JP3729053B2

JP3729053B2 - Fuel reformer

Info

Publication number: JP3729053B2
Application number: JP2000322639A
Authority: JP
Inventors: 浩昭橋ヶ谷
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-10-23
Filing date: 2000-10-23
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2020-10-23
Also published as: JP2002128504A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、炭化水素と水を含む原燃料を改質することにより、水素を含む改質ガスを生成する燃料改質装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の燃料改質装置としては特開平１０−２９９６５５号公報に記載のものがある。
【０００３】
これは燃料改質装置において、蒸発器に供給する炭化水素系燃料（例えば、メタノール）流量、水流量、蒸発器を出た炭化水素系燃料と水からなる原燃料蒸気の温度または改質触媒の温度、改質反応器に供給する酸化剤の流量を用いて、一酸化炭素除去器に導入される酸化剤の流量を制御するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの従来技術では、蒸発器に供給する炭化水素系燃料流量と水流量とを用いて、一酸化炭素除去器に供給する酸化剤の流量を制御するため、以下の問題を生じる。
１．蒸発器で生じる蒸発遅れ、すなわち炭化水素系燃料流量や水流量（液体での流量）を変化させてから改質反応部に供給される炭化水素系燃料と水のガス流量が変化するまでの遅れを考慮していないため、過渡的な状態では一酸化炭素除去器に導入される酸化剤の流量が炭化水素系燃料や水を増量した時には過多となり、減量した時には過少となる。
２．改質反応器での遅れ、すなわち改質反応器に供給される原燃料蒸気の流量が変化してから改質反応器から排出される改質ガス流量が変化するまでの遅れを考慮していないため、過渡的な状態では一酸化炭素除去器に導入される酸化剤の流量が炭化水素系燃料や水を増量した時には過多となり、減量した時には過少となる。
３．改質反応器での改質反応の過渡的な変化、すなわち過渡的な原燃料蒸気の中の炭化水素燃料と水との比率変動などを考慮していないため、過渡的な状態では一酸化炭素除去器に導入される酸化剤の流量が前記比率変動に基づく一酸化炭素濃度の変化に追従できず、過多または過少となる。
【０００５】
この結果、一酸化炭素除去器に導入される酸化剤の流量が過多の時は、一酸化炭素除去器で水素を消費してしまい、改質反応効率が低下するとともに、過剰な発熱が生じる。結果として、燃料電池に十分な水素を供給できず、発電効率が低下する。また一酸化炭素除去器に導入される酸化剤の流量が過少の時は、一酸化炭素除去器で十分に一酸化炭素を低減できない。そのため燃料電池の一酸化炭素被毒が発生し、発電効率が低下する。
【０００６】
そこで本発明は、このような問題を解決する、燃料改質装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、原燃料を気化して、気化燃料ガスを生成する蒸発器（５）と、前記蒸発器に原燃料を供給する原燃料供給手段（６、７）と、原燃料と酸化剤を反応させて水素を含む改質ガスを生成する改質反応器（２）と、改質ガスと酸化剤を反応させて改質ガス中の一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器（４）とを備えた燃料改質装置において、前記一酸化炭素除去器に導入される、改質ガスの流量と改質ガス中の一酸化炭素濃度に基づき、前記一酸化炭素除去器（４）に導入される酸化剤の流量を制御する制御手段（１）を備え、前記改質ガスの流量と前記一酸化炭素濃度は、原燃料の前記蒸発器への供給量に応じて設定される前記蒸発器及び前記改質反応器での応答遅れに基づいて算出され、前記応答遅れは、前記蒸発器での原燃料の供給量が変化してから気化燃料ガスの流量が変化するまでの時間及び気化燃料ガスの流量が変化してから改質ガスの流量が変化するまでの時間である無駄時間と、気化燃料ガス及び改質ガスの流量が変化してから原燃料の供給量に相当する気化燃料ガス流量及び改質ガス流量が生じるまでの時間である遅れ時間とからなり、前記無駄時間と前記遅れ時間は、原燃料の供給量の変化量が大きいほど長くなる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記蒸発器（５）によって生成した気化燃料ガスの流量を算出する手段（１Ｅ）と、前記改質反応器（２）に供給される酸化剤の流量を検出する手段（１５）とを備え、前記気化燃料ガスの流量を算出する手段（１Ｅ）の出力と、前記酸化剤流量を検出する手段（１５）の出力により前記改質ガスの流量を算出する。
【００１０】
第３の発明は、第２の発明において、前記気化燃料ガスの流量を算出する手段（１Ｅ）は、原燃料の流量変化に基づいて前記気化燃料ガスの流量を算出する。
【００１１】
第４の発明は、第３の発明において、前記蒸発器（５）に供給される原燃料の流量を検出する手段（１３、１４）と、前記蒸発器（５）の温度を検出する手段（１８）とを備え、前記蒸発器（５）に供給される原燃料の流量を検出する手段（１３、１４）の出力と前記蒸発器（５）の温度を検出する手段（１８）の出力から前記気化燃料ガスの流量を算出する。
【００１２】
第５の発明は、第４の発明において、前記改質反応器（２）の温度を検出する手段（１６）を備え、前記改質反応器（２）の温度を検出する手段（１６）の出力と前記気化燃料ガスの流量を算出する手段（１Ｅ）の出力と前記改質反応器（２）に供給される酸化剤の流量を検出する手段（１５）の出力とから前記一酸化炭素の濃度を検出する。
【００１３】
第６の発明は、第１の発明において、前記改質ガスの流量は前記一酸化炭素除去器（４）に供給される前記改質ガスの流量を検出する流量センサ（１０）によって検出される。
【００１４】
第７の発明は、第１の発明において、前記一酸化炭素の濃度は前記一酸化炭素除去器（４）に供給される前記改質ガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度センサ（１１）によって検出されるなお、上記括弧内の符号は実施の形態で用いられる符号に対応する。
【００１５】
【発明の効果】
第１の発明では、原燃料を気化して、気化燃料ガスを生成する蒸発器と、前記蒸発器に原燃料を供給する原燃料供給手段と、原燃料と酸化剤を反応させて水素を含む改質ガスを生成する改質反応器と、改質ガスと酸化剤を反応させて改質ガス中の一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器とを備えた燃料改質装置において、前記一酸化炭素除去器に導入される、改質ガスの流量と改質ガス中の一酸化炭素濃度に基づき、前記一酸化炭素除去器に導入される酸化剤の流量を制御する制御手段を備えたので、常に適正な酸化剤流量で一酸化炭素除去器を作動させることができ、燃料電池の効率を最大限に高め、かつ一酸化炭素除去器での発熱を最小限に留めることができる。
また、前記改質ガスの流量と前記一酸化炭素濃度は、前記蒸発器および前記改質反応器での応答遅れに基づいて算出されるので、過渡運転時における蒸発器や改質反応器の応答遅れが生じても、常に適正な酸化剤流量で一酸化炭素を効率よく低減することができる。
