JP2023078531A - 水素生成装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本開示は、所望重量分のＣＯ低減除去器用の触媒を充填したときに、ＣＯ低減除去器の下流側端（上端）と水素含有ガス排出管との高さ方向の距離を一定にすることができる水素生成装置の製造方法を提供する。【解決手段】水素生成装置の製造方法は、ＣＯ低減除去器底板を第１隔壁の外周面に固定する第１工程と、ＣＯ低減除去器底板と第１隔壁と第２隔壁とで囲まれた空間に、所望重量分の一酸化炭素低減除去触媒を充填する第２工程と、ＣＯ低減除去器仕切り板を、その下面が一酸化炭素低減除去触媒に接触する位置まで導入する第３工程と、第３隔壁の下端部から所望の位置に、水素含有ガス排出管を固定する第４工程と、第３隔壁を、その下端部がＣＯ低減除去器仕切り板の上面に接触する位置まで導入する第５工程と、第２隔壁の上端部と第３隔壁の外周面とを気密に接合する第６工程と、を有する。【選択図】図２

Description

本開示は、水素生成装置の製造方法に関する。

特許文献１には、加熱部隔壁と加熱部隔壁の外周を囲む第１隔壁との間において、上側に蒸発部が、下側に改質器が、それぞれ構成され、第１隔壁と第１隔壁の外周を囲む第２隔壁との間に、ＣＯ低減除去器が構成され、ＣＯ低減除去器から流出した水素含有ガスを外部へ排出する水素生成装置が開示されている。

特開２０１８－１１８８６３号公報

本開示は、ＣＯ低減除去器の下流（上方）に水素含有ガス排出管を備えた水素生成装置において、所望重量分のＣＯ低減除去器用の触媒を充填したときに、ＣＯ低減除去器の上流側端（下端）を基準としてＣＯ低減除去器の下流側端（上端）の高さ位置が変わることがあっても、ＣＯ低減除去器の下流側端（上端）と水素含有ガス排出管との高さ方向の距離を一定にすることができる水素生成装置の製造方法を提供する。

本開示における水素生成装置の製造方法は、加熱部と、燃焼筒と、加熱部隔壁と、第１隔壁と、第２隔壁と、第３隔壁と、燃焼排ガス流路と、蒸発部と、改質器と、リターン流路と、ＣＯ低減除去器と、ＣＯ低減除去器底板と、ＣＯ低減除去器仕切り板と、水素含有ガス排出管と、を有する水素生成装置の製造方法であって、第１工程と、第２工程と、第３工程と、第４工程と、第５工程と、第６工程と、を有する。

加熱部は、可燃性ガスを燃焼して、燃焼排ガスを排出するように構成されている。燃焼筒は、鉛直方向に中心軸を有し、加熱部の外周を囲むように構成されている。加熱部隔壁は、鉛直方向に中心軸を有する有底筒状で、燃焼筒を収納するように構成されている。

第１隔壁は、鉛直方向に中心軸を有する筒状で、加熱部隔壁の外周を囲むように構成されている。第２隔壁は、鉛直方向に中心軸を有する有底筒状で、第１隔壁と加熱部隔壁を収納するように構成されている。

第３隔壁は、外周面における下部が第２隔壁の内周面における上部と近接するように第１隔壁の外周を囲む側面部と、外周端が側面部の上端に接続され内周端が第１隔壁の外周面に接合されるドーナツ盤形状の上面部と、を有している。

燃焼排ガス流路は、燃焼筒と加熱部隔壁との間に形成され、上方に燃焼排ガスを流すように構成されている。

蒸発部は、加熱部隔壁と第１隔壁との間の上部に形成され、加熱部隔壁を介して伝わる熱で、原料ガスと水とを加熱して、水を蒸発させるように構成されている。

改質器は、加熱部隔壁と第１隔壁との間の下部に改質触媒を充填して形成され、加熱部
隔壁を介して伝わる熱で、原料ガスと水蒸気との混合ガスから改質反応で一酸化炭素を含む一次水素含有ガスを生成するように構成されている。

リターン流路は、第１隔壁と第２隔壁との間に形成され、改質器から流出した一次水素含有ガスを上方に流すように構成されている。

ＣＯ低減除去器は、第１隔壁と第２隔壁との間で、蒸発部の外周側に隣接する部分に一酸化炭素低減除去触媒を充填して形成され、改質器から流出した一次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を化学反応で低減して二次水素含有ガスとして排出するように構成されている。

ＣＯ低減除去器底板は、一酸化炭素低減除去触媒を下から支持する通気構造でドーナツ盤形状の板であって、ＣＯ低減除去器の一酸化炭素低減除去触媒が落下しないように第１隔壁と第２隔壁との間に配置されている。

ＣＯ低減除去器仕切り板は、下面が一酸化炭素低減除去触媒とのみ接触して一酸化炭素低減除去触媒を上から押さえる通気構造でドーナツ盤形状の板であって、ＣＯ低減除去器の一酸化炭素低減除去触媒がＣＯ低減除去器から流出しないように第１隔壁と第２隔壁との間で上面が第３隔壁とのみ接触するように配置されている。

水素含有ガス排出管は、第３隔壁に設けられ、二次水素含有ガスを外部へ排出するように構成されている。

第１工程は、ＣＯ低減除去器底板を第１隔壁の外周面または第２隔壁の内周面の少なくとも一方に固定する工程である。

第２工程は、ＣＯ低減除去器底板と第１隔壁と第２隔壁とで囲まれた空間に、所望重量分の一酸化炭素低減除去触媒を充填する工程である。

第３工程は、第２工程の後において、ＣＯ低減除去器仕切り板を、一酸化炭素低減除去触媒の上面と第１隔壁と第２隔壁とで囲まれた空間の鉛直方向の上方から、一酸化炭素低減除去触媒の上面へ向けて、ＣＯ低減除去器仕切り板の下面が一酸化炭素低減除去触媒に接触する位置まで導入する工程である。

第４工程は、第３隔壁の下端部から所望の位置に、水素含有ガス排出管を固定する工程である。

第５工程は、第３工程と第４工程との後において、第３隔壁を鉛直方向の上方からＣＯ低減除去器仕切り板へ向けて、第３隔壁の下端部がＣＯ低減除去器仕切り板の上面に接触する位置まで導入する工程である。

第６工程は、第５工程の後において、第２隔壁の上端部と第３隔壁の外周面とを気密に接合する工程である。

本開示における水素生成装置の製造方法で製造すると、所望重量分の一酸化炭素低減除去触媒を充填したときに、一酸化炭素低減除去触媒を下から支持するＣＯ低減除去器底板を基準として一酸化炭素低減除去触媒を上から押さえるＣＯ低減除去器仕切り板の高さ位置が変わることがあっても、ＣＯ低減除去器仕切り板と水素含有ガス排出管との高さ方向の距離を一定にすることができる。

これにより、ＣＯ低減除去器仕切り板と水素含有ガス排出管との高さ方向の距離がばらつくことに起因する、ＣＯ低減除去器の内部の水素含有ガスの流量のばらつきを小さくできるとともに、ＣＯ低減除去器仕切り板と水素含有ガス排出管との高さ方向の距離のばらつきを考慮したＣＯ低減除去器仕切り板と水素含有ガス排出管との距離の余裕代をなくすことで、水素生成装置の高さ方向の平均的な全長を短縮することができる。

水素生成装置の平均的な全長が短くなると、水素生成装置の外周面を覆う断熱材や水素生成装置を収納する筐体が小さくなるので、水素生成装置の材料費を低減できる。

実施の形態１における水素生成装置の概略構成図 実施の形態１における水素生成装置の製造工程を示す概略構成図 実施の形態２における水素生成装置の概略構成図 実施の形態２における水素生成装置の製造工程を示す概略構成図

（本開示の基礎となった知見等）
発明者らが本開示に想到するに至った当時、都市ガスなどの炭化水素系の原料ガスから水蒸気改質反応によって水素を生成し、更に副生した一酸化炭素（ＣＯ）などの不純物を除去することによって、燃料電池発電装置の燃料ガス等に適用可能な水素リッチな水素含有ガスを生成する技術があった。

この水素リッチな水素含有ガスを生成する技術は、全体形状が多重円筒形状で、その中心部にバーナを備えた加熱部が配設され、加熱部の周囲に改質触媒を充填した改質器と、一酸化炭素低減除去触媒を充填したＣＯ低減除去器とを軸心方向に配列した水素生成装置により得るものであった。

ＣＯ低減除去器から排出された水素含有ガスを外部へ排出する目的で、円筒部品の側面の一方向に水素含有ガス排出管を配設した場合、水素含有ガス排出管に近い位置（水素生成装置の中心軸から見た場合に水素含有ガス排出管を取り付けた箇所と略同じ方向になる位置）では水素含有ガス排出管までの水素含有ガスの移動距離が短く、圧力損失が小さくなることで多量の水素含有ガスが流れ、水素含有ガス排出管から遠い位置（水素生成装置の中心軸から見た場合に水素含有ガス排出管を取り付けた箇所と略反対方向になる位置）では水素含有ガス排出管までの水素含有ガスの移動距離が長く、圧力損失が大きくなることで少量の水素含有ガスが流れる。

このため、水素含有ガス排出管の近傍では、軸心方向に対し垂直な面内における水素含有ガスの流量がばらつく偏流が発生する。特に水素含有ガス排出管の近傍となるほど面内の流量のばらつきの程度は大きくなる。

ＣＯ低減除去器の近傍に水素含有ガス排出管を配設した場合、偏流によってＣＯ低減除去器を通過する水素含有ガスの流量が面内でばらつき、通過する水素含有ガスの流量が増加する領域ではＣＯ低減除去能力が不十分になるという課題があった。

そのため、当該業界では、この課題に対して、ばらつきを考慮した余裕代としてＣＯ低減除去器から水素含有ガス排出管まで長く距離を取り、偏流によって発生するＣＯ低減除去器の内部の水素含有ガスの流量のばらつきを小さくする製品設計をするのが一般的であった。

