TW201804069A - 熱、氫生成裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種熱、氫生成裝置，其課題為阻止改質用觸媒產生熱劣化之情況。
解決手段為具備：噴燃燃燒室(3)，和加以送入噴燃燃燒氣體的改質用觸媒(4)，和為了加熱供給至噴燃器(7)之空氣的熱交換部(13a)。對於改質用觸媒(4)之溫度超過容許觸媒溫度(TX)時，或預測為改質用觸媒(4)之溫度超越容許觸媒溫度(TX)時，係為了導入空氣至噴燃器(7)之空氣流通路徑則自引導經由熱交換部(13a)所加熱之空氣至噴燃器(7)之高溫空氣流通路徑(13)，切換為引導未流通在熱交換部(13a)而較在熱交換部(13a)加以加熱的空氣，溫度低之空氣至噴燃器(7)之低溫空氣流通路徑(14)。

Description

熱、氫生成裝置
本發明係有關熱、氫生成裝置。
具備有：噴燃燃燒室，和具有為了對於噴燃燃燒室內噴射燃料的燃料噴射口之噴燃器，和為了對於噴燃燃燒室內供給空氣的空氣供給裝置，和改質用觸媒，而作為呈經由送入在噴燃燃燒室內所生成之噴燃燃燒氣體於改質用觸媒之時，生成熱及氫的熱、氫生成裝置則為公知(例如，參照非專利文獻1)。在此熱、氫生成裝置中，為了使部分氧化改質反應產生，空氣與燃料則在將空氣與燃料的O2/C莫耳比維持在0.5的狀態使其反應，而經由此使熱產生之同時，使氫生成。
[先前技術文獻] [非專利文獻]
[非專利文獻1]“Application of a Diesel Fuel Reformer for Tier 2 Bin 5 Emissions” Delphi, 2006 DEER Conference, August 21, 2006 Detroit, Michigan
但使用改質用觸媒而使燃料的部分氧化改質反應進行之情況，部分氧化改質反應則成為平衡狀態時之改質用觸媒的溫度，即反應平衡溫度係經由空氣與燃料的O2/C莫耳比而產生變化，例如，對於O2/C莫耳比為0.5時，改質用觸媒的溫度，即反應平衡溫度係略成為830℃。但此改質用觸媒的溫度係所供給之空氣溫為25℃之情況的值，當所供給之空氣溫上升時，伴隨於此，改質用觸媒的溫度係上升。但，在上述之熱、氫生成裝置中，所供給的空氣係成為經由自改質用觸媒流出氣體而加以時常加熱的構造。隨之，經由來自改質用觸媒的流出氣體的加熱作用，當所供給之空氣溫上升時，改質用觸媒的溫度則上升。當改質用觸媒的溫度則上升時，因自改質用觸媒流出之氣體溫則上升，而所供給之空氣溫則上升之故，所供給之空氣溫則成為持續上升情況。其結果，改質用觸媒的溫度則變高，而產生改質用觸媒產生熱劣化之問題。
如根據本發明，為了解決上述問題，具備有：噴燃燃燒室，和為了進行噴燃燃燒而加以配置於噴燃燃燒室內之噴燃器，和可控制自噴燃器加以供給至噴燃燃 燒室內之燃料供給量之燃料供給裝置，和可控制自噴燃器加以供給至噴燃燃燒室內之空氣溫度及供給量之空氣供給裝置，和為了使燃料著火之著火裝置，和加以送入噴燃燃燒氣體之改質用觸媒，和電子控制單元，而空氣供給裝置則具備：為了將自噴燃器加以供給至噴燃燃燒室內之空氣，經由噴燃燃燒氣體而加熱之熱交換部，而在作為呈經由進行噴燃燃燒而生成熱及氫之熱、氫生成裝置中，預先加以設定可迴避改質用觸媒之熱劣化之容許觸媒溫度，而電子控制單元係對於控制空氣供給裝置，加以進行噴燃燃燒時，預測改質用觸媒之溫度則超過容許觸媒溫度時，或改質用觸媒之溫度則超越容許觸媒溫度時，係為了將改質用觸媒之溫度維持在容許觸媒溫度以下，而使自噴燃器供給至噴燃燃燒室內之空氣的溫度降低。
經由在預測改質用觸媒之溫度則超過容許觸媒溫度時，或改質用觸媒之溫度則超越容許觸媒溫度時，使供給至噴燃燃燒室內之噴燃燃燒用空氣的溫度降低之時，加以抑制改質用觸媒之溫度過度上升，而經由此加以抑制改質用觸媒產生熱劣化情況。
1‧‧‧熱、氫生成裝置
3‧‧‧噴燃燃燒室
4‧‧‧改質用觸媒
5‧‧‧氣體流出室
7‧‧‧噴燃器
9‧‧‧燃料噴射口
11‧‧‧空氣供給口
13‧‧‧高溫空氣流通路徑
13a‧‧‧熱交換部
14‧‧‧低溫空氣流通路徑
15‧‧‧空氣泵
16‧‧‧高溫空氣閥
17‧‧‧低溫空氣閥
19‧‧‧火星塞
22、23、24‧‧‧溫度感測器
圖1係熱、氫生成裝置之全體圖。
圖2係為了說明輕油之改質反應的圖。
圖3係顯示反應平衡溫度TB，和O2/C莫耳比之關係的圖。
圖4係顯示每碳原子1個之生成分子個數，和O2/C莫耳比之關係的圖。
圖5係顯示改質用觸媒內之溫度分部的圖。
圖6係顯示所供給之空氣溫TA產生變化時之反應平衡溫度TB，和O2/C莫耳比之關係的圖。
圖7係顯示熱，氫生成控制之時間圖。
圖8A及8B係顯示進行2次暖機之運轉範圍的圖。
圖9係為了進行熱，氫生成控制之流程圖。
圖10係為了進行熱，氫生成控制之流程圖。
圖11係為了進行熱，氫生成控制之流程圖。
圖12係為了進行觸媒溫度之上升限制控制之流程圖。
於圖1顯示熱、氫生成裝置1之全體圖。此熱、氫生成裝置1係全體構成圓筒狀。
當參照圖1時，2係顯示熱、氫生成裝置1之圓筒狀之殼體，3係顯示加以形成於殼體2內之噴燃燃燒室，4係顯示加以形成於殼體2內之改質用觸媒，5係顯示加以形成於殼體內之氣體流出室。在圖1所示之實施例中，於殼體2之長度方向中央部，加以配置有改質用觸媒4，而於殼體2之長度方向一端部，加以配置有噴燃燃燒室3，於殼體2之長 度方向另一端部，加以配置有氣體流出室5。如圖1所示，在此實施例中，經由斷熱材6而加以被覆殼體2之外周全體。
如圖1所示，對於噴燃燃燒室3之一端部，係加以配置有具備燃料噴射閥8之噴燃器7。燃料噴射閥8之前端係加以配置於噴燃燃燒室3內，而對於此燃料噴射閥8之前端係加以形成有燃料噴射口9。另外，對於燃料噴射閥8周圍係加以形成有空氣室10，而對於燃料噴射閥8之前端周圍，係加以形成有為了使空氣室10內之空氣，朝向噴燃燃燒室3內而噴出之空氣供給口11。在圖1所示之實施例中，燃料噴射閥8係加以連接於燃料槽12，而燃料槽12內之燃料則自燃料噴射閥8之燃料噴射口9而加以噴射。在圖1所示之實施例中，此燃料係由輕油所成。
