JP2003095611A - Method for starting hydrogen producing apparatus - Google Patents
Method for starting hydrogen producing apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の原料を改質
して水素リッチなガスを生成する水素生成装置に関し、
詳しくはこのような水素生成装置の起動方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hydrogen generator for reforming a predetermined raw material to generate a hydrogen-rich gas,
Specifically, it relates to a method for starting such a hydrogen generator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、水素と酸素の電気化学反応によっ
て発電する燃料電池がエネルギ源として注目されてい
る。燃料電池は、水素と酸素との電気化学反応によって
起電力を得る。燃料電池に供給される水素は、例えば、
炭化水素系などの原料を改質して生成される。2. Description of the Related Art In recent years, fuel cells, which generate electricity by an electrochemical reaction of hydrogen and oxygen, have attracted attention as an energy source. Fuel cells obtain an electromotive force by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. Hydrogen supplied to the fuel cell is, for example,
It is produced by reforming a hydrocarbon-based material.
【０００３】原料の改質には、水蒸気改質および部分酸
化反応が用いられることが多い。水蒸気改質とは原料と
水蒸気から水素を生成する吸熱反応である。部分酸化反
応とは原料と酸素から水素を生成する発熱反応である。
改質器には、これらの反応に適した触媒が担持されてい
る。改質器での熱的均衡を保ちながら反応を進めるた
め、吸熱反応である水蒸気改質と発熱反応である部分酸
化反応を併用するオートサーマル方式が採られる場合も
ある。また、起動時には、部分酸化反応による発熱を利
用して暖機を促進するため、改質器に供給される酸素量
を増やしたり、部分酸化反応よりも発熱量の多い完全酸
化反応を生じさせたりする場合もある。Steam reforming and partial oxidation reactions are often used for reforming raw materials. Steam reforming is an endothermic reaction that produces hydrogen from a raw material and steam. The partial oxidation reaction is an exothermic reaction that produces hydrogen from a raw material and oxygen.
The reformer carries a catalyst suitable for these reactions. In order to promote the reaction while maintaining the thermal balance in the reformer, an autothermal system may be adopted in which steam reforming, which is an endothermic reaction, and partial oxidation reaction, which is an exothermic reaction, are used together. In addition, at startup, the heat generated by the partial oxidation reaction is used to accelerate warm-up, so the amount of oxygen supplied to the reformer is increased, or the complete oxidation reaction, which has a higher calorific value than the partial oxidation reaction, occurs. In some cases.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このように酸
化反応を行う改質器では、比較的高温の状態で再起動を
行うと、数秒の間に温度が急上昇し、目標の運転温度を
オーバーシュートする現象が生じることがあった。かか
るオーバーシュートは、触媒の劣化の原因となってい
た。However, in the reformer which carries out the oxidation reaction in this way, when restarting at a relatively high temperature, the temperature rises rapidly within a few seconds, and the target operating temperature is exceeded. The phenomenon of shooting sometimes occurred. Such overshoot has caused deterioration of the catalyst.
【０００５】本発明は、上述した従来の課題を解決する
ためになされたものであり、酸化反応を伴う改質器にお
いて、起動時のオーバーシュートを抑制する技術を提供
することを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a technique for suppressing overshoot at the time of startup in a reformer involving an oxidation reaction.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の水素生成装置は、改質部、供給部、制御部とを備
える。改質部は、原料を改質して水素リッチなガスを生
成する。原料としては、ガソリンなどの液体炭化水素、
メタノールなどのアルコール、アルデヒド類、または天
然ガスなど、改質反応によって水素を生成可能な種々の
炭化水素系燃料を適用することができる。供給部は、改
質部に原料および酸素を供給する。これにより原料は部
分酸化または完全酸化される。供給部は、併せて水蒸気
を供給するものとしてもよい。制御部は、原料および酸
素等の改質部への供給を制御する。制御方法は、以下に
示す種々の態様を採りうる。Means for Solving the Problem and Its Action / Effect The hydrogen generator of the present invention comprises a reforming section, a supply section, and a control section. The reforming unit reforms the raw material to generate a hydrogen-rich gas. As raw materials, liquid hydrocarbons such as gasoline,
Various hydrocarbon-based fuels capable of generating hydrogen by a reforming reaction, such as alcohols such as methanol, aldehydes, or natural gas can be applied. The supply unit supplies the raw material and oxygen to the reforming unit. As a result, the raw material is partially or completely oxidized. The supply unit may also supply steam together. The control unit controls the supply of raw materials and oxygen to the reforming unit. The control method can take various aspects shown below.
【０００７】第１の態様として、制御部は、水素生成装
置の起動時には、供給される酸素量を定常運転時よりも
抑制する。こうすることにより、起動時に生じる酸化反
応による発熱を抑制することができ、改質部の昇温を抑
制することができる。かかる制御態様は、水蒸気改質を
伴うか否かに関わらず起動時に酸化反応を行う改質部全
般に適用することができる。また、起動時には完全酸化
反応によって暖機を行い、所定期間経過後に部分酸化反
応および水蒸気反応などに運転を切り換えるタイプの改
質部に適用するものとしてもよい。As a first aspect, the control unit suppresses the amount of oxygen supplied at the time of starting the hydrogen generator compared to that at the time of steady operation. By doing so, it is possible to suppress the heat generation due to the oxidation reaction that occurs at the time of startup, and it is possible to suppress the temperature rise in the reforming section. Such a control mode can be applied to all reforming sections that perform an oxidation reaction at startup regardless of whether steam reforming is involved. Further, it may be applied to a reforming section of a type in which warm-up is performed by a complete oxidation reaction at the time of start-up and operation is switched to a partial oxidation reaction and a steam reaction after a lapse of a predetermined period.
【０００８】第１の態様において、起動時における酸素
量は、種々の方法で決定可能である。例えば、改質部の
温度に応じて酸素の供給量を決定することができる。こ
の場合、起動開始時点での改質部の温度のみを用いるも
のとしても良いし、改質部の温度を継続的に監視するも
のとしてもよい。こうすることにより、酸化反応による
暖機を促進するという要求と、改質部の異常昇温を抑制
するという要求の両立を図るよう酸素量を制御すること
が可能となる。In the first aspect, the oxygen amount at startup can be determined by various methods. For example, the supply amount of oxygen can be determined according to the temperature of the reforming section. In this case, only the temperature of the reforming section at the start of starting may be used, or the temperature of the reforming section may be continuously monitored. By doing so, it becomes possible to control the oxygen amount so as to satisfy both the demand for promoting warm-up by the oxidation reaction and the demand for suppressing abnormal temperature rise in the reforming section.
【０００９】第１の態様においては、酸素と同時に原料
の供給を開始するものとしてもよいが、酸素の供給を所
定期間行った後に原料の供給を開始することがより好ま
しい。改質部の再起動時における異常昇温の原因の一つ
として、運転停止時に改質部内に析出した炭素が、再起
動時に酸素と反応して短時間に多量の熱を生じることが
挙げられる。起動当初に少量の酸素のみを供給すれば、
この期間で析出した炭素を徐々に燃焼させることができ
る。従って、析出炭素の燃焼を抑制可能な状態で原料の
供給を開始することができ、発熱量を抑制することがで
きる。かかる観点から、原料の供給を開始するタイミン
グは、改質部の温度に応じて決定することができる。In the first aspect, the supply of the raw material may be started simultaneously with the oxygen, but it is more preferable to start the supply of the raw material after the oxygen is supplied for a predetermined period. One of the causes of abnormal temperature rise at the time of restarting the reforming section is that carbon deposited in the reforming section at the time of operation stop reacts with oxygen to generate a large amount of heat in a short time. . If only a small amount of oxygen is supplied at the beginning of startup,
The carbon deposited during this period can be gradually burned. Therefore, the supply of the raw material can be started in a state where the combustion of the deposited carbon can be suppressed, and the calorific value can be suppressed. From this point of view, the timing of starting the supply of the raw material can be determined according to the temperature of the reforming section.
