣＯ濃度の増加を見込んで
Ｏ2／ＣＯ値が所定値の２より大きい値となるように、
ＣＯ酸化空気制御部１２によりＣＯ酸化空気供給部９か
ら供給する空気量を増加させる。
【００４８】この動作により、実施の形態４では実施の
形態１〜３に示したような各部の状態から原料流量の変
化速度を決めるのではなく、各部の触媒状態を正確に把
握してＣＯ酸化空気量を制御することで、必要な原料流
量の変化速度を与えて実現することができる。
形態１〜３に示したような各部の状態から原料流量の変
化速度を決めるのではなく、各部の触媒状態を正確に把
握してＣＯ酸化空気量を制御することで、必要な原料流
量の変化速度を与えて実現することができる。
【００４９】（実施の形態５）図７は本発明の実施の形
態５における水素発生装置の構成図である。
態５における水素発生装置の構成図である。
【００５０】変成部５には変成触媒を加熱する変成ヒー
タ１４が設置されている。また、変成温度検知部６から
の信号に応じて変成ヒータ１４を制御する変成ヒータ制
御部１３が設置されている。
タ１４が設置されている。また、変成温度検知部６から
の信号に応じて変成ヒータ１４を制御する変成ヒータ制
御部１３が設置されている。
【００５１】水素発生量を変化させるときには、変成温
度検知部６により変成触媒の温度が一定になるように変
成ヒータ１４での加熱量を制御する。例えば、図２にお
いてＳＶ値を1000/hから3000/hに変化させるように原料
流量を変化させるとき、変成触媒温度を290℃一定にな
るようにすれば、変成後ガス中のＣＯ濃度は常に0.7%以
下となり、ＣＯ酸化部７で20ppm以下に低減することが
可能となる。よって、変成温度検知部６で変成触媒温度
を検知しながら変成ヒータ１４を制御すれば、変成触媒
の温度が、変成触媒によりＣＯの低減が可能な温度範囲
を外れにくくなるため、原料流量の変化速度を速くする
ことができる。
度検知部６により変成触媒の温度が一定になるように変
成ヒータ１４での加熱量を制御する。例えば、図２にお
いてＳＶ値を1000/hから3000/hに変化させるように原料
流量を変化させるとき、変成触媒温度を290℃一定にな
るようにすれば、変成後ガス中のＣＯ濃度は常に0.7%以
下となり、ＣＯ酸化部７で20ppm以下に低減することが
可能となる。よって、変成温度検知部６で変成触媒温度
を検知しながら変成ヒータ１４を制御すれば、変成触媒
の温度が、変成触媒によりＣＯの低減が可能な温度範囲
を外れにくくなるため、原料流量の変化速度を速くする
ことができる。
【００５２】なお、変成ヒータ１４の制御を変成温度検
知部６からの信号だけでなく、原料供給部１からの信号
による原料流量も考慮して行えば、原料流量に対してＣ
Ｏを最も低減する変成触媒温度を把握することができる
ので、その温度になるように変成ヒータ１４を制御する
ことが可能となる。つまり、図２においてＳＶ値が1000
/hのときには220℃で最もＣＯが低減されているが、300
0/hのときには290℃のときが最も低くなっている。よっ
て、図２に基づいて原料流量に対応してＣＯが最も低減
できる温度になるように変成ヒータ１４を制御すれば、
ＣＯ酸化部７に送る変成後ガス中のＣＯ濃度を低くでき
るので、ＣＯ酸化部７で触媒温度状態などが多少ずれて
もＣＯを２０ｐｐｍ以下に低減しやすくなる。従って原
料流量の変化速度をより速くすることができる。
知部６からの信号だけでなく、原料供給部１からの信号
による原料流量も考慮して行えば、原料流量に対してＣ
Ｏを最も低減する変成触媒温度を把握することができる
ので、その温度になるように変成ヒータ１４を制御する
ことが可能となる。つまり、図２においてＳＶ値が1000
