JP4000898B2 - 水素供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、改質反応により水素を生成し、水素消費装置に水素を供給する水素供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、燃料電池に水素を供給する装置として、炭化水素化合物を改質して水素リッチガスを生成する改質器が知られている。改質器では、高温での触媒反応（水蒸気改質反応）により炭化水素化合物を含む改質原料を改質して水素を発生させる。この水蒸気改質反応のためには、改質原料を効率よく気化・昇温させる必要がある。
【０００３】
改質原料を効率よく気化・昇温させて改質させるために、本出願人は特願２０００−３４３６６６において、回転蓄熱式熱交換器を有する水素供給装置を提案している。この回転蓄熱式熱交換器は、回転蓄熱体と回転蓄熱体の両側に配置された一対のシール部材とから構成されている。回転蓄熱体は、改質原料が通過する低温流体通路と燃焼ガスが通過する高温流体通路の双方を横切るように配置され、回転することで高温流体通路の熱を低温流体通路に移送するように構成されている。
【０００４】
このような回転蓄熱式熱交換器を用いることで、単位面積当たりの伝熱量を大きくすることができ、熱交換効率を高めることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の回転蓄熱式熱交換器は熱交換効率の点で優れている一方、回転蓄熱体が熱移送する２つの流路の間での流体漏れが発生する。
【０００６】
この回転式熱交換器に発生する流体漏れを図１２に基づいて説明する。図１２は回転式熱交換器Ｊ２０の構成を示しており、図１２（ｂ）は熱交換器Ｊ２０の拡大断面図であり、図１２（ａ）（ｃ）は流体の流れ方向からみたガスシールＪ２２、Ｊ２３を示している。図１２（ｂ）に示すように、回転蓄熱体Ｊ２１は多数の貫通孔Ｊ２１ａが形成され、改質原料が通過する低温流体通路Ａと燃焼ガスが通過する高温流体通路Ｂの双方を横切るように配置されている。また、回転蓄熱体Ｊ２１の貫通孔Ｊ２１ａが開口する両側の端面にはケーシングＪ１に固定されたガスシールＪ２２、Ｊ２３が配置されており、回転蓄熱体Ｊ２１は図１２（ａ）（ｃ）の矢印Ｌ方向にガスシールＪ２２、Ｊ２３の間を回転するように構成されている。
【０００７】
回転式熱交換器Ｊ２０で発生するガス漏れには、回転蓄熱体Ｊ２１とガスシールＪ２２、Ｊ２３との間からの直接的なシール漏れＭと、回転蓄熱体Ｊ２１にトラップされ移送されることに起因する移送漏れＮとがある。すなわち、熱交換部Ｊ２０におけるガス漏れは、低温流体通路Ａと高温流体通路Ｂとの圧力差と回転蓄熱体Ｊ２１とガスシールＪ２２、Ｊ２３との当接面における隙間に比例する隙間漏れ量と、ガスシールＪ２２、Ｊ２３のクロスアームＪ２２ｂ、Ｊ２３ｂと回転蓄熱体Ｊ２１の貫通孔Ｊ２１ａによって形成される空間移動容積（回転蓄熱体の回転に伴う移動）による移送漏れ量（キャリーオーバーロス）との合計になる。
【０００８】
低温流体通路Ａと高温流体通路Ｂは燃料電池を介して連通しており、圧力損失により、通常、上流側の低温流体通路Ａに比較して下流側の高温流体通路Ｂの方が低圧になっている。このため、熱交換部Ｊ２０におけるシール漏れは低温流体通路Ａ→高温流体通路Ｂの方向で発生する。
【０００９】
以上のようなガス漏れにより、低温流体通路Ａより未反応の燃料ガスや反応過程にあるガス（以下、燃料ガスという）が、シール部を介して高温流体通路Ｂに漏洩し、燃焼ガスと混合され外部に放出される。このため、燃料ガスが外部に排出されてしまうとともに改質原料の損失が発生するという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記点に鑑み、回転蓄熱式熱交換器を備えた水素供給装置において、有害ガスの漏れを抑制することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、少なくとも水素化合物を含む第１改質原料と少なくとも水を含む第２改質原料とからなる改質原料を用いた改質反応により水素を生成し、この水素を水素消費装置（５０）に供給する水素供給装置であって、
改質原料が通過する低温流体通路（Ａ）と、燃焼ガスを発生させる燃焼ガス供給部（６０）が設けられた高温流体通路（Ｂ）と、回転軸（２６）を中心に回転駆動されることにより低温流体通路（Ａ）と高温流体通路（Ｂ）とを交互に移動する回転蓄熱体（２１）を有するとともに、燃焼ガスの燃焼熱を改質原料に伝える熱交換部（２０）と、熱交換部（２０）で加熱された前記改質原料を改質して水素を生成する改質部（３０）とを備え、
回転蓄熱体（２１）は、軸方向に多数の貫通孔（２１ａ）が形成されるともに、その貫通孔（２１ａ）の開放側の端面が２つの領域に区画されており、第１の領域は低温流体通路（Ａ）に位置し、第２の領域は高温流体通路（Ｂ）に位置しており、第１の領域に形成されている貫通孔（２１ａ）には改質原料が通過し、第２の領域に形成されている貫通孔（２１ａ）には燃焼ガスが通過するように構成され、
第１の領域のうち回転蓄熱体（２１）の改質原料が供給される端面には、第１改質原料が供給される第１改質原料供給領域（Ｘ）と、第２改質原料が供給される第２改質原料供給領域（Ｙ）とが設定されており、第１改質原料供給領域（Ｘ）は、第１の領域の回転方向（Ｌ）上流側に設定されており、第１改質原料供給領域（Ｘ）に供給された第１改質原料が回転蓄熱体（２１）を通過するのに要する通過時間が、第１改質原料供給領域（Ｘ）に供給された第１改質原料が回転蓄熱体（２１）の回転により高温流体通路（Ｂ）に移送されるのに要する移送時間より短くなるように、第１改質原料供給領域（Ｘ）が設定されることを特徴としている。
【００１２】
このような構成により、第１改質原料が回転蓄熱体（２１）の回転によって低温流体通路（Ａ）から高温流体通路（Ｂ）に移送される前に、第１改質原料供給領域（Ｘ）を通過する第１改質原料を回転蓄熱体（２１）から流出させることができる。これにより、回転蓄熱体（２１）の移送漏れにより有害ガスである第１改質原料が高温流体通路（Ｂ）に漏れることを防止できる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明では、第１改質原料供給領域（Ｘ）は、第１の領域における外周部から所定間隔を設けて設定されることを特徴としている。
【００１５】