【００１０】このように、酸素よりも遅らせて原料の供
給を開始する制御においては、併せて水蒸気を供給する
ものとしてもよい。水蒸気は、酸素または原料と同時に
供給開始してもよいし、酸素、水蒸気、原料の順に供給
を開始しても良い。As described above, in the control of starting the supply of the raw material after the oxygen is delayed, the steam may be supplied together. The supply of steam may be started at the same time as oxygen or the raw material, or the supply of oxygen, steam, and the raw material may be started in this order.
【００１１】第２の態様として、制御部は、水素生成装
置の起動当初は、水蒸気のみの供給、または酸素および
原料のいずれか一方と水蒸気の供給を行うものとするこ
とができる。このように水蒸気を最初に供給することに
より、改質部内に昇温を抑制する雰囲気を形成すること
ができる。改質部の再起動時における異常昇温の原因の
一つとして、供給される水蒸気、酸素、原料の分布が不
均一であることに起因して、触媒近傍で酸素濃度が高く
なり、水蒸気改質よりも部分酸化反応が優先的に生じる
ことが考えられる。第２の態様では、水蒸気を先に供給
することにより、触媒近傍での酸素濃度を抑制すること
ができ、異常昇温を抑制することができる。最初に水蒸
気のみを供給する場合には、その後、酸素と原料を同時
に供給開始してもよいし、順に供給開始してもよい。As a second aspect, the control unit may supply only steam or supply steam with either oxygen or a raw material when the hydrogen generator is started. By initially supplying steam in this manner, an atmosphere that suppresses temperature rise can be formed in the reforming section. One of the causes of abnormal temperature rise when restarting the reforming section is that the oxygen concentration becomes high near the catalyst due to the non-uniform distribution of the supplied steam, oxygen and raw materials, and It is considered that partial oxidation reaction occurs preferentially over quality. In the second aspect, by supplying water vapor first, the oxygen concentration near the catalyst can be suppressed, and abnormal temperature rise can be suppressed. When only water vapor is first supplied, then oxygen and the raw materials may be simultaneously started to be supplied, or sequentially supplied.
【００１２】第２の態様において、原料、水蒸気および
酸素の全ての供給が開始されるまでのタイミングは、例
えば、改質部の温度に応じて決定することができる。こ
うすることにより、異常昇温を回避しつつ、それぞれの
供給量を速やかに目標値に至らせることができる。In the second aspect, the timing until the supply of all the raw materials, steam and oxygen is started can be determined according to the temperature of the reforming section, for example. By doing so, it is possible to quickly bring each supply amount to the target value while avoiding abnormal temperature rise.
【００１３】第３の態様として、制御部は、水素生成装
置の起動時は、原料、水蒸気および酸素の供給開始前
に、所定の期間、少なくとも水蒸気と酸素とを含む混合
気の改質部への供給を禁止するものとすることができ
る。起動当初は、改質部に供給される水蒸気と酸素とが
不均一な分布となっている可能性が高く、これによって
触媒近傍の酸素濃度が高くなる可能性が高い。第３の態
様によれば、水蒸気と酸素の分布の均一性が高まってか
ら改質部への供給を開始することができるため、異常昇
温を抑制することができる。As a third aspect, the control unit, when the hydrogen generator is started up, goes to the reforming unit of the air-fuel mixture containing at least steam and oxygen for a predetermined period before starting the supply of the raw material, steam and oxygen. Can be prohibited. At the beginning of startup, there is a high possibility that the steam and oxygen supplied to the reforming section will have a non-uniform distribution, which will likely increase the oxygen concentration in the vicinity of the catalyst. According to the third aspect, since the supply to the reforming section can be started after the uniformity of the distribution of water vapor and oxygen is increased, it is possible to suppress the abnormal temperature rise.
【００１４】本発明の水素生成装置においては、改質部
が高温状態となるべき所定の条件が満たされる場合に、
第１〜第３の態様で説明した各制御を実行するものとし
てもよい。高温状態とは、定常運転と同等の条件で酸素
を供給することにより異常昇温を招く可能性のある温度
状態を意味する。所定の条件とは、例えば、改質部の温
度に基づいて判断したり、水素生成装置の運転停止から
再起動されるまでの経過時間に基づいて判断したりする
ことができる。In the hydrogen generator of the present invention, when the predetermined condition for the reforming section to reach a high temperature condition is satisfied,
Each control described in the first to third aspects may be executed. The high temperature state means a temperature state in which abnormal temperature rise may be caused by supplying oxygen under the same condition as in the steady operation. The predetermined condition can be determined based on, for example, the temperature of the reforming section or the elapsed time from the stop of the operation of the hydrogen generator to the restart thereof.
【００１５】本発明は、上述した水素生成装置に限ら
ず、種々の態様で構成することができる。例えば、水素
生成装置の起動を制御する起動制御方法として構成して
もよい。また、第１〜第３の制御態様は、適宜、組み合
わせたり、切り換えたりして適用してもよい。The present invention is not limited to the hydrogen generator described above, but can be constructed in various modes. For example, you may comprise as a starting control method which controls starting of a hydrogen generator. In addition, the first to third control modes may be appropriately combined or switched and applied.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基
づいて以下の順序で説明する。
Ａ．システム構成：
Ｂ．起動制御処理：
Ｃ．再起動制御（１）：
Ｄ．再起動制御（２）：
Ｅ．再起動制御（３）：
Ｆ．再起動制御（４）：
Ｇ．再起動制御（５）：
Ｈ．効果：BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples. A. System configuration: B. Startup control process: C. Restart Control (1): D. Restart control (2): E. Restart control (3): F. Restart control (4): G. Restart control (5): H. effect:
【００１７】Ａ．システム構成：図１は実施例としての
燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。燃料
電池システムは、燃料電池９０に供給される水素と酸素
の電気化学反応によって発電する。酸素には、ブロワ９
２によって供給される圧縮空気が利用される。水素は、
以下に示す水素生成装置により、原料の改質によって生
成される。原料としては、ガソリンなどの液体炭化水
素、メタノールなどのアルコール、アルデヒド類、また
は天然ガスなど、改質反応によって水素を生成可能な種
々の炭化水素系燃料を選択することができる。A. System Configuration: FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system as an embodiment. The fuel cell system generates electricity by the electrochemical reaction of hydrogen and oxygen supplied to the fuel cell 90. Blower 9 for oxygen
The compressed air supplied by 2 is used. Hydrogen is
It is produced by reforming the raw material by the hydrogen generator shown below. As the raw material, various hydrocarbon-based fuels capable of generating hydrogen by a reforming reaction such as liquid hydrocarbons such as gasoline, alcohols such as methanol, aldehydes, or natural gas can be selected.