/hのときには220℃で最もＣＯが低減されているが、300
0/hのときには290℃のときが最も低くなっている。よっ
て、図２に基づいて原料流量に対応してＣＯが最も低減
できる温度になるように変成ヒータ１４を制御すれば、
ＣＯ酸化部７に送る変成後ガス中のＣＯ濃度を低くでき
るので、ＣＯ酸化部７で触媒温度状態などが多少ずれて
もＣＯを２０ｐｐｍ以下に低減しやすくなる。従って原
料流量の変化速度をより速くすることができる。
【００５３】（実施の形態６）図８は本発明の実施の形
態６における水素発生装置の構成図である。
態６における水素発生装置の構成図である。
【００５４】ＣＯ酸化部７にはＣＯ酸化触媒を加熱する
ＣＯ酸化ヒータ１６が設置されている。また、ＣＯ酸化
温度検知部８からの信号に応じてＣＯ酸化ヒータ１６を
制御するＣＯ酸化ヒータ制御部１５が設置されている。
ＣＯ酸化ヒータ１６が設置されている。また、ＣＯ酸化
温度検知部８からの信号に応じてＣＯ酸化ヒータ１６を
制御するＣＯ酸化ヒータ制御部１５が設置されている。
【００５５】水素発生量を変化させるときには、ＣＯ酸
化温度検知部８によりＣＯ酸化触媒の温度が一定になる
ようにＣＯ酸化ヒータ１６での加熱量を制御する。例え
ば、図３においてＳＶ値を2400/hから4800/hに変化させ
るように原料流量を変化させるとき、ＣＯ酸化触媒温度
を150℃一定になるようにすれば、ＣＯ酸化後の生成ガ
ス中のＣＯ濃度は常に20ppm以下とすることができる。
よって、ＣＯ酸化温度検知部８でＣＯ酸化触媒温度を検
知しながらＣＯ酸化ヒータ１６を制御すれば、ＣＯ酸化
触媒の温度がＣＯを低減できる温度範囲を外れにくくな
るため、原料流量の変化速度を速くすることができる。
化温度検知部８によりＣＯ酸化触媒の温度が一定になる
ようにＣＯ酸化ヒータ１６での加熱量を制御する。例え
ば、図３においてＳＶ値を2400/hから4800/hに変化させ
るように原料流量を変化させるとき、ＣＯ酸化触媒温度
を150℃一定になるようにすれば、ＣＯ酸化後の生成ガ
ス中のＣＯ濃度は常に20ppm以下とすることができる。
よって、ＣＯ酸化温度検知部８でＣＯ酸化触媒温度を検
知しながらＣＯ酸化ヒータ１６を制御すれば、ＣＯ酸化
触媒の温度がＣＯを低減できる温度範囲を外れにくくな
るため、原料流量の変化速度を速くすることができる。
【００５６】なお、ＣＯ酸化ヒータ１６の制御をＣＯ酸
化温度検知部８からの信号だけでなく、原料供給部１か
らの信号による原料流量も考慮して行えば、原料流量に
対してＣＯを最も低減するＣＯ酸化触媒温度を把握する
ことができるので、その温度になるようにＣＯ酸化ヒー
タ１６を制御することが可能となる。つまり、図３にお
いてＳＶ値が2400/hのときには125℃で最もＣＯが低減
されているが、4800/hのときには160℃のときが最も低
くなっている。よって、図３に基づいて原料流量に対応
してＣＯが最も低減できる温度になるようにＣＯ酸化ヒ
ータ１６を制御すれば、流量変化ときに流入してくるガ
ス中のＣＯ濃度やＣＯ酸化用の空気量が多少ずれても確
実にＣＯを２０ｐｐｍ以下に低減することができる。従
って原料流量の変化速度をより速くすることができる。
化温度検知部８からの信号だけでなく、原料供給部１か
らの信号による原料流量も考慮して行えば、原料流量に
対してＣＯを最も低減するＣＯ酸化触媒温度を把握する
ことができるので、その温度になるようにＣＯ酸化ヒー
タ１６を制御することが可能となる。つまり、図３にお
いてＳＶ値が2400/hのときには125℃で最もＣＯが低減
されているが、4800/hのときには160℃のときが最も低
くなっている。よって、図３に基づいて原料流量に対応
してＣＯが最も低減できる温度になるようにＣＯ酸化ヒ