另一方面，空氣室10係在一方中，藉由高溫空氣流通路13而加以連接於可控制吐出量的空氣泵15，而在另一方面中，藉由低溫空氣流通路徑14而加以連接於可控制吐出量之空氣泵15。如圖1所示，對於此等高溫空氣流通路13及低溫空氣流通路徑14內，係各加以配置有高溫空氣閥16及低溫空氣閥17。另外，如圖1所示，高溫空氣流通路13係具備加以配置於氣體流出室5內之熱交換部，而此熱交換部則於圖1，以符號13a而圖解性地加以顯示。然而，此熱交換部係亦可在改質用觸媒4之下流，形成於劃定氣體流出室5之殼體2的周圍者。即，此熱交換部13a係配置，或形成於使用自氣體流出室5流出的高溫氣體熱 而進行熱交換作用的場所者為佳。另一方面，低溫空氣流通路徑14係未具有如此使用自氣體流出室5流出的高溫氣體熱而進行熱交換作用的熱交換部13a。
將高溫空氣閥16開閥，而使低溫空氣閥17閉閥時，外氣係藉由空氣清淨器18，空氣泵15，高溫空氣流通路13及空氣室10而自空氣供給口11加以供給至噴燃燃燒室3內。此時，外氣，即空氣係流通在熱交換部13a內。對此，低溫空氣閥17則開閥，而使高溫空氣閥16閉閥時，外氣，即空氣係藉由空氣清淨器18，空氣泵15，低溫空氣流通路徑14及空氣室10而自空氣供給口11加以供給。隨之，高溫空氣閥16及低溫空氣閥17係在藉由空氣室10而供給空氣至空氣供給口11之空氣流通路徑，形成可在高溫空氣流通路13與低溫空氣流通路徑14之間進行切換之切換裝置。
另一方面，對於噴燃燃燒室3內係加以配置有點火裝置19，而在圖1所示之實施例中，此點火裝置19係由火星塞所成。此火星塞19係藉由開關20而加以連接於電源21。另一方面，在圖1所示之實施例中，改質用觸媒4則由氧化部4a與改質部4b所成。在圖1所示之實施例中，改質用觸媒4之基體係由沸石所成，而對於此基體上，在氧化部4a中主要載持有鈀Pd，而在改質部4b中，主要載持有銠Rh。另外，對於噴燃燃燒室3內，係加以配置有為了檢出改質用觸媒4之氧化部4a的上流側端面溫度之溫度感測器22，而對於氣體流出室5內，係加以配置有為了檢出改質用觸媒4之改質部4b的下流側端面溫度之溫度感測器 23。更且，對於位置在斷熱材6外部之低溫空氣流通路徑14，係加以配置有為了檢出流通在低溫空氣流通路徑14內之空氣溫度之溫度感測器24。
如圖1所示，熱、氫生成裝置1係具備電子控制單元30。此電子控制單元30係由數位電腦所成，而如圖1所示，具備經由雙方向性匯流排31而加以相互連接之ROM(唯讀記憶體)32，RAM(隨機存取記憶體)33、CPU(微處理器)34、輸入埠35及輸出埠36。各溫度感測器22，23及24之輸出信號係藉由各對應之AD變換器37而加以輸入至輸入埠35。另外，顯示火星塞19之阻抗值的輸出信號則藉由對應之AD變換器37而加以輸入至輸入埠35。更且，對於輸入埠35係加以輸入來自產生各種指令的各種指令產生部39之各種指令。
另一方面，輸出埠36係藉由對應之驅動電路38而各加以連接於燃料噴射閥8，高溫空氣閥16，低溫空氣閥17，及開關20。更且，輸出埠36係加以連接於控制空氣泵15之吐出量的泵驅動電路40，而空氣泵15之吐出量係經由此泵驅動電路40，呈成為輸出於輸出埠36之吐出量的指令值地加以驅動控制。
對於熱、氫生成裝置1之運轉開始時，係經由火星塞19而將自噴燃器7所噴射的燃料加以著火，經由此，在噴燃燃燒室3內中，經由自噴燃器7所供給之燃料及空氣產生反應之時而加以開始噴燃燃燒。當開始噴燃燃燒時，改質用觸媒4的溫度則逐漸地上升。此時，噴燃燃燒 係以依據稀混氣比而加以進行。接著，改質用觸媒4的溫度則當將燃料到達至可改質之溫度時，空氣燃料比則自稀混氣比切換於濃混氣比，加以開始在改質用觸媒4之燃料的改質作用。當開始燃料的改質作用時，加以生成氫，使包含所生成的氫之高溫氣體則自氣體流出室5的氣體流出口25流出。
即，在本發明之實施例中，熱、氫生成裝置1係具備：噴燃燃燒室3，和為了進行噴燃燃燒而加以配置於噴燃燃燒室3之噴燃器7，和可控制自噴燃器7加以供給至噴燃燃燒室3內之燃料供給量的燃料供給裝置，和可控制自噴燃器7加以供給至噴燃燃燒室3內之空氣溫度及供給量的空氣供給裝置，和為了使燃料著火之著火裝置19，和加以送入噴燃燃燒氣體之改質用觸媒4，和電子控制單元30，而空氣供給裝置則具備：為了經由噴燃燃燒氣體而加熱自噴燃器7供給至噴燃燃燒室3內之空氣的熱交換部13a。
此情況，在本發明之實施例中，燃料噴射閥8則構成上述之燃料供給裝置，而空氣室10、空氣供給口11、高溫空氣流通路徑13、熱交換部13a、低溫空氣流通路徑14、空氣泵15、高溫空氣閥16及低溫空氣閥17則構成上述之空氣供給裝置。另外，在本發明之實施例中，在熱、氫生成裝置1，經由進行噴燃燃燒而加以生成熱及氫。
經由熱、氫生成裝置1所生成的氫係例如，為 了暖機車輛的排氣淨化用觸媒而加以使用。此情況，熱、氫生成裝置1係例如，加以配置於車輛的引擎室內。當然，經由熱、氫生成裝置1所生成的氫係為了其他各種的目的而加以使用。無論如何，在熱、氫生成裝置1中，作為呈經由改質燃料而生成氫。因此，首先，參照圖2同時，對於作為燃料而使用輕油之情況的改質反應加以說明。
對於圖2(a)至(c)，係作為燃料使用而一般所使用之輕油的情況，以例加以顯示進行完全氧化反應時之反應式，進行部分氧化改質反應時之反應式，及進行水蒸氣改質反應時之反應式。然而，在各反應式之發熱量△H0係以低位發熱量(LHV)而加以顯示。然後，呈自圖2(b)及(c)了解地，對於自輕油使氫產生，係有使部分氧化改質反應進行的方法，和使水蒸氣改質反應進行的方法之兩個方法。水蒸氣改質反應係於輕油添加水蒸氣之方法，呈自圖2(c)了解地，此水蒸氣改質反應係吸熱反應。隨之，對於使水蒸氣改質反應產生係必須自外部加上熱。在大型的氫生成設備中，通常，加上於部分氧化改質反應，而為了提高氫的生成效率，未捨去所產生的熱，而加以使用將所產生的熱為了生成氫所使用之水蒸氣改質反應。
對此，在本發明中，為了生成氫與熱雙方，未使用將所產生的熱為了生成氫所使用之水蒸氣改質反應，而在本發明中，僅使用部分氧化改質反應而生成氫。 此部分氧化改質反應係呈自圖2(b)了解地，為發熱反應，隨之，即使未自外部加上熱而亦根據本身產生的熱而進行改質反應，而加以生成氫。然後，呈圖2(b)之部分氧化改質反應的反應式所示地，部分氧化改質反應係依據顯示使其反應之空氣與燃料的比之O2/C莫耳比為0.5之濃混氣比而加以進行，此時加以生成CO與H2。
