JP6402360B2 - Hydrogen generator, operating method thereof, and fuel cell system - Google Patents

Description

本発明は水素生成装置及びその運転方法並びに燃料電池システムに関するものである。   The present invention relates to a hydrogen generator, an operation method thereof, and a fuel cell system.

従来から、エネルギーを有効に利用することが可能である分散型の発電装置として、発電効率及び総合効率が共に高い燃料電池コージェネレーションシステム（以下、単に「燃料電池システム」という）が注目されている。   Conventionally, a fuel cell cogeneration system (hereinafter simply referred to as “fuel cell system”) that has both high power generation efficiency and overall efficiency has attracted attention as a distributed generator that can effectively use energy. .

この燃料電池システムは、発電部の本体として、燃料電池を備えている。この燃料電池としては、たとえば、リン酸形燃料電池、溶融炭酸塩形燃料電池、アルカリ水溶液形燃料電池、固体高分子形燃料電池、或いは、固体電解質形燃料電池等が用いられる。これらの燃料電池の内、リン酸形燃料電池や固体高分子形燃料電池（略称、「ＰＥＦＣ」）は、発電運転の際の動作温度が比較的低いため、燃料電池システムを構成する燃料電池として好適に用いられる。特に、固体高分子形燃料電池は、リン酸形燃料電池と比べて、電極触媒の劣化が少なく、かつ電解質の逸散が発生しないため、携帯用電子機器や電気自動車等の用途において特に好適に用いられる。   This fuel cell system includes a fuel cell as a main body of the power generation unit. As this fuel cell, for example, a phosphoric acid fuel cell, a molten carbonate fuel cell, an alkaline aqueous fuel cell, a solid polymer fuel cell, a solid electrolyte fuel cell, or the like is used. Among these fuel cells, phosphoric acid fuel cells and polymer electrolyte fuel cells (abbreviated as “PEFC”) have a relatively low operating temperature during power generation operation, and are therefore used as fuel cells constituting a fuel cell system. Preferably used. In particular, solid polymer fuel cells are particularly suitable for applications such as portable electronic devices and electric vehicles because there is less deterioration of the electrode catalyst and no electrolyte dissipation compared to phosphoric acid fuel cells. Used.

さて、燃料電池の多く、たとえば、リン酸形燃料電池や固体高分子形燃料電池は、発電運転の際に水素を燃料として用いる。しかし、それらの燃料電池において発電運転の際に必要となる水素の供給手段は、通常、インフラストラクチャーとして整備されてはいない。   Many fuel cells, such as phosphoric acid fuel cells and polymer electrolyte fuel cells, use hydrogen as a fuel during power generation operation. However, the means for supplying hydrogen necessary for power generation operation in these fuel cells is not usually provided as an infrastructure.

従って、リン酸形燃料電池や固体高分子形燃料電池を備える燃料電池システムにより電力を得るためには、その燃料電池システムの設置場所において、燃料としての水素を生成する必要がある。このため、燃料電池システムは、通常、改質器を有する水素生成装置を備える。改質器では、一般的な原料インフラガスである都市ガス、天然ガス或いはＬＰＧから水素含有ガスが、改質反応により生成される。   Therefore, in order to obtain electric power from a fuel cell system including a phosphoric acid fuel cell or a polymer electrolyte fuel cell, it is necessary to generate hydrogen as a fuel at the place where the fuel cell system is installed. For this reason, the fuel cell system usually includes a hydrogen generator having a reformer. In the reformer, a hydrogen-containing gas is generated by a reforming reaction from city gas, natural gas, or LPG which is a general raw material infrastructure gas.

たとえば、水蒸気改質反応が一般的に用いられている。この水蒸気改質反応では、原料となる都市ガス等と水蒸気とをＮｉ系またはＲｕ系等の貴金属系の改質触媒を用いて、６００℃〜７００℃程度の高温で反応させることにより、水素を主成分とした水素含有ガスが生成される。水蒸気改質反応を安定かつ効率に行うには、供給原料の組成に適した量の水を供給する必要がある。たとえば、メタン（ＣＨ４）やエタン（Ｃ２Ｈ６）が水蒸気改質されて水素と二酸化炭素とが生成される改質反応では、理論的には、１モルのメタンに対して必要な水の量は２モルである。また、１モルのエタンに対しては必要な水の量は４モルである。   For example, a steam reforming reaction is generally used. In this steam reforming reaction, hydrogen is produced by reacting raw material city gas or the like with water vapor at a high temperature of about 600 ° C. to 700 ° C. using a Ni-based or Ru-based noble metal-based reforming catalyst. A hydrogen-containing gas as a main component is generated. In order to perform the steam reforming reaction stably and efficiently, it is necessary to supply an amount of water suitable for the composition of the feedstock. For example, in a reforming reaction in which methane (CH4) or ethane (C2H6) is steam reformed to produce hydrogen and carbon dioxide, theoretically, the amount of water required for one mole of methane is 2 Is a mole. Further, the amount of water required for 1 mol of ethane is 4 mol.

通常は、改質器への水の供給量が不足すると供給原料中の炭素が析出する等の問題が生じることから、このような問題を防止すべく、原料の供給流量から算出された理論水量の１．５倍程度の水が改質器に供給されるように水供給流量が設定されている。そして、原料の供給流量に応じて水の供給流量が、所望の値になるよう、水素生成装置の運転が制御されている。   Usually, if the amount of water supplied to the reformer is insufficient, problems such as precipitation of carbon in the feedstock will occur, so the theoretical water volume calculated from the feed flow rate of the feedstock will prevent such problems. The water supply flow rate is set so that about 1.5 times as much water is supplied to the reformer. The operation of the hydrogen generator is controlled so that the water supply flow rate becomes a desired value in accordance with the raw material supply flow rate.

また、改質器の水蒸気改質反応に必要な熱エネルギーは、改質器に設けた燃焼器の原料燃焼によって改質器に供給されている。起動時は、水素生成装置を通流したガスを直接、燃焼器に戻して燃焼させ、燃料電池に水素含有ガスを供給している時は、燃料電池から排出される燃料オフガスを燃焼器で燃焼させる方法が一般的である。   Moreover, the heat energy required for the steam reforming reaction of the reformer is supplied to the reformer by the raw material combustion of the combustor provided in the reformer. At startup, the gas flowing through the hydrogen generator is directly returned to the combustor for combustion, and when supplying hydrogen-containing gas to the fuel cell, the fuel off-gas discharged from the fuel cell is combusted in the combustor. The method of making it is common.

改質器は上記のように高温で作動させる必要があるため、改質器を所定の温度まで上昇させるのに時間がかかり、それが燃料電池システムの起動時間の大きな割合を占めている。   Since the reformer needs to be operated at a high temperature as described above, it takes time to raise the reformer to a predetermined temperature, which accounts for a large percentage of the startup time of the fuel cell system.