ータ１６を制御すれば、流量変化ときに流入してくるガ
ス中のＣＯ濃度やＣＯ酸化用の空気量が多少ずれても確
実にＣＯを２０ｐｐｍ以下に低減することができる。従
って原料流量の変化速度をより速くすることができる。
【００５７】ここで、上記変成ヒータ１４やＣＯ酸化ヒ
ータ１６の構成を具体的には示していないが、変成触媒
やＣＯ酸化触媒を加熱できる構成であればよい。例え
ば、触媒に対してガス流れの上流側のガス流路内にシー
ズヒータを設置してガス温度を上昇させることで触媒温
度を上昇させても良いし、触媒に対してガス流れの下流
側のガス流路内にシーズヒータを設置し、ヒータからの
輻射により触媒を加熱しても良い。また、触媒を設置し
ている容器の外側にリボン状のヒータを巻いて、触媒を
外側から加熱しても良い。さらに、触媒内部にヒータを
設置してヒータからの伝導伝熱で触媒を加熱する構成と
しても良い。
ータ１６の構成を具体的には示していないが、変成触媒
やＣＯ酸化触媒を加熱できる構成であればよい。例え
ば、触媒に対してガス流れの上流側のガス流路内にシー
ズヒータを設置してガス温度を上昇させることで触媒温
度を上昇させても良いし、触媒に対してガス流れの下流
側のガス流路内にシーズヒータを設置し、ヒータからの
輻射により触媒を加熱しても良い。また、触媒を設置し
ている容器の外側にリボン状のヒータを巻いて、触媒を
外側から加熱しても良い。さらに、触媒内部にヒータを
設置してヒータからの伝導伝熱で触媒を加熱する構成と
しても良い。
【００５８】
【発明の効果】以上のように本発明は、水素発生装置の
水素発生量を変化させるときに、原料供給量と変成触媒
の温度から変成反応後のガス中のＣＯ濃度を予測しなが
ら原料流量の変化速度を速くするものである。
水素発生量を変化させるときに、原料供給量と変成触媒
の温度から変成反応後のガス中のＣＯ濃度を予測しなが
ら原料流量の変化速度を速くするものである。
【００５９】また、原料供給量と変成触媒の温度とＣＯ
酸化触媒の温度から各部の状態を予測し、原料流量の変
化速度を速くするものである。
酸化触媒の温度から各部の状態を予測し、原料流量の変
化速度を速くするものである。
【００６０】また、変成触媒温度範囲を設け、変成触媒
の温度が変成触媒温度範囲内ならば、原料流量の変化速
度を一定値とするものである。
の温度が変成触媒温度範囲内ならば、原料流量の変化速
度を一定値とするものである。
【００６１】また、変成触媒温度範囲とＣＯ酸化温度範
囲を設け、変成触媒の温度とＣＯ酸化触媒がそれぞれの
温度範囲内ならば、原料流量の変化速度を一定値とする
ものである。
囲を設け、変成触媒の温度とＣＯ酸化触媒がそれぞれの
温度範囲内ならば、原料流量の変化速度を一定値とする
ものである。
【００６２】また、温度範囲を複数設定し、それぞれの
温度範囲の組み合わせに対応した一定の原料流量変化速
度とするものである。
温度範囲の組み合わせに対応した一定の原料流量変化速
度とするものである。
【００６３】また、ＣＯ酸化触媒に供給する空気量を、
Ｏ2／ＣＯが所定値より大きくなるように増加させ、原
料流量の変化速度を速くするものである。
Ｏ2／ＣＯが所定値より大きくなるように増加させ、原
料流量の変化速度を速くするものである。
【００６４】また、原料流量と変成触媒温度、ＣＯ酸化
触媒温度、原料流量の変化速度から、ＣＯ酸化触媒に供
給する空気量を増加させるものである。
触媒温度、原料流量の変化速度から、ＣＯ酸化触媒に供
給する空気量を増加させるものである。
【００６５】また、変成触媒を加熱する変成ヒータを設
置し、変成触媒の温度に応じて変成ヒータを制御するこ
とで、原料流量の変化速度を速くするものである。
置し、変成触媒の温度に応じて変成ヒータを制御するこ