そうした状況下において、発明者らは、水素生成装置の高さ方向の全長を短縮化することで材料費が低減され、水素生成装置を低コストで製造することが可能であることをヒントにして、従来は長く距離を取る設計をしていたＣＯ低減除去器と水素含有ガス排出管との距離を、偏流によって発生する流量のばらつきを小さくするために必要な最小限の距離とすることで、水素生成装置の全長を短縮化するという着想を得た。

そして、発明者らは、その着想を実現するには、一定重量となるよう管理し充填した一酸化炭素低減除去触媒に比重の軽い一酸化炭素低減除去触媒が混入した場合、ＣＯ低減除去器の体積が増加することでＣＯ低減除去器の上端部が上部に移動してしまい、偏流によって発生する流量のばらつきを小さくするために必要な最小限の距離を維持できない課題があることを発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。

そこで、本開示は、一酸化炭素低減除去触媒の上にＣＯ低減除去器仕切り板を載せ、水素含有ガス排出管が配設された円筒部品の下端部でＣＯ低減除去器仕切り板を固定し、ＣＯ低減除去器から水素含有ガス排出管までの距離を一定とすることで、偏流によって発生するＣＯ低減除去器の内部の水素含有ガスの流量のばらつきを小さくしつつ、全長を短縮し、材料費の低減が可能な水素生成装置を製造できる製造方法を提供する。

以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

（実施の形態１）
以下、図１～図２を用いて、実施の形態１を説明する。

［１－１．構成］
（水素生成装置の構成）
図１に示すように、本実施の形態の水素生成装置１００は、加熱部１２０と、蒸発部１２１と、改質器１２２と、ＣＯ低減除去器１２３と、燃焼筒１３０と、加熱部隔壁１３１と、第１隔壁１３２と、第２隔壁１３３と、第３隔壁１３４と、水素含有ガス排出管１３５と、燃焼排ガス流路１４０と、リターン流路１４１と、ＣＯ低減除去器底板１６０と、ＣＯ低減除去器仕切り板１６１と、を有する。

加熱部１２０は、鉛直方向に中心軸を有する燃焼筒１３０の内周側に配置され、燃焼用空気が混合された可燃性ガスを燃焼して燃焼排ガスを排出するバーナと、バーナに可燃性ガスを供給するガス供給管と、バーナに燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給管と、を備えている。加熱部１２０のバーナは、下向きの炎を形成するように構成されている。

可燃性ガスには、原料ガス（都市ガスやＬＰガス）を用いることができ、水素生成装置１００が燃料電池に水素含有ガスを燃料ガスとして供給する場合は、燃料電池で利用されずに燃料電池から排出される燃料ガス（アノードオフガス）を用いることができる。

燃焼筒１３０は、加熱部１２０と同軸になるように配置された円筒形の部材であって、燃焼筒１３０の内周側では、燃焼排ガスを鉛直方向の下向きに流し、燃焼筒１３０の外周側（燃焼筒１３０と加熱部隔壁１３１との間に形成された燃焼排ガス流路１４０）では、燃焼排ガスを鉛直方向の上向きに流すように構成されている。

燃焼筒１３０の下端は、改質器１２２の下端と略同じ高さ、もしくは改質器１２２の下端よりも鉛直方向の下に位置し、燃焼筒１３０と同軸になるように配置され燃焼筒１３０を囲む有底円筒形の加熱部隔壁１３１の底部よりも鉛直方向の上に位置する。

水素生成装置１００は、加熱部１２０のバーナの燃焼で発生した燃焼排ガスが、燃焼筒１３０の内周面に沿って燃焼筒１３０の内周側を下方に流れた後に、加熱部隔壁１３１の底部と燃焼筒１３０の下端との隙間を通って上方に折り返して、燃焼筒１３０と加熱部隔壁１３１との間に形成された燃焼排ガス流路１４０を、改質器１２２と熱交換した後に蒸発部１２１と熱交換して、加熱部隔壁１３１における上部に設けられた燃焼排ガス出口管から水素生成装置１００の外部に排出されるように構成されている。

加熱部隔壁１３１は、内径が燃焼筒１３０の外径よりも大きく、燃焼筒１３０の外周面を囲み燃焼筒１３０と同軸になるように配置され、燃焼筒１３０との間に燃焼排ガス流路１４０を形成する有底円筒形の金属部材であり、加熱部隔壁１３１の底部と燃焼筒１３０の下端との間に燃焼排ガスが通流する隙間がある。加熱部隔壁１３１は、燃焼筒１３０を収納するように構成されている。

第１隔壁１３２は、内径が加熱部隔壁１３１の外径よりも大きく、加熱部隔壁１３１の外周面を囲み加熱部隔壁１３１と同軸になるように配置された円筒形の金属部材である。

そして、第１隔壁１３２と加熱部隔壁１３１との間における上部には、炭化水素を含む原料ガスと水とを螺旋状に流すための螺旋状に曲げられた丸棒が配置され、第１隔壁１３２と加熱部隔壁１３１との間における下部には、原料ガスと水蒸気との混合ガスから改質反応で一次水素含有ガス（一酸化炭素を含む水素含有ガス）を生成する改質触媒が充填されている。

第１隔壁１３２と加熱部隔壁１３１との間で、螺旋状の丸棒が配置された箇所は、炭化水素を含む原料ガスと水とが加熱部隔壁１３１から伝わる熱で加熱されながら通過する蒸発部１２１となり、改質触媒が充填された箇所は改質器１２２となっている。

蒸発部１２１は、加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２との間における上部に螺旋状の流路を形成している。蒸発部１２１の螺旋状の流路は、例えば、弦巻ばね（コイルばね）のように螺旋形状に曲げた丸棒を、加熱部隔壁１３１の外周面と第１隔壁１３２の内周面とに密着するように設置することによって形成することができる。

蒸発部１２１の螺旋状の流路は、螺旋形状に曲げた丸棒を設ける代わりに、加熱部隔壁１３１の側壁を軸方向（鉛直方向）に向かって螺旋状の凹凸を形成するように加工して（加熱部隔壁１３１の外周面に雄ネジのような凹凸を形成して）凹凸における外周方向に突出した凸部が第１隔壁１３２の内周面に密着するようにして形成しても構わない。

改質器１２２は、加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２との間における下部に改質触媒を充填して形成され、加熱部隔壁１３１を介して伝わる熱で、原料ガスと水蒸気との混合ガスから改質反応で一酸化炭素を含む一次水素含有ガスを生成するように構成されている。

改質器１２２は、加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２との間における下部に改質触媒を充填して形成される。改質器１２２に充填される改質触媒は、直径が２～３ｍｍの粒状の白金系の触媒である。

本実施の形態では、改質触媒に白金系の触媒を用いたが、改質触媒は白金系の触媒に限
らず、改質器１２２に充填される改質触媒に、ロジウム系、ルテニウム系、ニッケル系の触媒を用いてもよい。

改質触媒が充填された部分の直下には、充填された改質触媒が落下しないように、改質触媒を下から支持する改質触媒の粒子径よりも小さい直径が１ｍｍの通気孔が形成された通気構造でドーナツ盤形状の板が、加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２との間に配置されている。

改質触媒が充填された部分の直上には、水素生成装置の製造時に、製造途中の水素生成装置の上下を逆にしても（水素生成装置の使用時の重力方向の上下を反転させても）改質触媒が蒸発部１２１の方へ移動しないように、改質触媒を上から覆う改質触媒の粒子径よりも小さい直径が１ｍｍの通気孔が形成された通気構造でドーナツ盤形状の板が、加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２との間に配置されている。

第１隔壁１３２における螺旋状の丸棒が配置された箇所よりも上部には、蒸発部１２１に原料ガスと水を供給する供給管が接続されている。

第１隔壁１３２は、第１隔壁１３２における改質器１２２が構成された部分の径が、第１隔壁１３２における蒸発部１２１が構成された部分の径よりも大きく構成されている。

第２隔壁１３３は、内径が第１隔壁１３２の外径よりも大きく、第１隔壁１３２の外周面を囲み第１隔壁１３２と同軸になるように配置され、第１隔壁１３２との間における下部にリターン流路１４１を形成する有底円筒形の金属部材であり、第２隔壁１３３の底部と第１隔壁１３２の下端との間に一次水素含有ガスが通流する隙間がある。

第２隔壁１３３の底部は、加熱部隔壁１３１の底部よりも大きく、第２隔壁１３３の底部は、加熱部隔壁１３１の底部よりも下方に位置するように構成されている。第２隔壁１３３は、第１隔壁１３２と加熱部隔壁１３１を収納するように構成されている。

第２隔壁１３３は、第１隔壁１３２における蒸発部１２１が構成された部分の外周面を囲む部分の径が、第１隔壁１３２における改質器１２２が構成された部分の外周面を囲む部分の径よりも大きく構成されている。

第２隔壁１３３の上端は、第１隔壁１３２における蒸発部１２１が構成された部分の上端よりも鉛直方向の下に位置して開口している。

第２隔壁１３３は、第１隔壁１３２との間で蒸発部１２１の外周側に隣接する部分に、改質器１２２から流出した一次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を化学反応で低減して二次水素含有ガスを生成する一酸化炭素低減除去触媒が充填され、ＣＯ低減除去器底板１６０とＣＯ低減除去器仕切り板１６１が一酸化炭素低減除去触媒を上下から挟むように配置されている。

第３隔壁１３４は、その外周面における下部が第２隔壁１３３の内周面における上部と近接するように第１隔壁１３２の外周を囲む円筒形の側面部と、外周端が側面部の上端に接続され内周端が第１隔壁の外周面に接合されるドーナツ盤形状の上面部と、を有している。第３隔壁１３４の外周面における第２隔壁１３３の上端部と近接する部分は、第２隔壁１３３の上端部と気密に接合されている。

ＣＯ低減除去器１２３は、改質器１２２から流出した一次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を化学反応で低減することにより二次水素含有ガスを生成するように構成さ
れており、一酸化炭素低減除去触媒とＣＯ低減除去器底板１６０とＣＯ低減除去器仕切り板１６１とを備えている。

ＣＯ低減除去器１２３に充填される一酸化炭素低減除去触媒は、直径が２～３ｍｍの粒状のＣｕ－Ｚｎ系の触媒である。本実施の形態では、一酸化炭素低減除去触媒にＣｕ－Ｚｎ系の触媒を用いたが、一酸化炭素低減除去触媒はＣｕ－Ｚｎ系の触媒に限らず、ＣＯ低減除去器１２３に充填される一酸化炭素低減除去触媒に、Ｒｕ系の触媒を用いてもよい。