燃料電池システムの起動を効率的に行うための手段として、燃料電池システムの電力負荷情報を蓄積し、この蓄積された電力負荷情報に基づいて燃料電池システムの起動パターンを決定し、電力使用タイミングにあわせて電力が供給できるよう自動で起動する方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。   As a means for efficiently starting the fuel cell system, the power load information of the fuel cell system is stored, the start pattern of the fuel cell system is determined based on the stored power load information, and the power use timing is determined. In addition, a method of automatically starting so that power can be supplied has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

しかし、起動パターンを自動的に決めた場合、使用者が起動させたいと思ったときに起動しておらず不満を生じるという問題があった。これに対して自動運転と手動運転を備えた燃料電池システムが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。   However, when the activation pattern is automatically determined, there is a problem that when the user wants to activate it, the user does not activate it and is dissatisfied. On the other hand, a fuel cell system having an automatic operation and a manual operation has been proposed (for example, see Patent Document 2).

特開２００５−０４４７１４号公報JP 2005-044714 A 特開２０１２−０８４３８０号公報JP 2012-084380 A

しかしながら、前記従来の構成では、手動で起動させた場合には、使用者が起動時間を意識するようになり長時間かかると不満を生じるという課題を有していた。また、燃料電池システムを高速で起動させるには高温状態で作動する改質器の起動時間を短縮することが必要であるが、改質器の昇温速度を大きくすると構造体へ大きな負荷がかかることによる破壊や、触媒が過昇温し劣化するという課題を有していた。   However, the conventional configuration has a problem in that when it is manually activated, the user becomes aware of the activation time and is dissatisfied when it takes a long time. Moreover, in order to start the fuel cell system at a high speed, it is necessary to shorten the start-up time of the reformer that operates at a high temperature. However, if the temperature increase rate of the reformer is increased, a large load is applied to the structure. There was a problem that the catalyst was destroyed or the catalyst was overheated and deteriorated.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、使用者が手動起動を選択する回数は限定され得る点に着目し、使用者が手動起動を選択した場合のみ高速で起動できるモードを設定することで、装置の耐久性を維持しつつ、商品性を向上させた水素生成装置及びその運転方法並びに燃料電池システムを提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and pays attention to the fact that the number of times that the user selects manual activation can be limited, and sets a mode that can be activated at high speed only when the user selects manual activation. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a hydrogen generator, its operating method, and a fuel cell system that have improved merchantability while maintaining the durability of the device.

前記従来の課題を解決するために、本発明の水素生成装置は、炭化水素を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、前記改質器を加熱する加熱器と、手動起動が選択された場合に、前記加熱器で加熱される第１加熱量が、通常起動時に前記加熱器で加熱される第２加熱量より大きくなるよう制御する制御器とを備えたものである。   In order to solve the conventional problem, a hydrogen generator of the present invention includes a reformer that reforms a raw material containing hydrocarbons to generate a hydrogen-containing gas, a heater that heats the reformer, And a controller for controlling the first heating amount heated by the heater to be larger than the second heating amount heated by the heater at the normal startup when manual activation is selected. is there.

これにより、使用者が手動起動を選択した場合のみ高速で起動できるモードを設定することで、使用者が手動起動を選択する回数は限定され得ることと通常時は水素生成装置の構造体や触媒に負荷の少ない起動を行うため、商品の耐久性を維持でき、且つ、手動起動時において水素生成装置に入力される熱量が増加するため、触媒の適正温度への昇温速度が大きくなり、通常時よりも高速で起動できる。   As a result, by setting a mode that can be activated at high speed only when the user selects manual activation, the number of times that the user can select manual activation can be limited, and the structure and catalyst of the hydrogen generator are normally used. In order to maintain the durability of the product and increase the amount of heat input to the hydrogen generator during manual startup, the rate of temperature rise to the appropriate temperature of the catalyst increases. You can start faster than time.

本発明の水素生成装置及びその運転方法並びに燃料電池システムによれば、使用者が手動起動を選択していない通常起動の場合は水素生成装置の構造体や触媒への負荷の少ない起動を行うため、装置の耐久性が維持でき、且つ、使用者が手動起動を選択した場合は起動時間を早めることができるため、使用者の不満を解消し商品性を向上させることができる。   According to the hydrogen generator of the present invention, the operation method thereof, and the fuel cell system, in the case of normal startup where the user does not select manual startup, the hydrogen generator is activated with less load on the structure and the catalyst. The durability of the apparatus can be maintained, and when the user selects manual activation, the activation time can be shortened, so that the dissatisfaction of the user can be eliminated and the merchantability can be improved.

本発明の実施の形態１〜３における水素生成装置の構成の一例を示すブロック図The block diagram which shows an example of a structure of the hydrogen generator in Embodiment 1-3 of this invention 本発明の実施の形態１における水素生成装置の手動起動が選択されたときの動作の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of operation | movement when manual starting of the hydrogen generator in Embodiment 1 of this invention is selected. 本発明の実施の形態１における水素生成装置の制御パラメータ変更動作の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of control parameter change operation | movement of the hydrogen generator in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態１の変形例における水素生成装置の制御パラメータ変更動作の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of the control parameter change operation | movement of the hydrogen generator in the modification of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２における水素生成装置の手動起動が選択されたときの動作の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of operation | movement when the manual starting of the hydrogen generator in Embodiment 2 of this invention is selected. 本発明の実施の形態２における水素生成装置の制御パラメータ変更動作の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of control parameter change operation | movement of the hydrogen generator in Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態２の変形例１における水素生成装置の制御パラメータ変更動作の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of control parameter change operation | movement of the hydrogen generator in the modification 1 of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２の変形例２における水素生成装置の手動起動が選択されたときの動作の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of operation | movement when the manual starting of the hydrogen generator in the modification 2 of Embodiment 2 of this invention is selected. 本発明の実施の形態３における水素生成装置の手動起動が選択されたときの動作の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of operation | movement when the manual starting of the hydrogen generator in Embodiment 3 of this invention is selected. 本発明の実施の形態３における水素生成装置の制御パラメータ変更動作の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of control parameter change operation | movement of the hydrogen generator in Embodiment 3 of this invention 本発明の実施の形態３の変形例における水素生成装置の制御パラメータ変更動作の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of the control parameter change operation | movement of the hydrogen generator in the modification of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態４における燃料電池システムの構成の一例を示すブロック図Block diagram showing an example of the configuration of a fuel cell system in Embodiment 4 of the present invention

第１の発明の水素生成装置は、炭化水素を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、改質器を加熱する加熱器と、手動起動が選択された場合に、加熱器で加熱される第１加熱量が、通常起動時に加熱器で加熱される第２加熱量より大きくなるよう制御する制御器と、を備える。   When the hydrogen generator of the first invention is selected to reform a raw material containing hydrocarbons to generate a hydrogen-containing gas, a heater for heating the reformer, and manual activation, And a controller for controlling the first heating amount heated by the heater to be larger than the second heating amount heated by the heater during normal startup.