とで、原料流量の変化速度を速くするものである。
【００６６】また、ＣＯ酸化触媒を加熱するＣＯ酸化ヒ
ータを設置し、ＣＯ酸化触媒の温度に応じてＣＯ酸化ヒ
ータを制御することで、原料流量の変化速度を速くする
ものである。
ータを設置し、ＣＯ酸化触媒の温度に応じてＣＯ酸化ヒ
ータを制御することで、原料流量の変化速度を速くする
ものである。
【図１】本発明の実施の形態１における水素発生装置の
構成図
構成図
【図２】変成触媒の特性図
【図３】ＣＯ酸化触媒の特性図
【図４】本発明の実施の形態３における水素発生装置の
構成図
構成図
【図５】ＣＯ酸化触媒の特性図
【図６】本発明の実施の形態４における水素発生装置の
構成図
構成図
【図７】本発明の実施の形態５における水素発生装置の
構成図
構成図
【図８】本発明の実施の形態６における水素発生装置の
構成図
構成図
【図９】従来の水素発生装置の構成図
１ 原料供給部
２ 水供給部
３ 改質部
４ バーナ
５ 変成部
６ 変成温度検知部
７ ＣＯ酸化部
８ ＣＯ酸化温度検知部
９ ＣＯ酸化空気供給部
１０ 原料流量制御部
１１ 燃料電池
１２ ＣＯ酸化空気制御部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 向井 裕二
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 麻生 智倫
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 吉田 豊
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 田村 佳央
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 4G140 EA02 EA03 EA06 EB32 EB35
EB43
5H027 AA02 BA01 BA16 BA17 KK21
KK41 MM12
Claims (12)
- 【請求項１】 炭化水素化合物の原料を供給する原料供
給部と、水を供給する水供給部と、改質触媒を充填した
改質部と、前記改質部を加熱する加熱手段と、変成触媒
を有し、前記改質部から供給される改質ガス中の一酸化
炭素を変成反応により低減する変成部と、前記変成触媒
の温度を検知する変成温度検知部と、前記原料供給部か
らの原料流量を制御する原料流量制御部とを備え、 原料流量を変化させるとき、前記原料供給部からの信号
と前記変成温度検知部からの信号に応じて、前記原料流
量制御部により原料流量の変化速度を制御する水素発生
装置。 - 【請求項２】 ＣＯ酸化触媒を有し、前記変成部から供
給される改質ガス中の一酸化炭素をＣＯ酸化反応により
低減するＣＯ酸化部と、前記ＣＯ酸化触媒の温度を検知
するＣＯ酸化温度検知部と、前記ＣＯ酸化部にＣＯ酸化
用空気を供給するＣＯ酸化空気供給部とをさらに備え、 原料流量を変化させるとき、前記原料供給部からの信号
と前記変成温度検知部からの信号と前記ＣＯ酸化温度検
知部からの信号に応じて、前記原料流量制御部により原
料流量の変化速度を制御する請求項１に記載の水素発生
装置。 - 【請求項３】 前記原料流量に対応した変成温度範囲を
設け、前記変成触媒の温度が前記変成温度範囲内のとき
に一定の変化速度で原料流量を制御する請求項１に記載
の水素発生装置。 - 【請求項４】 前記原料流量に対応したＣＯ酸化温度範
囲を設け、前記ＣＯ酸化触媒の温度が前記ＣＯ酸化温度
範囲内で、かつ前記変成触媒の温度が前記変成温度範囲
内のときに一定の変化速度で原料流量を制御する請求項
３記載の水素発生装置。 - 【請求項５】 前記変成温度範囲、あるいは前記ＣＯ酸