これにより、回転蓄熱体（２１）の第１の領域における外周部位でシール漏れが発生したとしても、有害ガスである第１改質原料がシール漏れによって低温流体通路（Ａ）から高温流体通路（Ｂ）に漏れることを防止できる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明では、第２改質原料は、第１の領域における第１改質原料供給領域（Ｘ）を除いた領域に設定されることを特徴としている。これにより、回転蓄熱体（２１）にトラップされた第１改質原料を、第２改質原料によって回転蓄熱体（２１）から排出し浄化することができる。
【００１７】
また、改質燃料が回転蓄熱体（２１）を通過し終える時間は、改質燃料の流速（供給量）から定まる。そこで、請求項４に記載の発明のように、第１改質原料が回転蓄熱体（２１）を通過する速度を検出する改質原料通過速度検出手段（１１）を備え、第１改質原料供給領域（Ｘ）は、改質原料通過速度検出手段（１１）により検出した第１改質原料が回転蓄熱体（２１）を通過する速度に基づいて設定することができる。
【００１８】
また、第１改質原料供給領域（Ｘ）に供給された第１改質原料が高温流体通路（Ｂ）に移送されるまでに要する時間は、回転蓄熱体（２１）の回転速度から定まる。そこで、請求項５に記載の発明の発明のように、回転蓄熱体（２１）の回転速度を検出する回転速度検出手段（２４）を備え、第１改質原料供給領域（Ｘ）は、回転速度検出手段（２４）により検出した回転蓄熱体（２１）の回転速度に基づいて設定することができる。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明では、少なくとも水素化合物を含む第１改質原料と少なくとも水を含む第２改質原料とからなる改質原料を用いた改質反応により水素を生成し、この水素を水素消費装置（５０）に供給する水素供給装置であって、
改質原料が通過する低温流体通路（Ａ）と、燃焼ガスを発生させる燃焼ガス供給部（６０）が設けられた高温流体通路（Ｂ）と、回転軸（２６）を中心に回転駆動されることにより低温流体通路（Ａ）と高温流体通路（Ｂ）とを交互に移動する回転蓄熱体（２１）を有するとともに、燃焼ガスの燃焼熱を改質原料に伝える熱交換部（２０）と、前記熱交換部（２０）で加熱された前記改質原料を改質して水素を生成する改質部（３０）とを備え、
回転蓄熱体（２１）は、軸方向に多数の貫通孔（２１ａ）が形成されるとともに、その貫通孔（２１ａ）の開放側の端面が２つの領域に区画されており、第１の領域は前記低温流体通路（Ａ）に位置し、第２の領域は前記高温流体通路（Ｂ）に位置しており、第１の領域に形成されている貫通孔（２１ａ）には改質原料が通過し、第２の領域に形成されている貫通孔（２１ａ）には燃焼ガスが通過するように構成され、
回転蓄熱体（２１）の回転が停止している場合に、低温流体通路（Ａ）における回転蓄熱体（２１）の上流側に第１改質原料を所定時間供給し、第１改質原料が回転蓄熱体（２１）を通過した後に、回転蓄熱体（２１）を半周だけ回転させることを繰り返すことを特徴としている。
【００２０】
これにより、第１改質原料が回転蓄熱体（２１）を通過し終えた後に回転蓄熱体（２１）の回転が始動するので、回転蓄熱体（２１）の回転に伴う移送漏れＮの発生を防止できる。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明では、第１改質原料の供給停止後、回転蓄熱体（２１）を半周回転させる前に、低温流体通路（Ａ）における回転蓄熱体（２１）の上流側に第２改質原料を供給すること特徴としている。
【００２２】
このように第１改質原料の供給停止後に第２改質原料を供給することで、回転蓄熱体（２１）にトラップされた第１改質原料を、第２改質原料によって回転蓄熱体（２１）から効果的に排出し浄化することができる。
【００２３】
また、回転蓄熱体（２１）に供給された第１改質原料が回転蓄熱体（２１）を通過し終えるまでに要する時間は、第１改質原料の流速により定まる。そこで、請求項８に記載の発明では、第１改質原料が回転蓄熱体（２１）を通過する速度を検出する改質原料通過速度検出手段（１１）を備え、回転蓄熱体（２１）の停止時間は、改質原料通過速度検出手段（１１）により検出した第１改質原料が回転蓄熱体（２１）を通過する速度に基づいて設定されることを特徴としている。
【００２４】
また、請求項９に記載の発明では、回転蓄熱体（２１）は、軸方向に多数の貫通孔（２１ａ）が形成されるともに、その貫通孔（２１ａ）の開放側の端面が２つの領域に区画されており、第１の領域は低温流体通路（Ａ）に位置し、第２の領域は高温流体通路（Ｂ）に位置しており、第１の領域に形成されている貫通孔（２１ａ）には改質原料が通過し、第２の領域に形成されている貫通孔（２１ａ）には燃焼ガスが通過するように構成され、回転蓄熱体（２１）の改質原料が供給される端面における第１の領域には、第１改質原料が供給される第１改質原料供給領域（Ｘ）と、第２改質原料が供給される第２改質原料供給領域（Ｙ）とが設定されており、第１改質原料供給領域（Ｘ）は、第１の領域における外周部から所定間隔を設けて設定されることを特徴としている。
【００２５】
これにより、回転蓄熱体（２１）の第１の領域における外周部位でシール漏れが発生したとしても、有害ガスである第１改質原料がシール漏れによって低温流体通路（Ａ）から高温流体通路（Ｂ）に漏れることを防止できる。
【００２６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を適用した第１実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１は本第１実施形態の水素供給装置の概略構成を示すブロック図であり、図２は水素供給装置の各構成要素の配置関係を示す概念図である。本第１実施形態の水素供給装置は、水素消費装置としての燃料電池５０に水素を供給するように構成されている。
【００２８】
図１、図２に示すように、本第１実施形態の水素供給装置は、改質原料供給部１０、熱交換部（蒸発部）２０、改質部３０、ＣＯ除去部４２、４４、燃焼ガス供給部（オフガス供給部）６０等を備えている。また、水素供給装置には、ハウジング１によって、改質原料が通過する低温流体通路（改質原料通路）Ａと、燃焼ガスが通過する高温流体通路（燃焼ガス通路）Ｂとが並行して形成されている。低温流体通路Ａと高温流体通路Ｂはそれぞれ独立しており、熱交換部２０を介して熱の授受が行われる。
【００２９】
低温流体通路Ａでは、改質原料供給部１０で供給された改質原料（水、空気、改質燃料）が熱交換部２０で加熱・気化（蒸発）される。気化された改質原料は、改質部３０にてＨ₂およびＣＯを含む改質ガスに改質され、ＣＯ除去部４２、４４にてＣＯが除去された後、水素リッチガスとして燃料電池５０に供給される。
【００３０】
燃料電池５０には、水素とともに空気（酸素）が図示しない空気供給用ポンプにより供給されるように構成されており、水素と酸素との電気化学反応により発電する。燃料電池５０では、発電に用いられなかった未反応水素を含んだオフガスが排出される。