【００１７】
第２の発明では、前記蒸発器によって生成した気化燃料ガスの流量を算出する手段と、前記改質反応器に供給される酸化剤の流量を検出する手段とを備え、前記気化燃料ガス流量を検出する手段の出力と、前記酸化剤流量を検出する手段の出力により前記改質ガスの流量を算出するので、高温の改質ガスの流量を検出する流量センサを備える必要がなく、燃料改質装置の価格を低く抑えることができる。
【００１８】
第３、４の発明では、前記気化燃料ガスの流量を算出する手段は、原燃料の流量変化に基づいて、すなわち前記蒸発器に供給される原燃料の流量を検出する手段と、前記蒸発器の温度を検出する手段とを備え、前記蒸発器に供給される原燃料の流量を検出する手段の出力と前記蒸発器の温度を検出する手段の出力から前記気化燃料ガスの流量を算出するので、高温の気化燃料ガスの流量を検出する流量センサを備える必要がなく、燃料改質装置の価格を低く抑えることができる。
【００１９】
第５の発明では、前記改質反応器の温度を検出する手段を備え、前記改質反応器の温度を検出する手段の出力と前記気化燃料ガスの流量を算出する手段の出力と前記改質反応器に供給される酸化剤の流量を検出する手段の出力とから前記一酸化炭素の濃度を検出するので、改質ガス中の一酸化炭素濃度を改質反応器の代表温度と、気化燃料ガスの流量と、酸化剤の流量とから推定することができるので、高価な一酸化炭素濃度センサを設ける必要がなく、コストダウンを図ることができる。
【００２０】
第６、７の発明では、前記改質ガスの流量は前記一酸化炭素除去器に供給される前記改質ガスの流量を検出する流量センサによって、また前記一酸化炭素の濃度は前記一酸化炭素除去器に供給される前記改質ガス中の一酸化炭素濃度を検出する一酸化炭素濃度センサによって検出されるので、一酸化炭素除去器に供給される改質ガスの流量および改質ガス中の一酸化炭素濃度を直接測定でき、改質反応器や蒸発器などの経時変化に左右されることなく、一酸化炭素除去器に導入する酸化剤の流量を制御することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の実施形態の燃料改質装置の構成を示す。
【００２２】
燃料改質装置は原燃料（例えば、メタノールなどの炭化水素系燃料と水）を反応させて水素を含んだ改質ガスを生成する改質反応器２と、改質反応器２に酸化剤としての空気を供給する空気源３（例えば、コンプレッサ）と、改質反応器２で生成された改質ガス中の一酸化炭素濃度を所定濃度まで低減する一酸化炭素除去器４（以下、ＣＯ除去器４と示す。また一酸化炭素はＣＯと示す）と、改質反応器２に導入する原燃料を気化する蒸発器５と、蒸発器５に原燃料を供給する手段としての燃料用タンク（純水用タンク６とメタノール用タンク７）と、ＣＯ除去器４に供給する空気量を制御する制御手段１から構成される。なお以下、蒸発器５によって気化された原燃料を気化燃料ガスという。また蒸発器５に供給される液体状の燃料のことを原燃料といい、改質反応器２に供給される気化燃料ガスと区別する。
【００２３】
純水タンク６から純水がインジェクタ８を介して蒸発器５に導入される。またメタノールタンク７からメタノールがインジェクタ９を介して蒸発器５に導入される。水とメタノールの原燃料は蒸発器５によって気化燃料ガスとなり、改質反応器２に供給される。改質反応器２には気化燃料ガスに加えて、酸化剤としての空気が空気源３から供給される。改質反応器内ではメタノールと水と空気との間で改質反応が生じ、改質ガスが生成され、この改質ガス中に含まれるＣＯを減少させるため改質ガスをＣＯ除去器４に導入する。ＣＯ除去器４にはさらに空気源３から空気が導入され、これらＣＯ除去器４に導入された改質ガスと空気は酸化反応を生じ、図示しない燃料電池の許容するＣＯ濃度までＣＯ濃度を低下させて、発電を行う燃料電池に送られる。
【００２４】
ＣＯ除去器４に供給される空気量を制御する制御手段１は酸化剤流量算出手段１Ａと酸化剤流量制御手段１Ｂとから構成される。酸化剤流量算出手段１ＡにはＣＯ除去器４に導入される改質ガスの流量を検出する流量センサ１０の出力と、同じくＣＯ除去器４に導入される改質ガスのＣＯ濃度を検出する一酸化炭素濃度センサ１１の出力が入力される。
【００２５】
酸化剤流量算出手段１Ａは各入力値に基づいて下式より改質ガス中のＣＯ量を算出する。
【００２６】
改質ガス中のＣＯ量＝改質ガス流量×改質ガス中のＣＯ濃度（１）
求めた改質ガス中のＣＯ量に基づき、下式でＣＯ除去器４に供給する空気流量を算出する。
【００２７】
空気流量＝改質ガス中のＣＯ量×１．０５÷０．８（２）
ここで、定数１．０５はＣＯ除去器４でのＣＯ低減効率、定数０．８は空気中の酸素濃度に関する値である。
【００２８】
なお、ＣＯ除去器４に導入される改質ガスの流量は流量センサ１０を用いて直接検出することができるので、改質反応器２や蒸発器５の過渡運転時における応答遅れや経時劣化に左右されることなく、ＣＯ除去器４に導入される酸化剤（すなわち空気）の流量を算出することができる。
【００２９】
酸化剤流量算出手段１Ａで算出された空気流量は、酸化剤流量制御手段１Ｂに出力され、酸化剤流量制御手段１ＢがＣＯ除去器４に空気源３から供給される空気の流量を制御する流量制御弁１２の開度を制御する。
【００３０】
このようにＣＯ除去器４に導入されるＣＯ量を算出し、ＣＯ量に応じてＣＯ除去器４に供給する空気流量を決定するので、過渡的な運転状態であっても常に適正な空気流量でＣＯを効率よく低減することができる。
【００３１】
なお、ＣＯ低減効率を一定の１．０５として計算を行ったが、例えば、ＣＯ除去器４の温度に応じて変化させてもよい。
【００３２】
図２には第２の実施形態の概略構成図が示されている。
【００３３】
第２の実施形態は第１の実施形態に対して、制御手段１の制御内容をより精度よく行うものである。制御手段１は酸化剤流量算出手段１Ａと酸化剤流量制御手段１Ｂに加えて、改質ガス流量検出手段１Ｃと、ＣＯ濃度検出手段１Ｄと、気化燃料ガスの流量を算出する手段１Ｅとから構成される。
【００３４】
さらに蒸発器５に設置された純水インジェクタ８の上流に純水の流量を検出する手段として流量センサ１３が、同じく蒸発器５に設置されたメタノ−ルインジェクタ９の上流にメタノールの流量を検出する手段として流量センサ１４が設けられて、これらの検出値が気化燃料ガス流量算出手段１Ｅに出力される。さらに蒸発器５の温度を検出する手段として温度センサ１８が設置される。
【００３５】
改質反応器２には改質反応器２内の温度を検出する手段として温度センサ１６が設置され、その出力値はＣＯ濃度検出手段１Ｄに出力される。
【００３６】
また、空気源３から改質反応器２に空気を導入する通路には空気の流量を検出する手段として流量センサ１５が設置され、その出力値は改質ガス流量検出手段１Ｃに出力される。
【００３７】
気化燃料ガス流量算出手段１Ｅでは気化燃料ガス流量を推定し、推定された気化燃料ガス流量は改質ガス流量検出手段１ＣとＣＯ濃度検出手段１Ｄに出力される。改質ガス流量検出手段１Ｃは推定気化燃料ガス流量と改質反応器２に導入される空気流量に基づいて改質ガス流量を推定し、酸化剤流量算出手段１Ａに出力する。同様にＣＯ濃度検出手段１Ｄは推定気化燃料ガス流量と改質反応器２内の温度とに基づいてＣＯ濃度を推定し、その結果を酸化剤流量算出手段１Ａに出力する。酸化剤流量算出手段１Ａではこれら入力値に基づいて目標酸化剤流量を算出し、酸化剤流量制御手段１Ｂに出力する。酸化剤流量制御手段１Ｂは目標酸化剤流量となるように、流量制御弁１２の開度を制御する。