【００１８】原料タンク２０に貯蔵された原料、および
水タンク３０に貯蔵された水、および空気は、それぞれ
蒸発・混合部５０で気化・昇温および混合されて、改質
器６０に供給される。各供給量は、バルブ２１、３１、
４０によって制御される。蒸発・混合部５０と改質器６
０との間には、切替弁５１が設けられている。切替弁５
１は、蒸発・混合部５０で生成された混合気の供給先
を、改質器６０に供給する側、および排気側に切り換え
可能である。切替弁５１は、後述する第５態様の再起動
処理において活用される。第５態様の制御処理を適用し
ない場合には、切替弁５１は省略しても差し支えない。The raw material stored in the raw material tank 20 and the water and air stored in the water tank 30 are vaporized, heated and mixed in the evaporation / mixing section 50 and supplied to the reformer 60. . Each supply amount is the valve 21, 31,
Controlled by 40. Evaporator / mixer 50 and reformer 6
A switching valve 51 is provided between the switching valve 51 and 0. Switching valve 5
In No. 1, the supply destination of the air-fuel mixture generated in the evaporation / mixing unit 50 can be switched to the supply side to the reformer 60 and the exhaust side. The switching valve 51 is utilized in a restart process of a fifth aspect described later. When the control process of the fifth aspect is not applied, the switching valve 51 may be omitted.
【００１９】原料と水、および空気の混合ガスは、改質
器６０において改質され、水素リッチな改質ガスを生成
する。改質器６０で進行する改質反応は、部分酸化反
応、または水蒸気改質反応と部分酸化反応との併用など
が可能である。起動時には、完全酸化反応によって暖機
を促進するものとしてもよい。改質器６０は、原料の種
類および反応の種類に応じた改質触媒が備えられてい
る。The mixed gas of the raw material, water, and air is reformed in the reformer 60 to produce a hydrogen-rich reformed gas. The reforming reaction that proceeds in the reformer 60 can be a partial oxidation reaction or a combined use of a steam reforming reaction and a partial oxidation reaction. At startup, warm-up may be promoted by a complete oxidation reaction. The reformer 60 is equipped with a reforming catalyst according to the type of raw material and the type of reaction.
【００２０】改質器６０での反応によって、生成される
改質ガス中には、一酸化炭素が含まれる。改質器６０の
下流側には、一酸化炭素と水蒸気から水素を生成するシ
フト部７０、および一酸化炭素を選択的に酸化するため
のＣＯ浄化部８０が設けられている。原料としてガソリ
ンを用いる場合には、シフト部７０を設けることが好ま
しいが、アルコール等を原料とする場合には、省略して
も構わない。このように、シフト部７０は、原料の種類
等に応じて任意に採否が選択可能である。ＣＯ浄化部８
０についても、システム構成に応じて採否が選択可能で
ある。The reformed gas produced by the reaction in the reformer 60 contains carbon monoxide. A shift unit 70 that generates hydrogen from carbon monoxide and steam, and a CO purification unit 80 that selectively oxidizes carbon monoxide are provided on the downstream side of the reformer 60. When gasoline is used as a raw material, the shift unit 70 is preferably provided, but when alcohol or the like is used as a raw material, it may be omitted. In this way, the shift unit 70 can arbitrarily select whether to adopt or not according to the type of raw material. CO purification unit 8
With respect to 0 as well, adoption or rejection can be selected according to the system configuration.
【００２１】燃料電池システムの運転は、制御ユニット
１０によって制御される。制御ユニット１０は、内部に
ＣＰＵ、メモリ等を備えたマイクロコンピュータとして
構成されている。制御ユニット１０は、先に説明したバ
ルブ２１、３１、４０の開度を制御し、改質器６０への
原料、水、空気の供給量を制御する。空気量の制御は、
酸化反応に利用される酸素量の制御と同等である。かか
る制御を実現するために、制御ユニット１０には、改質
器６０の内部の温度を検出する温度センサ６１の検出値
が入力される。図の煩雑化を回避するため、制御ユニッ
ト１０への他の入出力は図示を省略した。The operation of the fuel cell system is controlled by the control unit 10. The control unit 10 is configured as a microcomputer having a CPU, a memory and the like inside. The control unit 10 controls the opening degrees of the valves 21, 31, and 40 described above, and controls the supply amounts of the raw material, water, and air to the reformer 60. Air volume control is
This is equivalent to controlling the amount of oxygen used in the oxidation reaction. In order to realize such control, the detection value of the temperature sensor 61 that detects the temperature inside the reformer 60 is input to the control unit 10. Other input / output to / from the control unit 10 is omitted in order to avoid complication of the drawing.
【００２２】Ｂ．起動制御処理：図２は起動制御処理の
フローチャートである。燃料電池システムの運転開始操
作に応じて制御ユニット１０が実行する処理である。B. Start Control Process: FIG. 2 is a flowchart of the start control process. This is a process executed by the control unit 10 in response to the operation of starting the operation of the fuel cell system.
【００２３】この処理が開始されると、制御ユニット１
０は、改質器６０の温度Ｔｒを入力する（ステップＳ１
０）。この温度Ｔｒが所定の温度Ｔｔｈよりも低い場合
には（ステップＳ１２）、通常の起動処理を実行する
（ステップＳ１４）。この処理では、本実施例では、定
常運転の時と同等量の原料、水蒸気、および空気を供給
するものとした。供給量は、原料の種類等に応じて設定
することが可能であり、例えば、水蒸気（Ｓ）／原料
（Ｃ）＝約１．０、酸素（Ｏ）／原料（Ｃ）＝約０．９
となるよう供給することができる。通常の起動処理で
は、暖機を促進するために、定常運転時よりも酸素量を
増大させるものとしてもよい。When this process is started, the control unit 1
0 inputs the temperature Tr of the reformer 60 (step S1).
0). When this temperature Tr is lower than the predetermined temperature Tth (step S12), normal startup processing is executed (step S14). In this process, in this embodiment, the same amount of raw material, water vapor, and air as in the steady operation was supplied. The supply amount can be set according to the type of raw material, for example, steam (S) / raw material (C) = about 1.0, oxygen (O) / raw material (C) = about 0.9.
Can be supplied. In the normal start-up process, in order to promote warm-up, the amount of oxygen may be increased more than in the steady operation.
【００２４】一方、温度Ｔｔｈ以上の場合には（ステッ
プＳ１２）、再起動処理を行う（ステップＳ１６）。再
起動処理は、後述する種々の制御態様を適用可能であ
る。On the other hand, if the temperature is equal to or higher than the temperature Tth (step S12), the restart process is performed (step S16). Various control modes described later can be applied to the restart process.
【００２５】温度Ｔｔｈは、このように通常起動処理と
再起動処理との切り換えの判断基準となる値である。こ
の値は、通常起動処理において、定常運転と同等量以上
の空気を供給しても、改質器６０の異常昇温を招かない
上限温度に基づいて設定することができる。この温度Ｔ
ｔｈは、この上限温度よりも幾分低い値とすることが好
ましく、例えば、３００℃などに設定することができ
る。The temperature Tth is a value that serves as a criterion for switching between the normal starting process and the restarting process. This value can be set based on the upper limit temperature that does not cause the abnormal temperature rise of the reformer 60 even when the air of the same amount or more as in the steady operation is supplied in the normal startup process. This temperature T
It is preferable to set th to a value slightly lower than the upper limit temperature, and it can be set to 300 ° C., for example.