【００３１】
高温流体通路Ｂでは、オフガスがオフガス供給路５１を介して燃焼ガス供給部６０に供給され、燃焼して燃焼ガスとなる。この燃焼ガスの燃焼熱は、熱交換部２０を介して高温流体通路Ｂから低温流体通路Ａを流れる改質原料に伝えられる。なお、本実施形態では、改質原料に含まれる改質燃料としてガソリンや灯油といった液体石油系燃料を用いている。
【００３２】
図２に示すように低温流体通路Ａの最上流部には、改質原料（水、空気、改質燃料）を供給する改質原料供給部１０が配置されている。改質原料供給部１０には、燃料流量制御弁１１、水流量制御弁１２、空気流量制御弁１３、噴霧ノズル１４、１５、混合室１６が設けられている。
【００３３】
第１改質燃料としての改質燃料は燃料流量制御弁１１で流量制御され、第１の噴霧ノズル１４にて熱交換部２０の上流側に噴霧される。第２改質燃料としての水と空気は水流量制御弁１２および空気流量制御弁１３で流量制御され、第２の噴霧ノズル１５にて熱交換部２０の上流側に噴霧される。この結果、改質燃料は第１の噴霧ノズル１４から、水と空気は第２の噴霧ノズル１５から、それぞれ独立して熱交換部２０に供給される。これらの改質燃料と水および空気とは、熱交換部２０を通過した後に、熱交換部２０と改質部３０との間で混合される。
【００３４】
なお、熱交換部２０における改質燃料の供給領域と、改質燃料以外の改質原料（水、空気）の供給領域については後述する。また、燃料流量制御弁１１は、第１改質原料が後述の回転蓄熱体２１を通過する速度を検出する改質原料通過速度検出手段を構成している。すなわち、燃料流量制御弁１１の開度から改質燃料の供給量を推定することができるので、改質燃料供給量から改質燃料の流速を算出し、改質燃料が回転蓄熱体２１を通過する速度を算出することができる。
【００３５】
低温流体通路Ａにおける改質原料供給部１０の下流側には、熱交換部（蒸発部）２０が配置されている。本第１実施形態の熱交換部２０は回転式熱交換器である。
【００３６】
図３は熱交換部（蒸発部）２０の分解斜視図である。図３に示すように、熱交換部２０には、熱エネルギを蓄える回転蓄熱体（マトリクス）２１と、マトリクス２１と密着摺動してガス漏れを防止する一対の静止ガスシール２２、２３と、マトリクス２１を回転駆動する駆動用モータ２４が設けられている。なお、駆動用モータ２４は、回転蓄熱体２１の回転速度を検出する回転速度検出手段を構成している。すなわち、駆動用モータ２４の回転数から回転蓄熱体２１の回転速度を算出することができる。
【００３７】
マトリクス２１は、コージェライト等の耐熱性セラミックからなる円盤形状に形成されている。マトリクス２１は、軸方向に多数の貫通孔（セル）２１ａが形成されたハニカム構造となっている。マトリクス２１におけるガスシール２２、２３と接触する外周側面部２１ｂは、セメントコーティングされるか、あるいはソリッド状のセラミックリングが固着されることによって、シール面が形成されている。
【００３８】
図４は、回転蓄熱体２１を構成するセル形状の例を示している。図４（ａ）は矩形形状セル、図４（ｂ）は三角形状セルであり、それぞれの表面には酸化触媒（白金、パラジウム等の単体あるいは混合物）２４が添着（坦持）されている。これにより、高温流体通路Ｂに供給される燃料電池５０のオフガスを触媒燃焼させることができる。
【００３９】
マトリクス２１は、回転軸２６とハウジング１側に設けられた軸受け２７によって支持されている。回転軸２６は、マトリクス２１の中心部に設けられたソリッド状のハブ２１ｄに固着されている。マトリクス２１は電動モータ２４により回転駆動される。マトリクス２１の外周面にはリングギア２１ｃが設けられている。電動モータ２４からの回転力は、電動モータ２４の回転軸に固定されたピニオン２４ａを介して、リングギア２１ｃに伝えられる。摺動部位である軸受け２７は高温雰囲気で用いられるため、高温無潤滑材料（硬質カーボン材等）によって形成されている。
【００４０】
ガスシール２２、２３は、例えばステンレスのような耐熱性金属やセラミックから形成されている。低温流体通路Ａの上流側であって高温流体通路Ｂの下流側に位置する第１のガスシール２２は、半円筒状フランジ２２ａとその中心を径方向に通るクロスアーム２２ｂとが一体化してＤ型に構成されている。一方、低温流体通路Ａの下流側であって高温流体通路Ｂにおける上流側に位置する第２のガスシール２３は、円筒状フランジ２３ａとその中心を径方向に通るクロスアーム２３ｂとが一体化してΘ型に構成されている。
【００４１】
クロスアーム２２ｂ、２３ｂの摺動面と、マトリクス２１の外周側面部２１ｂと接触するガスシールのシール面２２ｃ、２３ｃには、マトリクス２１およびガスシール２２、２３の摩耗を少なくするため、摩擦係数の低い高温無潤滑材料層（図示せず）がコーティング等によって形成されている。
【００４２】
低温流体通路Ａを流れる高圧の改質原料が高温流体通路Ｂに漏れないように、マトリクス２１とハウジング１との間にガスシール２２、２３を介在させることでシールしている。ガスシール２２、２３は、シール面２２ｃ、２３ｃでマトリクス２１を軸方向の両側から挟んだ状態でハウジング１に固定されている。マトリクス２１は、ガスシール２２、２３のクロスアーム２２ｂ、２３ｂにて２つの領域に区画される。
【００４３】
図２に示すようにマトリクス２１は、並行する低温流体通路Ａと高温流体通路Ｂの双方を横断するように配置される。このとき、ガスシール２２、２３のクロスアーム２２ｂ、２３ｂで区画された第１の領域は低温流体通路Ａに位置し、第２の領域は高温流体通路Ｂに位置する。マトリクス２１はガスシール２２、２３の間を摺動回転し、改質原料が通過する低温流体通路Ａとオフガス（燃焼ガス）が通過する高温流体通路Ｂとを交互に移動する。マトリクス２１は、高温流体通路Ｂにおいて貫通孔２１ａを通過する燃焼ガスから熱を受け取った後、低温流体通路Ａに移動して貫通孔２１ａを通過する改質原料に熱を伝えて加熱・気化させる。
【００４４】
このとき、マトリクス２１の回転速度を制御することで、高温流体通路Ｂから低温流体通路Ａへの伝熱速度を調整することができる。すなわち、マトリクス２１の回転速度を上げることで伝熱速度を上げることができ、回転速度を下げることで伝熱速度を下げることができる。
【００４５】
また、第１ガスシール２２はＤ型に構成されているため、回転蓄熱体２１の低温流体通路Ａにおける上流側はシールされていない。このため、低温流体通路Ａにおいて、加熱される前の低温の改質原料が、ケーシング１と回転蓄熱体２１との間に形成された空間２８に入り込むこととなる。これにより、高温となる回転蓄熱体２１のリングギア２１ａや電動モータ２４のピニオン２４ａを冷却することができる。
【００４６】