これにより、使用者が手動起動を選択した場合のみ高速で起動できるモードを設定することで、使用者が手動起動を選択する回数は限定され得ることと通常時は水素生成装置の構造体や触媒に負荷の少ない起動を行うため、商品の耐久性を維持でき、且つ、手動起動時において水素生成装置に入力される熱量が増加するため、触媒の適正温度への昇温速度が大きくなり、通常時よりも高速で起動できる。   As a result, by setting a mode that can be activated at high speed only when the user selects manual activation, the number of times that the user can select manual activation can be limited, and the structure and catalyst of the hydrogen generator are normally used. In order to maintain the durability of the product and increase the amount of heat input to the hydrogen generator during manual startup, the rate of temperature rise to the appropriate temperature of the catalyst increases. You can start faster than time.

第２の発明は、特に、第１の発明の制御器において、改質器の温度を検知する改質器温度検知器を備え、制御器は、手動起動時に、改質器温度検知器によって検知される改質温度が第１温度以上となった場合又は加熱器の加熱開始から所定時間経過した場合に、加熱器で加熱される加熱量が、第１加熱量より低い第３加熱量となるよう制御する。   According to a second aspect of the invention, in particular, in the controller of the first aspect of the invention, a reformer temperature detector for detecting the temperature of the reformer is provided, and the controller is detected by the reformer temperature detector at the time of manual activation. When the reforming temperature to be used is equal to or higher than the first temperature or when a predetermined time has elapsed from the start of heating of the heater, the heating amount heated by the heater becomes a third heating amount lower than the first heating amount. Control as follows.

これにより、通常運転時に比べ、高い熱量で水素生成装置を加熱することによる構造体、触媒の熱劣化を最小限に抑えることができる。また手動起動時には通常起動時より高い加熱量で水素生成装置を加熱するため、通常起動時に比べ触媒の温度分布が異なり、水素含有ガス生成時の効率低下、あるいは生成した水素含有ガスの品質低下が発生することがあるが、これを抑制できる。   Thereby, compared with the time of a normal driving | operation, the thermal deterioration of the structure and a catalyst by heating a hydrogen generator with high calorie | heat amount can be suppressed to the minimum. In addition, since the hydrogen generator is heated at a higher heating amount than during normal startup during manual startup, the temperature distribution of the catalyst is different from that during normal startup, resulting in reduced efficiency when generating hydrogen-containing gas or reduced quality of the generated hydrogen-containing gas. Although it may occur, this can be suppressed.

なお、第３加熱量が第２加熱量より大きい場合、構造体や触媒の過昇温を抑えつつ、通常起動よりも速い起動が可能となる。第３加熱量が第２加熱量と等しい場合、高温域での昇温速度を通常起動と同等にすることができるため、構造体内部で温度分布ができることにより生じる応力からのダメージを抑えることができる。第３加熱量が第２加熱量より小さい場合、構造体や触媒の過昇温を抑制でき温度の制御性を向上させることができる。   When the third heating amount is larger than the second heating amount, it is possible to start faster than normal starting while suppressing excessive temperature rise of the structure and the catalyst. When the third heating amount is equal to the second heating amount, the rate of temperature increase in the high temperature range can be made equal to that of normal startup, so that damage from stress caused by the temperature distribution inside the structure can be suppressed. it can. When the third heating amount is smaller than the second heating amount, the excessive temperature rise of the structure and the catalyst can be suppressed, and the controllability of temperature can be improved.

第３の発明の水素生成装置は、炭化水素を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、改質器を加熱する加熱器と、改質器に水を供給する水供給器と、改質器が生成する水素含有ガス中の一酸化炭素を低減するＣＯ低減器と、手動起動が選択された場合に、改質器の加熱開始から水供給器から改質器への水供給を開始するまでの第１時間が、通
常起動時に、改質器の加熱開始から水供給器から改質器への水供給を開始するまでの第２時間よりも短くなるよう制御する制御器と、を備える。 The hydrogen generator of the third invention includes a reformer that reforms a raw material containing hydrocarbons to generate a hydrogen-containing gas, a heater that heats the reformer, and water that supplies water to the reformer. A feeder, a CO reducer that reduces carbon monoxide in the hydrogen-containing gas produced by the reformer , and a water heater to a reformer from the start of heating of the reformer when manual activation is selected The first time until the start of water supply is controlled to be shorter than the second time from the start of heating of the reformer to the start of water supply from the water supply to the reformer during normal startup. And a controller.

これにより、通常起動時より早期、あるいは改質器温度が低い段階から炭化水素の水蒸気改質が開始される。水蒸気改質によりガス体積が大きくなることから、改質器より下流側のＣＯ低減器の触媒への熱移動が早期に開始され、触媒の昇温を早めることができる。なお、下流側のＣＯ低減器の触媒には変成触媒、メタン化触媒、選択酸化触媒が例示される。 Thereby, the steam reforming of hydrocarbon is started earlier than at the time of normal startup or from the stage where the reformer temperature is low. Since the gas volume is increased by the steam reforming, the heat transfer to the catalyst of the CO reducer on the downstream side of the reformer is started at an early stage, and the temperature rise of the catalyst can be accelerated. Examples of the downstream CO reducer catalyst include a shift catalyst, a methanation catalyst, and a selective oxidation catalyst.

第４の発明の水素生成装置は、炭化水素を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、改質器を加熱する加熱器と、改質器に水を供給する水供給器と、改質器が生成する水素含有ガス中の一酸化炭素を低減するＣＯ低減器と、改質器の温度を検知する改質器温度検知器と、通常起動時に、改質器温度検知器によって検知される改質温度が第２温度になると改質器への水供給を開始し、使用者が手動起動を選択した場合に、改質温度が第２温度より低い第３温度になると改質器への水供給を開始するよう制御する制御器と、を備える。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a hydrogen generator, a reformer that reforms a raw material containing hydrocarbons to generate a hydrogen-containing gas, a heater that heats the reformer, and water that supplies water to the reformer. A feeder, a CO reducer that reduces carbon monoxide in the hydrogen-containing gas produced by the reformer , a reformer temperature detector that detects the temperature of the reformer , and the reformer temperature during normal startup When the reforming temperature detected by the detector reaches the second temperature, water supply to the reformer is started, and when the user selects manual activation, the reforming temperature becomes a third temperature lower than the second temperature. A controller for controlling to start water supply to the reformer.