ＣＯ低減除去器底板１６０は、一酸化炭素低減除去触媒を下から支持する一酸化炭素低減除去触媒の粒子径より小さい直径が１ｍｍの通気孔が形成された通気構造でドーナツ盤形状の板であって、ＣＯ低減除去器１２３の一酸化炭素低減除去触媒が落下しないように第１隔壁１３２と第２隔壁１３３との間に配置されている。

ＣＯ低減除去器仕切り板１６１は、下面が一酸化炭素低減除去触媒とのみ接触して一酸化炭素低減除去触媒を上から押さえる一酸化炭素低減除去触媒の粒子径より小さい直径が１ｍｍの通気孔が形成された通気構造でドーナツ盤形状の板であって、ＣＯ低減除去器１２３の一酸化炭素低減除去触媒がＣＯ低減除去器１２３から流出しないように第１隔壁１３２と第２隔壁１３３との間で上面が第３隔壁１３４の下端部とのみ接触するように配置されている。

ＣＯ低減除去器底板１６０は、内径が第１隔壁１３２の外径よりも大きく、外径が第２隔壁１３３の内径よりも小さく構成されるが、ＣＯ低減除去器底板１６０の内周側の縁と第１隔壁１３２の外周面との隙間は、一酸化炭素低減除去触媒の粒子径より小さく、ＣＯ低減除去器底板１６０の外周側の縁と第２隔壁１３３の外周面との隙間は、一酸化炭素低減除去触媒の粒子径より小さくなるように構成される。

ＣＯ低減除去器仕切り板１６１は、内径が第１隔壁１３２の外径よりも大きく、外径が第２隔壁１３３の内径よりも小さくて第３隔壁１３４の内径よりも大きく構成されるが、ＣＯ低減除去器仕切り板１６１の内周側の縁と第１隔壁１３２の外周面との隙間は、一酸化炭素低減除去触媒の粒子径より小さく、ＣＯ低減除去器仕切り板１６１の外周側の縁と第２隔壁１３３の外周面との隙間は、一酸化炭素低減除去触媒の粒子径より小さくなるように構成される。

リターン流路１４１は、第１隔壁１３２と第２隔壁１３３との間におけるＣＯ低減除去器底板１６０よりも下部に形成され、改質器１２２から流出した一次水素含有ガスを上方に流すように構成されている。

水素含有ガス排出管１３５は、第３隔壁１３４の側面部における第２隔壁１３３の上端よりも上方に設けられ、ＣＯ低減除去器１２３から流出した二次水素含有ガスを外部へ排出するように構成されている。

（水素生成装置の製造工程の構成）
図２に示すように、水素生成装置１００の製造工程は、第１工程１０１と、第２工程１０２と、第３工程１０３と、第４工程１０４と、第５工程１０５と、第６工程１０６と、を有している。

第１工程１０１は、第１隔壁１３２と第２隔壁１３３との間にＣＯ低減除去器底板１６０を配置して、ＣＯ低減除去器底板１６０を第１隔壁１３２の外周面または第２隔壁１３３の内周面の少なくとも一方に固定する工程である。なお、第１工程１０１は、第２隔壁１３３が第１隔壁１３２の外側に配置される前に、ＣＯ低減除去器底板１６０を第１隔壁
１３２の外周面に固定してから、第２隔壁１３３を、第１隔壁１３２とＣＯ低減除去器底板１６０の外側に配置する工程であっても構わない。

第２工程１０２は、第１工程１０１の後において、ＣＯ低減除去器底板１６０と第１隔壁１３２と第２隔壁１３３とで囲まれた空間に、所望重量分の一酸化炭素低減除去触媒を充填する工程である。所望重量であるか否かは計量で確認する。

第３工程１０３は、第２工程１０２の後において、ＣＯ低減除去器仕切り板１６１を、一酸化炭素低減除去触媒が充填された部分の上面と第１隔壁１３２と第２隔壁１３３とで囲まれた空間の鉛直方向の上方から、一酸化炭素低減除去触媒が充填された部分の上面へ向けて、ＣＯ低減除去器仕切り板１６１の下面が一酸化炭素低減除去触媒に接触する位置まで導入する工程である。

第４工程１０４は、第３隔壁１３４の下端部から所望の位置に、水素含有ガス排出管１３５を固定する工程である。

第５工程１０５は、第３工程１０３と第４工程１０４との後において、第３隔壁１３４を鉛直方向の上方からＣＯ低減除去器仕切り板１６１へ向けて、第３隔壁１３４の下端部がＣＯ低減除去器仕切り板１６１の上面に接触する位置まで導入する工程である。

第６工程１０６は、第５工程１０５の後において、第２隔壁１３３の上端部と第３隔壁１３４の外周面とを気密に接合する工程である。

［１－２．動作］
以上のように構成された水素生成装置１００において、以下、その動作と作用を説明する。

（水素生成装置の動作）
水素生成装置１００において、必要な水素量を得るために、原料ガスと水が、適正な比率で供給管から蒸発部１２１に供給される。供給された水は、蒸発部１２１の螺旋状の流路に沿って流れながら加熱部隔壁１３１を介して伝わる加熱部１２０の熱（燃焼排ガスの熱を含む）によって水蒸気となり、原料ガスと混合される。

原料ガスと水蒸気の混合ガスは、改質器１２２へ供給され、加熱部隔壁１３１を介して伝わる加熱部１２０の熱（燃焼排ガスの熱を含む）によって改質反応に適した温度に加熱された改質触媒により水蒸気改質反応が行われて一次水素含有ガスとなる。

改質器１２２から排出された一次水素含有ガスは、リターン流路１４１を通流して、ＣＯ低減除去器１２３に下方から供給され、ＣＯ低減除去触媒の化学反応により、一次水素含有ガス中のＣＯと水蒸気が反応して、一次水素含有ガス中の一酸化炭素の濃度が０．１～０．２％程度まで低減されて二次水素含有ガスとなる。

このとき、ＣＯ低減除去触媒は、改質器１２２から排出されＣＯ低減除去器１２３に流入する一次水素含有ガスの熱と、蒸発部１２１から、第１隔壁１３２を介して、ＣＯ低減除去触媒に伝わる冷熱とによって、化学反応に適した温度に加熱されている。

ＣＯ低減除去器１２３から排出された二次水素含有ガスは、水素含有ガス排出管１３５から水素生成装置１００の外に出ていき、燃料電池などの水素利用機器に供給される。

加熱部１２０のバーナの燃焼で発生した燃焼排ガスは、燃焼筒１３０の内周面に沿って
燃焼筒１３０の内周側を下方に流れた後に、加熱部隔壁１３１の底部と燃焼筒１３０の下端との隙間を通って上方に折り返して、燃焼筒１３０と加熱部隔壁１３１との間に形成された燃焼排ガス流路１４０を、改質器１２２と熱交換した後に、蒸発部１２１と熱交換して、加熱部隔壁１３１における上部に設けられた燃焼排ガス出口管から水素生成装置１００の外部に排出される。

（水素生成装置の製造工程）
第１工程１０１において、ＣＯ低減除去器底板１６０を第１隔壁１３２の外周面の所定高さ位置に固定する。このときＣＯ低減除去器底板１６０の内周側の縁と第１隔壁１３２の外周面とは周方向の複数個所において点付け溶接される。

第２工程１０２において、第１工程１０１で固定されたＣＯ低減除去器底板１６０の上面と第１隔壁１３２の外周面と第２隔壁１３３の内周面とで囲まれた空間に、ＣＯ低減除去器底板１６０の鉛直方向の上方から所望重量分の一酸化炭素低減除去触媒を充填する。所望重量であるか否かは計量で確認する。

本実施の形態の水素生成装置１００では、改質器１２２から排出される一次水素含有ガス中の一酸化炭素の濃度を０．１～０．２％程度まで低減するのに必要な一酸化炭素低減除去触媒の重量が２，０００ｇであることが試験で確認されたので、本実施の形態においては、充填する一酸化炭素低減除去触媒の所望重量を２，０００ｇにしている。

第３工程１０３において、ＣＯ低減除去器仕切り板１６１を、第２工程１０２で一酸化炭素低減除去触媒が充填された部分の上面と第１隔壁１３２の外周面と第２隔壁１３３の内周面とで囲まれた空間の鉛直方向の上方から、一酸化炭素低減除去触媒が充填された部分の上面へ向けて、ＣＯ低減除去器仕切り板１６１の下面が一酸化炭素低減除去触媒に接触する位置まで導入する。

このとき、ＣＯ低減除去器仕切り板１６１の下面は、全面にわたって均一に一酸化炭素低減除去触媒に接触することが望ましい。

第４工程１０４において、第３隔壁１３４の下端部から所望の位置に水素含有ガス排出管１３５を固定する。

このとき、第３隔壁１３４の下端部から水素含有ガス排出管１３５までの鉛直方向（第３隔壁１３４の軸心方向）における最短距離が３０ｍｍとなる位置で、水素含有ガス排出管１３５の入口が第３隔壁１３４の内周面側に露出するように（水素含有ガス排出管１３５が第３隔壁１３４で囲まれた空間と連通するように）水素含有ガス排出管１３５を第３隔壁１３４に取り付けて、水素含有ガス排出管１３５と第３隔壁１３４との接合部を全周溶接する。

本実施の形態の水素生成装置１００では、偏流によってＣＯ低減除去器１２３を通過する一次水素含有ガスに発生する流量のばらつきを小さくするために必要な最小限の距離が３０ｍｍであることを予め試験で確認できたため、第３隔壁１３４の下端部から水素含有ガス排出管１３５までの鉛直方向（第３隔壁１３４の軸心方向）における最短距離を３０ｍｍとしている。

なお、ＣＯ低減除去器仕切り板１６１の上面から第２隔壁１３３の上端までの距離は、後の第６工程において、第３隔壁１３４の外周面における水素含有ガス排出管１３５よりも鉛直方向（第３隔壁１３４の軸心方向）の下方となる部分と第２隔壁１３３の上端部とを溶接できるように、３０ｍｍから、水素含有ガス排出管１３５の溶接部の半径と、第２
隔壁１３３の上端部と第３隔壁１３４の外周面との溶接に必要な鉛直方向（第３隔壁１３４の軸心方向）における寸法との合計寸法を減算した寸法以下になるようにする。