第２ガスシール２３はΘ型に構成されているため、回転蓄熱体２１の低温流体通路Ａにおける下流側はシールされている。これにより、低温流体通路Ａにてケーシング１と回転蓄熱体２１との間の空間２８に入り込んだ改質ガスが回転蓄熱体２１をショートパスすることを防止して、改質ガスを確実に回転蓄熱体２１を通過させることができる。
【００４７】
ここで、図５に基づいて熱交換部２０における改質原料の供給領域と、熱交換部２０で発生するガス漏れについて説明する。図５（ａ）は熱交換部２０を低温流体通路Ａの上流側からみた状態を示し、図５（ｂ）は熱交換部２０の断面構成を示している。回転蓄熱体２１は矢印Ｌ方向に回転するものとする。
【００４８】
図５（ａ）に示すように、回転蓄熱体２１における改質原料が流入する端面には、改質原料が供給される第１改質原料供給領域Ｘと、水と空気が供給される第２改質原料供給領域Ｙとが設定されている。本第１実施形態の第１改質原料供給領域Ｘは、回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの回転始動側（回転方向の上流側）に偏った領域に設定されている。また、本第１実施形態の第２改質原料供給領域Ｙは、回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの全体領域に設定されており、従って領域Ｘと領域Ｙは一部重畳している。
【００４９】
ここで、回転蓄熱体２１の第１改質原料供給領域Ｘに供給された改質燃料は、回転蓄熱体２１内部の貫流孔２１ａを流れ、改質燃料は回転蓄熱体２１の回転により矢印Ｌ方向に移送される。従って、第１改質原料供給領域Ｘは、第１改質原料供給領域Ｘに供給された改質原料が、高温流体通路Ｂに移送される前に回転蓄熱体２１から流出し終えるように設定すればよい。
【００５０】
すなわち、改質燃料が回転蓄熱体２１を通過するのに要する通過時間が、第１改質原料供給領域Ｘに供給された改質燃料が回転蓄熱体２１の回転により高温流体通路Ｂに移送されるまでに要する移送時間より短くなるように、第１改質原料供給領域Ｘを設定すればよい。
【００５１】
改質燃料が回転蓄熱体２１を通過し終える時間は、改質燃料の流速（供給量）から定まり、第１改質原料供給領域Ｘに供給された改質燃料が高温流体通路Ｂに移送されるまでに要する時間は、回転蓄熱体２１の回転速度から定まる。従って、第１改質原料供給領域Ｘは、改質燃料の流速と回転蓄熱体２１の回転速度との関係で定まる。
【００５２】
具体的には、改質燃料の流速が遅い場合には、改質原料が回転蓄熱体２１を通過する前に高温流体通路Ｂに移送されやすいので、第１改質原料供給領域Ｘを回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの回転方向上流側により偏った領域に設定する必要がある。同様に、回転蓄熱体２１の回転速度が速い場合にも、改質原料が回転蓄熱体２１を通過する前に高温流体通路Ｂに移送されやすいので、第１改質原料供給領域Ｘを回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの回転方向上流側により偏った領域に設定する必要がある。
【００５３】
これに対し、改質燃料の流速が早い場合には、改質原料が高温流体通路Ｂに移送される前に回転蓄熱体２１を通過しやすいので、第１改質原料供給領域Ｘを回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの回転方向上流側から回転方向下流側により広がった領域に設定することができる。同様に、回転蓄熱体２１の回転速度が遅い場合にも、改質原料が高温流体通路Ｂに移送される前に回転蓄熱体２１を通過しやすいので、第１改質原料供給領域Ｘを回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの回転方向上流側から回転方向下流側により広がった領域に設定することができる。
【００５４】
熱交換部２０の下流側には改質部３０が設けられている。本第１実施形態の改質部３０では、部分酸化改質（発熱反応）と水蒸気改質（吸熱反応）とが併用される。改質部３０には、改質触媒（酸化ニッケル、酸化銅、白金、パラジウム等の単体あるいは混合物）が添着されている。改質部３０では、熱交換部２０による加熱で気化した改質原料を改質し、Ｈ₂とＣＯを含んだ改質ガスを生成する。また、改質部３０には、改質触媒の温度を検出する温度センサ（温度検出手段）４０が設けられている。
【００５５】
改質部３０の下流側には、改質ガスからＣＯを除去するＣＯ除去部４２、４４が設けられている。ＣＯ除去部４２、４４は、ＣＯシフト部４２およびＣＯ浄化部４４とから構成される。ＣＯシフト部４２にはＣＯシフト反応（Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ→ＣＯ₂＋Ｈ₂＋ＣＯ）のためのシフト触媒が設けられ、ＣＯ浄化部４４にはＣＯ浄化反応（ＣＯ＋１／２Ｏ₂→ＣＯ₂）のための浄化触媒が設けられている。
【００５６】
ＣＯシフト部４２の上流側には改質ガス温度をＣＯシフト反応に必要な温度に冷却するための第１冷却部４１が設けられ、ＣＯ除去部４４の上流側には改質ガス温度をＣＯ除去反応に必要な温度の冷却するための第２冷却部４３が設けられている。
【００５７】
ＣＯ除去部４４の下流側は、水素消費装置としての燃料電池５０に接続されており、水素を含んだ改質ガスが供給される。燃料電池５０には、水素とともに空気（酸素）が供給され、水素と酸素との電気化学反応により発電する。燃料電池５０では、発電に用いられなかった未反応水素を含んだオフガスが排出される。
【００５８】
高温流体通路Ｂにおける熱交換部２０の上流側には、熱交換部２０を加熱するための燃焼ガス供給部（オフガス供給部）６０が設けられている。燃焼ガス供給部６０には、オフエア流量制御弁６１、燃料流量制御弁（燃焼用燃料供給部）６２、噴霧ノズル６３、点火プラグ（着火手段）６４、混合・燃焼室６５が設けられている。
【００５９】
燃焼ガス供給部６０には、燃料電池５０から排出される未反応の水素を含むオフガスがオフガス供給路５１を介して供給される。さらに燃焼ガス供給部６０には、燃料電池５０から排出される未反応の酸素を含むオフエアが、オフエア供給路５２を介して供給される。
【００６０】
オフガスおよびオフエアは噴霧ノズル６３から混合・燃焼室６５に噴霧され、オフガス混合気となる。オフガス混合気は、熱交換部２０に供給され、熱交換部２０に設けられた酸化触媒にて触媒燃焼して燃焼ガスを生ずる。この燃焼ガスの燃焼熱で回転蓄熱体２１が加熱される。回転蓄熱体２１は高温流体通路Ｂで熱を受け取り、回転して低温流体通路Ａにて改質原料を加熱する。
【００６１】