【００３８】
次に気化燃料ガス流量算出手段１Ｅでの動作を説明する。
【００３９】
気化燃料ガス流量算出手段１Ｅは蒸発器５への原燃料（メタノールと水）の流量と蒸発器５の温度から改質反応器２へ供給される気化燃料ガスの流量を推定するものである。気化燃料ガス流量算出手段１Ｅでは蒸発器５へ供給される純水およびメタノールの流量が変化した場合に、改質反応器２に供給される気化燃料ガスがどのように変化するかを図６および図７のマップを参照することにより、算出する。
【００４０】
ここで蒸発器５の構成を図３を用いて説明すると、蒸発器５は図示しない熱源、例えば、燃料電池から排出された排改質ガスと排空気を燃焼させる燃焼器、から供給された熱量を用いてメタノールと水を蒸発させる。
【００４１】
図３を参照すると、水とメタノールの供給量を変化させると液相の領域が変化する。すなわち、供給量を減らすと液相は減少し、供給量を増やすと液相は増加する。水とメタノールの供給量を増加させた場合には、液相の部分が供給量に見合う領域を満たすまで、気化燃料ガスは増加しない。すなわち図４の無駄時間が生じることになる。一方、水とメタノールの供給量を減少させた場合には、図５に示すように、液相の部分が供給量に見合う領域に減少するまで、気化燃料ガスは減少しない。すなわち図５に示す無駄時間が生じることになる。
【００４２】
この図４および図５に示した無駄時間は、図６に示すように水とメタノールの供給量の変化量が大きい程、長くなる傾向にある。液相の部分が供給量に見合う領域になった後、気化燃料ガスの量は徐々に増加もしくは減少する（図４および図５の遅れ時間で示す）。この遅れ時間も無駄時間と同様に図７に示すように、水とメタノールの供給量の変化量が大きい程、長くなる傾向にある。
【００４３】
ここで、図６、図７の関係は、蒸発器５の温度がある温度条件のときにおいて、例えば実験的に求めたマップであるが、蒸発器５の温度を変化させて図６、図７に相当する複数のマップを実験的に求めておき、温度センサ１８により検出された蒸発器５の温度に基づいてこの複数のマップを参照すれば、無駄時間および遅れ時間をより正確に求めることができる。
【００４４】
なお、図６、図７の関係は前記マップを用いなくとも、蒸発器５の温度、容積、熱伝達率、水とメタノールの比率と沸点から物理的なモデルを作って計算して求めることもできる。
【００４５】
このように改質反応器２に流入する気化燃料ガスの流量を原燃料のメタノール（炭化水素）と水の流量（より正確には蒸発器５の温度）から推定することができるので、高温の気化燃料ガスの流量を検出する流量計を設ける必要がなく、コストの低減を図ることができる。
【００４６】
次に改質ガス流量検出手段１Ｃの動作について説明する。
【００４７】
改質ガス流量検出手段１Ｃは改質反応器２に供給される気化燃料ガスと酸素の流量からＣＯ除去器４へ供給される改質ガスの流量、つまり改質反応器２から出て行く改質ガスの流量を推定するものである。
【００４８】
定常的には改質反応器２に導入される気化燃料ガスと空気と、改質反応器２から排出される改質ガスの流量は一致する。
【００４９】
改質ガス流量検出手段１Ｃでの動作を模式的に示した図８を用いて説明する。ここで、改質反応器２に導入される気化燃料ガスと空気の流量の合計値Ｑ１は気化燃料ガス流量算出手段１Ｅおよび流量センサ１５において求められた流量である。また、改質ガス密度ρ₂とＣＯ低減後の改質ガス密度ρ₃はほぼ一定とみなすことができる。さらに、ＣＯ除去器出口圧力計１７によりＣＯ除去器出口圧力Ｐ４を測定する。よって下記数式（３）から（６）を用いて改質ガス流量Ｑ２を推定することができる。
【００５０】
【数３】
【００５１】
【数４】
【００５２】
【数５】
【００５３】
【数６】
このようにＣＯ除去器４へ供給される改質ガスの流量Ｑ２を改質反応器２に流入する気化燃料ガスと空気の流量Ｑ１と改質反応器２の諸元から推定することができるので、高温の改質ガスの流量を検出する流量計が不要となり、コストを低減することができる。
【００５４】
図９に改質ガス流量検出手段１Ｃと気化燃料ガス流量算出手段１Ｅによって推定した、改質ガス流量と気化燃料ガス流量の、原燃料供給量に対する変化を表す模式図を示す。一点鎖線で示した気化燃料ガス流量算出手段１Ｅの気化燃料ガス流量の推定結果から原燃料供給量の増加に対して、まず、蒸発器５での無駄時間分遅れが生じ、その後徐々に気化燃料ガス流量が増加していき、目標の燃料供給量に達することになる。
【００５５】
これに実線で示した改質ガス流量検出手段１Ｃの改質ガス流量の推定結果を加えると、蒸発器５での無駄時間に加え、改質反応器２での無駄時間が加わり、その後改質ガス流量が徐々に増加していくが、その増加率は気化燃料ガスの場合よりさらに小さい。最終的に目標燃料供給量になることは気化燃料ガス流量の場合と同じである。
【００５６】
次に、ＣＯ濃度検出手段１Ｄでの動作について説明する。
【００５７】
ＣＯ濃度検出手段１Ｄでは改質反応器２によって生成した改質ガス中のＣＯ濃度を推定する。
【００５８】
改質反応器２内の反応遅れは改質ガスの流量の変化に比して十分に小さく、無視することができる。
【００５９】
ここで、図１０にはＰＯＸ率一定の場合の改質反応器２内温度とＣＯ濃度との関係を示す。ここでＰＯＸ率は空気流量（ｍｏｌ）／メタノール流量（ｍｏｌ）で示される。
【００６０】
図１１には、改質反応器２内温度一定の場合のＰＯＸ率とＣＯ濃度との関係を示す。
【００６１】
これら図１０、図１１の関係により、改質反応器２内の温度（例えば、気化燃料ガス導入部の温度）と気化燃料ガスの流量から求めたメタノールの流量と改質反応器２に供給される空気の流量からＣＯ濃度を算出することができる。
【００６２】
このようにして改質ガス中のＣＯ濃度を推定し、酸化剤流量算出手段１Ａに出力し、酸化剤流量制御手段１ＢがＣＯ除去器４に導入される空気流量を制御する流量制御弁１２を制御する。
【００６３】
このように改質ガス中のＣＯ濃度を改質反応器２の代表温度と、混合ガスの流量と、酸化剤の流量とから推定することができるので、高価なＣＯ濃度センサを設ける必要がなく、コストダウンを図ることができる。
【００６４】
蒸発器５での遅れについては実測値に基づく演算を行ったが、伝熱、液相の充填について物理的なモデルを作成し、それを用いても同様の結果が得られることはいうまでもない。
【００６５】
また第１実施形態との組み合わせで、例えば、ＣＯ濃度は第１実施形態の手法を使用し、改質ガス流量が第２実施形態の手法を用いて検出および推定を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の全体構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態の全体構成図である。
【図３】同じく蒸発器５の概略構成図である。
【図４】同じく蒸発器５での遅れを説明する模式図（原燃料供給量増量時）である。
【図５】同じく蒸発器５での遅れを説明する模式図（原燃料供給量減量時）である。
【図６】同じく無駄時間を表すマップ図である。
【図７】同じく遅れ時間を表すマップ図である。
【図８】同じく改質ガス流量検出手段での動作の模式図である。
【図９】気化燃料ガス流量検出手段、改質ガス流量検出手段での遅れを説明する模式図である。
【図１０】改質反応器温度と一酸化炭素濃度との関係図である。
【図１１】空気流量と一酸化炭素濃度との関係図である。
【符号の説明】
１制御手段
２改質反応器
３空気源
４一酸化炭素除去器
５蒸発器
６純水タンク
７メタノールタンク
【数３】