第３工程１０３と第４工程１０４との後に、第５工程１０５において、第３隔壁１３４を軸心方向上方からＣＯ低減除去器仕切り板１６１へ向けて導入する。このとき、第３隔壁１３４は、第３隔壁１３４の下端部がＣＯ低減除去器仕切り板１６１の上面に接触する位置まで導入される。

第６工程１０６において、第３隔壁１３４の下端部が、ＣＯ低減除去器仕切り板１６１の上面に接触して、軸心方向上方からＣＯ低減除去器仕切り板１６１を押さえている状態で、第２隔壁１３３の上端部と第３隔壁１３４の外周面とを固定する。このとき第２隔壁１３３の上端部と第３隔壁１３４の外周面とは全周にわたって溶接される。

これにより、水素含有ガス排出管１３５とＣＯ低減除去器仕切り板１６１との距離は、第３隔壁１３４の下端部から水素含有ガス排出管１３５までの軸心方向における一定の距離となる。

そのため、水素含有ガス排出管１３５とＣＯ低減除去器仕切り板１６１との距離は、偏流によって発生するＣＯ低減除去器１２３の内部の水素含有ガスの流量のばらつきを小さくするために必要な最小限の距離である３０ｍｍを維持することができる。

また、第３隔壁１３４によって軸心方向上方から押さえられていることで、ＣＯ低減除去器仕切り板１６１は溶接などの手法を用いずとも位置が固定される。

［１－３．効果］
以上のように、本実施の形態における水素生成装置１００の製造方法は、第１工程１０１と、第２工程１０２と、第３工程１０３と、第４工程１０４と、第５工程１０５と、第６工程１０６と、を有する。

本実施の形態における水素生成装置１００は、加熱部１２０と、燃焼筒１３０と、加熱部隔壁１３１と、第１隔壁１３２と、第２隔壁１３３と、第３隔壁１３４と、燃焼排ガス流路１４０と、蒸発部１２１と、改質器１２２と、リターン流路１４１と、ＣＯ低減除去器１２３と、ＣＯ低減除去器底板１６０と、ＣＯ低減除去器仕切り板１６１と、水素含有ガス排出管１３５と、を有する。

加熱部１２０は、可燃性ガスを燃焼して、燃焼排ガスを排出するように構成され、燃焼筒１３０は、鉛直方向に中心軸を有し、加熱部１２０の外周を囲むように構成され、加熱部隔壁１３１は、鉛直方向に中心軸を有する有底筒状で、燃焼筒１３０を収納するように構成されている。

第１隔壁１３２は、鉛直方向に中心軸を有する筒状で、加熱部隔壁１３１の外周を囲むように構成され、第２隔壁１３３は、鉛直方向に中心軸を有する有底筒状で、第１隔壁１３２と加熱部隔壁１３１を収納するように構成されている。

第３隔壁１３４は、外周面における下部が第２隔壁１３３の内周面における上部と近接するように第１隔壁１３２の外周を囲む側面部と、外周端が側面部の上端に接続され内周端が第１隔壁１３２の外周面に接合されるドーナツ盤形状の上面部と、を有している。

燃焼排ガス流路１４０は、燃焼筒１３０と加熱部隔壁１３１との間に形成され、上方に燃焼排ガスを流すように構成されている。

蒸発部１２１は、加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２との間の上部に形成され、加熱部隔壁１３１を介して伝わる熱で、原料ガスと水とを加熱して、水を蒸発させるように構成されている。

改質器１２２は、加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２との間の下部に改質触媒を充填して形成され、加熱部隔壁１３１を介して伝わる熱で、原料ガスと水蒸気との混合ガスから改質反応で一酸化炭素を含む一次水素含有ガスを生成するように構成されている。

リターン流路１４１は、第１隔壁１３２と第２隔壁１３３との間に形成され、改質器１２２から流出した一次水素含有ガスを上方に流すように構成されている。

ＣＯ低減除去器１２３は、第１隔壁１３２と第２隔壁１３３との間で、蒸発部１２１の外周側に隣接する部分に一酸化炭素低減除去触媒を充填して形成され、改質器１２２から流出した一次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を化学反応で低減して二次水素含有ガスとして排出するように構成されている。

ＣＯ低減除去器底板１６０は、一酸化炭素低減除去触媒を下から支持する通気構造でドーナツ盤形状の板であって、ＣＯ低減除去器１２３の一酸化炭素低減除去触媒が落下しないように第１隔壁１３２と第２隔壁１３３との間に配置されている。

ＣＯ低減除去器仕切り板１６１は、下面が一酸化炭素低減除去触媒とのみ接触して一酸化炭素低減除去触媒を上から押さえる通気構造でドーナツ盤形状の板であって、ＣＯ低減除去器１２３の一酸化炭素低減除去触媒がＣＯ低減除去器１２３から流出しないように第１隔壁１３２と第２隔壁１３３との間で上面が第３隔壁１３４とのみ接触するように配置されている。

水素含有ガス排出管１３５は、第３隔壁１３４に設けられ、二次水素含有ガスを外部へ排出するように構成されている。

第１工程１０１は、ＣＯ低減除去器底板１６０を第１隔壁１３２の外周面または第２隔壁１３３の内周面の少なくとも一方に固定する工程である。

第２工程１０２は、ＣＯ低減除去器底板１６０と第１隔壁１３２と第２隔壁１３３とで囲まれた空間に、所望重量分の一酸化炭素低減除去触媒を充填する工程である。

第３工程１０３は、第２工程１０２の後において、ＣＯ低減除去器仕切り板１６１を、一酸化炭素低減除去触媒の上面と第１隔壁１３２と第２隔壁１３３とで囲まれた空間の鉛直方向の上方から、一酸化炭素低減除去触媒の上面へ向けて、ＣＯ低減除去器仕切り板１６１の下面が一酸化炭素低減除去触媒に接触する位置まで導入する工程である。

第４工程１０４は、第３隔壁１３４の下端部から所望の位置に、水素含有ガス排出管１３５を固定する工程である。

第５工程１０５は、第３工程１０３と第４工程１０４との後において、第３隔壁１３４を鉛直方向の上方からＣＯ低減除去器仕切り板１６１へ向けて、第３隔壁１３４の下端部がＣＯ低減除去器仕切り板１６１の上面に接触する位置まで導入する工程である。

第６工程１０６は、第５工程１０５の後において、第２隔壁１３３の上端部と第３隔壁１３４の外周面とを気密に接合する工程である。

本実施の形態における水素生成装置１００の製造方法で製造すると、第２工程１０２において所望重量分の一酸化炭素低減除去触媒を充填したときに、比重が軽い一酸化炭素低減除去触媒の混入などによって、一酸化炭素低減除去触媒を下から支持するＣＯ低減除去器底板１６０を基準として一酸化炭素低減除去触媒を上から押さえるＣＯ低減除去器仕切り板１６１の高さ位置が変わることがあっても、ＣＯ低減除去器仕切り板１６１と水素含有ガス排出管１３５との高さ方向の距離を一定にすることができる。

これにより、ＣＯ低減除去器仕切り板１６１と水素含有ガス排出管１３５との高さ方向の距離がばらつくことに起因する、ＣＯ低減除去器１２３の内部の水素含有ガスの流量のばらつきを小さくできるとともに、ＣＯ低減除去器仕切り板１６１と水素含有ガス排出管１３５との高さ方向の距離のばらつきを考慮したＣＯ低減除去器仕切り板１６１と水素含有ガス排出管１３５との距離の余裕代をなくすことで、水素生成装置１００の高さ方向の平均的な全長を短縮することができる。

水素生成装置１００の平均的な全長が短くなると、水素生成装置１００の外周面を覆う断熱材や水素生成装置１００を収納する筐体が小さくなるので、水素生成装置１００の材料費を低減できる。

また、水素含有ガス排出管１３５とＣＯ低減除去器仕切り板１６１との距離が一定となる本実施の形態の製造方法で水素生成装置を製造することによって、水素含有ガス排出管１３５とＣＯ低減除去器仕切り板１６１との距離を、偏流によって発生するＣＯ低減除去器１２３の内部の水素含有ガスの流量のばらつきを小さくするために必要な最小限の距離に設定することができる。

（実施の形態２）
以下、図３～図４を用いて、実施の形態２を説明する。

［２－１．構成］
（水素生成装置の構成）
図３に示すように、本実施の形態の水素生成装置２００は、加熱部２２０と、蒸発部２２１と、改質器２２２と、ＣＯ低減器２２３と、ＣＯ除去器２２４と、伝熱緩衝空間２２５と、燃焼筒２３０と、加熱部隔壁２３１と、第１隔壁２３２と、第２隔壁２３３と、第３隔壁２３４と、伝熱緩衝筒２３５と、空気混合筒２３６と、区画部材２３７と、空気供給管２３８と、水素含有ガス排出管２３９と、燃焼排ガス流路２４０と、リターン流路２４１と、第１流路２４２と、第２流路２４３と、ヘッダー流路２４４と、第２流路入口２５０と、吹き出し孔２５１と、ＣＯ除去器底板２６０と、ＣＯ除去器仕切り板２６１と、を有する。

加熱部２２０は、鉛直方向に中心軸を有する燃焼筒２３０の内周側に配置され、燃焼用空気が混合された可燃性ガスを燃焼して燃焼排ガスを排出するバーナと、バーナに可燃性ガスを供給するガス供給管と、バーナに燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給管と、を備えている。加熱部２２０のバーナは、下向きの炎を形成するように構成されている。

可燃性ガスには、原料ガス（都市ガスやＬＰガス）を用いることができ、水素生成装置２００が燃料電池に水素含有ガスを燃料ガスとして供給する場合は、燃料電池で利用されずに燃料電池から排出される燃料ガス（アノードオフガス）を用いることができる。