圖3係顯示使空氣與燃料，在改質觸媒中反應而達到平衡時之反應平衡溫度TB，和空氣與燃料的比之O2/C莫耳比的關係。然而，圖3的實線係顯示空氣溫為25℃時之理論值。如圖3的實線所示地，對於依據O2/C莫耳比=0.5之濃混氣比而進行部分氧化改質反應時，係反應平衡溫度TB成為略830℃。然而，此時實際的平衡反應溫度TB係若干成為較830℃為低，但以下，平衡反應溫度TB係作為成為圖3的實線所示的值者，對於經由本發明之實施例加以說明。
另一方面，呈自圖2(a)之完全氧化反應的反應式了解地，O2/C莫耳比=1.4575時，空氣與燃料的比則成為理論空氣燃料比，如圖3所示，反應平衡溫度TB係在空氣與燃料的比則成為理論空氣燃料比時成為最高。在O2/C莫耳比為0.5與1.4575之間，在一部分中係進行部分氧化改質反應，而在一部分中係進行完全氧化反應。此情況，O2/C莫耳比變越大，而比較於進行部分氧化改質反應之比例，進行完全氧化反應之比例則變大之故，O2/C莫耳比變越大，反應平衡溫度TB則變越高。
另一方面，圖4係顯示每1個碳原子的生成分子(H2及CO)之個數與O2/C莫耳比的關係。如上述，O2/C莫耳比則越較0.5大，進行部分氧化改質反應之比例則越減少。隨之，如圖4所示，O2/C莫耳比則越較0.5大，H2及CO之生成量則越減少。然而，雖於圖4未有記載，但O2/C莫耳比則較0.5大時，經由圖2(a)所示之完全氧化反應，CO2與H2O之生成量係增大。但圖4係顯示假定未產生有圖2(d)所示之水煤氣變換反應情況之H2及CO的生成量。但實際上，根據經由部分氧化改質反應所生成之CO與經由完全氧化反應所生成之H2O而產生有圖2(d)所示之水煤氣變換反應，而經由此水煤氣變換反應，亦加以生成氫。
然後，如上述，O2/C莫耳比則越較0.5大，H2及CO之生成量則越減少。另一方面，如圖4所示，當O2/C莫耳比則成為較0.5小時，未反應之剩餘的碳C則增大。此剩餘的碳C係附著於改質用觸媒之基體的細孔內，所謂產生填縫。當產生填縫時，改質用觸媒之改質能力則顯著降低。隨之，為了迴避產生填縫，而O2/C莫耳比係有必要使其作為呈不較0.5為小。另外，自圖4了解地，在未產生剩餘的碳C之範圍，氫的生成量則成為最大之情況系O2/C莫耳比為0.5時。隨之，在本發明之實施例中，對於為了生成氫而進行部分氧化改質反應時，係迴避產生有填縫之同時，可最有效地生成氫地，O2/C莫耳比則原則作為0.5。
另一方面，O2/C莫耳比則即使作為較理論空 氣燃料比之O2/C莫耳比=1.4575為大，亦加以進行完全氧化反應，但O2/C莫耳比則變為越大，欲升溫之空氣量則越增大。隨之，如圖3所示，O2/C莫耳比則作為較顯示理論空氣燃料比之O2/C莫耳比=1.4575為大時，O2/C莫耳比則成為越大，反應平衡溫度TB則越降低。此情況，例如，作為成O2/C莫耳比為2.6之稀混氣比時，對於空氣溫為25℃之情況，反應平衡溫度TB係成為略920℃。
然後，如前述，對於圖1所示之熱、氫生成裝置1之運轉開始時，係經由火星塞19而將自噴燃器7所噴射的燃料加以著火，經由此，在噴燃燃燒室3內中，經由自噴燃器7所供給之燃料及空氣產生反應之時而加以開始噴燃燃燒。當開始噴燃燃燒時，改質用觸媒4的溫度則逐漸地上升。此時，噴燃燃燒係以依據稀混氣比而加以進行。接著，改質用觸媒4的溫度則當將燃料到達至可改質之溫度時，空氣燃料比則自稀混氣比切換於濃混氣比，加以開始在改質用觸媒4之燃料的改質作用。加以開始燃料的改質作用時，加以生成氫。對於圖5係顯示在改質用觸媒4之反應則成為平衡狀態時之改質用觸媒4的氧化部4a及改質部4b內之溫度分布。然而，此圖5係顯示外氣溫為25℃時，此外氣則藉由圖1所示之低溫空氣流通路徑14，自噴燃器7加以供給至噴燃燃燒室3內情況的溫度分布。
圖5的實線係顯示自噴燃器7加以供給之空氣與燃料的O2/C莫耳比為0.5時之改質用觸媒4內之溫度分布。如圖5所示，對於此情況係在改質用觸媒4的氧化部4a 中，改質用觸媒4內的溫度係經由根據殘存氧的氧化反應熱而朝向下流側上升。燃燒氣體則對於在自改質用觸媒4的氧化部4a內進行至改質部4b時，燃燒氣體中之殘存氧係消滅，而在改質用觸媒4的改質部4b中，進行燃料的改質作用。此改質反應係吸熱反應，隨之，改質用觸媒4內之溫度係隨著改質作用進行，即，朝向改質用觸媒4的下流側而降低。此時之改質用觸媒4的下流側端面的溫度係830℃，一致於圖3所示之O2/C莫耳比=0.5時之反應平衡溫度TB。
另一方面，對於圖5係以虛線而加以顯示自噴燃器7所供給之空氣與燃料的O2/C莫耳比為2.6之稀混氣比時之改質用觸媒4內之溫度分布。此情況，改質用觸媒4內之溫度係在改質用觸媒4的氧化部4a內，經由燃料的氧化反應熱而朝向下流側上升。另一方面，對於此情況，因在改質用觸媒4的改質部4b內，改質作用係未被進行之故，改質用觸媒4內的溫度係在改質部4b內中保持為一定。此時之改質用觸媒4的下流側端面的溫度係920℃，一致於圖3所示之O2/C莫耳比=2.6時之反應平衡溫度TB。即，圖3之反應平衡溫度TB係成為顯示在外氣溫為25℃時，此外氣則藉由圖1所示之低溫空氣流通路徑14，自噴燃器7加以供給至噴燃燃燒室3內時之改質用觸媒4的下流側端面的溫度。
接著，參照圖6同時，對於使在改質觸媒中與燃料反應之空氣的溫度變化時之反應平衡溫度TB加以說 明。圖6係與圖3同樣地，顯示使空氣與燃料，在改質觸媒中反應而達到平衡時之反應平衡溫度TB，和空氣與燃料的比之O2/C莫耳比的關係。然而，在圖6中，TA係顯示空氣溫，而對於此圖6係於圖3再次以實線而加以顯示以實線所顯示之反應平衡溫度TB與O2/C莫耳比的關係。對於圖6係更以虛線而加以顯示使空氣溫TA，變化為225℃、425℃、625℃時之反應平衡溫度TB與O2/C莫耳比的關係。自圖6了解到，當空氣溫TA上升時，無關於O2/C莫耳比而反應平衡溫度TB則全體性地變高者。
另一方面，在本發明之實施例所使用之改質用觸媒4係觸媒溫度如為950℃以下時，加以確認未產生大的熱劣化。隨之，在本發明之實施例中，950℃則作為可迴避改質用觸媒4之熱劣化的容許觸媒溫度TX，此容許觸媒溫度TX則顯示於圖3，圖5及圖6。呈自圖5了解地，對於空氣溫TA為25℃時，即使O2/C莫耳比為0.5時，以及O2/C莫耳比為2.6時，在改質用觸媒4之反應則成為平衡狀態時之改質用觸媒4的溫度係在改質用觸媒4之任何場所，均成為容許觸媒溫度TX以下。隨之，對於此情況，實用上，未有熱劣化之問題，而可持續使用改質用觸媒4者。