【数４】

【数５】

【数６】

ここで、
α₂：改質反応器２の物理的諸元（改質反応器２の体積圧損など）
α₃：ＣＯ除去器４の物理的諸元（ＣＯ除去器４の体積圧損など）
β₂：改質反応器下流の物理的諸元（改質反応器下流の配管の直径、圧力損失など）
β₃：ＣＯ除去器下流の物理的諸元（ＣＯ除去器下流の配管の直径、圧力損失など）
Ｑ₁：気化燃料ガスと空気の流量
Ｑ₂：改質ガス流量
Ｑ₃：ＣＯ低減後の改質ガス流量
Ｐ₂：改質反応器内部圧力
Ｐ₃：ＣＯ低減部圧力
Ｐ₄：ＣＯ除去器出口圧力
ρ₂：改質ガス密度
ρ₃：ＣＯ低減後の改質ガス密度[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a fuel reformer that generates reformed gas containing hydrogen by reforming a raw fuel containing hydrocarbon and water.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of fuel reformer, there is one described in JP-A-10-299655.
[0003]
This is because in a fuel reformer, the flow rate of hydrocarbon fuel (for example, methanol) supplied to the evaporator, the flow rate of water, the temperature of the raw fuel vapor consisting of hydrocarbon fuel and water exiting the evaporator, or the reforming catalyst The flow rate of the oxidant introduced into the carbon monoxide remover is controlled using the temperature and the flow rate of the oxidant supplied to the reforming reactor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this prior art, since the flow rate of the oxidant supplied to the carbon monoxide remover is controlled using the hydrocarbon fuel flow rate and water flow rate supplied to the evaporator, the following problems occur.
1. Evaporation delay that occurs in the evaporator, that is, the delay from the change of the hydrocarbon fuel flow rate or water flow rate (liquid flow rate) to the change of the hydrocarbon fuel and water gas flow rates supplied to the reforming reaction section Therefore, in a transient state, the flow rate of the oxidant introduced into the carbon monoxide remover becomes excessive when the amount of hydrocarbon fuel or water is increased, and becomes excessive when the amount is decreased.
2. The delay in the reforming reactor, that is, the delay from the change in the flow rate of the raw fuel vapor supplied to the reforming reactor to the change in the flow rate of the reformed gas discharged from the reforming reactor is not considered. Therefore, in a transient state, the flow rate of the oxidant introduced into the carbon monoxide remover becomes excessive when the amount of hydrocarbon fuel or water is increased, and becomes excessive when the amount is decreased.
3. The transitional change of the reforming reaction in the reforming reactor, that is, the change in the ratio of hydrocarbon fuel to water in the transient raw fuel vapor is not taken into account, so carbon monoxide is in a transient state. The flow rate of the oxidant introduced into the remover cannot follow the change in the carbon monoxide concentration based on the ratio fluctuation, and becomes excessive or insufficient.
[0005]
As a result, when the flow rate of the oxidant introduced into the carbon monoxide remover is excessive, hydrogen is consumed by the carbon monoxide remover, reducing the reforming reaction efficiency and generating excessive heat. As a result, sufficient hydrogen cannot be supplied to the fuel cell, and power generation efficiency decreases. Further, when the flow rate of the oxidant introduced into the carbon monoxide remover is too small, the carbon monoxide remover cannot sufficiently reduce carbon monoxide. Therefore, carbon monoxide poisoning occurs in the fuel cell, and power generation efficiency decreases.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel reformer that solves such problems.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The first invention comprises an evaporator (5) for vaporizing raw fuel to generate vaporized fuel gas, raw fuel supply means (6, 7) for supplying raw fuel to the evaporator, raw fuel and oxidation A reforming reactor (2) that generates a reformed gas containing hydrogen by reacting an agent, and a carbon monoxide remover that removes carbon monoxide in the reformed gas by reacting the reformed gas and an oxidizing agent ( 4), the carbon monoxide remover (4) based on the flow rate of the reformed gas introduced into the carbon monoxide remover and the concentration of carbon monoxide in the reformed gas. Control means (1) for controlling the flow rate of the oxidant introduced into the fuel, and the flow rate of the reformed gas and the carbon monoxide concentration are set according to the amount of raw fuel supplied to the evaporator. Calculated based on the response delay in the evaporator and the reforming reactor, and the response delay is the raw fuel in the evaporator A dead time that is a time from when the supply amount changes until the flow rate of the vaporized fuel gas changes, and a time from when the flow rate of the vaporized fuel gas changes to when the flow rate of the reformed gas changes, and the vaporized fuel gas and It is composed of a vaporized fuel gas flow rate corresponding to the supply amount of raw fuel and a delay time which is a time until the reformed gas flow rate is generated after the reformed gas flow rate changes. The longer the amount of change in the amount of fuel supplied, the longer .
[0009]
According to a second invention, in the first invention, the means (1E) for calculating the flow rate of the vaporized fuel gas generated by the evaporator (5) and the oxidant supplied to the reforming reactor (2) are provided. Means (15) for detecting the flow rate, and the flow rate of the reformed gas is determined by the output of the means (1E) for calculating the flow rate of the vaporized fuel gas and the output of the means (15) for detecting the oxidant flow rate. calculate.
[0010]
In a third aspect based on the second aspect, the means (1E) for calculating the flow rate of the vaporized fuel gas calculates the flow rate of the vaporized fuel gas based on a change in the flow rate of the raw fuel.
[0011]
According to a fourth invention, in the third invention, means (13, 14) for detecting the flow rate of the raw fuel supplied to the evaporator (5) and means for detecting the temperature of the evaporator (5) ( 18), and the output of the means (13, 14) for detecting the flow rate of the raw fuel supplied to the evaporator (5) and the output of the means (18) for detecting the temperature of the evaporator (5). The flow rate of the vaporized fuel gas is calculated.
[0012]
According to a fifth invention, in the fourth invention, there is provided means (16) for detecting the temperature of the reforming reactor (2), and means for detecting the temperature of the reforming reactor (2). From the output, the output of the means (1E) for calculating the flow rate of the vaporized fuel gas, and the output of the means (15) for detecting the flow rate of the oxidant supplied to the reforming reactor (2), Detect concentration.
[0013]
In a sixth aspect based on the first aspect, the flow rate of the reformed gas is detected by a flow rate sensor (10) that detects the flow rate of the reformed gas supplied to the carbon monoxide remover (4). .
[0014]