燃焼筒２３０は、加熱部２２０と同軸になるように配置された円筒形の部材であって、燃焼筒２３０の内周側では、燃焼排ガスを鉛直方向の下向きに流し、燃焼筒２３０の外周
側（燃焼筒２３０と加熱部隔壁２３１との間に形成された燃焼排ガス流路２４０）では、燃焼排ガスを鉛直方向の上向きに流すように構成されている。

燃焼筒２３０の下端は、改質器２２２の下端と略同じ高さ、もしくは改質器２２２の下端よりも鉛直方向の下に位置し、燃焼筒２３０と同軸になるように配置され燃焼筒２３０を囲む有底円筒形の加熱部隔壁２３１の底部よりも鉛直方向の上に位置する。

水素生成装置２００は、加熱部２２０のバーナの燃焼で発生した燃焼排ガスが、燃焼筒２３０の内周面に沿って燃焼筒２３０の内周側を下方に流れた後に、加熱部隔壁２３１の底部と燃焼筒２３０の下端との隙間を通って上方に折り返して、燃焼筒２３０と加熱部隔壁２３１との間に形成された燃焼排ガス流路２４０を、改質器２２２と熱交換した後に蒸発部２２１と熱交換して、加熱部隔壁２３１における上部に設けられた燃焼排ガス出口管から水素生成装置２００の外部に排出されるように構成されている。

加熱部隔壁２３１は、内径が燃焼筒２３０の外径よりも大きく、燃焼筒２３０の外周面を囲み燃焼筒２３０と同軸になるように配置され、燃焼筒２３０との間に燃焼排ガス流路２４０を形成する有底円筒形の金属部材であり、加熱部隔壁２３１の底部と燃焼筒２３０の下端との間に燃焼排ガスが通流する隙間がある。加熱部隔壁２３１は、燃焼筒２３０を収納するように構成されている。

第１隔壁２３２は、内径が加熱部隔壁２３１の外径よりも大きく、加熱部隔壁２３１の外周面を囲み加熱部隔壁２３１と同軸になるように配置された円筒形の金属部材である。

そして、第１隔壁２３２と加熱部隔壁２３１との間における上部には、炭化水素を含む原料ガスと水とを螺旋状に流すための螺旋状に曲げられた丸棒が配置され、第１隔壁２３２と加熱部隔壁２３１との間における下部には、原料ガスと水蒸気との混合ガスから改質反応で一次水素含有ガス（一酸化炭素を含む水素含有ガス）を生成する改質触媒が充填されている。

第１隔壁２３２と加熱部隔壁２３１との間で、螺旋状の丸棒が配置された箇所は、炭化水素を含む原料ガスと水とが加熱部隔壁２３１から伝わる熱で加熱されながら通過する蒸発部２２１となり、改質触媒が充填された箇所は改質器２２２となっている。

蒸発部２２１は、加熱部隔壁２３１と第１隔壁２３２との間における上部に螺旋状の流路を形成している。蒸発部２２１の螺旋状の流路は、例えば、弦巻ばね（コイルばね）のように螺旋形状に曲げた丸棒を、加熱部隔壁２３１の外周面と第１隔壁２３２の内周面とに密着するように設置することによって形成することができる。

蒸発部２２１の螺旋状の流路は、螺旋形状に曲げた丸棒を設ける代わりに、加熱部隔壁２３１の側壁を軸方向（鉛直方向）に向かって螺旋状の凹凸を形成するように加工して（加熱部隔壁２３１の外周面に雄ネジのような凹凸を形成して）凹凸における外周方向に突出した凸部が第１隔壁２３２の内周面に密着するようにして形成しても構わない。

改質器２２２は、加熱部隔壁２３１と第１隔壁２３２との間における下部に改質触媒を充填して形成され、加熱部隔壁２３１を介して伝わる熱で、原料ガスと水蒸気との混合ガスから改質反応で一酸化炭素を含む一次水素含有ガスを生成するように構成されている。

改質器２２２は、加熱部隔壁２３１と第１隔壁２３２との間における下部に改質触媒を充填して形成される。改質器２２２に充填される改質触媒は、直径が２～３ｍｍの粒状の白金系の触媒である。

本実施の形態では、改質触媒に白金系の触媒を用いたが、改質触媒は白金系の触媒に限らず、改質器２２２に充填される改質触媒に、ロジウム系、ルテニウム系、ニッケル系の触媒を用いてもよい。

改質触媒が充填された部分の直下には、充填された改質触媒が落下しないように、改質触媒を下から支持する改質触媒の粒子径よりも小さい直径が１ｍｍの通気孔が形成された通気構造でドーナツ盤形状の板が、加熱部隔壁２３１と第１隔壁２３２との間に配置されている。

改質触媒が充填された部分の直上には、水素生成装置の製造時に、製造途中の水素生成装置の上下を逆にしても（水素生成装置の使用時の重力方向の上下を反転させても）改質触媒が蒸発部２２１の方へ移動しないように、改質触媒を上から覆う改質触媒の粒子径よりも小さい直径が１ｍｍの通気孔が形成された通気構造でドーナツ盤形状の板が、加熱部隔壁２３１と第１隔壁２３２との間に配置されている。

第１隔壁２３２における螺旋状の丸棒が配置された箇所よりも上部には、蒸発部２２１に原料ガスと水を供給する供給管が接続されている。

第１隔壁２３２は、第１隔壁２３２における改質器２２２が構成された部分の径が、第１隔壁２３２における蒸発部２２１が構成された部分の径よりも大きく構成されている。

第２隔壁２３３は、内径が第１隔壁２３２の外径よりも大きく、第１隔壁２３２の外周面を囲み第１隔壁２３２と同軸になるように配置され、第１隔壁２３２との間における下部にリターン流路２４１を形成する有底円筒形の金属部材であり、第２隔壁２３３の底部と第１隔壁２３２の下端との間に一次水素含有ガスが通流する隙間がある。

第２隔壁２３３の底部は、加熱部隔壁２３１の底部よりも大きく、第２隔壁２３３の底部は、加熱部隔壁２３１の底部よりも下方に位置するように構成されている。第２隔壁２３３は、第１隔壁２３２と加熱部隔壁２３１を収納するように構成されている。

第２隔壁２３３は、第１隔壁２３２における蒸発部２２１が構成された部分の外周面を囲む部分の径が、第１隔壁２３２における改質器２２２が構成された部分の外周面を囲む部分の径よりも大きく構成されている。

第２隔壁２３３の上端は、第１隔壁２３２における蒸発部２２１が構成された部分の上端よりも鉛直方向の下に位置して開口している。

第２隔壁２３３と第１隔壁２３２との間で蒸発部２２１の外周側に隣接する部分における下部に、改質器１２２から流出した一次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を変成反応で低減して二次水素含有ガスを生成する一酸化炭素低減触媒が充填されたＣＯ低減器２２３が構成されている。

第２隔壁２３３と第１隔壁２３２との間で蒸発部２２１の外周側に隣接する部分における上部に、ＣＯ低減器２２３から流出した二次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を選択酸化反応で低減して三次水素含有ガスを生成する一酸化炭素除去触媒が充填され、ＣＯ除去器底板２６０とＣＯ除去器仕切り板２６１が一酸化炭素除去触媒を上下から挟むように配置されている。

第１隔壁２３２の外周面には、蒸発部２２１とＣＯ低減器２２３との間に伝熱緩衝空間
２２５を形成する伝熱緩衝筒２３５と、伝熱緩衝筒２３５の鉛直方向の上方でＣＯ除去器２２４の鉛直方向の下方に空気混合筒２３６とが取り付けられている。伝熱緩衝空間２２５は、ＣＯ低減器２２３と第１隔壁２３２との間に設けられ、第１流路２４２と連通している。

伝熱緩衝筒２３５は、内径が第１隔壁２３２の外径よりも大きく外径が第１隔壁２３２の内径よりも小さい円筒形の側面部と、外周端が伝熱緩衝筒２３５の側面部の下端に接続され内周端が第１隔壁２３２の外周面に接合されるドーナツ盤形状の底面部と、を有している。

ＣＯ低減器２２３の一酸化炭素低減触媒は、伝熱緩衝筒２３５の側面部の外周面と第２隔壁２３３の内周面との間に充填される。ＣＯ低減器２２３に充填される一酸化炭素低減触媒は、直径２～３ｍｍの粒状のＣｕ－Ｚｎ系の触媒である。

一酸化炭素低減触媒が充填された部分の直下には、充填された一酸化炭素低減触媒が落下しないように、一酸化炭素低減触媒を下から支持する一酸化炭素低減触媒の粒子径よりも小さい直径が１ｍｍの通気孔が形成された通気構造でドーナツ盤形状の板が、伝熱緩衝筒２３５の側面部と第２隔壁２３３との間に配置されている。

一酸化炭素低減触媒が充填された部分の直上には、水素生成装置の製造時に、製造途中の水素生成装置の上下を逆にしても（水素生成装置の使用時の重力方向の上下を反転させても）一酸化炭素低減触媒がＣＯ除去器２２４の方へ移動しないように、一酸化炭素低減触媒を上から覆う一酸化炭素低減触媒の粒子径よりも小さい直径が１ｍｍの通気孔が形成された通気構造でドーナツ盤形状の板が、伝熱緩衝筒２３５の側面部と第２隔壁２３３との間に配置されている。

ＣＯ低減器２２３とＣＯ除去器２２４と第１隔壁２３２と第２隔壁２３３とで囲まれた空間は、上下両端部が第１隔壁２３２の外周面に固定される空気混合筒２３６によって、内周側空間である第２流路２４３と外周側空間とに区画されている。

更に外周側空間は、内周側の縁が空気混合筒２３６の外周面に固定され、外周側の縁が第２隔壁２３３の内周面に固定されるドーナツ盤形状の区画部材２３７によって、外周側上部空間であるヘッダー流路２４４と、外周側下側空間である第１流路２４２とに区画されている。

第１流路２４２には、第１流路２４２に空気を流入させるための空気供給管２３８が接続されている。そのため、第１流路２４２に流入した二次水素含有ガスは、第１流路２４２内において空気と混合される。空気供給管２３８は、第２隔壁２３３を略垂直に貫通して、空気供給管２３８の先端（空気の出口）が第１流路２４２に位置するように設けられている。