另一方面，呈自圖3了解地，空氣溫TA即使為25℃，O2/C莫耳比則成為較0.5稍微大時，在改質用觸媒4之反應則成為平衡狀態時之改質用觸媒4之下流側端面的溫度，即反應平衡溫度TB係超過容許觸媒溫度TX，而O2/C莫耳比則成較2.6為小時，在改質用觸媒4之反應則成 為平衡狀態時之改質用觸媒4之下流側端面的溫度係超過容許觸媒溫度TX。隨之，例如，在改質用觸媒4之反應則成為平衡狀態時，使部分氧化改質反應產生之情況，亦可將O2/C莫耳比作為較0.5為大，但可增大O2/C莫耳比之範圍係被限制。
另一方面，呈自圖6了解地，當空氣溫TA變高時，在改質用觸媒4之反應則成為平衡狀態時，即使將O2/C莫耳比作為成0.5，在改質用觸媒4之反應則成為平衡狀態時之改質用觸媒4之下流側端面的溫度係成為較容許觸媒溫度TX高，隨之，改質用觸媒4則成為產生熱劣化者。隨之，對於空氣溫TA變高時，在改質用觸媒4之反應則成為平衡狀態時，無法將O2/C莫耳比作為0.5者。因此，在本發明之實施例中，對於在改質用觸媒4之反應則成為平衡狀態時，係空氣溫TA則作為25℃程度之低的溫度，而在將空氣溫TA維持為25℃程度之低的溫度之狀態，O2/C莫耳比則作為0.5。
接著，參照圖7之同時，對於經由圖1所示之熱、氫生成裝置1的熱，氫生成方法之概要加以說明。然而，對於圖7係加以顯示火星塞19之作動狀態，來自噴燃器7之供給空氣量，來自噴燃器7之噴射燃料量，使其反應之空氣與燃料的O2/C莫耳比，自噴燃器7所供給之空氣的供給空氣溫，及改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC。然而，對於圖7等所示之改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC而言之各目標溫度及對於改質用觸媒4之溫度而言之各 目標溫度係為理論值，在經由本發明之實施例中係如前述，例如，實際之反應平衡溫度TB係成為較目標溫度之830℃若干為低。此等之各目標溫度係經由熱、氫生成裝置1的構造等而產生變化，隨之，實際上係必須進行實驗，預先訂定因應熱、氫生成裝置1的構造之最佳的各目標溫度。
當加以開始熱、氫生成裝置1之運轉時，加以開啟火星塞19，接著，空氣則藉由高溫空氣流通路徑13而加以供給至噴燃燃燒室3內。此情況，在圖7中，如以虛線所顯示地，空氣則藉由高溫空氣流通路徑13而加以供給至噴燃燃燒室3內之後，將火星塞19作為開啟亦可。接著，自噴燃器7加以噴射燃料。經由火星塞19而將自噴燃器7加以噴射之燃料加以著火時，增量燃料量之同時，使其反應之空氣與燃料的O2/C莫耳比則自4.0減少至3.0，在噴燃燃燒室3內中，加以開始噴燃燃燒。加以開始燃料的供給至將燃料加以著火為止之期間，係為了極力抑制HC的產生量，而空氣燃料比則作為稀混氣比。
接著，依據稀混氣比而持續進行噴燃燃燒，經由此，使改質用觸媒4之溫度徐緩地上升。另一方面，當加以開始噴燃燃燒時，通過改質用觸媒4而流出於氣體流出室5內之氣體的溫度則逐漸上升。隨之，經由此氣體而在熱交換部13a中加以加熱之空氣的溫度亦逐漸上升，其結果，自高溫空氣流通路徑13加以供給至噴燃燃燒室3內之空氣的溫度則逐漸上升。經由此，成為加以促進改質 用觸媒4之暖機者。如此，將依據稀混氣比所進行之改質用觸媒4的煖機，在本發明之實施例中，如圖7所示地，稱作1次暖機。然而，在圖7所示的例中，於此1次暖機之間，加以增量供給空氣量與燃料量。
此1次暖機係在改質用觸媒4中至成為可作為燃料的改質為止而加以持續進行。在本發明之實施例中，當改質用觸媒4之下流側端面的溫度成為700℃時，判斷為可在改質用觸媒4中作為燃料的改質，隨之，如圖7所示，在本發明之實施例中，1次暖機係改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC則至成為700℃為止加以持續進行。然而，在本發明之實施例中，加以開始氫生成裝置1之運轉之後至改質用觸媒4之1次暖機結束為止，如圖7所示，使其反應之空氣與燃料的O2/C莫耳比則自3.0作為至4.0。當然，對於此時，因改質用觸媒4之溫度係較容許觸媒溫度TX為相當低之故，亦可將使其反應之空氣與燃料的O2/C莫耳比，作為例如，接近於如2.0至3.0之理論空氣燃料比之的O2/C莫耳比者。
接著，當改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC成為700℃時，加以判斷為可在改質用觸媒4中作為燃料的改質，而加以開始為了生成氫之部分氧化改質反應。在本發明之實施例中，此時，如圖7所示，首先，進行2次暖機，當2次暖機結束時，進行通常運轉。此2次暖機係為了生成氫同時，更使改質用觸媒4之溫度提升而加以進行。此2次暖機係改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC則至到 達至反應平衡溫度TB為止加以持續進行，而改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC則至到達至反應平衡溫度TB時，移行至通常運轉。對於圖8A係在以實線GL，GU，GS所圍繞的陰影範圍而加以顯示進行此2次暖機的熱、氫生成裝置1之運轉範圍GG。然而，在圖8A中，縱軸係顯示使其反應之空氣與燃料的O2/C莫耳比，而橫軸係顯示改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC。
如參照圖4同時加以說明地，當使其反應之空氣與燃料的O2/C莫耳比則成為較0.5為小時，產生填縫。在圖8A之實線GL係顯示對於填縫的生成而言之O2/C莫耳比的境界，在O2/C莫耳比則較此境界GL為小的範圍中，未生成填縫。然而，當改質用觸媒4之溫度變低時，即使O2/C莫耳比變大，即，空氣燃料比之富有程度即使降低，亦未有碳C被氧化之情況而成為呈附著於改質用觸媒之基體的細孔內，而生成填縫。隨之，如圖8A所示地，生成填縫之O2/C莫耳比的境界GL係改質用觸媒4之溫度則變越低而變越高。隨之，為了迴避填縫之生成，部分氧化改質反應係即，熱、氫生成裝置1之2次暖機及通常運轉係在此O2/C莫耳比之境界GL上，或境界GL之上側而加以進行。