In a seventh aspect based on the first aspect, the carbon monoxide concentration sensor detects the carbon monoxide concentration in the reformed gas supplied to the carbon monoxide remover (4). In addition, the code | symbol in the said parenthesis detected by (11) respond | corresponds to the code | symbol used in embodiment.
[0015]
【The invention's effect】
In the first invention, an evaporator that vaporizes the raw fuel to generate vaporized fuel gas, a raw fuel supply means that supplies the raw fuel to the evaporator, and a hydrogen that reacts with the raw fuel and an oxidant are contained. A fuel reformer comprising: a reforming reactor that generates a reformed gas; and a carbon monoxide remover that reacts the reformed gas and an oxidant to remove carbon monoxide in the reformed gas. Since control means is provided for controlling the flow rate of the oxidant introduced into the carbon monoxide remover based on the flow rate of the reformed gas introduced into the carbon oxide remover and the concentration of carbon monoxide in the reformed gas. The carbon monoxide remover can always be operated at an appropriate oxidant flow rate, so that the efficiency of the fuel cell can be maximized and the heat generation in the carbon monoxide remover can be minimized.
Further, since the flow rate of the reformed gas and the carbon monoxide concentration are calculated based on response delays in the evaporator and the reforming reactor, the response of the evaporator or reforming reactor during transient operation Even if a delay occurs, carbon monoxide can be efficiently reduced at an appropriate oxidant flow rate.
[0017]
According to a second aspect of the present invention , the apparatus includes means for calculating the flow rate of the vaporized fuel gas generated by the evaporator and means for detecting the flow rate of the oxidant supplied to the reforming reactor, Since the flow rate of the reformed gas is calculated based on the output of the means for detecting and the output of the means for detecting the oxidant flow rate, there is no need to provide a flow rate sensor for detecting the flow rate of the high-temperature reformed gas, and fuel reforming The price of the device can be kept low.
[0018]
In the third and fourth inventions , the means for calculating the flow rate of the vaporized fuel gas includes means for detecting the flow rate of the raw fuel supplied to the evaporator based on a change in the flow rate of the raw fuel, that is, the evaporator. The flow rate of the vaporized fuel gas is calculated from the output of the means for detecting the flow rate of the raw fuel supplied to the evaporator and the output of the means for detecting the temperature of the evaporator. It is not necessary to provide a flow sensor for detecting the flow rate of the high-temperature vaporized fuel gas, and the price of the fuel reformer can be kept low.
[0019]
According to a fifth aspect of the invention, there is provided means for detecting the temperature of the reforming reactor, the output of the means for detecting the temperature of the reforming reactor, the output of the means for calculating the flow rate of the vaporized fuel gas, and the reforming Since the concentration of the carbon monoxide is detected from the output of the means for detecting the flow rate of the oxidant supplied to the reactor, the carbon monoxide concentration in the reformed gas, the representative temperature of the reforming reactor, and the vaporized fuel Since it can be estimated from the gas flow rate and the oxidant flow rate, it is not necessary to provide an expensive carbon monoxide concentration sensor, and the cost can be reduced.
[0020]
In the sixth and seventh inventions , the flow rate of the reformed gas is determined by a flow sensor that detects the flow rate of the reformed gas supplied to the carbon monoxide remover, and the concentration of the carbon monoxide is determined by the carbon monoxide. Since it is detected by a carbon monoxide concentration sensor that detects the carbon monoxide concentration in the reformed gas supplied to the remover, the flow rate of the reformed gas supplied to the carbon monoxide remover and the The carbon monoxide concentration can be directly measured, and the flow rate of the oxidant introduced into the carbon monoxide remover can be controlled without being influenced by the change over time of the reforming reactor or the evaporator.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows the configuration of a fuel reformer according to an embodiment of the present invention.
[0022]
The fuel reformer includes a reforming reactor 2 that generates a reformed gas containing hydrogen by reacting raw fuel (for example, a hydrocarbon-based fuel such as methanol and water), and an oxidizing agent in the reforming reactor 2. An air source 3 (for example, a compressor) for supplying the air, and a carbon monoxide remover 4 (hereinafter referred to as CO removal) for reducing the carbon monoxide concentration in the reformed gas generated in the reforming reactor 2 to a predetermined concentration. The carbon monoxide is shown as CO. The evaporator 5 vaporizes the raw fuel introduced into the reforming reactor 2, and a fuel tank (means for supplying the raw fuel to the evaporator 5). A pure water tank 6 and a methanol tank 7) and a control means 1 for controlling the amount of air supplied to the CO remover 4 are constituted. Hereinafter, the raw fuel vaporized by the evaporator 5 is referred to as vaporized fuel gas. The liquid fuel supplied to the evaporator 5 is called raw fuel and is distinguished from vaporized fuel gas supplied to the reforming reactor 2.
[0023]
Pure water is introduced from the pure water tank 6 into the evaporator 5 via the injector 8. Further, methanol is introduced into the evaporator 5 from the methanol tank 7 through the injector 9. The raw fuel of water and methanol becomes vaporized fuel gas by the evaporator 5 and is supplied to the reforming reactor 2. In addition to the vaporized fuel gas, air as an oxidant is supplied from the air source 3 to the reforming reactor 2. In the reforming reactor, a reforming reaction occurs between methanol, water, and air, and a reformed gas is generated. The reformed gas is supplied to the CO remover 4 in order to reduce CO contained in the reformed gas. Introduce. Air is further introduced into the CO remover 4 from the air source 3, and the reformed gas and air introduced into the CO remover 4 undergo an oxidation reaction, and the CO concentration is reduced to a CO concentration allowed by a fuel cell (not shown). And sent to a fuel cell that generates power.
[0024]
The control means 1 for controlling the amount of air supplied to the CO remover 4 includes an oxidant flow rate calculation means 1A and an oxidant flow rate control means 1B. The oxidant flow rate calculation means 1A detects the output of the flow rate sensor 10 that detects the flow rate of the reformed gas introduced into the CO remover 4 and detects the CO concentration of the reformed gas that is also introduced into the CO remover 4. The output of the carbon oxide concentration sensor 11 is input.