空気が混合された二次水素含有ガスは、第１流路２４２から空気混合筒２３６に形成された第２流路入口２５０を通って第２流路２４３に流入する。第２流路入口２５０は第１隔壁２３２（燃焼筒２３０）を挟んで空気供給管２３８の先端と対向する位置に設けられている。

空気混合筒２３６は、空気混合筒２３６の上端部に向かうにしたがって空気混合筒２３６の径が小さくなるように傾斜する傾斜部を有し、傾斜部には円周方向に複数の吹き出し孔２５１が設けられている。二次水素含有ガスは第２流路２４３内において空気と更に混合され、吹き出し孔２５１を通ってヘッダー流路２４４に斜め上方に排出され、ＣＯ除去
器２２４へ流入する。

空気混合筒２３６は、大部分が円筒状で、円筒状部の下端の開口を塞ぐドーナツ盤形状の底部を有している。また、空気混合筒２３６の上端部と円筒状部との間が、上端部に向かうにしたがって径が小さくなる円錐の外周面形状の傾斜部になっている。

伝熱緩衝筒２３５の側面部における上部と空気混合筒２３６の円筒状部における下部との間には、伝熱緩衝筒２３５の側面部における上部と空気混合筒２３６の円筒状部における下部とを接触させずに伝熱緩衝空間２２５への空気の流入を抑制する隙間が設けられている。

第３隔壁２３４は、その外周面における下部が第２隔壁２３３の内周面における上部と近接するように第１隔壁２３２の外周を囲む円筒形の側面部と、外周端が側面部の上端に接続され内周端が第１隔壁の外周面に接合されるドーナツ盤形状の上面部と、を有している。第３隔壁２３４の外周面における第２隔壁２３３の上端部と近接する部分は、第２隔壁２３３の上端部と気密に接合されている。

ＣＯ除去器２２４は、ＣＯ低減器２２３から流出した二次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を選択酸化反応で低減して三次水素含有ガスを生成するように構成されており、一酸化炭素除去触媒とＣＯ除去器底板２６０とＣＯ除去器仕切り板２６１とを備えている。ＣＯ除去器２２４の一酸化炭素除去触媒は、直径が２～３ｍｍの粒状のＲｕ系の触媒である。

ＣＯ除去器底板２６０は、一酸化炭素除去触媒を下から支持する一酸化炭素除去触媒の粒子径より小さい直径が１ｍｍの通気孔が形成された通気構造でドーナツ盤形状の板であって、ＣＯ除去器２２４の一酸化炭素除去触媒が落下しないように第１隔壁２３２と第２隔壁２３３との間に配置されている。

ＣＯ除去器仕切り板２６１は、下面が一酸化炭素除去触媒とのみ接触して一酸化炭素除去触媒を上から押さえる一酸化炭素除去触媒の粒子径より小さい直径が１ｍｍの通気孔が形成された通気構造でドーナツ盤形状の板であって、ＣＯ除去器２２４の一酸化炭素除去触媒がＣＯ除去器２２４から流出しないように第１隔壁２３２と第２隔壁２３３との間で上面が第３隔壁２３４の下端部とのみ接触するように配置されている。

ＣＯ除去器底板２６０は、内径が第１隔壁２３２の外径よりも大きく、外径が第２隔壁２３３の内径よりも小さく構成されるが、ＣＯ除去器底板２６０の内周側の縁と第１隔壁２３２の外周面との隙間は、一酸化炭素除去触媒の粒子径より小さく、ＣＯ除去器底板２６０の外周側の縁と第２隔壁２３３の外周面との隙間は、一酸化炭素除去触媒の粒子径より小さくなるように構成される。

ＣＯ除去器仕切り板２６１は、内径が第１隔壁２３２の外径よりも大きく、外径が第２隔壁２３３の内径よりも小さくて第３隔壁２３４の内径よりも大きく構成されるが、ＣＯ除去器仕切り板２６１の内周側の縁と第１隔壁２３２の外周面との隙間は、一酸化炭素除去触媒の粒子径より小さく、ＣＯ除去器仕切り板２６１の外周側の縁と第２隔壁２３３の外周面との隙間は、一酸化炭素除去触媒の粒子径より小さくなるように構成される。

リターン流路２４１は、第１隔壁２３２と第２隔壁２３３との間におけるＣＯ低減器２２３よりも下部に形成され、改質器２２２から流出した一次水素含有ガスを上方に流すように構成されている。

水素含有ガス排出管２３９は、第３隔壁２３４の側面部における第２隔壁２３３の上端よりも上方に設けられ、ＣＯ除去器２２４から流出した三次水素含有ガスを外部へ排出するように構成されている。

（水素生成装置の製造工程の構成）
図４に示すように、水素生成装置２００の製造工程は、第１工程２０１と、第２工程２０２と、第３工程２０３と、第４工程２０４と、第５工程２０５と、第６工程２０６と、を有している。

第１工程２０１は、第１隔壁２３２と第２隔壁２３３との間にＣＯ除去器底板２６０を配置して、ＣＯ除去器底板２６０を第１隔壁２３２の外周面または第２隔壁２３３の内周面の少なくとも一方に固定する工程である。なお、第１工程２０１は、第２隔壁２３３が第１隔壁２３２の外側に配置される前に、ＣＯ除去器底板２６０を第１隔壁２３２の外周面に固定してから、第２隔壁２３３を、第１隔壁２３２とＣＯ除去器底板２６０の外側に配置する工程であっても構わない。

第２工程２０２は、第１工程２０１の後において、ＣＯ除去器底板２６０と第１隔壁２３２と第２隔壁２３３とで囲まれた空間に、所望重量分の一酸化炭素除去触媒を充填する工程である。所望重量であるか否かは計量で確認する。

第３工程２０３は、第２工程２０２の後において、ＣＯ除去器仕切り板２６１を、一酸化炭素除去触媒が充填された部分の上面と第１隔壁２３２と第２隔壁２３３とで囲まれた空間の鉛直方向の上方から、一酸化炭素除去触媒が充填された部分の上面へ向けて、ＣＯ除去器仕切り板２６１の下面が一酸化炭素除去触媒に接触する位置まで導入する工程である。

第４工程２０４は、第３隔壁２３４の下端部から所望の位置に、水素含有ガス排出管２３９を固定する工程である。

第５工程２０５は、第３工程２１０３と第４工程２０４との後において、第３隔壁２３４を鉛直方向の上方からＣＯ除去器仕切り板２６１へ向けて、第３隔壁２３４の下端部がＣＯ除去器仕切り板２６１の上面に接触する位置まで導入する工程である。

第６工程２０６は、第５工程２０５の後において、第２隔壁２３３の上端部と第３隔壁２３４の外周面とを気密に接合する工程である。

［２－２．動作］
以上のように構成された水素生成装置１００において、以下、その動作と作用を説明する。

（水素生成装置の動作）
水素生成装置２００において、必要な水素量を得るために、原料ガスと水が、適正な比率で供給管から蒸発部２２１に供給される。供給された水は、蒸発部２２１の螺旋状の流路に沿って流れながら加熱部隔壁２３１を介して伝わる加熱部２２０の熱（燃焼排ガスの熱を含む）によって水蒸気となり、原料ガスと混合される。

原料ガスと水蒸気の混合ガスは、改質器２２２へ供給され、加熱部隔壁２３１を介して伝わる加熱部２２０の熱（燃焼排ガスの熱を含む）によって改質反応に適した温度に加熱された改質触媒により水蒸気改質反応が行われて一次水素含有ガスとなる。

改質器２２２から排出された一次水素含有ガスは、リターン流路２４１を通流して、ＣＯ低減器２２３に下方から供給され、一酸化炭素低減触媒の変成反応により、一次水素含有ガス中の一酸化炭素の濃度が０．１～０．２％程度まで低減されて二次水素含有ガスとなる。

このとき、一酸化炭素低減触媒は、改質器２２２から排出されＣＯ低減器２２３に流入する一次水素含有ガスの熱と、蒸発部２２１から第１隔壁２３２と伝熱緩衝空間２２５と伝熱緩衝筒２３５とを介して、一酸化炭素低減触媒に伝わる冷熱とによって、変成反応に適した温度に加熱されている。

ＣＯ低減器２２３から第１流路２４２に排出された二次水素含有ガスは、空気供給管２３８から供給された空気と共に、空気混合筒２３６の第２流路入口２５０から第２流路２４３に流入した後に、空気混合筒２３６の吹き出し孔２５１からヘッダー流路２４４に流出する。

二次水素含有ガスと空気は、十分に混合された状態で、ヘッダー流路２４４からＣＯ除去器２２４に供給され、一酸化炭素除去触媒の選択酸化反応により、一酸化炭素の濃度が数ｐｐｍ程度にまで低減されて三次水素含有ガスとなる。

ＣＯ除去器２２４から排出された三次水素含有ガスは、水素含有ガス排出管２３９から水素生成装置２００の外に出ていき、燃料電池などの水素利用機器に供給される。

加熱部２２０のバーナの燃焼で発生した燃焼排ガスは、燃焼筒２３０の内周面に沿って燃焼筒２３０の内周側を下方に流れた後に、加熱部隔壁２３１の底部と燃焼筒２３０の下端との隙間を通って上方に折り返して、燃焼筒２３０と加熱部隔壁２３１との間に形成された燃焼排ガス流路２４０を、改質器２２２と熱交換した後に、蒸発部２２１と熱交換して、加熱部隔壁２３１における上部に設けられた燃焼排ガス出口管から水素生成装置２００の外部に排出される。

（水素生成装置の製造工程）
第１工程２０１において、ＣＯ除去器底板２６０を第１隔壁２３２の外周面の所定高さ位置に固定する。このときＣＯ除去器底板２６０の内周側の縁と第１隔壁２３２の外周面とは周方向の複数個所において点付け溶接される。

第２工程２０２において、第１工程２０１で固定されたＣＯ除去器底板２６０の上面と第１隔壁２３２の外周面と第２隔壁２３３の内周面とで囲まれた空間に、ＣＯ除去器底板２６０の鉛直方向の上方から、所望重量分の一酸化炭素除去触媒を充填する。所望重量であるか否かは計量で確認する。