【００２６】本実施例では、上述の通り、改質器６０の
温度に基づいて通常起動処理と再起動処理の切り換えを
行うものとしたが、両者を切り換えるための条件は、種
々の設定が可能である。例えば、燃料電池システムまた
は水素生成装置の運転を停止した後の経過時間に基づい
て切り換えを行うものとしてもよい。経過時間が長い場
合には、改質器６０の温度が低下し、異常昇温を招きに
くくなる。従って、経過時間が所定値以上となる場合に
は、通常起動処理を行い、所定値よりも短い場合には再
起動処理を行うよう切り換えるものとしてもよい。更
に、本実施例では、再起動処理と通常起動処理を使い分
けるものとしたが、再起動処理のみに統一しても構わな
い。In the present embodiment, as described above, the normal starting process and the restarting process are switched based on the temperature of the reformer 60, but various conditions can be set for switching between them. Is. For example, the switching may be performed based on the elapsed time after the operation of the fuel cell system or the hydrogen generator is stopped. When the elapsed time is long, the temperature of the reformer 60 decreases, and it becomes difficult to cause an abnormal temperature rise. Therefore, when the elapsed time is equal to or greater than the predetermined value, the normal startup process may be performed, and when the elapsed time is shorter than the predetermined value, the restart process may be performed. Furthermore, in this embodiment, the restart process and the normal start process are used separately, but the restart process may be unified.
【００２７】Ｃ．再起動処理（１）：図３は第１態様と
しての再起動処理における水蒸気、原料、酸素の供給シ
ーケンスを示す説明図である。再起動処理が開始された
時点以降の状態を示した。第１態様では、再起動当初に
供給される酸素量を定常運転時の目標値よりも低減させ
る態様である。C. Restart Process (1): FIG. 3 is an explanatory diagram showing a supply sequence of water vapor, a raw material, and oxygen in the restart process as the first mode. The state after the restart process is started is shown. The first mode is a mode in which the amount of oxygen supplied at the beginning of restarting is reduced below the target value during steady operation.
【００２８】図示する通り、第１態様では、制御ユニッ
ト１０は、水蒸気および原料については、速やかに定常
運転時の目標値で供給を開始する。酸素については、目
標値よりも供給量を低減し、改質器６０の温度に応じて
供給量を制御する。As shown in the figure, in the first mode, the control unit 10 promptly starts the supply of the steam and the raw material at the target value during the steady operation. Regarding oxygen, the supply amount is reduced below the target value, and the supply amount is controlled according to the temperature of the reformer 60.
【００２９】図中には、酸素の供給量を改質器６０の温
度に応じて段階的に増大する場合を例示した。この制御
は、改質器６０の温度と酸素量との対応を与えるマップ
Ｍに基づき行われる。図中にマップＭの例を示した。再
起動処理と通常起動処理を切り換えるための基準温度Ｔ
ｔｈよりも、改質器６０の温度が低い場合には、目標値
の酸素が供給される。温度Ｔｔｈよりも高い場合には、
温度に応じて酸素量が増大する。改質器６０の運転温度
Ｔｏｐでは、目標値に相当する酸素が供給される。本実
施例では、運転温度Ｔｏｐで酸素量を目標値に維持する
マップとしたが、改質器６０の温度を運転温度Ｔｏｐ近
傍に安定的に維持するため、この領域では、温度の上昇
とともに酸素量を低減するマップとしてもよい。In the figure, the case where the supply amount of oxygen is increased stepwise according to the temperature of the reformer 60 is illustrated. This control is performed based on the map M that gives the correspondence between the temperature of the reformer 60 and the amount of oxygen. An example of the map M is shown in the figure. Reference temperature T for switching between the restart process and the normal start process
When the temperature of the reformer 60 is lower than th, the target value of oxygen is supplied. If the temperature is higher than Tth,
The amount of oxygen increases with temperature. At the operating temperature Top of the reformer 60, oxygen corresponding to the target value is supplied. In the present embodiment, the map is set so that the oxygen amount is maintained at the target value at the operating temperature Top. It may be a map for reducing the amount.
【００３０】図中の例では、時間ｔ０〜ｔ３のタイミン
グで酸素量を設定するものとした。このタイミングは、
制御ユニット１０が再起動処理を繰り返し実行する間隔
に相当し、任意に設定可能である。In the example in the figure, the oxygen amount is set at the timing of time t0 to t3. This timing is
It corresponds to the interval at which the control unit 10 repeatedly executes the restart process, and can be set arbitrarily.
【００３１】時刻ｔ０の時点で、改質器６０の温度がＴ
ｔｈであったとする。制御ユニット１０は、マップＭを
参照することにより、供給すべき酸素量を値ａに設定す
る。改質器６０では、この酸素によって発熱反応が生
じ、時間ｔ１までに温度が上昇する。時刻ｔ０〜ｔ１の
区間で連続的に温度変化を検出すれば、図中に一点鎖線
で示す曲線のように変化するものと考えられる。この時
点での温度がＴａであったとする。制御ユニット１０
は、マップＭを参照して、供給すべき酸素量を値ｂに設
定する。以下、時間ｔ２では、改質器６０の温度Ｔｂに
基づいて酸素量を値ｂに設定し、時間ｔ３では、改質器
６０の温度Ｔｏｐに基づいて酸素量を値ｃに設定する。At time t0, the temperature of the reformer 60 is T
It was th. The control unit 10 refers to the map M to set the oxygen amount to be supplied to the value a. In the reformer 60, this oxygen causes an exothermic reaction, and the temperature rises by the time t1. If the temperature change is continuously detected in the section from time t0 to time t1, it is considered that the temperature change will be as shown by the dashed line in the figure. It is assumed that the temperature at this point is Ta. Control unit 10
Refers to the map M and sets the amount of oxygen to be supplied to the value b. Hereinafter, at time t2, the oxygen amount is set to the value b based on the temperature Tb of the reformer 60, and at time t3, the oxygen amount is set to the value c based on the temperature Top of the reformer 60.
【００３２】図３では、改質器６０の温度がＴｔｈから
Ｔｏｐまで変化する場合を例示したが、時間ｔ０および
ｔ３の温度はそれぞれＴｔｈ、Ｔｏｐである必要はな
い。酸素の供給量を制御するタイミングｔ０〜ｔ３の設
定によっては、改質器６０の温度が目標温度Ｔｏｐに対
しオーバーシュートする可能性もある。制御タイミング
およびマップＭは、オーバーシュートの量が許容範囲、
即ち、改質器６０の触媒の極端な劣化を招かない範囲に
収まるよう設定することが好ましい。In FIG. 3, the temperature of the reformer 60 changes from Tth to Top, but the temperatures at times t0 and t3 need not be Tth and Top, respectively. The temperature of the reformer 60 may overshoot the target temperature Top depending on the setting of the timings t0 to t3 for controlling the oxygen supply amount. In the control timing and the map M, the amount of overshoot is within the allowable range,
That is, it is preferable that the reformer 60 is set within a range that does not cause extreme deterioration of the catalyst.
【００３３】第１態様の再起動処理によれば、再起動当
初に供給される酸素量を低減することにより、酸化反応
を抑制することができ、改質器６０の昇温を抑制するこ
とができる。According to the restarting process of the first aspect, by reducing the amount of oxygen supplied at the beginning of restarting, the oxidation reaction can be suppressed and the temperature rise of the reformer 60 can be suppressed. it can.