[0025]
The oxidant flow rate calculating means 1A calculates the amount of CO in the reformed gas from the following equation based on each input value.
[0026]
CO amount in reformed gas = reformed gas flow rate × CO concentration in reformed gas (1)
Based on the obtained amount of CO in the reformed gas, the flow rate of air supplied to the CO remover 4 is calculated by the following equation.
[0027]
Air flow rate = CO amount in reformed gas × 1.05 ÷ 0.8 (2)
Here, the constant 1.05 is a CO reduction efficiency in the CO remover 4, and the constant 0.8 is a value related to the oxygen concentration in the air.
[0028]
Since the flow rate of the reformed gas introduced into the CO remover 4 can be directly detected by using the flow sensor 10, response delay or deterioration with time during transient operation of the reforming reactor 2 or the evaporator 5 can be avoided. The flow rate of the oxidant (that is, air) introduced into the CO remover 4 can be calculated without being influenced.
[0029]
The air flow rate calculated by the oxidant flow rate calculation unit 1A is output to the oxidant flow rate control unit 1B, and the oxidant flow rate control unit 1B controls the flow rate of air supplied from the air source 3 to the CO remover 4. The opening degree of the control valve 12 is controlled.
[0030]
In this way, the amount of CO introduced into the CO remover 4 is calculated, and the air flow rate supplied to the CO remover 4 is determined according to the CO amount. Therefore, an appropriate air flow rate is always maintained even in a transient operating state. Thus, CO can be efficiently reduced.
[0031]
Note that the calculation was performed with the CO reduction efficiency being constant 1.05, but may be changed according to the temperature of the CO remover 4, for example.
[0032]
FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of the second embodiment.
[0033]
In the second embodiment, the control contents of the control means 1 are performed with higher accuracy than the first embodiment. In addition to the oxidant flow rate calculation means 1A and the oxidant flow rate control means 1B, the control means 1 comprises a reformed gas flow rate detection means 1C, a CO concentration detection means 1D, and a means 1E for calculating the flow rate of the vaporized fuel gas. Is done.
[0034]
Further, a flow rate sensor 13 as a means for detecting the flow rate of pure water upstream of the pure water injector 8 installed in the evaporator 5, detects the flow rate of methanol upstream of the methanol injector 9 also installed in the evaporator 5. A flow rate sensor 14 is provided as a means for performing this operation, and these detected values are output to the vaporized fuel gas flow rate calculation means 1E. Further, a temperature sensor 18 is installed as means for detecting the temperature of the evaporator 5.
[0035]
The reforming reactor 2 is provided with a temperature sensor 16 as means for detecting the temperature in the reforming reactor 2, and the output value is output to the CO concentration detecting means 1D.
[0036]
A flow rate sensor 15 is installed in the passage for introducing air from the air source 3 to the reforming reactor 2, and the output value is output to the reformed gas flow rate detection means 1C.
[0037]
The vaporized fuel gas flow rate calculating means 1E estimates the vaporized fuel gas flow rate, and the estimated vaporized fuel gas flow rate is output to the reformed gas flow rate detecting means 1C and the CO concentration detecting means 1D. The reformed gas flow rate detecting means 1C estimates the reformed gas flow rate based on the estimated vaporized fuel gas flow rate and the air flow rate introduced into the reforming reactor 2, and outputs it to the oxidant flow rate calculating means 1A. Similarly, the CO concentration detection means 1D estimates the CO concentration based on the estimated vaporized fuel gas flow rate and the temperature in the reforming reactor 2, and outputs the result to the oxidant flow rate calculation means 1A. The oxidant flow rate calculation means 1A calculates the target oxidant flow rate based on these input values and outputs it to the oxidant flow rate control means 1B. The oxidant flow rate control means 1B controls the opening degree of the flow rate control valve 12 so as to achieve the target oxidant flow rate.
[0038]
Next, the operation of the vaporized fuel gas flow rate calculating means 1E will be described.
[0039]
The vaporized fuel gas flow rate calculation means 1E estimates the flow rate of vaporized fuel gas supplied to the reforming reactor 2 from the flow rate of raw fuel (methanol and water) to the evaporator 5 and the temperature of the evaporator 5. The vaporized fuel gas flow rate calculating means 1E shows how the vaporized fuel gas supplied to the reforming reactor 2 changes when the flow rates of pure water and methanol supplied to the evaporator 5 change. The calculation is performed by referring to the map of FIG.
[0040]
Here, the configuration of the evaporator 5 will be described with reference to FIG. 3. The evaporator 5 has an amount of heat supplied from a heat source (not shown), for example, a combustor that burns exhaust reformed gas and exhaust air discharged from the fuel cell. To evaporate methanol and water.
[0041]
Referring to FIG. 3, the liquid phase region changes when the supply amounts of water and methanol are changed. That is, when the supply amount is decreased, the liquid phase is decreased, and when the supply amount is increased, the liquid phase is increased. When the supply amounts of water and methanol are increased, the vaporized fuel gas does not increase until the liquid phase portion fills a region corresponding to the supply amount. That is, the dead time of FIG. 4 occurs. On the other hand, when the supply amounts of water and methanol are reduced, the vaporized fuel gas does not decrease until the liquid phase portion is reduced to a region commensurate with the supply amount, as shown in FIG. That is, the dead time shown in FIG. 5 occurs.
[0042]
The dead time shown in FIG. 4 and FIG. 5 tends to become longer as the amount of change in the supply amount of water and methanol increases as shown in FIG. After the liquid phase portion becomes a region commensurate with the supply amount, the amount of vaporized fuel gas gradually increases or decreases (indicated by the delay time in FIGS. 4 and 5). As shown in FIG. 7, the delay time tends to become longer as the amount of change in the supply amount of water and methanol increases, as in the dead time.
[0043]