水素供給装置の始動時には、オフガスに代えて、燃料流量制御弁にて流量制御された始動用燃料（燃焼用燃料）を燃焼室６５に噴霧し、点火プラグ６４にて着火して、火炎燃焼により燃焼ガスを生じさせるように構成されている。なお、本第１実施形態では、始動用燃料として改質燃料と同様の液体石油系燃料を用いている。
【００６２】
図６は、本実施形態の水素供給装置の制御系を示している。図６に示すように、本第１実施形態の水素供給装置には、各種制御を行う制御部（ＥＣＵ）７０が設けられている。制御部７０には、燃料流量制御弁１１の開度信号、駆動用モータ２４の回転数信号、温度センサ４０にて検出した温度信号が入力され、各流量制御弁１１、１２、１３、６１、６２、回転蓄熱体駆動用モータ２４、点火プラグ６４に制御信号を出力するように構成されている。
【００６３】
以下、上記構成の水素供給装置の作動について説明する。まず、水素供給装置の始動時について説明する。改質部３０において改質反応が開始するためには、改質部３０に供給される改質原料が蒸発・気化しており、かつ改質部３０の改質触媒が改質反応を開始可能な所定温度まで昇温している必要がある。
【００６４】
そこで、まず燃焼ガス供給部６０の燃焼室６５にて始動用燃料と空気との混合気を生成し、点火プラグ６４にて着火して火炎燃焼させる。この火炎燃焼により生成した燃焼ガスは、高温流体通路Ｂを流れて熱交換部２０を貫流する。これにより、回転蓄熱体２１のうち高温流体通路Ｂに位置する部位は燃焼ガスにより加熱される。
【００６５】
回転蓄熱体２１が回転することで、燃焼ガスにて加熱された部位が低温流体通路Ａに移動し、低温流体通路Ａを流れる空気が加熱される。この加熱空気が低温流体通路Ａを流れることにより、熱交換部２０の下流側の各構成要素が急速に暖気される。
【００６６】
このとき、燃焼ガス供給部６０で発生した燃焼ガスには不完全燃焼等により有害ガスが含まれるが、燃焼ガスは回転蓄熱体２１を通過する際に、貫通孔２１ａの表面に添着された酸化触媒２５により触媒燃焼（触媒酸化反応）する。従って、始動用燃料と空気との混合割合を適切に調整して火炎燃焼させ、さらに熱交換部２０にて燃焼ガス中の有害成分を触媒燃焼させることによって、燃焼ガスを完全酸化反応（完全燃焼）させることができる。これにより、燃焼ガス中の有害ガスを十分に清浄化させた上で、外部に排出することができる。
【００６７】
燃焼ガスの燃焼熱により、熱交換部２０、改質部３０、ＣＯ除去部（シフト部、浄化部）４２、４４といった改質システムの各構成要素が急速に暖気（予熱）される。そして、温度センサ４０にて検出した改質部３０の温度が所定改質反応開始温度に到達した場合に、改質触媒を含めた改質システムの構成要素が改質反応を開始することができる温度に到達したと判断して、燃焼ガス供給部６０での始動用燃料の供給を中断して火炎燃焼を停止する。
【００６８】
なお、所定改質反応開始温度は改質燃料の種類等に応じて任意に設定できるが、本第１実施形態のように改質燃料として石油系燃料を用いる場合には３００℃〜４００℃と設定することができる。
【００６９】
各構成要素の暖気が完了すると、改質原料供給部１０にて改質原料（水、空気、改質燃料）の供給が開始される。このとき、改質燃料は第１改質原料供給領域Ｘに供給され、水と空気は第２改質原料供給領域Ｙに供給される。第１改質原料供給領域Ｘは、燃料流量制御弁１１により間接的に検出した改質燃料の流速と、回転蓄熱体駆動用モータ２４により間接的に検出した回転蓄熱体２１の回転速度に基づいて設定される。
【００７０】
ところで、上記「発明が解決しようとする課題」の欄で述べたように、熱交換部２０では、回転蓄熱体２１とガスシール２２、２３との間からの直接的なシール漏れＭと、回転蓄熱体２１にトラップされ移送されることに起因する移送漏れＮが発生する。
【００７１】
これに対し、本第１実施形態では、上記図５（ａ）で示したように第１改質原料としての改質燃料を第１改質原料供給領域Ｘに供給することで、改質燃料は高温流体通路Ｂに移送される前に回転蓄熱体２１から流出する。これにより、移送漏れＮにより燃料ガスである改質燃料が高温流体通路Ｂに漏れることを防止できる。また、第２改質原料としての水と空気を第２改質原料供給領域Ｙに供給することで、回転蓄熱体２１にトラップされた改質燃料を、水と空気によって回転蓄熱体２１から排出し浄化することができる。
【００７２】
第１改質原料および第２改質原料は、熱交換部２０にて加熱・気化された後で混合され、改質燃料と水と空気を含む改質原料が生成される。気化された改質原料は、改質部３０にてＨ₂とＣＯを含む改質ガスに改質される。改質ガスは、ＣＯ除去部４２、４４にてＣＯが除去され、燃料電池５０に供給される。
【００７３】
燃料電池５０では、水素と酸素との化学反応により発電するとともに、未反応水素を含むオフガスと未反応の酸素を含むオフエアが排出される。オフガスはオフガス導入経路５１を介して、オフエアはオフエア供給路５２を介して高温流体通路Ｂの燃焼ガス供給部６０に導入され、オフガス混合気となる。オフガス混合気は、熱交換部２０に供給され、回転蓄熱体２１を通過する際に触媒燃焼を開始する。このオフガスの触媒燃焼によって発生した熱は回転蓄熱体２１に蓄えられ、回転蓄熱体２１が回転移動することにより、低温流体通路Ａを通過する改質原料を加熱・気化する。
【００７４】
このように、オフガスの触媒燃焼による熱により、改質原料を加熱して気化するとともに、加熱された改質原料を介して下流側の改質部３０をも加熱することができる。これにより、熱交換部２０、改質部３０の加熱は、始動用燃料の火炎燃焼による加熱からオフガス燃焼による加熱に切り替わり、水素供給装置は自立運転を開始することができる。
【００７５】
次に、燃料電池５０における負荷が変動した場合には、燃料電池５０での負荷変動に応じて改質原料の供給量を調整して、燃料電池５０への水素供給量を調整する。
【００７６】
水素供給装置において水素供給量を増加させた場合には、改質部３０の改質反応に伴う吸熱量増加により改質部３０の温度が低下するため、改質部３０の加熱量を増加させる必要がある。ところが、水素供給装置の水素供給量増加に伴う燃料電池５０のオフガス排出量増加には、タイムラグがある。このため、水素供給装置での水素供給量を急速に増加させた場合には、オフガス燃焼による燃焼熱が不足する場合がある。このような場合には、一時的に燃焼ガス供給部６０にて始動用燃料を噴霧して点火プラグ６４で着火することで、火炎燃焼による燃焼熱を利用して熱補給することができる。これにより、常に適温下で改質反応を促進することができる。
【００７７】
また、改質原料中の空気の混合割合を増加させることで、改質部３０における部分酸化反応（発熱反応）の割合を増加させ、改質部３０での発熱量を増加させることができる。これによっても、オフガス燃焼の燃焼熱の不足を補うことができる。さらに、回転蓄熱体２１の回転を速めることによっても、高温流体通路Ｂから低温流体通路Ａへの伝熱速度を速くすることができる。これによっても、オフガス燃焼の燃焼熱の不足を補うことができる。