【００３４】本実施例では、酸素量は、バルブ４０の開
度、即ち供給される空気の量で制御するものとした。シ
ステムに酸素濃度を変更する機構を設け、酸素濃度を制
御するものとしてもよい。また、図３では、酸素量を段
階的に増大する場合を例示したが、連続的に変化させて
もよい。逆に、再起動当初は、改質器６０の温度に関わ
らず比較的少ない一定量の酸素を供給し、改質器６０の
温度が十分に高くなった時点または十分に時間が経過し
た時点で、供給量を目標値まで不連続的に増やすものと
してもよい。In this embodiment, the oxygen amount is controlled by the opening degree of the valve 40, that is, the amount of supplied air. The system may be provided with a mechanism for changing the oxygen concentration to control the oxygen concentration. Further, although FIG. 3 illustrates the case where the oxygen amount is increased stepwise, it may be continuously changed. On the contrary, at the beginning of the restart, a relatively small fixed amount of oxygen is supplied regardless of the temperature of the reformer 60, and when the temperature of the reformer 60 becomes sufficiently high or when sufficient time elapses. The supply amount may be increased discontinuously up to the target value.
【００３５】第１態様では、水蒸気、原料、酸素の供給
を一斉に開始しているが、それぞれ開始タイミングをず
らしても構わない。In the first mode, the supply of water vapor, raw material and oxygen is started all at once, but the start timings may be shifted.
【００３６】Ｄ．再起動処理（２）：図４は第２態様と
しての再起動処理における水蒸気、原料、酸素の供給シ
ーケンスを示す説明図である。再起動開始時点を基準と
して、それ以降のシーケンスを示す。再起動開始当初
は、酸素の量を低減しつつ、水蒸気および原料の供給タ
イミングを遅らせる場合を例示した。D. Restarting process (2): FIG. 4 is an explanatory diagram showing a supply sequence of water vapor, a raw material, and oxygen in the restarting process as the second mode. The sequence after that is shown based on the restart start time. At the beginning of restart, the case of delaying the supply timing of water vapor and raw material while reducing the amount of oxygen is illustrated.
【００３７】図示する通り、再起動開始当初の期間Ｄｔ
１は、酸素のみを供給する。供給量は、目標値よりも十
分に少ない。この供給量は、改質器６０の異常昇温を招
かない範囲で任意に設定可能である。酸素のみが供給さ
れる間に、改質器６０内に析出している炭素が燃焼され
る。この燃焼に伴って改質器６０は昇温する。As shown, the period Dt at the beginning of restarting
1 supplies only oxygen. The supply amount is well below the target value. This supply amount can be arbitrarily set within a range that does not cause an abnormal temperature rise of the reformer 60. While only oxygen is supplied, the carbon deposited in the reformer 60 is burned. The reformer 60 rises in temperature with this combustion.
【００３８】期間Ｄｔ１が経過した時点で、酸素の供給
量を目標値に増大するとともに、水蒸気および原料を目
標値で供給開始する。期間Ｄｔ１は、目標値の酸素を供
給しても改質器６０の異常昇温を招かない程度に析出炭
素が概ね燃焼される期間である。期間Ｄｔ１は、この期
間に供給される酸素量の設定値に基づいて、予め設定す
ることができる。また、期間Ｄｔ１の終端時刻、即ち、
目標値での酸素、水蒸気、原料の供給を開始するタイミ
ングを、改質器６０の温度変化に基づいて設定するもの
としてもよい。つまり、改質器６０の温度が低減若しく
は安定した時点、または温度が所定値に到達した時点
で、析出炭素の燃焼がほぼ完了したと判断し、原料等の
供給を開始するものとしてもよい。一例として、改質器
６０の温度が３００℃に達した時点で原料等の供給を開
始する設定とすることができる。When the period Dt1 has elapsed, the supply amount of oxygen is increased to the target value and the supply of steam and the raw material at the target value is started. The period Dt1 is a period in which the deposited carbon is substantially burned to the extent that the abnormal temperature rise of the reformer 60 is not caused even if the target value of oxygen is supplied. The period Dt1 can be set in advance based on the set value of the oxygen amount supplied during this period. Also, the end time of the period Dt1, that is,
The timing for starting the supply of oxygen, water vapor, and the raw material at the target values may be set based on the temperature change of the reformer 60. That is, when the temperature of the reformer 60 is reduced or stabilized, or when the temperature reaches a predetermined value, it may be determined that the combustion of the deposited carbon is almost completed, and the supply of the raw material or the like may be started. As an example, it can be set to start the supply of the raw material and the like when the temperature of the reformer 60 reaches 300 ° C.
【００３９】期間Ｄｔ１における酸素量は、次の観点に
基づいて設定可能である。酸素量が多い場合には、炭素
が急激に燃焼し、改質器６０の温度が急上昇しやすい。
一方、酸素量が少ない場合には、温度の急上昇は抑制さ
れるが、炭素が燃焼しつくすまでの時間が増大し、期間
Ｄｔ１、即ち改質器６０の起動時間が長期化する。従っ
て、期間Ｄｔ１における酸素量は、異常昇温の抑制と、
起動時間の短縮とを考慮して、適切な値を選択すること
が好ましい。The amount of oxygen in the period Dt1 can be set based on the following viewpoints. When the amount of oxygen is large, carbon is rapidly burned, and the temperature of the reformer 60 is likely to rise rapidly.
On the other hand, when the amount of oxygen is small, the rapid rise in temperature is suppressed, but the time until the carbon burns out increases, and the period Dt1, that is, the start-up time of the reformer 60 becomes longer. Therefore, the amount of oxygen in the period Dt1 is
It is preferable to select an appropriate value in consideration of shortening the startup time.
【００４０】第２態様の制御によれば、期間Ｄｔ１にお
ける酸素の供給により、析出炭素を燃焼させることがで
きるため、改質器６０の異常昇温を抑制することができ
る。According to the control of the second aspect, the precipitated carbon can be burned by the supply of oxygen during the period Dt1, so that the abnormal temperature rise of the reformer 60 can be suppressed.
【００４１】第２態様では、期間Ｄｔ１の経過時点で、
酸素量を目標値まで一度に増やす場合を例示した。酸素
量は、改質器６０の温度または時間に応じて徐々に増や
すものとしてもよい。また、期間Ｄｔ１の間、酸素量を
一定とする場合を例示したが、この期間においても改質
器６０の温度等に応じて徐々に増やすものとしてもよ
い。In the second mode, when the period Dt1 has elapsed,
An example is shown in which the oxygen amount is increased to the target value at one time. The oxygen amount may be gradually increased according to the temperature or time of the reformer 60. Further, although the case where the oxygen amount is constant during the period Dt1 is illustrated, the oxygen amount may be gradually increased according to the temperature of the reformer 60 and the like also in this period.
【００４２】第２態様では、酸素の増加、および原料、
水蒸気の供給開始を同時に行う場合を例示した。これら
のタイミングは、ずらしても構わない。In the second embodiment, the increase of oxygen and the raw material,
The case where the supply of steam is started simultaneously is illustrated. These timings may be shifted.