これにより、通常起動時より早期、あるいは改質器温度が低い段階から炭化水素の水蒸気改質が開始される。水蒸気改質によりガス体積が大きくなることから、改質器より下流側のＣＯ低減器の触媒への熱移動が早期に開始され、触媒の昇温を早めることができる。また、加熱開始からの時間によらず、改質器温度により制御を行う事により、原料ガスの熱量や、外気温の変化、加熱開始前の触媒温度の差を補正でき、より早く触媒間の熱移動を開始できる。 Thereby, the steam reforming of hydrocarbon is started earlier than at the time of normal startup or from the stage where the reformer temperature is low. Since the gas volume is increased by steam reforming, heat transfer to the catalyst CO reducer downstream of the reformer is started early, it is possible to accelerate the Atsushi Nobori of the catalyst. In addition, by controlling the reformer temperature regardless of the time from the start of heating, the amount of heat of the raw material gas, the change in the outside air temperature, and the difference in the catalyst temperature before the start of heating can be corrected. Heat transfer can be started.

第５の発明は、特に、第３〜第４のいずれか１つの発明の制御器が、通常起動時に、第１流量で改質器へ水を供給し、手動起動時に、第１流量より少ない第２流量で改質器へ水を供給するよう制御する。   In the fifth invention, in particular, the controller of any one of the third to fourth inventions supplies water to the reformer at the first flow rate during normal startup, and is less than the first flow rate during manual startup. Control to supply water to the reformer at the second flow rate.

これにより、通常運転時に比べ早期から水供給を行った場合においても、触媒の低温部での結露を抑制でき、触媒の劣化を抑制できる。   Thereby, even when water is supplied from an early stage as compared with the normal operation, dew condensation at a low temperature part of the catalyst can be suppressed, and deterioration of the catalyst can be suppressed.

第６の発明は、特に、第５の発明の制御器において、ＣＯ低減器の温度を検知するＣＯ低減器温度検知器を備え、制御器は、手動起動時に、ＣＯ低減器温度検知器によって検知されるＣＯ低減器温度が第４温度以上となった場合又は加熱器の加熱開始から第３時間経過した場合に、第２流量より多い第３流量で改質器へ水を供給するよう制御する。 The sixth aspect of the invention includes a CO reducer temperature detector for detecting the temperature of the CO reducer , particularly in the controller of the fifth aspect of the invention, and the controller is detected by the CO reducer temperature detector at the time of manual activation. Control is performed so that water is supplied to the reformer at a third flow rate that is higher than the second flow rate when the CO reducer temperature to be higher than the fourth temperature or when the third time has elapsed from the start of heating of the heater. .

これにより、ＣＯ低減器の温度が上がり、ＣＯ低減器の結露の可能性がなくなった際に水素生成量を増加させ、ガス体積の増加による改質器からの熱移動をさらに増大させることができる。なお、第３流量が第１流量より大きい場合、改質反応後のガス量が通常起動より多くなるため、ＣＯ低減器への伝熱を大きくでき触媒の昇温速度を大きくすることができる。第３流量が第１流量と等しい場合、水量過多で起こる触媒の水濡れによる劣化や、水不足による改質触媒上での炭素析出を抑え触媒の性能を維持することができる。   Thereby, when the temperature of the CO reducer rises and the possibility of condensation of the CO reducer disappears, the amount of hydrogen generation can be increased, and the heat transfer from the reformer due to the increase in gas volume can be further increased. . Note that when the third flow rate is larger than the first flow rate, the amount of gas after the reforming reaction is larger than the normal startup, so that heat transfer to the CO reducer can be increased and the rate of temperature increase of the catalyst can be increased. When the third flow rate is equal to the first flow rate, the catalyst performance can be maintained by suppressing deterioration due to water wetting of the catalyst caused by excessive water amount and carbon deposition on the reforming catalyst due to water shortage.

第３流量が第１流量より小さい場合水の蒸発に使用される熱量を小さくでき、構造体や触媒に与える熱量を大きくできるため水素生成装置の昇温速度を大きくすることができる。   When the third flow rate is smaller than the first flow rate, the amount of heat used for water evaporation can be reduced, and the amount of heat applied to the structure and the catalyst can be increased, so that the rate of temperature increase of the hydrogen generator can be increased.

第７の発明の水素生成装置は、炭化水素を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、改質器を加熱する加熱器と、改質器に水を供給する水供給器と、改質器が生成する水素含有ガス中の一酸化炭素を低減するＣＯ低減器と、通常起動時に、第４流量で改質器へ水を供給し、使用者が手動起動を選択した場合に、第４流量より多い第５流量で改質器へ水を供給するよう制御する制御器と、を備える。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a hydrogen generator that reforms a raw material containing hydrocarbons to generate a hydrogen-containing gas, a heater that heats the reformer, and water that supplies water to the reformer. Feeder, CO reducer that reduces carbon monoxide in the hydrogen-containing gas produced by the reformer, and water is supplied to the reformer at the fourth flow rate during normal startup, and the user selects manual startup A controller that controls to supply water to the reformer at a fifth flow rate higher than the fourth flow rate.

これにより、通常起動時より改質器での水蒸気改質反応が促進され、通常起動時よりガス体積が大きくなる。よって、改質器より相対的に低温で運転されるＣＯ低減器、あるいは選択酸化器への熱移動が促進され、改質器より下流側の触媒の昇温を早めることができる。   As a result, the steam reforming reaction in the reformer is promoted from the normal startup, and the gas volume becomes larger than that from the normal startup. Therefore, heat transfer to the CO reducer or the selective oxidizer that is operated at a relatively lower temperature than the reformer is promoted, and the temperature of the catalyst on the downstream side of the reformer can be increased.

第８の発明は、特に、第７の発明の制御器において、ＣＯ低減器の温度を検知するＣＯ低減器温度検知器を備え、制御器は、手動起動時に、ＣＯ低減器温度検知器によって検知されるＣＯ低減器温度が第５温度以上となった場合又は加熱器の加熱開始から第４時間経過した場合に、第５流量より少ない第６流量で改質器へ水を供給するよう制御する。 The eighth aspect of the invention is provided with a CO reducer temperature detector for detecting the temperature of the CO reducer , particularly in the controller of the seventh aspect of the invention, and the controller is detected by the CO reducer temperature detector at the time of manual activation. Control is performed so that water is supplied to the reformer at a sixth flow rate that is smaller than the fifth flow rate when the CO reducer temperature to be reached is the fifth temperature or higher or when the fourth time has elapsed since the start of heating of the heater. .