【００７８】
なお、燃料電池５０における負荷増加の伴う改質部３０の温度低下は、温度センサ４０にて直接的に検出することができる。あるいは燃料電池５０が例えば車両走行用モータの駆動電源として用いられている場合には、アクセル開度に基づいて燃料電池５０の負荷変動を予測し、改質部３０の温度変化を予測するように構成してもよい。
【００７９】
水素供給装置から燃料電池５０への水素の供給を停止する場合には、改質燃料と水の供給を停止し、次に空気の供給を停止する。この間、低温流体通路Ａ内に残存する可燃混合気は、高温流体通路Ｂにおいて熱交換部２０内またはその表面部での触媒燃焼により燃焼完結するので、エミッションの排出を抑制することができる。
【００８０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７に基づいて説明する。本第２実施形態は、上記第１実施形態に比較して、改質燃料以外の改質原料である水と空気の供給位置が異なるものである。
【００８１】
図７は（ａ）は熱交換部２０を低温流体通路Ａの上流側からみた状態を示し、図７（ｂ）は熱交換部２０の断面構成を示している。回転蓄熱体２１は矢印Ｌ方向に回転するものとする。
【００８２】
図７（ａ）に示すように、本第２実施形態の第１改質原料供給領域Ｘは、上記第１実施形態と同様に回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの回転始動側（回転方向の上流側）に偏った領域に設定されている。また、本第２実施形態の第２改質原料供給領域Ｙは、回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの第１改質原料供給領域Ｘ以外の領域に設定されている。具体的には、第１改質原料供領域Ｘは回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの回転方向上流側に位置し、第２改質原料供領域Ｘは回転方向下流側に位置している。
【００８３】
以上の構成によっても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本第２実施形態のように、水と空気（第２改質原料）を回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの第１改質原料供給領域Ｘを除いた領域Ｙに集中的に供給することにより、回転蓄熱体２１にトラップされた改質燃料（第１改質原料）を、水と空気（第２改質原料）によって回転蓄熱体２１からより効果的に排出し浄化することができる。
【００８４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図８に基づいて説明する。本第３実施形態は、上記第１実施形態に比較して、改質燃料の供給位置が異なるものである。
【００８５】
図８は（ａ）は熱交換部２０を低温流体通路Ａの上流側からみた状態を示し、図８（ｂ）は熱交換部２０の断面構成を示している。回転蓄熱体２１は矢印Ｌ方向に回転するものとする。
【００８６】
図８（ａ）に示すように、本第３実施形態の第１改質原料供給領域Ｘは、回転蓄熱体２１の低温流体通路Ａの中心部に偏っており、回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの外周部から所定間隔を設けて設定されている。第１改質原料供給領域Ｘは、回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの外周部を構成する回転蓄熱体２１の外周部およびクロスアーム部２２ｂの双方から所定間隔を設けて設定されている。また、本第３実施形態の第２改質原料供給領域Ｙは、回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの全体領域に設定されている。
【００８７】
以上の構成によっても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本第３実施形態のように、第１改質原料供給領域Ｘを回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの外周部から所定間隔を設けて設定することで、改質燃料（第１改質原料）は、ガスシール２２、２３から離れた位置で回転蓄熱体２１を通過する。このため、回転蓄熱体２１とガスシール２２、２３との間からのシール漏れＭが発生したとしても、第１改質原料がシール漏れＭにより低温流体通路Ａから高温流体通路Ｂに漏れることを防止できる。
【００８８】
さらに、回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの全体に設定された第２改質原料供給領域Ｙに水と空気（第２改質原料）を供給することで、回転蓄熱体２１にトラップされた改質燃料（第１改質原料）を、水と空気（第２改質原料）によって回転蓄熱体２１からより効果的に排出し浄化することができる。
【００８９】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図９に基づいて説明する。本第４実施形態は、上記第３実施形態に比較して、改質燃料の供給位置が異なるものである。
【００９０】
図９は（ａ）は熱交換部２０を低温流体通路Ａの上流側からみた状態を示し、図９（ｂ）は熱交換部２０の断面構成を示している。回転蓄熱体２１は矢印Ｌ方向に回転するものとする。
【００９１】
図９（ａ）に示すように、本第４実施形態の第１改質原料供給領域Ｘは、上記第３実施形態と同様に、回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの外周部から所定間隔を設けて設定されている。また、本第４実施形態の第２改質原料供給領域Ｙは、回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの第１改質原料供給領域Ｘ以外の領域に設定されている。具体的には、第２改質原料供給領域Ｙは、第１改質原料供給領域Ｘを囲むように設定されている。
【００９２】
以上の構成によっても、上記第３実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本第４実施形態のように、水と空気（第２改質原料）を回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの第１改質原料供給領域Ｘを除いた領域Ｙに集中的に供給することにより、回転蓄熱体２１にトラップされた改質燃料（第１改質原料）を、水と空気（第２改質原料）によって回転蓄熱体２１からより効果的に排出し浄化することができる。