Here, the relationship between FIGS. 6 and 7 is a map obtained experimentally, for example, when the temperature of the evaporator 5 is in a certain temperature condition. The relationship between FIGS. If a plurality of maps corresponding to the above are experimentally obtained and the plurality of maps are referred to based on the temperature of the evaporator 5 detected by the temperature sensor 18, the dead time and the delay time can be obtained more accurately. it can.
[0044]
6 and 7 may be obtained by calculating a physical model from the temperature, volume, heat transfer coefficient, water / methanol ratio and boiling point of the evaporator 5 without using the map. it can.
[0045]
In this way, the flow rate of the vaporized fuel gas flowing into the reforming reactor 2 can be estimated from the flow rates of methanol (hydrocarbon) and water (more precisely, the temperature of the evaporator 5) of the raw fuel. There is no need to provide a flow meter for detecting the flow rate of the vaporized fuel gas, and the cost can be reduced.
[0046]
Next, the operation of the reformed gas flow rate detection means 1C will be described.
[0047]
The reformed gas flow rate detecting means 1C is a flow rate of the reformed gas supplied to the CO remover 4 from the vaporized fuel gas and oxygen flow rates supplied to the reforming reactor 2, that is, the reforming gas exiting from the reforming reactor 2. This is to estimate the flow rate of quality gas.
[0048]
The flow rates of the vaporized fuel gas and air introduced into the reforming reactor 2 and the reformed gas discharged from the reforming reactor 2 are consistent.
[0049]
The operation of the reformed gas flow rate detecting means 1C will be described with reference to FIG. Here, the total value Q1 of the flow rate of the vaporized fuel gas and air introduced into the reforming reactor 2 is a flow rate obtained by the vaporized fuel gas flow rate calculating means 1E and the flow rate sensor 15. Further, the reformed gas density ρ ₂ and the reformed gas density ρ ₃ after CO reduction can be regarded as substantially constant. Further, the CO remover outlet pressure gauge 4 is measured by the CO remover outlet pressure gauge 17. Therefore, the reformed gas flow rate Q2 can be estimated using the following mathematical formulas (3) to (6).
[0050]
[Equation 3]
[0051]
[Expression 4]
[0052]
[Equation 5]
[0053]
[Formula 6]
Thus, the flow rate Q2 of the reformed gas supplied to the CO remover 4 can be estimated from the vaporized fuel gas flowing into the reforming reactor 2, the flow rate Q1 of air, and the specifications of the reforming reactor 2. Further, a flow meter for detecting the flow rate of the high-temperature reformed gas is not necessary, and the cost can be reduced.
[0054]
FIG. 9 is a schematic diagram showing changes in the reformed gas flow rate and the vaporized fuel gas flow rate estimated by the reformed gas flow rate detecting means 1C and the vaporized fuel gas flow rate calculating means 1E with respect to the raw fuel supply amount. From the estimation result of the vaporized fuel gas flow rate of the vaporized fuel gas flow rate calculation means 1E indicated by the one-dot chain line, first, a delay corresponding to the dead time in the evaporator 5 occurs with respect to the increase in the raw fuel supply amount, and then the vaporized fuel gradually increases. The gas flow rate will increase and the target fuel supply will be reached.
[0055]
If the estimation result of the reformed gas flow rate of the reformed gas flow rate detecting means 1C shown by the solid line is added to this, the dead time in the reforming reactor 2 is added in addition to the dead time in the evaporator 5, and then reforming is performed. The gas flow rate gradually increases, but the rate of increase is even smaller than for vaporized fuel gas. The final target fuel supply amount is the same as the vaporized fuel gas flow rate.
[0056]
Next, the operation of the CO concentration detection unit 1D will be described.
[0057]
The CO concentration detection means 1D estimates the CO concentration in the reformed gas produced by the reforming reactor 2.
[0058]
The reaction delay in the reforming reactor 2 is sufficiently smaller than the change in the flow rate of the reformed gas and can be ignored.
[0059]
Here, FIG. 10 shows the relationship between the temperature in the reforming reactor 2 and the CO concentration when the POX rate is constant. Here, the POX rate is expressed as air flow rate (mol) / methanol flow rate (mol).
[0060]
FIG. 11 shows the relationship between the POX rate and the CO concentration when the temperature in the reforming reactor 2 is constant.
[0061]
10 and 11, the methanol flow rate obtained from the temperature in the reforming reactor 2 (for example, the temperature of the vaporized fuel gas introduction section) and the vaporized fuel gas flow rate and the reformed reactor 2 are supplied. The CO concentration can be calculated from the air flow rate.
[0062]
In this way, the CO concentration in the reformed gas is estimated and output to the oxidant flow rate calculating means 1A, and the oxidant flow rate control means 1B controls the flow rate control valve 12 for controlling the air flow rate introduced into the CO remover 4. Control.
[0063]
In this way, the CO concentration in the reformed gas can be estimated from the representative temperature of the reforming reactor 2, the flow rate of the mixed gas, and the flow rate of the oxidant, so there is no need to provide an expensive CO concentration sensor. Cost reduction can be achieved.
[0064]
As for the delay in the evaporator 5, the calculation based on the actual measurement value was performed, but it goes without saying that the same result can be obtained by creating a physical model for heat transfer and filling of the liquid phase. Absent.
[0065]
In combination with the first embodiment, for example, the CO concentration can be detected and estimated using the method of the first embodiment and the reformed gas flow rate using the method of the second embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the evaporator 5 in the same manner.
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the delay in the evaporator 5 (when the raw fuel supply amount is increased).
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a delay in the evaporator 5 (when the raw fuel supply amount is reduced).
FIG. 6 is a map diagram similarly showing dead time.
FIG. 7 is a map diagram similarly representing delay time.
FIG. 8 is a schematic view of the operation of the reformed gas flow rate detecting means.
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining delays in the vaporized fuel gas flow rate detecting means and the reformed gas flow rate detecting means.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the reforming reactor temperature and the carbon monoxide concentration.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the air flow rate and the carbon monoxide concentration.
[Explanation of symbols]
1 Control means 2 Reforming reactor 3 Air source 4 Carbon monoxide remover 5 Evaporator 6 Pure water tank 7 Methanol tank