これにより、改質器以降の触媒が十分な温度となった後に水供給量を低減し、水蒸気発生による熱消費を抑制することで、熱効率が向上する。なお、第６流量が第４流量より大きい場合、改質反応後のガス量が通常起動より多くなるため、ＣＯ低減器への伝熱を大きくでき触媒の昇温速度を大きくすることができる。   Thereby, after the catalyst after a reformer becomes sufficient temperature, a water supply amount is reduced, and thermal efficiency improves by suppressing the heat consumption by water vapor | steam generation | occurrence | production. Note that when the sixth flow rate is larger than the fourth flow rate, the amount of gas after the reforming reaction is larger than the normal startup, so that heat transfer to the CO reducer can be increased and the rate of temperature rise of the catalyst can be increased.

第６流量が第４流量と等しい場合、水量過多で起こる触媒の水濡れによる劣化や、水不足による改質触媒上での炭素析出を抑え触媒の性能を維持することができる。第６流量が第４流量より小さい場合、水の蒸発に使用される熱量を小さくでき、構造体や触媒に与える熱量を大きくできるため水素生成装置の昇温速度を大きくすることができる。   When the sixth flow rate is equal to the fourth flow rate, the catalyst performance can be maintained by suppressing deterioration due to water wetting of the catalyst due to excessive water amount and carbon deposition on the reforming catalyst due to water shortage. When the sixth flow rate is smaller than the fourth flow rate, the amount of heat used for water evaporation can be reduced, and the amount of heat applied to the structure and the catalyst can be increased, so that the rate of temperature increase of the hydrogen generator can be increased.

第９の発明は、特に、第６または第８のいずれか１つの発明の制御器において、ＣＯ低減器は、改質器が生成する水素含有ガス中の一酸化炭素を酸化反応により低減する選択酸化器を含み、選択酸化器に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給器を備え、制御器は、通常起動時に、第７流量で選択酸化器へ酸素含有ガスを供給し、手動起動時に、第７流量より多い第８流量で選択酸化器へ酸素含有ガスを供給するよう制御する。   In the ninth aspect of the invention, in particular, in the controller of any one of the sixth and eighth aspects, the CO reducer is selected to reduce carbon monoxide in the hydrogen-containing gas produced by the reformer by an oxidation reaction. An oxygen-containing gas supply unit that includes an oxidizer and supplies an oxygen-containing gas to the selective oxidizer; the controller supplies the oxygen-containing gas to the selective oxidizer at a seventh flow rate during normal startup; Control is performed so that the oxygen-containing gas is supplied to the selective oxidizer at an eighth flow rate greater than the seventh flow rate.

これにより、ＣＯ低減器での水素含有ガス、あるいは燃料ガスの酸化反応により選択酸化器が発熱し、通常運転時より早期に選択酸化器の昇温が可能となる。   As a result, the selective oxidizer generates heat due to the oxidation reaction of the hydrogen-containing gas or the fuel gas in the CO reducer, and the temperature of the selective oxidizer can be raised earlier than during normal operation.

第１０の発明は、特に、第９の発明の制御器において、選択酸化器の温度を検知する選択酸化器温度検知器を備え、制御器は、手動起動時に、選択酸化器温度検知器によって検知される選択酸化器温度が第６温度以上となった場合又は加熱器の加熱開始から第５時間経過した場合に、酸素含有ガスを第８流量より少ない第９流量で選択酸化器へ供給するよう制御する。   In a tenth aspect of the invention, in particular, in the controller of the ninth aspect of the invention, a selective oxidizer temperature detector for detecting the temperature of the selective oxidizer is provided, and the controller is detected by the selective oxidizer temperature detector during manual activation. The oxygen-containing gas is supplied to the selective oxidizer at a ninth flow rate smaller than the eighth flow rate when the selected selective oxidizer temperature becomes the sixth temperature or higher or when the fifth time has elapsed since the start of heating of the heater. Control.

これにより、選択酸化器の温度が所定の温度となった際に、酸素含有ガス供給量を低減し、水素含有ガスの酸化による効率低下を抑制することができる。なお、第９流量が第７流量より大きい場合、構造体や触媒の過昇温を抑えつつ、通常起動よりも速い起動が可能となる。第９流量が第７流量と等しい場合、触媒の過昇温を抑えつつ、水素含有ガスの酸
化による効率低下を抑制することができる。第９流量が第７流量より小さい場合、構造体や触媒の過昇温を抑制でき温度の制御性を向上させることができる。 Thereby, when the temperature of the selective oxidizer reaches a predetermined temperature, it is possible to reduce the supply amount of the oxygen-containing gas and suppress the efficiency reduction due to the oxidation of the hydrogen-containing gas. When the ninth flow rate is larger than the seventh flow rate, it is possible to start faster than normal startup while suppressing excessive temperature rise of the structure and the catalyst. When the ninth flow rate is equal to the seventh flow rate, it is possible to suppress a decrease in efficiency due to oxidation of the hydrogen-containing gas while suppressing an excessive temperature rise of the catalyst. When the ninth flow rate is smaller than the seventh flow rate, excessive temperature rise of the structure and the catalyst can be suppressed, and the temperature controllability can be improved.

第１１の発明は、特に、第３〜１０のいずれか１つの発明の制御器が、手動起動が選択された場合に、加熱器で加熱される第１加熱量が、通常起動時に加熱器で加熱される第２加熱量より大きくなるよう制御する。   In the eleventh aspect of the invention, in particular, when the controller of any one of the third to tenth aspects of the invention is selected for manual activation, the first heating amount heated by the heater is the heater at the normal activation time. It controls so that it may become larger than the 2nd heating amount heated.

これにより、手動起動時において水素生成装置に入力される熱量が増加するため、触媒の適正温度への昇温速度が大きくなり、通常時よりも高速で起動できる。   As a result, the amount of heat input to the hydrogen generator during manual activation increases, so that the rate of temperature increase to the appropriate temperature of the catalyst increases, and the catalyst can be activated at a higher speed than normal.