【００４３】Ｅ．再起動処理（３）：図５は第３態様と
しての再起動処理における水蒸気、原料、酸素の供給シ
ーケンスを示す説明図である。第２態様と同様、再起動
開始当初は、酸素の量を低減しつつ、原料の供給タイミ
ングを遅らせる場合を例示した。再起動開始とともに水
蒸気を供給する点で、第２態様と相違する。E. Restart Process (3): FIG. 5 is an explanatory diagram showing a supply sequence of water vapor, a raw material, and oxygen in the restart process as the third mode. Similar to the second mode, the case where the supply amount of oxygen is reduced and the supply timing of the raw material is delayed is illustrated at the beginning of restart. This is different from the second mode in that steam is supplied when restarting is started.
【００４４】第３態様によれば、第２態様と同様、少量
の酸素の供給により析出炭素を予め燃焼させることがで
きる。この際、これと併せて水蒸気を供給することによ
り、燃焼で生じた熱を、水蒸気が吸収したり、下流側に
運搬したりすることができるため、析出炭素の燃焼期間
における異常昇温を抑制することができる。従って、期
間Ｄｔ２における酸素量を比較的多量に設定することが
でき、併せて期間Ｄｔ２の短縮を図ることができる。According to the third aspect, similarly to the second aspect, it is possible to burn the deposited carbon in advance by supplying a small amount of oxygen. At this time, by supplying steam together with this, the heat generated by combustion can be absorbed by the steam or transported to the downstream side, so that abnormal temperature rise during the combustion period of the precipitated carbon is suppressed. can do. Therefore, the amount of oxygen in the period Dt2 can be set to be relatively large, and the period Dt2 can be shortened.
【００４５】第３態様においても、期間Ｄｔ２は、第２
態様と同様、種々の設定が可能である。第３態様では、
再起動開始と同時に水蒸気の供給を開始する場合を例示
したが、水蒸気の供給を開始するタイミングは、期間Ｄ
ｔ２の間で任意に設定可能である。また、酸素の増加と
原料の供給開始は、タイミングをずらしても構わない。Also in the third mode, the period Dt2 is the second period.
Similar to the aspect, various settings are possible. In the third aspect,
The case where the supply of water vapor is started at the same time as the restart is illustrated, but the timing of starting the supply of water vapor is the period D.
It can be set arbitrarily during t2. Further, the timing of increasing the oxygen and starting the supply of the raw material may be shifted.
【００４６】Ｆ．再起動処理（４）：図６は第４態様と
しての再起動処理における水蒸気、原料、酸素の供給シ
ーケンスを示す説明図である。第４態様では、酸素は目
標値で供給を開始する。但し、その供給タイミングを水
蒸気よりも遅らせる。F. Restart Process (4): FIG. 6 is an explanatory diagram showing a supply sequence of water vapor, a raw material, and oxygen in the restart process as the fourth mode. In the fourth mode, oxygen starts to be supplied at the target value. However, the supply timing is delayed from that of water vapor.
【００４７】図示する通り、第４態様では、再起動開始
とともに水蒸気を目標値で供給する。これと併せて少量
の原料を供給開始する。これらの供給によって、改質器
６０には、吸熱反応である水蒸気改質が生じやすい雰囲
気が形成される。こうして期間Ｄｔ３が経過した後に、
酸素の供給を開始する。また、これと併せて原料の供給
を目標値に増量する。As shown in the figure, in the fourth mode, the steam is supplied at the target value when the restart is started. Along with this, a small amount of raw material is started to be supplied. By supplying these, an atmosphere in which the steam reforming which is an endothermic reaction is likely to occur is formed in the reformer 60. After the period Dt3 has elapsed,
Start supplying oxygen. At the same time, the supply of raw materials is increased to the target value.
【００４８】第４態様では、予め水蒸気改質を行いやす
い雰囲気を形成しておくことにより、触媒近傍の酸素濃
度が局所的に高くなることを抑制することができる。従
って、酸化反応が優先的に生じることを抑制でき、改質
器６０の異常昇温を抑制することができる。In the fourth aspect, by forming an atmosphere in which steam reforming can be easily performed in advance, it is possible to suppress the local increase in oxygen concentration in the vicinity of the catalyst. Therefore, the oxidation reaction can be suppressed from occurring preferentially, and the abnormal temperature rise of the reformer 60 can be suppressed.
【００４９】第４態様では、水蒸気と原料の供給を同時
に開始しているが、原料の供給開始タイミングは、種々
の設定が可能である。また、第４態様では、再起動開始
当初に少量の原料を供給する場合を例示したが、目標値
の原料を供給するものとしても良い。In the fourth mode, the supply of the steam and the raw material is started at the same time, but the supply start timing of the raw material can be set in various ways. Further, in the fourth aspect, the case where a small amount of raw material is supplied at the beginning of restart is illustrated, but the target value of raw material may be supplied.
【００５０】Ｇ．効果：図７は第５態様としての再起動
処理における水蒸気、原料、酸素の供給シーケンスを示
す説明図である。第５態様では、再起動当初は、切替弁
５１を排気側に切り換える。これにより、水蒸気、原料
および酸素の混合気は、排気される。期間Ｄｔ４の経過
後に、制御ユニット１０は、切替弁５１を切り換えて、
改質器６０への混合気の供給を開始する。期間Ｄｔ４
は、蒸発・混合部５０で、水蒸気、原料および酸素がほ
ぼ均一に混合されるまでに要する時間であり、任意に設
定可能である。G. Effect: FIG. 7 is an explanatory diagram showing a supply sequence of water vapor, a raw material, and oxygen in the restart process as the fifth mode. In the fifth mode, the switching valve 51 is switched to the exhaust side at the beginning of restarting. As a result, the mixture of water vapor, the raw material and oxygen is exhausted. After the lapse of the period Dt4, the control unit 10 switches the switching valve 51,
The supply of the air-fuel mixture to the reformer 60 is started. Period Dt4
Is the time required for the vaporization / mixing unit 50 to mix the water vapor, the raw material, and oxygen substantially uniformly, and can be set arbitrarily.
【００５１】第５態様の制御によれば、期間Ｄｔ４の経
過後に、混合気の供給を開始することにより、酸素がほ
ぼ均一に分布した状態で混合気を供給することができ
る。従って、触媒近傍の酸素濃度が局所的に高くなるこ
とを回避でき、酸化反応が優先的に生じることに起因す
る改質器６０の異常昇温を抑制することができる。According to the control of the fifth aspect, by starting the supply of the air-fuel mixture after the lapse of the period Dt4, it is possible to supply the air-fuel mixture in a state where oxygen is distributed almost uniformly. Therefore, it is possible to prevent the oxygen concentration in the vicinity of the catalyst from locally increasing, and it is possible to suppress the abnormal temperature rise of the reformer 60 due to the preferential occurrence of the oxidation reaction.
【００５２】第５態様では、水蒸気、原料、酸素を一斉
に目標値で供給する場合を例示したが、第１〜第４態様
と組み合わせ、それぞれの供給量を併せて制御するもの
としてもよい。In the fifth mode, the case where the steam, the raw material and the oxygen are simultaneously supplied at the target values is exemplified, but the supply amounts may be controlled in combination with the first to fourth modes.
【００５３】本実施例では、期間Ｄｔ４において混合気
を排気するものとしたが、混合気の有する熱を回収した
り、排気された混合気を蒸発・混合部５０に環流したり
する機構を設けても良い。In the present embodiment, the air-fuel mixture is exhausted in the period Dt4, but a mechanism is provided for recovering the heat of the air-fuel mixture and for circulating the exhausted air-fuel mixture to the evaporation / mixing section 50. May be.