【００９３】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図１０に基づいて説明する。本第４実施形態は、上記第１実施形態に比較して、回転蓄熱体２１の作動および改質燃料の供給するタイミングが異なるものであり、また第１実施形態のごとき領域Ｘ、Ｙを有さない。
【００９４】
図１０は、本第５実施形態の水素供給装置における改質原料の供給タイミングと回転蓄熱体２１の回転タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。図１０に示すように、本第５実施形態の回転蓄熱体２１は、回転（ＯＮ）と停止（ＯＦＦ）を繰り返し、回転時に半周回転する。改質原料の供給は、回転蓄熱体２１の停止時に行われる。本第５実施形態では、第１改質原料としての改質燃料と第２改質原料としての水と空気の供給は同時に行われる。
【００９５】
まず、回転蓄熱体２１が停止すると改質燃料と水・空気の供給を開始する（ｔ１）。改質燃料と水・空気を所定時間供給した後、改質燃料と水・空気の供給を停止する（ｔ２）。
【００９６】
次に、改質燃料と水・空気の供給停止から所定時間経過後、回転蓄熱体２１を半周回転させる（ｔ３、ｔ４）。この改質原料供給停止から回転蓄熱体２１を半周回転させるまでの所定時間は、供給された改質燃料が回転蓄熱体２１を通過し終えるのに充分な時間であればよい。
【００９７】
回転蓄熱体２１に供給された改質燃料が回転蓄熱体２１を通過し終えるまでに要する時間は、改質燃料の流速により定まる。そこで、回転蓄熱体２１の停止時間（ｔ１からｔ３）は、燃料制御弁１１により間接的に検出した改質燃料の流速に基づいて設定する。
【００９８】
具体的には、改質燃料の流速が遅い場合には、改質燃料が回転蓄熱体２１を通過する速度が遅くなるので、回転蓄熱体２１の停止時間を長く設定する必要がある。逆に、改質燃料の流速が速い場合には、改質燃料が回転蓄熱体２１を通過する速度が速くなるので、回転蓄熱体２１の停止時間を短く設定することができる。
【００９９】
以上、本第５実施形態によれば、改質燃料（第１改質原料）が回転蓄熱体２１を通過し終えた後に回転蓄熱体２１の回転が始動するので、回転蓄熱体２１の回転に伴う移送漏れＮの発生を防止できる。
【０１００】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について図１１に基づいて説明する。本第４実施形態は、上記第５実施形態に比較して、第２改質原料としての水と空気を供給するタイミングが異なるものである。
【０１０１】
図１１は、本第６実施形態の水素供給装置における改質原料の供給タイミングと回転蓄熱体２１の回転タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。図１１に示すように、本第６実施形態では、第１改質原料としての改質燃料と第２改質原料としての水と空気の供給は時間をずらして行われる。
【０１０２】
まず、回転蓄熱体２１が停止すると改質燃料の供給を開始する（ｔ１）。第１改質原料を所定量供給後、改質燃料の供給を停止し、水と空気の供給を開始する（ｔ２）。そして、水と空気を所定量供給後、水と空気の供給を停止し、回転蓄熱体２１を半周回転させる（ｔ３、ｔ４）。
【０１０３】
以上の本第６実施形態によっても、上記第５実施形態と同様に回転蓄熱体２１の回転に伴う移送漏れＮの発生を防止できる。また、本第６実施形態では、第１改質原料の供給停止後に第２改質原料を供給するので、回転蓄熱体２１にトラップされた改質燃料（第１改質原料）を、水と空気（第２改質原料）によって回転蓄熱体２１から効果的に排出し浄化することができる。
【０１０４】
（他の実施形態）
なお、上記第５、第６実施形態の構成においても、上記第３、第４実施形態のように、第１改質原料を供給する第１改質原料供給領域Ｘを、回転蓄熱体２１における低温流体通路Ａの外周部から所定間隔を設けて設定することができる。これにより、回転蓄熱体２１とガスシール２２、２３との間からのシール漏れＭが発生したとしても、第１改質原料がシール漏れＭにより低温流体通路Ａから高温流体通路Ｂに漏れることを防止できる。
【０１０５】
また、上記第６実施形態では、第２改質原料を回転蓄熱体２１の停止中における第１改質原料供給停止後に供給するように構成したが、第２改質原料は少なくとも第１改質原料供給停止後から回転蓄熱体２１の回転開始まで供給されていればよく、例えば第１改質原料供給中あるいは回転蓄熱体２１の回転中に供給されていてもよい。
【０１０６】
また、上記各実施形態では、改質燃料としてガソリン、軽油等の液状石油系燃料を用いたが、これに限らず、改質燃料としてメタノール、天然ガス等の各種炭化水素化合物を用いることができ、さらに例えばアンモニアのような炭素を含まない水素化合物を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の水素供給装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の水素供給装置の概念図である。
【図３】図１の水素供給装置の熱交換部の分解斜視図である。
【図４】図３の熱交換部の拡大断面図である。
【図５】第１実施形態の改質原料の供給領域を説明するための図であり、（ａ）は熱交換部を低温流体通路上流側からみた平面図であり、（ｂ）は熱交換部の断面図である。
【図６】図１の水素供給装置の制御系の入出力を説明する図である。
【図７】第２実施形態の改質原料の供給領域を説明するための図であり、（ａ）は熱交換部を低温流体通路上流側からみた平面図であり、（ｂ）は熱交換部の断面図である。
【図８】第３実施形態の改質原料の供給領域を説明するための図であり、（ａ）は熱交換部を低温流体通路上流側からみた平面図であり、（ｂ）は熱交換部の断面図である。
【図９】第４実施形態の改質原料の供給領域を説明するための図であり、（ａ）は熱交換部を低温流体通路上流側からみた平面図であり、（ｂ）は熱交換部の断面図である。
【図１０】第５実施形態の改質原料の供給タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１１】第６実施形態の改質原料の供給タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１２】従来技術における、ガスシールによる回転蓄熱体のシール状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１０…改質原料供給部、２０…熱交換部（蒸発部）、２１…回転蓄熱体、２２、２３…ガスシール、３０…改質部、５０…燃料電池（水素消費装置）、６０…燃焼ガス供給部、Ｘ…第１改質原料供給領域、Ｙ…第２改質原料供給領域。