化温度範囲の少なくとも一方が複数の温度範囲を有し、
前記変成温度範囲と前記ＣＯ酸化温度範囲の組み合わせ
に対応した一定の変化速度により前記原料流量を制御す
る請求項４記載の水素発生装置。 - 【請求項６】 炭化水素化合物の原料を供給する原料供
給部と、水を供給する水供給部と、改質触媒を充填した
改質部と、前記改質部を加熱する加熱手段と、前記改質
部からの改質後ガスが流入し、内部に変成触媒を有する
変成部と、前記変成部からの変成後ガスが流入し、内部
にＣＯ酸化触媒を有するＣＯ酸化部と、前記ＣＯ酸化部
にＣＯ酸化用空気を供給するＣＯ酸化空気供給部と、前
記ＣＯ酸化空気供給部からの空気量を制御するＣＯ酸化
空気制御部とを備え、 前記原料供給部からの原料流量を変化させるときには、
前記原料供給部からの信号に応じて前記ＣＯ酸化空気供
給部からの空気量を所定のＯ2／ＣＯ値よりも大きくな
るように増加させる水素発生装置。 - 【請求項７】 前記変成触媒の温度を検知する変成温度
検知部をさらに備え、 前記原料供給部からの原料流量を変化させるときには、
前記原料供給部からの信号と前記変成温度検知部からの
信号に応じて前記ＣＯ酸化空気供給部からの空気量を所
定のＯ2／ＣＯ値よりも大きくなるように増加させる請
求項６記載の水素発生装置。 - 【請求項８】 前記変成触媒の温度を検知する変成温度
検知部と、ＣＯ酸化触媒の温度を検知するＣＯ酸化温度
検知部とをさらに備え、 前記原料供給部からの信号と前記変成温度検知部からの
信号と前記ＣＯ酸化温度検知部からの信号と原料流量の
変化速度に応じて前記ＣＯ酸化空気制御部によりＣＯ酸
化空気供給量を制御する請求項６記載の水素発生装置。 - 【請求項９】 炭化水素化合物の原料を供給する原料供
給部と、水を供給する水供給部と、改質触媒を充填した
改質部と、前記改質部を加熱する加熱手段と、前記改質
部からの改質後ガスが流入し、内部に変成触媒を有する
変成部と、前記変成触媒の温度を検知する変成温度検知
部と、前記変成触媒を加熱する変成ヒータと、前記変成
部からの変成後ガスが流入し、内部にＣＯ酸化触媒を有
するＣＯ酸化部と、前記ＣＯ酸化部にＣＯ酸化用空気を
供給するＣＯ酸化空気供給部と、前記変成ヒータでの加
熱量を制御する制御部とを備え、 前記原料供給部からの原料供給量を変化させるとき、前
記変成温度検知部からの信号に応じて前記変成ヒータを
制御する水素発生装置。 - 【請求項１０】 前記原料供給部からの原料供給量を変
化させるとき、前記変成温度検知部からの信号と前記原
料供給部からの信号に応じて前記変成ヒータを制御する
請求項９記載の水素発生装置。 - 【請求項１１】 炭化水素化合物の原料を供給する原料
供給部と、水を供給する水供給部と、改質触媒を充填し
た改質部と、前記改質部を加熱する加熱手段と、前記改
質部からの改質後ガスが流入し、内部に変成触媒を有す
る変成部と、前記変成部からの変成後ガスが流入し、内
部にＣＯ酸化触媒を有するＣＯ酸化部と、前記ＣＯ酸化
触媒の温度を検知するＣＯ酸化温度検知部と、前記ＣＯ
酸化触媒を加熱するＣＯ酸化ヒータと、前記ＣＯ酸化部
にＣＯ酸化用空気を供給するＣＯ酸化空気供給部と、前
記ＣＯ酸化ヒータでの加熱量を制御する制御部とを備
え、 前記原料供給部からの原料供給量を変化させるとき、前
記ＣＯ酸化温度検知部からの信号に応じて前記ＣＯ酸化
ヒータを制御する水素発生装置。 - 【請求項１２】 前記原料供給部からの原料供給量を変
化させるとき、前記ＣＯ酸化温度検知部からの信号と前
記原料供給部からの信号に応じてＣＯ酸化ヒータを制御
する請求項１１記載の水素発生装置。
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