【００５４】Ｈ．効果：図８は再起動時における改質器
６０の温度変化を示す説明図である。破線は、従来の制
御、即ち再起動時にも定常運転相当の酸素を供給した場
合の温度変化を模式的に示している。実線は、本実施例
の再起動制御を適用した場合の温度変化を模式的に示し
ている。H. Effect: FIG. 8 is an explanatory diagram showing a temperature change of the reformer 60 at the time of restart. The broken line schematically shows the temperature change when the conventional control, that is, the oxygen equivalent to the steady operation is supplied even at the time of restart. The solid line schematically shows the temperature change when the restart control of this embodiment is applied.
【００５５】従来の制御によれば、定常運転相当の酸素
供給を開始することにより、改質器６０は、数秒間のう
ちに目標値よりも大きくオーバーシュートし、その後、
目標値相当に安定することが知られている。According to the conventional control, by starting the oxygen supply corresponding to the steady operation, the reformer 60 overshoots more than the target value within a few seconds, and thereafter,
It is known to stabilize to a target value.
【００５６】一方、本実施例の燃料電池システムによれ
ば、実線で示すように、再起動時における改質器６０の
異常昇温を抑制することができる。目標値のオーバーシ
ュートが生じたとしても、オーバーシュート量Ｅｔ２
は、従来の制御におけるオーバーシュート量Ｅｔ１より
も低減させることができる。この結果、異常昇温に伴う
改質器６０の触媒の劣化を抑制することができる。On the other hand, according to the fuel cell system of this embodiment, as shown by the solid line, it is possible to suppress the abnormal temperature rise of the reformer 60 at the time of restart. Even if the target value overshoots, the overshoot amount Et2
Can be made smaller than the overshoot amount Et1 in the conventional control. As a result, the deterioration of the catalyst of the reformer 60 due to the abnormal temperature rise can be suppressed.
【００５７】以上、本発明の種々の実施例について説明
したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣
旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができるこ
とはいうまでもない。例えば、以上の制御処理はソフト
ウェアで実現する他、ハードウェア的に実現するものと
してもよい。また、本実施例における第１態様〜第５態
様の再起動処理は、適宜、組み合わせたり、切り換えた
りして適用することが可能である。実施例において、原
料および水蒸気などを目標値で供給開始している場合が
あるが、これらは目標値まで連続的または段階的に供給
量を増やすものとしてもよい。Although various embodiments of the present invention have been described above, it is needless to say that the present invention is not limited to these embodiments and that various configurations can be adopted without departing from the spirit of the invention. For example, the above control processing may be realized by hardware as well as software. Further, the restart processes of the first to fifth aspects in this embodiment can be applied by appropriately combining or switching. In the embodiment, there are cases where the supply of the raw materials, steam, etc. is started at the target value, but the supply amount of these may be increased continuously or stepwise to the target value.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】実施例としての燃料電池システムの概略構成を
示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system as an example.
【図２】起動制御処理のフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart of a startup control process.
【図３】第１態様としての再起動処理における水蒸気、
原料、酸素の供給シーケンスを示す説明図である。FIG. 3 is water vapor in the restart process as the first aspect,
It is explanatory drawing which shows the supply sequence of a raw material and oxygen.
【図４】第２態様としての再起動処理における水蒸気、
原料、酸素の供給シーケンスを示す説明図である。FIG. 4 is water vapor in a restart process as a second mode,
It is explanatory drawing which shows the supply sequence of a raw material and oxygen.
【図５】第３態様としての再起動処理における水蒸気、
原料、酸素の供給シーケンスを示す説明図である。FIG. 5 is water vapor in the restart process as a third aspect,
It is explanatory drawing which shows the supply sequence of a raw material and oxygen.
【図６】第４態様としての再起動処理における水蒸気、
原料、酸素の供給シーケンスを示す説明図である。FIG. 6 is water vapor in a restart process as a fourth mode,
It is explanatory drawing which shows the supply sequence of a raw material and oxygen.
【図７】第５態様としての再起動処理における水蒸気、
原料、酸素の供給シーケンスを示す説明図である。FIG. 7 is water vapor in a restart process as a fifth aspect,
It is explanatory drawing which shows the supply sequence of a raw material and oxygen.
【図８】再起動時における改質器６０の温度変化を示す
説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a temperature change of the reformer 60 at the time of restart.
１０…制御ユニット ２０…原料タンク ２１、３１、４０…バルブ ３０…水タンク ５０…蒸発・混合部 ５１…切替弁 ６０…改質器 ６１…温度センサ ７０…シフト部 ８０…ＣＯ浄化部 ９０…燃料電池 ９２…ブロワ 10 ... Control unit 20 ... Raw material tank 21, 31, 40 ... Valve 30 ... Water tank 50 ... Evaporating / mixing section 51 ... Switching valve 60 ... reformer 61 ... Temperature sensor 70 ... shift part 80 ... CO Purification Department 90 ... Fuel cell 92 ... Blower
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Claims (10)
ガスを生成する水素生成装置であって、 前記原料を改質する改質部と、 該改質部に前記原料および酸素を供給する供給部と、 前記原料および酸素の供給を制御する制御部とを備え、 該制御部は、該水素生成装置の起動時には、供給される
酸素量を定常運転時よりも抑制する水素生成装置。1. A hydrogen generator for generating a hydrogen-rich gas by reforming a predetermined raw material, the reforming section reforming the raw material, and a supply for supplying the raw material and oxygen to the reforming section. And a control unit for controlling the supply of the raw material and oxygen, wherein the control unit suppresses the amount of oxygen supplied when starting the hydrogen generating device more than during steady operation.
給量を制御する水素生成装置。2. The hydrogen generator according to claim 1, wherein the control unit controls the supply amount of the oxygen according to the temperature of the reforming unit.
記原料の供給を開始する水素生成装置。3. The hydrogen generator according to claim 1, wherein the control unit starts supplying the raw material after supplying the oxygen for a predetermined period.
ガスを生成する水素生成装置であって、 前記原料を改質する改質部と、 該改質部に前記原料、水蒸気および酸素を供給する供給
部と、 前記原料、水蒸気および酸素の供給を制御する制御部と
を備え、 該制御部は、該水素生成装置の起動当初は、水蒸気のみ
の供給、または酸素および原料のいずれか一方と水蒸気
の供給を行う水素生成装置。4. A hydrogen generator for generating a hydrogen-rich gas by reforming a predetermined raw material, the reforming section reforming the raw material, and supplying the raw material, steam and oxygen to the reforming section. And a control unit that controls the supply of the raw material, steam and oxygen, and the control unit supplies either only steam or oxygen and the raw material when the hydrogen generator is started. A hydrogen generator that supplies steam.
で、前記原料、水蒸気および酸素の全ての供給を開始す
る水素生成装置。5. The hydrogen generator according to claim 4, wherein the control unit starts the supply of all of the raw material, steam and oxygen at a timing according to the temperature of the reforming unit. .