另一方面，在圖8A中，實線GU係顯示在熱、氫生成裝置1之2次暖機時，為了作為呈改質用觸媒4之溫度未超過容許觸媒溫度TX之O2/C莫耳比之上限保護值，而實線GS係顯示在熱、氫生成裝置1之2次暖機時，為了作為呈改質用觸媒4之溫度未超過容許觸媒溫度TX之改質 用觸媒4之下流側端面的溫度TC之上限保護值。加以開始2次暖機之後，O2/C莫耳比則作為0.5，而改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC則到達為O2/C莫耳比=0.5時之反應平衡溫度TB時，移行至通常運轉，在將改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC維持為反應平衡溫度TB之狀態，持續生成氫。
圖8B係顯示至移行至通常運轉為止之2次暖機控制之一例。在圖8B所示的例中，如以箭頭所示，當改質用觸媒4之下流側端面的溫度成為700℃時，為了促進改質用觸媒4之2次暖機，依據O2/C莫耳比=0.56而加以開始部分氧化改質反應，接著，改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC則至成為830℃為止，依據O2/C莫耳比=0.56而加以持續進行部分氧化改質反應。接著，當改質用觸媒4之下流側端面的溫度成為830℃時，O2/C莫耳比係至成為O2/C莫耳比=0.5為止使其減少。接著，當成為O2/C莫耳比=0.5時，在改質用觸媒4之改質反應則成為平衡狀態。接著，O2/C莫耳比係加以維持為0.5，移行至通常運轉。
然後，對於如此，在改質用觸媒4之改質反應則成為平衡狀態時，與燃料反應之空氣的溫度TA高時，如參照圖6同時所說明地，反應平衡溫度TB則變高。其結果，改質用觸媒4之溫度則成為較容許觸媒溫度TX為高之故，而改質用觸媒4則成為產生熱劣化者。因此，在本發明之實施例中，對於O2/C莫耳比維持為0.5而在改質用觸媒4之改質反應則成為平衡狀態時，停止從高溫空氣流通 路徑13至噴燃燃燒室3內之高溫的空氣供給，而從低溫空氣流通路徑14加以供給低溫空氣於噴燃燃燒室3內。此時，改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC係加以維持為830℃，隨之，改質用觸媒4之溫度係加以維持為容許觸媒溫度TX以下。隨之，可迴避在改質用觸媒4之熱劣化同時，經由部分氧化改質反應而生成氫者。
然而，對於在圖8A及8B所示之運轉範圍GG內中進行2次暖機時，因在改質用觸媒4之改質反應則未成為平衡狀態之故，空氣溫TA即使為高，如圖6所示，未有改質用觸媒4之溫度上升的理由。但，此2次暖機係因在改質用觸媒4之溫度為高之狀態而加以進行之故，而有在任何的原因下，改質用觸媒4之溫度則成為較容許觸媒溫度TX為高之危險性。因此，在本發明之實施例中，改質用觸媒4之溫度則呈未成為較容許觸媒溫度TX為高地，與加以開始2次暖機之同時，停止從高溫空氣流通路徑13至噴燃燃燒室3內之高溫的空氣供給，而從低溫空氣流通路徑14加以供給低溫空氣於噴燃燃燒室3內。即，如圖7所示地，使供給空氣溫下降。之後，至通常運轉結束為止，從低溫空氣流通路徑14持續加以供給低溫空氣於噴燃燃燒室3內。
如前述，對於與燃料反應之空氣的溫度TA為25℃時，O2/C莫耳比=0.5時之反應平衡溫度TB係成為830℃。隨之，一般來說時，對於與燃料反應之空氣的溫度為TA℃時，O2/C莫耳比=0.5時之平衡反應溫度TB係成為(TA+805℃)。隨之，在本發明之實施例中，對於與燃 料反應之空氣的溫度為TA之情況，對於加以開始2次暖機時，係改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC則至成為(TA+805℃)為止，依據O2/C莫耳比=0.56而持續進行部分氧化改質反應，接著，改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC則成為(TA+805℃)時，O2/C莫耳比係至成為O2/C莫耳比=0.5為止使其減少。接著，成為O2/C莫耳比=0.5時，O2/C莫耳比係加以維持為0.5。
然而，與上述的燃料反應之空氣的溫度TA係指：使用於算出如圖3所示之平衡反應溫度TB時之空氣的溫度，而未受到在噴燃燃燒室3內之噴燃燃燒的反應熱之影響之空氣的溫度。例如，自空氣供給口11所供給之空氣，或者，空氣室10內之空氣係受到噴燃燃燒的反應熱之影響，吸收噴燃燃燒的反應熱能量而進行溫度上升。隨之，此等空氣的溫度係顯示既已位在反應過程之空氣的溫度，隨之，並非為算出平衡反應溫度TB時之空氣的溫度。
但必須算出平衡反應溫度TB之情況係進行部分氧化改質反應時，即自低溫空氣流通路徑14加以供給低溫的空氣至噴燃燃燒室3內時。因此，在本發明之實施例中，為了檢出未受到在噴燃燃燒室3內之噴燃燃燒的反應熱之影響之空氣的溫度，如圖1所示，將溫度感測器24，配置於位置在斷熱材6外部之低溫空氣流通路徑14，將經由此溫度感測器24所檢出之溫度，作為算出平衡反應溫度TB時之空氣的溫度TA所使用。
另一方面，當加以發出停止指令時，如圖7所示，加以停止燃料的供給。此時，當停止空氣的供給時，有著經由殘存於熱、氫生成裝置1內之燃料而改質用觸媒4則產生填縫之危險性。因此，在本發明之實施例中，為了燃燒除去殘存於熱、氫生成裝置1內之燃料，如圖7所示，在發出停止指令之後一段時間，持續加以供給空氣。
如此，在本發明之實施例中，改質用觸媒4之溫度則呈未成為較容許觸媒溫度TX為高地，與2次暖機開始之同時，停止從高溫空氣流通路徑13至噴燃燃燒室3內之高溫的空氣供給，而從低溫空氣流通路徑14加以供給低溫空氣於噴燃燃燒室3內。當換個說法時，此時，送入空氣至噴燃燃燒室3內之空氣流通路徑則自送入高溫空氣之高溫空氣流通路徑，切換為送入低溫空氣之低溫空氣流通路徑。如此，呈可將送入空氣至噴燃燃燒室3內之空氣流通路徑，在高溫空氣流通路徑與低溫空氣流通路徑之間切換地，在本發明之實施例中，加以設置高溫空氣閥16與低溫空氣閥17所成之切換裝置。此情況，在本發明之實施例中，自空氣清淨器18，藉由高溫空氣流通路徑13而至空氣供給口11之空氣流通路徑則相當於高溫空氣流通路徑，而自空氣清淨器18，藉由低溫空氣流通路徑14而至空氣供給口11之空氣流通路徑則相當於低溫空氣流通路徑。