Claims (9)

1. 少なくとも水素化合物を含む第１改質原料と少なくとも水を含む第２改質原料とからなる改質原料を用いた改質反応により水素を生成し、この水素を水素消費装置（５０）に供給する水素供給装置であって、
   前記改質原料が通過する低温流体通路（Ａ）と、燃焼ガスを発生させる燃焼ガス供給部（６０）が設けられた高温流体通路（Ｂ）と、回転軸（２６）を中心に回転駆動されることにより前記低温流体通路（Ａ）と前記高温流体通路（Ｂ）とを交互に移動する回転蓄熱体（２１）を有するとともに、前記燃焼ガスの燃焼熱を前記改質原料に伝える熱交換部（２０）と、前記熱交換部（２０）で加熱された前記改質原料を改質して水素を生成する改質部（３０）とを備え、
   前記回転蓄熱体（２１）は、軸方向に多数の貫通孔（２１ａ）が形成されるとともに、その貫通孔（２１ａ）の開放側の端面が２つの領域に区画されており、第１の領域は前記低温流体通路（Ａ）に位置し、第２の領域は前記高温流体通路（Ｂ）に位置しており、前記第１の領域に形成されている前記貫通孔（２１ａ）には前記改質原料が通過し、前記第２の領域に形成されている前記貫通孔（２１ａ）には前記燃焼ガスが通過するように構成され、
   前記回転蓄熱体（２１）の前記改質原料が供給される端面における前記第１の領域には、前記第１改質原料が供給される第１改質原料供給領域（Ｘ）と、前記第２改質原料が供給される第２改質原料供給領域（Ｙ）とが設定されており、前記第１改質原料供給領域（Ｘ）は、前記第１の領域における回転蓄熱体回転方向（Ｌ）上流側に設定されており、
   前記第１改質原料供給領域（Ｘ）に供給された前記第１改質原料が前記回転蓄熱体（２１）を通過するのに要する通過時間が、前記第１改質原料供給領域（Ｘ）に供給された前記第１改質原料が前記回転蓄熱体（２１）の回転により前記高温流体通路（Ｂ）に移送されるのに要する移送時間より短くなるように、前記第１改質原料供給領域（Ｘ）が設定されることを特徴とする水素供給装置。
2. 前記第１改質原料供給領域（Ｘ）は、前記第１の領域における外周部から所定間隔を設けて設定されることを特徴とする請求項１に記載の水素供給装置。
3. 前記第２改質原料は、前記第１の領域における前記第１改質原料供給領域（Ｘ）を除いた領域に設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の水素供給装置。
4. 前記第１改質原料が前記回転蓄熱体（２１）を通過する速度を検出する改質原料通過速度検出手段（１１）を備え、
   前記第１改質原料供給領域（Ｘ）は、改質原料通過速度検出手段（１１）により検出した前記第１改質原料が前記回転蓄熱体（２１）を通過する速度に基づいて設定されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の水素供給装置。
5. 前記回転蓄熱体（２１）の回転速度を検出する回転速度検出手段（２４）を備え、
   前記第１改質原料供給領域（Ｘ）は、回転速度検出手段（２４）により検出した前記回転蓄熱体（２１）の回転速度に基づいて設定されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の水素供給装置。
6. 少なくとも水素化合物を含む第１改質原料と少なくとも水を含む第２改質原料とからなる改質原料を用いた改質反応により水素を生成し、この水素を水素消費装置（５０）に供給する水素供給装置であって、
   前記改質原料が通過する低温流体通路（Ａ）と、燃焼ガスを発生させる燃焼ガス供給部（６０）が設けられた高温流体通路（Ｂ）と、回転軸（２６）を中心に回転駆動されることにより前記低温流体通路（Ａ）と前記高温流体通路（Ｂ）とを交互に移動する回転蓄熱体（２１）を有するとともに、前記燃焼ガスの燃焼熱を前記改質原料に伝える熱交換部（２０）と、前記熱交換部（２０）で加熱された前記改質原料を改質して水素を生成する改質部（３０）とを備え、
   前記回転蓄熱体（２１）は、軸方向に多数の貫通孔（２１ａ）が形成されるとともに、 その貫通孔（２１ａ）の開放側の端面が２つの領域に区画されており、第１の領域は前記低温流体通路（Ａ）に位置し、第２の領域は前記高温流体通路（Ｂ）に位置しており、前記第１の領域に形成されている前記貫通孔（２１ａ）には前記改質原料が通過し、前記第２の領域に形成されている前記貫通孔（２１ａ）には前記燃焼ガスが通過するように構成され、
   前記回転蓄熱体（２１）の回転が停止している場合に、前記低温流体通路（Ａ）における前記回転蓄熱体（２１）の上流側に前記第１改質原料を所定時間供給し、前記第１改質原料が前記回転蓄熱体（２１）を通過した後に、前記回転蓄熱体（２１）を半周だけ回転させることを繰り返すことを特徴とする水素供給装置。
7. 前記第１改質原料の供給停止後、前記回転蓄熱体（２１）を半周回転させる前に、前記低温流体通路（Ａ）における前記回転蓄熱体（２１）の上流側に前記第２改質原料を供給すること特徴とする請求項６に記載の水素供給装置。
8. 前記第１改質原料が前記回転蓄熱体（２１）を通過する速度を検出する改質原料通過速度検出手段（１１）を備え、
   前記回転蓄熱体（２１）の停止時間は、改質原料通過速度検出手段（１１）により検出した前記第１改質原料が前記回転蓄熱体（２１）を通過する速度に基づいて設定されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の水素供給装置。
9. 前記回転蓄熱体（２１）は、軸方向に多数の貫通孔（２１ａ）が形成されるともに、その貫通孔（２１ａ）の開放側の端面が２つの領域に区画されており、第１の領域は前記低温流体通路（Ａ）に位置し、第２の領域は前記高温流体通路（Ｂ）に位置しており、前記第１の領域に形成されている前記貫通孔（２１ａ）には前記改質原料が通過し、前記第２の領域に形成されている前記貫通孔（２１ａ）には前記燃焼ガスが通過するように構成され、
   前記回転蓄熱体（２１）の前記改質原料が供給される端面における前記第１の領域には、前記第１改質原料が供給される第１改質原料供給領域（Ｘ）と、前記第２改質原料が供給される第２改質原料供給領域（Ｙ）とが設定されており、前記第１改質原料供給領域（Ｘ）は、前記第１の領域における外周部から所定間隔を設けて設定されることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１つに記載の水素供給装置。

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