ガスを生成する水素生成装置であって、 前記原料を改質する改質部と、 該改質部に前記原料、水蒸気および酸素を供給する供給
部と、 前記原料、水蒸気および酸素の供給を制御する制御部と
を備え、 該制御部は、該水素生成装置の起動時は、前記原料、水
蒸気および酸素の供給開始前に、所定の期間、少なくと
も前記水蒸気と酸素とを含む混合気の前記改質部への供
給を禁止する水素生成装置。6. A hydrogen generator for generating a hydrogen-rich gas by reforming a predetermined raw material, the reforming section reforming the raw material, and supplying the raw material, steam and oxygen to the reforming section. And a control unit that controls the supply of the raw material, water vapor, and oxygen, and the control unit, when starting the hydrogen generator, supplies a predetermined amount of water before starting the supply of the raw material, water vapor, and oxygen. A hydrogen generator that prohibits the supply of a mixture containing at least the steam and oxygen to the reforming unit for a period.
生成装置であって、前記制御部は、前記改質部が高温状
態となるべき所定の条件が満たされる場合に、前記制御
を実行する水素生成装置。7. The hydrogen generator according to claim 1, wherein the control unit controls the control when a predetermined condition that the reforming unit should be in a high temperature state is satisfied. Hydrogen generator to perform.
ガスを生成する水素生成装置を起動する起動制御方法で
あって、 前記原料を改質する改質部に供給される酸素量を定常運
転時よりも抑制する起動制御方法。8. A start control method for starting a hydrogen generator that generates a hydrogen-rich gas by reforming a predetermined raw material, wherein the amount of oxygen supplied to a reforming section that reforms the raw material is in a steady operation. Start control method that suppresses more than time.
ガスを生成する水素生成装置を起動する起動制御方法で
あって、（ａ） 前記原料を改質する改質部に、水蒸気
のみの供給、または酸素および原料のいずれか一方と水
蒸気の供給を行う工程と、（ｂ） 前記工程（ａ）の
後、前記原料、水蒸気、および酸素の全ての供給を開始
する工程とを備える起動制御方法。9. A start control method for starting a hydrogen generator that generates a hydrogen-rich gas by reforming a predetermined raw material, comprising: (a) supplying only steam to a reforming section that reforms the raw material. Or a step of supplying either one of oxygen and a raw material with steam, and (b) a step of starting the supply of all of the raw material, steam and oxygen after the step (a), .
なガスを生成する水素生成装置の起動制御方法であっ
て、（ａ） 所定の期間、少なくとも前記水蒸気と酸素
とを含む混合気の供給を禁止する工程と、（ｂ） 前記
工程（ａ）の後、前記原料、水蒸気、および酸素の供給
を開始する工程とを備える起動制御方法。10. A start-up control method for a hydrogen generator for producing a hydrogen-rich gas by reforming a predetermined raw material, comprising: (a) supplying a mixture containing at least the steam and oxygen for a predetermined period. A startup control method comprising: a prohibiting step; and (b) a step of starting the supply of the raw material, water vapor, and oxygen after the step (a).
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005327513A (en) * | 2004-05-12 | 2005-11-24 | Tokyo Gas Co Ltd | Hot standby method for solid oxide fuel cell and system for the same |
| JP2010006650A (en) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Japan Energy Corp | Method for operating oxidation autothermal reforming apparatus |
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| WO2010114040A1 (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | Toto株式会社 | Solid electrolyte fuel cell |
| WO2010114041A1 (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | Toto株式会社 | Solid electrolyte fuel cell |
| US7838161B2 (en) | 2005-11-10 | 2010-11-23 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Reformer and fuel cell system using the same |
| JP2011253831A (en) * | 2011-09-20 | 2011-12-15 | Toto Ltd | Solid electrolyte fuel cell |
| WO2012043648A1 (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | Toto株式会社 | Solid oxide fuel cell device |
| WO2012043647A1 (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | Toto株式会社 | Solid oxide fuel cell device |
| JP2012079420A (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell apparatus |
| JP2012079421A (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell apparatus |
| JP2013191585A (en) * | 2013-07-01 | 2013-09-26 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell |
| JP2014026982A (en) * | 2013-09-26 | 2014-02-06 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell device |
-
2001
- 2001-09-19 JP JP2001284441A patent/JP2003095611A/en not_active Withdrawn
Cited By (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4570904B2 (en) * | 2004-05-12 | 2010-10-27 | 東京瓦斯株式会社 | Hot standby method of solid oxide fuel cell system and its system |
| JP2005327513A (en) * | 2004-05-12 | 2005-11-24 | Tokyo Gas Co Ltd | Hot standby method for solid oxide fuel cell and system for the same |
| US7838161B2 (en) | 2005-11-10 | 2010-11-23 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Reformer and fuel cell system using the same |
| JP2010006650A (en) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Japan Energy Corp | Method for operating oxidation autothermal reforming apparatus |
| EP2416418A4 (en) * | 2009-03-31 | 2013-01-16 | Toto Ltd | Solid electrolyte fuel cell |
| US8927162B2 (en) | 2009-03-31 | 2015-01-06 | Toto Ltd. | Solid oxide fuel cell system performing different restart operations depending on operation temperature |
| JP2010238625A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Toto Ltd | Solid electrolyte fuel cell |
| JP2010238623A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Toto Ltd | Solid electrolyte fuel cell |
| WO2010114041A1 (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | Toto株式会社 | Solid electrolyte fuel cell |
| WO2010114040A1 (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | Toto株式会社 | Solid electrolyte fuel cell |
| JP4650799B2 (en) * | 2009-03-31 | 2011-03-16 | Ｔｏｔｏ株式会社 | Solid oxide fuel cell |
| CN102449836A (en) * | 2009-03-31 | 2012-05-09 | Toto株式会社 | Solid electrolyte fuel cell |
| EP2416418A1 (en) * | 2009-03-31 | 2012-02-08 | Toto Ltd. | Solid electrolyte fuel cell |
| CN102449836B (en) * | 2009-03-31 | 2014-08-20 | Toto株式会社 | Solid electrolyte fuel cell |
| US8795910B2 (en) | 2009-03-31 | 2014-08-05 | Toto Ltd. | Solid oxide fuel cell device |
| CN102414893A (en) * | 2009-03-31 | 2012-04-11 | Toto株式会社 | Solid electrolyte fuel cell |
| CN102414894A (en) * | 2009-03-31 | 2012-04-11 | Toto株式会社 | Solid electrolyte fuel cell |
| JP2010238624A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Toto Ltd | Solid electrolyte fuel cell |
| US8431274B2 (en) | 2009-03-31 | 2013-04-30 | Toto Ltd. | Solid oxide fuel cell device |
| WO2010114039A1 (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | Toto株式会社 | Solid electrolyte fuel cell |
| CN103119770A (en) * | 2010-09-30 | 2013-05-22 | Toto株式会社 | Solid oxide fuel cell device |
| JP2012079421A (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell apparatus |
| JP2012079422A (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell apparatus |
| JP2012079420A (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell apparatus |
| WO2012043647A1 (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | Toto株式会社 | Solid oxide fuel cell device |
| WO2012043648A1 (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | Toto株式会社 | Solid oxide fuel cell device |
| US9209469B2 (en) | 2010-09-30 | 2015-12-08 | Toto Ltd. | Solid oxide fuel cell device |
| US9214690B2 (en) | 2010-09-30 | 2015-12-15 | Toto Ltd. | Solid oxide fuel cell device |
| JP2011253831A (en) * | 2011-09-20 | 2011-12-15 | Toto Ltd | Solid electrolyte fuel cell |
| JP2013191585A (en) * | 2013-07-01 | 2013-09-26 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell |
| JP2014026982A (en) * | 2013-09-26 | 2014-02-06 | Toto Ltd | Solid oxide fuel cell device |
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