第１２の発明は、特に、第３〜第１１のいずれか１つの発明の制御器が、手動起動時に、改質器温度検知器によって検知される改質温度が第１温度以上となった場合又は加熱器の加熱開始から第１時間経過した場合に、加熱器で加熱される加熱量が、第１加熱量より低い第３加熱量となるよう制御する、
これにより、通常運転時に比べ、高い熱量で水素生成装置を加熱することによる構造体、触媒の熱劣化を最小限に抑えることができる。また手動起動時には通常起動時より高い加熱量で水素生成装置を加熱するため、通常起動時に比べ触媒の温度分布が異なり、水素含有ガス生成時の効率低下、あるいは生成した水素含有ガスの品質低下が発生することがあるが、これを抑制できる。なお、第３加熱量が第２加熱量より大きい場合、構造体や触媒の過昇温を抑えつつ、通常起動よりも速い起動が可能となる。第３加熱量が第２加熱量と等しい場合、高温域での昇温速度を通常起動と同等にすることができるため、構造体内部で温度分布ができることにより生じる応力からのダメージを抑えることができる。第３加熱量が第２加熱量より小さい場合、構造体や触媒の過昇温を抑制でき温度の制御性を向上させることができる。 In the twelfth aspect of the invention, in particular, when the controller of any one of the third to eleventh aspects of the invention is manually activated, the reforming temperature detected by the reformer temperature detector is equal to or higher than the first temperature. Or, when the first time has elapsed since the start of heating of the heater, the heating amount heated by the heater is controlled to be a third heating amount lower than the first heating amount.
Thereby, compared with the time of a normal driving | operation, the thermal deterioration of the structure and a catalyst by heating a hydrogen generator with high calorie | heat amount can be suppressed to the minimum. In addition, since the hydrogen generator is heated at a higher heating amount than during normal startup during manual startup, the temperature distribution of the catalyst is different from that during normal startup, resulting in reduced efficiency when generating hydrogen-containing gas or reduced quality of the generated hydrogen-containing gas. Although it may occur, this can be suppressed. When the third heating amount is larger than the second heating amount, it is possible to start faster than normal starting while suppressing excessive temperature rise of the structure and the catalyst. When the third heating amount is equal to the second heating amount, the rate of temperature increase in the high temperature range can be made equal to that of normal startup, so that damage from stress caused by the temperature distribution inside the structure can be suppressed. it can. When the third heating amount is smaller than the second heating amount, the excessive temperature rise of the structure and the catalyst can be suppressed, and the controllability of temperature can be improved.

第１３の発明は、特に、第１〜１２のいずれか１つの発明の制御器が、手動起動の使用回数を記憶し、手動起動の使用回数が所定の回数を上回った場合に、使用者が手動起動を選択した場合でも通常起動を行うよう制御する。
これにより、手動起動を繰り返すことによる改質器構造体への負荷や触媒の熱劣化を抑えることができ、耐久性を維持することができる。 In the thirteenth aspect of the invention, in particular, when the controller according to any one of the first to twelfth aspects of the invention stores the number of times of manual activation and the number of times of manual activation exceeds a predetermined number, Even when manual activation is selected, control is performed so that normal activation is performed.
Thereby, the load to the reformer structure and the thermal deterioration of the catalyst due to repeated manual activation can be suppressed, and the durability can be maintained.

第１４の発明は、特に第１〜第１３のいずれかの水素生成装置が、本発明の燃料電池システム酸化剤ガスおよび水素生成装置からの水素含有ガスを用いて発電する燃料電池と、を備える。   According to a fourteenth aspect of the present invention, in particular, any one of the first to thirteenth hydrogen generators includes a fuel cell that generates power using the fuel cell system oxidant gas of the present invention and the hydrogen-containing gas from the hydrogen generator. .

第１５の発明の水素生成装置の運転方法は、炭化水素を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、改質器を加熱する加熱器と、を備えた水素生成装置の運転方法であって、手動起動が選択されたか確認する入力ステップと、手動起動が選択された場合に、加熱器で加熱される第１加熱量が、通常起動時に加熱器で加熱される第２加熱量より大きくなるよう制御する制御ステップと、を備える。   According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided an operation method for a hydrogen generator comprising: a reformer that reforms a raw material containing hydrocarbons to generate a hydrogen-containing gas; and a heater that heats the reformer. And an input step for confirming whether manual activation is selected, and when manual activation is selected, the first heating amount heated by the heater is heated by the heater during normal activation. And a control step for controlling to be greater than 2 heating amounts.

これにより、手動起動時において水素生成装置に入力される熱量が増加するため、触媒の適正温度への昇温速度が大きくなり、通常時よりも高速で起動できる。   As a result, the amount of heat input to the hydrogen generator during manual activation increases, so that the rate of temperature increase to the appropriate temperature of the catalyst increases, and the catalyst can be activated at a higher speed than normal.

第１６の発明の水素生成装置の運転方法は、炭化水素を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、改質器を加熱する加熱器と、改質器に水を供給する水供給器と、改質器が生成する水素含有ガス中の一酸化炭素を低減するＣＯ低減器と、を備えた水素生成装置の運転方法であって、改質器に水を供給する水供給ステップと、手動起動が選択されたか確認する入力ステップと、手動起動が選択された場合に、加熱器による改質器の加熱開始から水供給ステップを開始するまでの第１時間が、通常起動時に、改質器の加熱開始から水供給ステップを開始するまでの第２時間よりも短くするよう制御するステップと、を備える。 According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a method for operating a hydrogen generator, a reformer that reforms a raw material containing hydrocarbons to generate a hydrogen-containing gas, a heater that heats the reformer, and water that is supplied to the reformer. An operation method of a hydrogen generator comprising: a water supply device to be supplied; and a CO reducer that reduces carbon monoxide in a hydrogen-containing gas generated by the reformer , and supplies water to the reformer A water supply step, an input step for confirming whether manual activation has been selected, and when manual activation is selected, the first time from the start of heating the reformer by the heater to the start of the water supply step is usually And controlling to make it shorter than the second time from the start of heating of the reformer to the start of the water supply step at startup.

これにより、通常起動時より早期、あるいは改質器温度が低い段階から炭化水素の水蒸気改質が開始される。水蒸気改質によりガス体積が大きくなることから、改質器より下流側のＣＯ低減器の触媒への熱移動が早期に開始され、触媒の昇温を早めることができる。なお、下流側のＣＯ低減器の触媒には変成触媒、メタン化触媒、選択酸化触媒が例示される。 Thereby, the steam reforming of hydrocarbon is started earlier than at the time of normal startup or from the stage where the reformer temperature is low. Since the gas volume is increased by the steam reforming, the heat transfer to the catalyst of the CO reducer on the downstream side of the reformer is started at an early stage, and the temperature rise of the catalyst can be accelerated. Examples of the downstream CO reducer catalyst include a shift catalyst, a methanation catalyst, and a selective oxidation catalyst.