接著，對於圖9至圖11所示之熱，氫生成控制程序加以說明。此熱，氫生成控制程序係在圖1所示之各種指令產生部39中，當發出熱，氫生成控制開始指令時加 以執行。此情況，例如，此熱，氫生成控制開始指令係在開啟熱、氫生成裝置1的啟動開關時加以發出。另外，對於熱、氫生成裝置1則為了暖機車輛的排氣淨化用觸媒而加以使用之情況，此熱，氫生成控制開始指令係在開啟點火開關時加以發出。
當執行熱，氫生成控制程序時，首先，在圖9的步驟100中，依據溫度感測器22之輸出信號，加以判別改質用觸媒4之上流側端面的溫度TD則是否為可在改質用觸媒4之上流側端面上進行氧化反應之溫度，例如，300℃以上。對於改質用觸媒4之上流側端面的溫度TD為300℃以下之情況，係進入至步驟101，將火星塞19加以開啟。接著，在步驟102中，加以判別是否在開啟火星塞19之後經過一定時間，對於經過一定時間時，進入至步驟103。
在步驟103中，使空氣泵15作動，藉由高溫空氣流通路徑13，加以供給空氣至噴燃燃燒室3。然而，在加以停止熱、氫生成裝置1之作動時，將高溫空氣閥16加以開閥之同時，將低溫空氣閥17加以閉閥，隨之，對於使熱、氫生成裝置1作動時，藉由高溫空氣流通路徑13，加以供給空氣至噴燃燃燒室3。接著，在步驟104中，自火星塞19之阻抗值，加以算出火星塞19之溫度TG。接著，在步驟105中，加以判別火星塞19之溫度TG是否超過700℃。對於判別火星塞19之溫度TG未超過700℃時，返回至步驟103。對此，對於判別火星塞19之溫度TG超過700℃時，係加以判斷可進行著火，進入至步驟106。
在步驟106中，自噴燃器7加以噴射燃料至噴燃燃燒室3，接著，在步驟107中，係依據溫度感測器22之輸出信號，加以檢出改質用觸媒4之上流側端面的溫度TD。接著，在步驟108中，自溫度感測器22之輸出信號，加以判別燃料是否著火。當燃料著火時，改質用觸媒4之上流側端面的溫度TD則瞬間上升，隨之，成為可自溫度感測器22之輸出信號，判別燃料是否著火者。在步驟108中，對於在判別為燃料未著火時，返回至步驟106，在步驟108中，對於判別為燃料著火時，係進入至步驟109，火星塞19則加以關閉。接著，前進至圖10之步驟110。然而，當燃料加以著火時，改質用觸媒4之上流側端面的溫度TD係即刻在改質用觸媒4之上流側端面上中可進行氧化反應的溫度，例如，成為300℃以上。另一方面，在步驟100中，對於改質用觸媒4之上流側端面的溫度TD則加以判別為300℃以上時，亦進入至步驟110。
在步驟110及步驟111中，進行1次暖機。即，O2/C莫耳比則呈成為3.0地，在步驟110中，加以控制空氣泵15之吐出量，而在步驟111中，加以控制來自噴燃器7之燃料噴射量。然而，在本發明之實施例中，對於進行此1次暖機時，如圖7所示，階段性地加以增大空氣供給量及燃料噴射量。接著，在步驟112中，係依據溫度感測器23的輸出信號，判別改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC是否超過700℃。對於判別改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC未超過700℃時，係返回至步驟110，持續進行1次暖 機。對此，對於判別改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC超過700℃時，係進入至步驟113，加以開始部分氧化改質反應。即，加以開始2次暖機。
當開始部分氧化改質反應時，即，加以開始2次暖機時，在步驟113中，將低溫空氣閥17加以開閥，而將高溫空氣閥16加以閉閥。隨之，對於此時，空氣係藉由低溫空氣流通路徑14而加以供給至噴燃噴燃室3。接著，在步驟115中，加以取得輸出熱量(kW)的要求值。例如，熱、氫生成裝置1則對於為了暖機車輛的排氣淨化用觸媒所使用之情況，此輸出熱量的要求值係為了使排氣淨化用觸媒，上升至活性化溫度而作為必要之熱量。接著，在步驟116中，對於使此輸出熱量(kW)的要求輸出熱量產生情況，加以算出必要之燃料噴射量。
接著，在步驟117中，依據在步驟116中所算出之噴射量而加以噴射燃料，O2/C莫耳比則呈成為0.56地加以控制空氣泵15之吐出量。此時，進行部分氧化改質反應，加以生成氫。接著，在步驟118中，加以判別改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC則是否到達至經由溫度感測器24所檢出之空氣溫TA與805℃的和(TA+805℃)。如前述，此溫度(TA+805℃)係顯示、空気溫為TA℃時，依據O2/C莫耳比=0.5而進行部分氧化改質反應時之反應平衡溫度TB。隨之，在步驟118中，改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC則成為判別是否到達至反應平衡溫度(TA+805℃)者。
對於改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC則判別為未到達至反應平衡溫度(TA+805℃)時，返回至步驟117，而O2/C莫耳比則呈成為0.56地加以持續控制空氣泵15之吐出量。對此，在步驟118中，對於改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC則判別為到達至反應平衡溫度(TA+805℃)時，進入至步驟119，在一定地維持空氣泵15之吐出量的狀態，將燃料噴射量徐緩地加以增加。其結果，O2/C莫耳比則徐緩地減少。接著，在步驟120中，判別O2/C莫耳比是否成為0.5。對於判別O2/C莫耳比未成為0.5時，返回至步驟119。對此，在步驟120中，對於O2/C莫耳比則判別為成為0.5時，係加以判斷2次暖機結束。對於加以判斷2次暖機結束時，進入至圖11之步驟121，進行通常運轉。
在本發明之實施例中，作為通常運轉時之運轉模式，可選擇熱，氫生成運轉模式與熱生成運轉模式之兩個的運轉模式。熱，氫生成運轉模式係依據O2/C莫耳比=0.5而進行部分氧化改質反應之運轉模式，而在熱，氫生成運轉模式中加以生成熱及氫。另一方面，熱生成運轉模式係例如，依據O2/C莫耳比=2.6而進行完全氧化反應的運轉模式，而在熱生成運轉模式中，未加以生成氫，而僅生成熱。此等熱，氫生成運轉模式與熱生成運轉模式係因應必要，選擇性地加以使用。