本実施の形態の水素生成装置２００では、ＣＯ低減器２２３から排出される二次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を数ｐｐｍ程度まで低減するのに必要な一酸化炭素除去触媒の重量が２００ｇであることが試験で確認されたので、本実施の形態においては、充填する一酸化炭素除去触媒の所望重量を２００ｇにしている。

第３工程２０３において、ＣＯ除去器仕切り板２６１を、第２工程２０２で一酸化炭素除去触媒が充填された部分の上面と第１隔壁２３２の外周面と第２隔壁２３３の内周面とで囲まれた空間の鉛直方向の上方から、一酸化炭素除去触媒が充填された部分の上面へ向けて、ＣＯ除去器仕切り板２６１の下面が一酸化炭素除去触媒に接触する位置まで導入する。

このとき、ＣＯ除去器仕切り板２６１の下面は、全面にわたって均一に一酸化炭素除去触媒に接触することが望ましい。

第４工程２０４において、第３隔壁２３４の下端部から所望の位置に水素含有ガス排出管２３９を固定する。

このとき、第３隔壁２３４の下端部から水素含有ガス排出管２３９までの鉛直方向（第３隔壁２３４の軸心方向）における最短距離が３０ｍｍとなる位置で、水素含有ガス排出管２３９の入口が第３隔壁２３４の内周面側に露出するように（水素含有ガス排出管２３９が第３隔壁２３４で囲まれた空間と連通するように）水素含有ガス排出管２３９を第３隔壁２３４に取り付けて、水素含有ガス排出管２３９と第３隔壁２３４との接合部を全周溶接する。

本実施の形態の水素生成装置２００では、偏流によってＣＯ除去器２２４を通過する二次水素含有ガスに発生する流量のばらつきを小さくするために必要な最小限の距離が３０ｍｍであることを予め試験で確認できたため、第３隔壁２３４の下端部から水素含有ガス排出管２３９までの鉛直方向（第３隔壁２３４の軸心方向）における最短距離を３０ｍｍとしている。

なお、ＣＯ除去器仕切り板２６１の上面から第２隔壁２３３の上端までの距離は、後の第６工程において、第３隔壁２３４の外周面における水素含有ガス排出管２３９よりも鉛直方向（第３隔壁２３４の軸心方向）の下方となる部分と第２隔壁２３３の上端部とを溶接できるように、３０ｍｍから、水素含有ガス排出管２３９の溶接部の半径と、第２隔壁２３３の上端部と第３隔壁２３４の外周面との溶接に必要な鉛直方向（第３隔壁２３４の軸心方向）における寸法との合計寸法を減算した寸法以下になるようにする。

第３工程２０３と第４工程２０４との後に、第５工程２０５において、第３隔壁２３４を軸心方向上方からＣＯ除去器仕切り板２６１へ向けて導入する。このとき、第３隔壁２３４は、第３隔壁２３４の下端部がＣＯ除去器仕切り板２６１の上面に接触する位置まで導入される。

第６工程２０６において、第３隔壁２３４の下端部が、ＣＯ除去器仕切り板２６１の上面に接触して、軸心方向上方からＣＯ除去器仕切り板２６１を押さえている状態で、第２隔壁２３３の上端部と第３隔壁２３４の外周面とを固定する。このとき第２隔壁２３３の上端部と第３隔壁２３４の外周面とは全周にわたって溶接される。

これにより、水素含有ガス排出管２３９とＣＯ除去器仕切り板２６１との距離は、第３隔壁２３４の下端部から水素含有ガス排出管２３９までの軸心方向における一定の距離となる。

そのため、水素含有ガス排出管２３９とＣＯ除去器仕切り板２６１との距離は、偏流によって発生するＣＯ除去器２２４の内部の水素含有ガスの流量のばらつきを小さくするために必要な最小限の距離である３０ｍｍを維持することができる。

また、第３隔壁２３４によって軸心方向上方から押さえられていることで、ＣＯ除去器仕切り板２６１は溶接などの手法を用いずとも位置が固定される。

［２－３．効果］
以上のように、本実施の形態における水素生成装置２００の製造方法は、第１工程２０１と、第２工程２０２と、第３工程２０３と、第４工程２０４と、第５工程２０５と、第
６工程２０６と、を有する。

本実施の形態における水素生成装置２００は、加熱部２２０と、燃焼筒２３０と、加熱部隔壁２３１と、第１隔壁２３２と、第２隔壁２３３と、第３隔壁２３４と、燃焼排ガス流路２４０と、蒸発部２２１と、改質器２２２と、リターン流路２４１と、ＣＯ低減器２２３と、ＣＯ除去器２２４と、ＣＯ除去器底板２６０と、ＣＯ除去器仕切り板２６１と、水素含有ガス排出管２３９と、を有する。

加熱部２２０は、可燃性ガスを燃焼して、燃焼排ガスを排出するように構成され、燃焼筒２３０は、鉛直方向に中心軸を有し、加熱部２２０の外周を囲むように構成され、加熱部隔壁２３１は、鉛直方向に中心軸を有する有底筒状で、燃焼筒２３０を収納するように構成されている。

第１隔壁２３２は、鉛直方向に中心軸を有する筒状で、加熱部隔壁２３１の外周を囲むように構成され、第２隔壁２３３は、鉛直方向に中心軸を有する有底筒状で、第１隔壁２３２と加熱部隔壁２３１を収納するように構成されている。

第３隔壁２３４は、外周面における下部が第２隔壁２３３の内周面における上部と近接するように第１隔壁２３２の外周を囲む側面部と、外周端が側面部の上端に接続され内周端が第１隔壁２３２の外周面に接合されるドーナツ盤形状の上面部と、を有している。

燃焼排ガス流路２４０は、燃焼筒２３０と加熱部隔壁２３１との間に形成され、上方に燃焼排ガスを流すように構成されている。

蒸発部２２１は、加熱部隔壁２３１と第１隔壁２３２との間の上部に形成され、加熱部隔壁２３１を介して伝わる熱で、原料ガスと水とを加熱して、水を蒸発させるように構成されている。

改質器２２２は、加熱部隔壁２３１と第１隔壁２３２との間の下部に改質触媒を充填して形成され、加熱部隔壁２３１を介して伝わる熱で、原料ガスと水蒸気との混合ガスから改質反応で一酸化炭素を含む一次水素含有ガスを生成するように構成されている。

リターン流路２４１は、第１隔壁２３２と第２隔壁２３３との間に形成され、改質器２２２から流出した一次水素含有ガスを上方に流すように構成されている。

ＣＯ低減器２２３は、第１隔壁２３２と第２隔壁２３３との間で、蒸発部２２１の外周側に隣接する部分に一酸化炭素低減触媒を充填して形成され、改質器２２２から流出した一次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を変性反応で低減して二次水素含有ガスとして排出するように構成されている。

ＣＯ除去器２２４は、第１隔壁２３２と第２隔壁２３３との間で、且つＣＯ低減器２２３の上方で、蒸発部２２１の外周側に隣接する部分に一酸化炭素除去触媒を充填して形成され、ＣＯ低減器２２３から排出される二次水素含有ガスの一酸化炭素の濃度を選択酸化反応で更に低減して三次水素含有ガスとして排出するように構成されている。

ＣＯ除去器底板２６０は、一酸化炭素除去触媒を下から支持する通気構造でドーナツ盤形状の板であって、ＣＯ除去器２２４の一酸化炭素除去触媒が落下しないように第１隔壁２３２と第２隔壁２３３との間に配置されている。

ＣＯ除去器仕切り板２６１は、下面が一酸化炭素除去触媒とのみ接触して一酸化炭素除
去触媒を上から押さえる通気構造でドーナツ盤形状の板であって、ＣＯ除去器２２４の一酸化炭素除去触媒がＣＯ除去器２２４から流出しないように第１隔壁２３２と第２隔壁２３３との間で上面が第３隔壁２３４とのみ接触するように配置されている。

水素含有ガス排出管２３９は、第３隔壁２３４に設けられ、三次水素含有ガスを外部へ排出するように構成されている。

第１工程２０１は、ＣＯ除去器底板２６０を第１隔壁２３２の外周面または第２隔壁２３３の内周面の少なくとも一方に固定する工程である。

第２工程２０２は、ＣＯ除去器底板２６０と第１隔壁２３２と第２隔壁２３３とで囲まれた空間に、所望重量分の一酸化炭素除去触媒を充填する工程である。

第３工程２０３は、第２工程２０２の後において、ＣＯ除去器仕切り板２６１を、一酸化炭素除去触媒の上面と第１隔壁２３２と第２隔壁２３３とで囲まれた空間の鉛直方向の上方から、一酸化炭素除去触媒の上面へ向けて、ＣＯ除去器仕切り板２６１の下面が一酸化炭素除去触媒に接触する位置まで導入する工程である。

第４工程２０４は、第３隔壁２３４の下端部から所望の位置に、水素含有ガス排出管２３９を固定する工程である。

第５工程２０５は、第３工程２０３と第４工程２０４との後において、第３隔壁２３４を鉛直方向の上方からＣＯ除去器仕切り板２６１へ向けて、第３隔壁２３４の下端部がＣＯ除去器仕切り板２６１の上面に接触する位置まで導入する工程である。

第６工程２０６は、第５工程２０５の後において、第２隔壁２３３の上端部と第３隔壁２３４の外周面とを気密に接合する工程である。

本実施の形態における水素生成装置２００の製造方法で製造すると、第２工程２０２において所望重量分の一酸化炭素除去触媒を充填したときに、比重が軽い一酸化炭素除去触媒の混入などによって、一酸化炭素除去触媒を下から支持するＣＯ除去器底板２６０を基準として一酸化炭素除去触媒を上から押さえるＣＯ除去器仕切り板２６１の高さ位置が変わることがあっても、ＣＯ除去器仕切り板２６１と水素含有ガス排出管２３９との高さ方向の距離を一定にすることができる。

これにより、ＣＯ除去器仕切り板２６１と水素含有ガス排出管２３９との高さ方向の距離がばらつくことに起因する、ＣＯ除去器２２４の内部の水素含有ガスの流量のばらつきを小さくできるとともに、ＣＯ除去器仕切り板２６１と水素含有ガス排出管２３９との高さ方向の距離のばらつきを考慮したＣＯ除去器仕切り板２６１と水素含有ガス排出管２３９との距離の余裕代をなくすことで、水素生成装置２００の高さ方向の平均的な全長を短縮することができる。