[Expression 4]

[Equation 5]

[Formula 6]

here,
α ₂ : Physical specifications of the reforming reactor 2 (volume loss of the reforming reactor 2, etc.)
α ₃ : Physical specifications of the CO remover 4 (volume pressure loss of the CO remover 4, etc.)
β ₂ : Physical specifications downstream of the reforming reactor (diameter of piping downstream of the reforming reactor, pressure loss, etc.)
β ₃ : Physical specifications downstream of the CO remover (Pipe diameter, pressure loss, etc. downstream of the CO remover)
Q ₁ : flow rate of vaporized fuel gas and air Q ₂ : reformed gas flow rate Q ₃ : reformed gas flow rate after CO reduction P ₂ : reforming reactor internal pressure P ₃ : CO reducing section pressure P ₄ : CO remover Outlet pressure ρ ₂ : reformed gas density ρ ₃ : reformed gas density after CO reduction

Claims

An evaporator that vaporizes raw fuel to produce vaporized fuel gas;
Raw fuel supply means for supplying raw fuel to the evaporator;
A reforming reactor that reacts the vaporized fuel gas with an oxidant to generate a reformed gas containing hydrogen;
In a fuel reformer equipped with a carbon monoxide remover that reacts the reformed gas with an oxidant to remove carbon monoxide in the reformed gas,
Control means for controlling the flow rate of the oxidant introduced into the carbon monoxide remover based on the flow rate of the reformed gas introduced into the carbon monoxide remover and the concentration of carbon monoxide in the reformed gas. ,
The flow rate of the reformed gas and the carbon monoxide concentration are calculated based on response delays in the evaporator and the reforming reactor that are set according to the amount of raw fuel supplied to the evaporator,
The response delay is the time until the flow rate of the vaporized fuel gas changes after the supply amount of the raw fuel in the evaporator changes, and the flow rate of the reformed gas changes after the flow rate of the vaporized fuel gas changes. And a delay time that is a time until the vaporized fuel gas flow rate and the reformed gas flow rate corresponding to the supply amount of the raw fuel are generated after the flow rates of the vaporized fuel gas and the reformed gas change. Consists of
The fuel reformer characterized in that the dead time and the delay time become longer as the amount of change in the raw fuel supply amount increases .

Means for calculating the flow rate of the vaporized fuel gas generated by the evaporator;
Means for detecting the flow rate of the oxidizing agent supplied to the reforming reactor,
2. The fuel reformer according to claim 1, wherein the flow rate of the reformed gas is calculated from the output of the means for calculating the flow rate of the vaporized fuel gas and the output of the means for detecting the oxidant flow rate .

The fuel reformer according to claim 2, wherein the means for calculating the flow rate of the vaporized fuel gas calculates the flow rate of the vaporized fuel gas based on a change in the flow rate of the raw fuel .

Means for detecting the flow rate of the raw fuel supplied to the evaporator;
Means for detecting the temperature of the evaporator,
The flow rate of the vaporized fuel gas is calculated from the output of the means for detecting the flow rate of the raw fuel supplied to the evaporator and the output of the means for detecting the temperature of the evaporator. Fuel reformer .

Means for detecting the temperature of the reforming reactor,
From the output of the means for detecting the temperature of the reforming reactor, the output of the means for calculating the flow rate of the vaporized fuel gas, and the output of the means for detecting the flow rate of the oxidant supplied to the reforming reactor, The fuel reformer according to claim 4, wherein the concentration of carbon oxide is detected .

The fuel reformer according to claim 1, wherein the flow rate of the reformed gas is detected by a flow rate sensor that detects the flow rate of the reformed gas supplied to the carbon monoxide remover .

The concentration of the carbon monoxide is detected by a carbon monoxide concentration sensor that detects the concentration of carbon monoxide in the reformed gas supplied to the carbon monoxide remover. Fuel reformer.