然後，再次返回圖11時，在步驟121中，加以判別是否為熱，氫生成運轉模式。在步驟121中，對於判 別為熱，氫生成運轉模式時，前進至步驟122，而依據O2/C莫耳比=0.5而加以進行部分氧化改質反應。此時係加以生成熱及氫。接著，進入至步驟124。另一方面，在步驟121中，對於判別為並非熱，氫生成運轉模式時，即對於判別為熱生成運轉模式時，前進至步驟123，而依據O2/C莫耳比=2.6而加以進行完全氧化反應。對於此時係僅生成熱。接著，進入至步驟124。
在步驟124中，加以判別是否發出欲停止熱、氫生成裝置1之運轉的指令。欲停止熱、氫生成裝置1之運轉的指令係在圖1所示之各種指令產生部39所發出。對於未發出欲停止熱、氫生成裝置1之運轉的指令時，係返回止步驟121。對此，在步驟124中，對於判別為發出欲停止熱、氫生成裝置1之運轉的指令時，進入至步驟125，加以停止自噴燃器7的燃料噴射。接著，在步驟126中，為了以空氣置換所殘存的燃料，自空氣泵15加以供給少量的空氣。接著，在步驟127中，加以判別是否經過一定時間。對於判別為未經過一定時間時，返回至步驟126。
對此，在步驟127中，對於判別為經過一定時間時，進入至步驟128，加以停止空氣泵15之作動，加以停止對於噴燃燃燒室3內之空氣的供給。接著，在步驟129中，將低溫空氣閥17加以閉閥，而將高溫空氣閥16加以開閥。接著，在使熱、氫生成裝置1之作動停止期間，持續將低溫空氣閥17加以閉閥，而繼續將高溫空氣閥16加以開閥。
接著，參照圖12同時，對於觸媒溫度之上升限制控制程序加以說明。此程序係經由每一定時間的插入而加以執行。
當參照圖12時，首先，在步驟200中，加以讀入經由溫度感測器23所檢出之改質用觸媒4的下流側端面的溫度TC。接著，在步驟201中，加以判別改質用觸媒4的下流側端面之溫度TC是否超過容許觸媒溫度TX。對於判別為改質用觸媒4之下流側端面的溫度TC則未超過容許觸媒溫度TX時，係完成處理周期。
對此，對於在步驟201中，判定為改質用觸媒4之下流側端面溫度TC則超過容許觸媒溫度TX時，係進入至步驟202，將低溫空氣閥17加以開閥，接著，在步驟203中，將高溫空氣閥16加以閉閥。接著，結束處理週期。即，在熱、氫生成裝置1之運轉中，對於改質用觸媒4之下流側端面溫度TC則超過容許觸媒溫度TX時，係送入空氣至噴燃燃燒室3內之空氣流通路徑則自送入高溫空氣之高溫空氣流通路徑，切換為送入低溫空氣之低溫空氣流通路徑，使供給至噴燃燃燒室3內之噴燃燃料用空氣的溫度降低。
然後，如前述，對於1次暖機時，自噴燃器7加以供給至噴燃燃燒室3內之燃料，和自噴燃器7加以供給至噴燃燃燒室3內之空氣則依據稀混氣比而使其噴燃燃燒。接著，自1次暖機移行至2次暖機時，即刻，停止自高溫空氣流通路徑13對於噴燃燃燒室3內之高溫空氣的供 給，而自低溫空氣流通路徑14加以供給低溫的空氣至噴燃燃燒室3內。當換個說法時，自1次暖機移行至2次暖機時，即刻，自噴燃器7送入空氣至噴燃燃燒室3內之空氣流通路徑則自送入高溫空氣之高溫空氣流通路徑，切換為送入低溫空氣之低溫空氣流通路徑。
即，在自1次暖機移行至2次暖機時，持續自高溫空氣流通路徑13供給高溫空氣至噴燃燃燒室3內時，均預測為改質用觸媒4之溫度則超過容許觸媒溫度TX。隨之，在本發明之實施例中，如圖7所示，對於在自1次暖機移行至2次暖機時，即預測為改質用觸媒4之溫度則超過容許觸媒溫度TX時，送入空氣至噴燃燃燒室3內之空氣流通路徑則自送入高溫空氣之高溫空氣流通路徑，切換為送入低溫空氣之低溫空氣流通路徑，使供給至噴燃燃燒室3內之噴燃燃燒空氣的溫度降低。
另一方面，在本發明之實施例中，呈在圖12所示之觸媒溫度之上升限制控制程序中加以執行地，在熱、氫生成裝置1之運轉中，對於改質用觸媒4之下流側端面溫度TC則實際上超過容許觸媒溫度TX時，係自噴燃器7送入空氣至噴燃燃燒室3內之空氣流通路徑則自送入高溫空氣之高溫空氣流通路徑，切換為送入低溫空氣之低溫空氣流通路徑，使自噴燃器7供給至噴燃燃燒室3內之空氣的溫度降低。隨之，加以抑制改質用觸媒4之溫度過度上升情況，隨之，加以抑制改質用觸媒4之熱劣化。
即，在本發明中，具備有：噴燃燃燒室3，和 為了進行噴燃燃燒而加以配置於噴燃燃燒室3內之噴燃器7，和可控制自噴燃器7加以供給至噴燃燃燒室3內之燃料供給量之燃料供給裝置，和可控制自噴燃器7加以供給至噴燃燃燒室3內之空氣溫度及供給量之空氣供給裝置，和為了使燃料著火之著火裝置19，和加以送入噴燃燃燒氣體之改質用觸媒4，和電子控制單元30，而空氣供給裝置則具備：為了將自噴燃器7加以供給至噴燃燃燒室3內之空氣，經由噴燃燃燒氣體而加熱之熱交換部13a，而在作為呈經由進行噴燃燃燒而生成熱及氫之熱、氫生成裝置1中，預先加以設定可迴避改質用觸媒4之熱劣化之容許觸媒溫度TX，而電子控制單元30係對於控制空氣供給裝置，加以進行噴燃燃燒時，預測改質用觸媒4之溫度則超過容許觸媒溫度TX時，或改質用觸媒4之溫度則超越容許觸媒溫度TX時，係為了將改質用觸媒4之溫度維持在容許觸媒溫度TX以下，而使自噴燃器7供給至噴燃燃燒室3內之空氣的溫度降低。
此情況，在本發明之實施例中，電子控制單元30係停止對於在熱交換部13a所加熱之空氣之噴燃燃燒室3內的供給，經由將較在熱交換部13a所加熱的空氣，溫度低之空氣，自噴燃器7供給至噴燃燃燒室3內之時，使自噴燃器7加以供給至噴燃燃燒室3內之空氣的溫度降低。再作稍微具體而言，在本發明之實施例中，具備：將自噴燃器7送入空氣至噴燃燃燒室3內之空氣流通路徑，在送入在熱交換部13a所加熱之空氣之高溫空氣流通路徑，和送入 較在熱交換部13a所加熱之空氣，溫度為低之低溫空氣流通路徑之間進行切換的切換裝置，而電子控制單元30係對於使自噴燃器7加以供給至噴燃燃燒室3內之空氣溫度降低時，係將自噴燃器7送入空氣至噴燃燃燒室3內之空氣流通路徑，自高溫空氣流通路徑切換為低溫空氣流通路徑。
但對於抑制改質用觸媒4之熱劣化，如僅設置為了自噴燃器7送入溫度低之空氣至噴燃燃燒室3內之低溫空氣流通路徑而足夠。但對於將改質用觸媒4進行1次暖機時，為了促進改質用觸媒4之暖機，而將高溫空氣，自噴燃器7供給至噴燃燃燒室3內者為佳。隨之，在本發明之實施例中，為了將在熱交換部13a所加熱之空氣，自噴燃器7送入至噴燃燃燒室3內而加以設置高溫空氣流通路徑。