水素生成装置２００の平均的な全長が短くなると、水素生成装置２００の外周面を覆う断熱材や水素生成装置２００を収納する筐体が小さくなるので、水素生成装置２００の材料費を低減できる。

また、水素含有ガス排出管２３９とＣＯ除去器仕切り板２６１との距離が一定となる本実施の形態の製造方法で水素生成装置を製造することによって、水素含有ガス排出管２３９とＣＯ除去器仕切り板２６１との距離を、偏流によって発生するＣＯ除去器２２４の内部の水素含有ガスの流量のばらつきを小さくするために必要な最小限の距離に設定するこ
とができる。

また、一次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素を、ＣＯ低減器２２３において変成反応で低減し、ＣＯ除去器２２４において選択酸化反応で除去できる。

そのため、偏流によって発生するＣＯ除去器２２４の内部の水素含有ガスの流量のばらつきを抑え水素生成装置２００の全長を短縮し材料費を低減しつつ、三次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素を更に低い濃度まで減少させて、燃料電池などに供給することができる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１および実施の形態２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、実施の形態１および実施の形態２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

実施の形態１では、ＣＯ低減除去器底板１６０を第１隔壁１３２の外周面に固定し、実施の形態２では、ＣＯ除去器底板２６０を第１隔壁２３２の外周面に固定したが、ＣＯ低減除去器底板１６０およびＣＯ除去器底板２６０を固定する箇所は第１隔壁１３２，２３２の外周面に限定されず、実施の形態１におけるＣＯ低減除去器底板１６０を第２隔壁１３３の内周面に固定し、実施の形態２におけるＣＯ除去器底板２６０を第２隔壁２３３の内周面に固定しても構わない。

第１隔壁１３２，２３２の外周の長さは第２隔壁１３３，２３３の内周の長さよりも短いため、ＣＯ低減除去器底板１６０およびＣＯ除去器底板２６０を固定する箇所を第１隔壁１３２，２３２の外周面にした場合は、ＣＯ低減除去器底板１６０およびＣＯ除去器底板２６０を固定する箇所を第２隔壁１３３，２３３の内周面にした場合よりも、少ない溶接点数で固定できる。

また、ＣＯ低減除去器底板１６０およびＣＯ除去器底板２６０を固定する箇所を第２隔壁１３３，２３３の内周面にした場合は、点付け溶接を行うことによる第１隔壁１３２，２３２の変形を回避できるので、蒸発部１２１，２２１の螺旋状の流路を形成するための丸棒と第１隔壁１３２，２３２との密着性が悪化することを回避できる。

実施の形態１および実施の形態２では、加熱部１２０，２２０と燃焼筒１３０，２３０の形状が円筒状であったが、改質器１２２，２２２を加熱できれば、円筒状に限定されない。

ただし、加熱部１２０，２２０と燃焼筒１３０，２３０の形状を円筒状にすれば、その周の外に設けられた円筒状の改質器１２２，２２２に均等に熱を分配することができる。

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、多重筒内に触媒を配置し、多重筒内をガスが流通する多重筒構造の装置に適
用可能である。具体的には、改質により生成した水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を触媒の化学反応で低減する水素生成装置や、その水素生成装置を用いた燃料電池発電装置や水素精製システムなどに適用可能である。

１００，２００ 水素生成装置
１２０，２２０ 加熱部
１２１，２２１ 蒸発部
１２２，２２２ 改質器
１２３ ＣＯ低減除去器
１３０，２３０ 燃焼筒
１３１，２３１ 加熱部隔壁
１３２，２３２ 第１隔壁
１３３，２３３ 第２隔壁
１３４，２３４ 第３隔壁
１３５，２３９ 水素含有ガス排出管
１４０，２４０ 燃焼排ガス流路
１４１，２４１ リターン流路
１６０ ＣＯ低減除去器底板
１６１ ＣＯ低減除去器仕切り板
２２３ ＣＯ低減器
２２４ ＣＯ除去器
２２５ 伝熱緩衝空間
２３５ 伝熱緩衝筒
２３６ 空気混合筒
２３７ 区画部材
２３８ 空気供給管
２４２ 第１流路
２４３ 第２流路
２４４ ヘッダー流路
２５０ 第２流路入口
２５１ 吹き出し孔
２６０ ＣＯ除去器底板
２６１ ＣＯ除去器仕切り板

Claims (3)

1. 可燃性ガスを燃焼して、燃焼排ガスを排出する加熱部と、
   鉛直方向に中心軸を有し前記加熱部の外周を囲む燃焼筒と、
   鉛直方向に中心軸を有する有底筒状で前記燃焼筒を収納する加熱部隔壁と、
   鉛直方向に中心軸を有する筒状で前記加熱部隔壁の外周を囲む第１隔壁と、
   鉛直方向に中心軸を有する有底筒状で前記第１隔壁と前記加熱部隔壁を収納する第２隔壁と、
   外周面における下部が前記第２隔壁の内周面における上部と近接するように前記第１隔壁の外周を囲む側面部と、外周端が前記側面部の上端に接続され内周端が前記第１隔壁の外周面に接合されるドーナツ盤形状の上面部と、を有する第３隔壁と、
   前記燃焼筒と前記加熱部隔壁との間に形成され、上方に前記燃焼排ガスを流す燃焼排ガス流路と、
   前記加熱部隔壁と前記第１隔壁との間の上部に形成され、前記加熱部隔壁を介して伝わる熱で原料ガスと水とを加熱して、前記水を蒸発させる蒸発部と、
   前記加熱部隔壁と前記第１隔壁との間の下部に改質触媒を充填して形成され、前記加熱部隔壁を介して伝わる熱で、前記原料ガスと水蒸気との混合ガスから改質反応で一酸化炭素を含む一次水素含有ガスを生成する改質器と、
   前記第１隔壁と前記第２隔壁との間に形成され、前記改質器から流出した前記一次水素含有ガスを上方に流すリターン流路と、
   前記第１隔壁と前記第２隔壁との間で、前記蒸発部の外周側に隣接する部分に一酸化炭素低減除去触媒を充填して形成され、前記改質器から流出した前記一次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を化学反応で低減して二次水素含有ガスとして排出するＣＯ低減除去器と、
   前記ＣＯ低減除去器の前記一酸化炭素低減除去触媒が落下しないように前記第１隔壁と前記第２隔壁との間に配置され、前記一酸化炭素低減除去触媒を下から支持する通気構造でドーナツ盤形状のＣＯ低減除去器底板と、
   前記ＣＯ低減除去器の前記一酸化炭素低減除去触媒が前記ＣＯ低減除去器から流出しないように前記第１隔壁と前記第２隔壁との間で上面が前記第３隔壁とのみ接触するように配置され、下面が前記一酸化炭素低減除去触媒とのみ接触して前記一酸化炭素低減除去触媒を上から押さえる通気構造でドーナツ盤形状のＣＯ低減除去器仕切り板と、
   前記第３隔壁に設けられ、前記二次水素含有ガスを外部へ排出する水素含有ガス排出管と、
   を有する水素生成装置の製造方法であって、
   前記ＣＯ低減除去器底板を前記第１隔壁の外周面または前記第２隔壁の内周面の少なくとも一方に固定する第１工程と、
   前記第１工程の後において、前記ＣＯ低減除去器底板と前記第１隔壁と前記第２隔壁とで囲まれた空間に、所望重量分の一酸化炭素低減除去触媒を充填する第２工程と、
   前記第２工程の後において、前記ＣＯ低減除去器仕切り板を、前記一酸化炭素低減除去触媒の上面と前記第１隔壁と前記第２隔壁とで囲まれた空間の鉛直方向の上方から、前記一酸化炭素低減除去触媒の上面へ向けて、前記ＣＯ低減除去器仕切り板の下面が前記一酸化炭素低減除去触媒に接触する位置まで導入する第３工程と、
   前記第３隔壁の下端部から所望の位置に、前記水素含有ガス排出管を固定する第４工程と、
   前記第３工程と前記第４工程との後において、前記第３隔壁を鉛直方向の上方から前記ＣＯ低減除去器仕切り板へ向けて、前記第３隔壁の下端部が前記ＣＯ低減除去器仕切り板の上面に接触する位置まで導入する第５工程と、
   前記第５工程の後において、前記第２隔壁の上端部と前記第３隔壁の外周面とを気密に接合する第６工程と、
   を有する、水素生成装置の製造方法。
2. 前記ＣＯ低減除去器が、前記第１隔壁と前記第２隔壁との間で、前記蒸発部の外周側に隣接する部分に一酸化炭素低減触媒を充填して形成され、前記改質器から流出した前記一次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を変性反応で低減して二次水素含有ガスとして排出するＣＯ低減器と、前記第１隔壁と前記第２隔壁との間で、前記ＣＯ低減器の上方で、前記蒸発部の外周側に隣接する部分に一酸化炭素除去触媒を充填して形成され、前記ＣＯ低減器から排出される前記二次水素含有ガスの一酸化炭素の濃度を選択酸化反応で更に低減して三次水素含有ガスとして排出するＣＯ除去器とから構成される場合は、
   前記ＣＯ低減除去器底板は、前記ＣＯ除去器の前記一酸化炭素除去触媒が落下しないように前記第１隔壁と前記第２隔壁との間に配置され、前記一酸化炭素除去触媒を下から支持するＣＯ除去器底板となり、
   前記ＣＯ低減除去器仕切り板は、前記ＣＯ除去器の前記一酸化炭素除去触媒が前記ＣＯ除去器から流出しないように前記第１隔壁と前記第２隔壁との間に配置され、下面が前記一酸化炭素除去触媒とのみ接触して前記一酸化炭素除去触媒を上から押さえるＣＯ除去器仕切り板となり、
   前記水素含有ガス排出管は、前記三次水素含有ガスを外部へ排出する、
   請求項１に記載の水素生成装置の製造方法。
3. 前記水素含有ガス排出管は前記第３隔壁に溶接で固定し、前記第２隔壁と前記第３隔壁とは溶接で固定する、請求項１または２に記載の水素生成装置の製造方法。

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