第１７の発明の水素生成装置の運転方法は、炭化水素を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、改質器を加熱する加熱器と、改質器に水を供給する水供給器と、改質器が生成する水素含有ガス中の一酸化炭素を低減するＣＯ低減器と、を備えた水素生成装置の運転方法であって、改質器に水を供給する水供給ステップと、手動起動が選択されたか確認する入力ステップと、通常起動時に、改質器の温度が第２温度になると水供給ステップを開始し、手動起動が選択された場合に、改質器の温度が第２温度より低い第３温度になると水供給ステップを開始するよう制御するステップと、を備える。 According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided an operation method for a hydrogen generator, a reformer that reforms a raw material containing hydrocarbons to generate a hydrogen-containing gas, a heater that heats the reformer, and water that is supplied to the reformer. An operation method of a hydrogen generator comprising: a water supply device to be supplied; and a CO reducer that reduces carbon monoxide in a hydrogen-containing gas generated by the reformer , and supplies water to the reformer A water supply step, an input step for confirming whether manual activation is selected, and a water supply step is started when the temperature of the reformer reaches the second temperature during normal activation, and reforming is performed when manual activation is selected. Controlling to start the water supply step when the temperature of the vessel reaches a third temperature lower than the second temperature.

これにより、通常起動時より早期、あるいは改質器温度が低い段階から炭化水素の水蒸気改質が開始される。水蒸気改質によりガス体積が大きくなることから、改質器より下流側のＣＯ低減器の触媒への熱移動が早期に開始され、触媒の昇温を早めることができる。また、加熱開始からの時間によらず、改質器温度により制御を行う事により、原料ガスの熱量や、外気温の変化、加熱開始前の触媒温度の差を補正でき、より早く触媒間の熱移動を開始できる。 Thereby, the steam reforming of hydrocarbon is started earlier than at the time of normal startup or from the stage where the reformer temperature is low. Since the gas volume is increased by steam reforming, heat transfer to the catalyst CO reducer downstream of the reformer is started early, it is possible to accelerate the Atsushi Nobori of the catalyst. In addition, by controlling the reformer temperature regardless of the time from the start of heating, the amount of heat of the raw material gas, the change in the outside air temperature, and the difference in the catalyst temperature before the start of heating can be corrected. Heat transfer can be started.

第１８の発明の水素生成装置の運転方法は、炭化水素を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、改質器を加熱する加熱器と、改質器に水を供給する水供給器と、改質器が生成する水素含有ガス中の一酸化炭素を低減するＣＯ低減器と、を備えた水素生成装置の運転方法であって、改質器に水を供給する水供給ステップと、手動起動が選択されたか確認する入力ステップと、通常起動時に、第４流量で水供給ステップを行い、手動起動選択された場合に、第４流量より多い第５流量で水供給ステップを行うよう制御するステップと、を備える。 According to an eighteenth aspect of the present invention, there is provided a method for operating a hydrogen generator, a reformer for reforming a raw material containing hydrocarbons to produce a hydrogen-containing gas, a heater for heating the reformer, and water in the reformer. An operation method of a hydrogen generator comprising: a water supply device to be supplied; and a CO reducer that reduces carbon monoxide in a hydrogen-containing gas generated by the reformer , and supplies water to the reformer A water supply step, an input step for confirming whether manual activation is selected, and a water supply step at the fourth flow rate during normal activation, and water supply at a fifth flow rate greater than the fourth flow rate when manual activation is selected. Controlling to perform the steps.

これにより、通常起動時より改質器での水蒸気改質反応が促進され、通常起動時よりガス体積が大きくなる。よって、改質器より相対的に低温で運転されるＣＯ低減器、あるいは選択酸化器への熱移動が促進され、改質器より下流側の触媒の昇温を早めることができる。   As a result, the steam reforming reaction in the reformer is promoted from the normal startup, and the gas volume becomes larger than that from the normal startup. Therefore, heat transfer to the CO reducer or the selective oxidizer that is operated at a relatively lower temperature than the reformer is promoted, and the temperature of the catalyst on the downstream side of the reformer can be increased.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一または相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する場合がある。また、全ての図面において、本実施の形態を説明するために必要となる構成要素のみを抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している。
なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted. Further, in all the drawings, only components necessary for explaining the present embodiment are extracted and illustrated, and other components are not illustrated.
Note that the present invention is not limited to the present embodiment.

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１〜３における水素生成装置の構成の一例を示すブロック図である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the hydrogen generator in Embodiments 1 to 3 of the present invention.

図１において、水素生成装置１００は、改質器１と、改質器１に原料を供給する原料供給器２と、改質器１に水を供給する水供給器３と、改質器１を加熱する加熱器４と、加熱器に空気を供給する空気供給器５と、改質器１の温度を検知する改質器温度検知器７と、加熱器４に燃料を供給する燃料供給器１０と、改質器１が生成する水素含有ガス中のＣＯを低減するＣＯ低減器１２と、ＣＯ低減器１２の温度を検知するＣＯ低減器温度検知器１３と、ＣＯ低減器に含まれる選択酸化器１４と、選択酸化器１４に酸素含有ガスを供給す
る酸素含有ガス供給器６と、選択酸化器の温度を検知する選択酸化器温度検知器１５と、水素生成装置１００を制御する制御器５０と、制御器５０の動作を手動で操作できる操作部５１とを備える。 In FIG. 1, a hydrogen generator 100 includes a reformer 1, a raw material supplier 2 that supplies raw material to the reformer 1, a water supplier 3 that supplies water to the reformer 1, and a reformer 1. A heater 4 for heating the air, an air supplier 5 for supplying air to the heater, a reformer temperature detector 7 for detecting the temperature of the reformer 1, and a fuel supplier for supplying fuel to the heater 4 10, a CO reducer 12 that reduces CO in the hydrogen-containing gas produced by the reformer 1, a CO reducer temperature detector 13 that detects the temperature of the CO reducer 12, and a selection included in the CO reducer An oxidizer 14, an oxygen-containing gas supply device 6 that supplies an oxygen-containing gas to the selective oxidizer 14, a selective oxidizer temperature detector 15 that detects the temperature of the selective oxidizer, and a controller that controls the hydrogen generator 100. 50 and an operation unit 51 that can manually operate the controller 50.

改質器温度検知器７と選択酸化器温度検知器１５はたとえば熱電対によって構成される。   The reformer temperature detector 7 and the selective oxidizer temperature detector 15 are constituted by a thermocouple, for example.

なお、加熱器４は、燃焼器とする。なお、加熱器４は、ヒーターまたは触媒燃焼器であってもよい。   The heater 4 is a combustor. The heater 4 may be a heater or a catalytic combustor.

改質器１は、原料及び水蒸気を用いて改質反応により水素含有ガスを生成する。原料は、少なくとも炭素及び水素を構成元素とする有機化合物を含み、具体的には、天然ガス、都市ガス、ＬＰＧ、ＬＮＧ等の炭化水素、及びメタノール、エタノール等のアルコールが例示される。都市ガスとは、ガス会社から配管を通じて各家庭等に供給されるガスをいう。   The reformer 1 generates a hydrogen-containing gas by a reforming reaction using raw materials and steam. The raw material contains at least an organic compound having carbon and hydrogen as constituent elements, and specific examples include natural gas, city gas, hydrocarbons such as LPG and LNG, and alcohols such as methanol and ethanol. City gas refers to gas supplied from a gas company to households through piping.