另一方面，在本發明之實施例中，在加以開始熱、氫生成裝置1之運轉時，電子控制單元30係使經由依據稀混氣比而進行噴燃燃燒而使改質用觸媒4之溫度上升的1次暖機進行，接著，使經由依據濃混氣比而進行噴燃燃燒而使改質用觸媒4之溫度上升，且在改質用觸媒4中生成氫之2次暖機進行。然而，此情況，電子控制單元30係在自1次暖機切換為2次暖機時，預測為改質用觸媒4之溫度則高過容許觸媒溫度TX，經由此，使自噴燃器7加以供給至噴燃燃燒室3內之噴燃燃燒用空氣的溫度降低。
另外，在本發明之實施例中，對於1次暖機時，係使其反應之空氣與燃料的O2/C莫耳比則自2.0作為4.0，而對於2次暖機時，係使其反應之空氣與燃料的O2/C 莫耳比則自0.5作為0.56。另外，在本發明之實施例中，電子控制單元30係在進行1次暖機時，預先定改質用觸媒之溫度的溫度，例如，在超過700℃時，加以切換為2次暖機。
另一方面，在1次暖機時中，當自熱交換部13a流出之空氣的溫度變高時，改質用觸媒4之溫度則有超過容許觸媒溫度TX之危險性。隨之，在進行1次暖機時，對於自熱交換部13a流出之空氣的溫度則超過預先訂定溫度時，亦可構成呈自1次暖機切換為2次暖機者。對於此情況，將為了檢出自熱交換部13a流出之空氣的溫度之溫度感測器，設置於自熱交換部13a之空氣流出口，在電子控制單元30中，判別經由此溫度感測器所檢出之空氣溫度，是否超過預先訂定之溫度，而在判別為經由此溫度感測器所檢出之空氣溫度，超過預先訂定之溫度時，自1次暖機切換為2次暖機。
另一方面，在進行熱、氫生成裝置1之通常運轉時，有著要求僅生成經由熱、氫生成裝置1的熱之情況，和生成經由熱、氫生成裝置1的熱及氫的情況。隨之，在本發明之實施例中，如圖11之步驟121至123所示地，經由電子控制單元30，將熱、氫生成裝置1之運轉模式，切換成經由依據稀混氣比而進行完全氧化反應而生成熱之熱生成運轉模式，和經由依據濃混氣比而進行部分氧化改質反應而生成熱及氫之熱，氫生成運轉模式之任一。
1‧‧‧熱、氫生成裝置
2‧‧‧殼體
3‧‧‧噴燃燃燒室
4‧‧‧改質用觸媒
4a‧‧‧氧化部
4b‧‧‧改質部
5‧‧‧氣體流出室
6‧‧‧斷熱材
7‧‧‧噴燃器
8‧‧‧燃料噴射閥
9‧‧‧燃料噴射口
10‧‧‧空氣室
11‧‧‧空氣供給口
12‧‧‧燃料槽
13‧‧‧高溫空氣流通路徑
13a‧‧‧熱交換部
14‧‧‧低溫空氣流通路徑
15‧‧‧空氣泵
16‧‧‧高溫空氣閥
17‧‧‧低溫空氣閥
18‧‧‧空氣清淨器
19‧‧‧火星塞
20‧‧‧開關
21‧‧‧電源
22、23、24‧‧‧溫度感測器
25‧‧‧氣體流出口
30‧‧‧電子控制單元
31‧‧‧雙方向性匯流排
32‧‧‧ROM(唯讀記憶體)
33‧‧‧RAM(隨機存取記憶體)
34‧‧‧CPU(微處理器)
35‧‧‧輸入埠
36‧‧‧輸出埠
37‧‧‧AD變換器
38‧‧‧驅動電路
39‧‧‧指令產生部
40‧‧‧泵驅動電路

Claims (10)

  1. 一種熱、氫生成裝置，其特徵為具備有：噴燃燃燒室，和為了進行噴燃燃燒而加以配置於噴燃燃燒室內之噴燃器，和可控制自噴燃器加以供給至噴燃燃燒室內之燃料供給量之燃料供給裝置，和可控制自噴燃器加以供給至噴燃燃燒室內之空氣溫度及供給量之空氣供給裝置，和為了使燃料著火之著火裝置，和加以送入噴燃燃燒氣體之改質用觸媒，和電子控制單元，而該空氣供給裝置則具備：為了將自噴燃器加以供給至噴燃燃燒室內之空氣，經由噴燃燃燒氣體而加熱之熱交換部，而在作為呈經由進行噴燃燃燒而生成熱及氫之熱、氫生成裝置中，預先加以設定可迴避該改質用觸媒之熱劣化之容許觸媒溫度，而該電子控制單元係對於控制該空氣供給裝置，加以進行噴燃燃燒時，對於改質用觸媒之溫度超過該容許觸媒溫度時，或預測該改質用觸媒之溫度超越容許觸媒溫度時，係為了將改質用觸媒之溫度維持在該容許觸媒溫度以下，而使自該噴燃器供給至噴燃燃燒室內之空氣的溫度降低。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之熱、氫生成裝置，其中，該電子控制單元係停止在該熱交換部所加熱之空氣的對噴燃燃燒室內的供給，經由將溫度較在該熱交換部所加熱的空氣低之空氣，自該噴燃器供給至該噴燃燃燒室內，使自該噴燃器供給至該噴燃燃燒室內之空氣的溫度降低 者。
  3. 如申請專利範圍第2項記載之熱、氫生成裝置，其中，在自該噴燃器送入空氣至該噴燃燃燒室內之空氣流通路徑具備切換裝置，該切換裝置係在送入在該熱交換部所加熱之空氣之高溫空氣流通路徑，和送入溫度較在該熱交換部所加熱之空氣低之空氣之低溫空氣流通路徑之間進行切換，而該電子控制單元係對於使供給至該噴燃燃燒室內之空氣溫度降低時，將自該噴燃器送入空氣至該噴燃燃燒室內的空氣流通路徑，自該高溫空氣流通路徑，切換為該低溫空氣流通路徑者。
  4. 如申請專利範圍第1項記載之熱、氫生成裝置，其中，在加以開始熱、氫生成裝置(1)之運轉時，該電子控制單元係使經由依據稀混氣比而進行噴燃燃燒而使改質用觸媒之溫度上升的1次暖機進行，接著，使經由依據濃混氣比而進行噴燃燃燒而使改質用觸媒之溫度上升，且在改質用觸媒中生成氫之2次暖機進行。
  5. 如申請專利範圍第4項記載之熱、氫生成裝置，其中，該電子控制單元係自1次暖機切換為2次暖機時，預測為改質用觸媒之溫度超過該容許觸媒溫度，經由此，使自該噴燃器加以供給至該噴燃燃燒室內之空氣的溫度降低者。
  6. 如申請專利範圍第4項記載之熱、氫生成裝置，其中，於該1次暖機時，使其反應之空氣與燃料的O2/C莫耳比為2.0至4.0者。
  7. 如申請專利範圍第4項記載之熱、氫生成裝置，其中，於該2次暖機時，使其反應之空氣與燃料的O2/C莫耳比為0.5至0.56者。
  8. 如申請專利範圍第4項記載之熱、氫生成裝置，其中，該電子控制單元係在進行該1次暖機時，在超過預先訂定該改質用觸媒之溫度的溫度時，切換為該2次暖機者。
  9. 如申請專利範圍第4項記載之熱、氫生成裝置，其中，該電子控制單元係在進行該1次暖機時，在超過預先訂定自該熱交換部流出之空氣溫度之溫度時，切換為該2次暖機者。
  10. 如申請專利範圍第1項記載之熱、氫生成裝置，其中，該電子控制單元係將熱、氫生成裝置之運轉模式，切換為經由依據稀混氣比而進行完全氧化反應而生成熱的熱生成運轉模式，和經由依據濃混氣比而進行部分氧化改質反應而生成熱及氫之熱、氫生成運轉模式之任一者。
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