改質反応は、原料及び水蒸気から水素含有ガスが生成される反応であれば、いずれの改質反応でもよい。具体的には、水蒸気改質反応、及びオートサーマル反応が例示される。改質器１で生成された水素含有ガスは、水素供給路９を介して水素利用機器１５０に供給される。   The reforming reaction may be any reforming reaction as long as a hydrogen-containing gas is generated from the raw material and water vapor. Specifically, steam reforming reaction and autothermal reaction are exemplified. The hydrogen-containing gas generated in the reformer 1 is supplied to the hydrogen utilization device 150 through the hydrogen supply path 9.

原料供給器２は、原料を改質器１に供給する。原料供給器２は、たとえば、昇圧器及び流量調整弁の少なくともいずれか一方により構成される。   The raw material supplier 2 supplies the raw material to the reformer 1. The raw material supplier 2 is composed of, for example, at least one of a booster and a flow rate adjustment valve.

水供給器３は、水を改質器１に供給する。水供給器３は、水の流量を調整し、ポンプによって構成される。なお、水供給器３は、流量調整弁または、ポンプ及び流量調整弁の少なくともいずれか一方により構成されてもよい。水量の調整は水流量検知器によって行う。なお、水量調整は、ポンプの操作量に基づいて行ってもよい。   The water supplier 3 supplies water to the reformer 1. The water supply device 3 adjusts the flow rate of water and is configured by a pump. In addition, the water supply device 3 may be configured by a flow rate adjustment valve or at least one of a pump and a flow rate adjustment valve. The amount of water is adjusted with a water flow detector. The water amount adjustment may be performed based on the operation amount of the pump.

加熱器４は、改質器１を加熱する。加熱器４の燃料には、少なくとも改質器１より排出される水素含有ガスが用いられる。加熱器４に供給される水素含有ガスは、改質器１から燃料供給路１１を介して加熱器４に直接供給される。なお、水素含有ガスの加熱器４への供給は水素利用機器１５０を経由し、水素利用機器１５０から排出されて加熱器４に供給されてもよいし、加熱器４において、燃料供給器１０から水素含有ガスに燃料を追加して燃焼されてもよい。   The heater 4 heats the reformer 1. As a fuel for the heater 4, at least a hydrogen-containing gas discharged from the reformer 1 is used. The hydrogen-containing gas supplied to the heater 4 is directly supplied from the reformer 1 to the heater 4 via the fuel supply path 11. The supply of the hydrogen-containing gas to the heater 4 may be discharged from the hydrogen utilization device 150 via the hydrogen utilization device 150 and supplied to the heater 4, or in the heater 4 from the fuel supply device 10. Fuel may be added to the hydrogen-containing gas and burned.

空気供給器５は、加熱器４に燃焼空気を供給する。空気供給器５は、たとえば、ファン及びポンプの少なくともいずれか一方により構成される。   The air supplier 5 supplies combustion air to the heater 4. The air supply unit 5 is configured by, for example, at least one of a fan and a pump.

ＣＯ低減器１２は、改質器１から出た水素含有ガス中のＣＯをシフト反応、酸化反応、メタン化反応により低減させる。   The CO reducer 12 reduces CO in the hydrogen-containing gas output from the reformer 1 by shift reaction, oxidation reaction, and methanation reaction.

ＣＯ低減器温度検知器１３は、ＣＯ低減器１２の温度を検知する。なお、ＣＯ低減器１２内部の触媒温度を直接測定することが望ましいが、検知された値から触媒温度を推定できるのであれば、ＣＯ低減器１２外部、あるいは近傍に温度検知部を設置してもかまわない。ＣＯ低減器温度検知器１３としては熱電対やサーミスタによって構成される。   The CO reducer temperature detector 13 detects the temperature of the CO reducer 12. Although it is desirable to directly measure the catalyst temperature inside the CO reducer 12, if a catalyst temperature can be estimated from the detected value, a temperature detector may be installed outside or near the CO reducer 12. It doesn't matter. The CO reducer temperature detector 13 is constituted by a thermocouple or a thermistor.

選択酸化器１４は酸化反応により、一酸化炭素を低減させる。選択酸化器１４の外郭は、高温になるため耐熱性を有する材質で構成されるのが良く、たとえば、ステンレススチール等の金属からなるのが好ましい。   The selective oxidizer 14 reduces carbon monoxide by an oxidation reaction. The outer shell of the selective oxidizer 14 is preferably made of a material having heat resistance because of high temperature, and is preferably made of a metal such as stainless steel.

酸素含有ガス供給器６は、選択酸化器１４に供給される酸素含有ガスを供給するものであって、たとえばブロアが挙げられる。   The oxygen-containing gas supply device 6 supplies the oxygen-containing gas supplied to the selective oxidizer 14, and includes, for example, a blower.

選択酸化器温度検知器１５は、選択酸化器１４の温度を検知する。なお、選択酸化器１４内部の触媒温度を直接測定することが望ましいが、検知された値から触媒温度を推定できるのであれば、選択酸化器１４外部、あるいは近傍に温度検知部を設置してもかまわない。選択酸化器温度検知器１５としては熱電対やサーミスタで構成される。   The selective oxidizer temperature detector 15 detects the temperature of the selective oxidizer 14. Although it is desirable to directly measure the catalyst temperature inside the selective oxidizer 14, if a catalyst temperature can be estimated from the detected value, a temperature detector may be installed outside or near the selective oxidizer 14. It doesn't matter. The selective oxidizer temperature detector 15 is composed of a thermocouple or a thermistor.

制御器５０は、水素生成装置１００全体あるいは一部を制御可能な制御装置とする。制御器５０は、たとえば、演算処理部（図示せず）と、制御プログラムを記憶する記憶部（図示せず）とを備える。演算処理部としては、ＭＰＵ、ＣＰＵが例示される。記憶部としては、メモリが例示される。   The controller 50 is a control device that can control the whole or a part of the hydrogen generator 100. The controller 50 includes, for example, an arithmetic processing unit (not shown) and a storage unit (not shown) that stores a control program. Examples of the arithmetic processing unit include an MPU and a CPU. A memory is exemplified as the storage unit.

制御器５０は記憶部（図示せず）に起動時の運転パラメータ群を記憶している。制御器５０は、集中制御を行う単独の制御器で構成されている。なお、制御器５０は互いに協働して分散制御を行う複数の制御器で構成されていてもよい。この点は、後述の他の実施形態の制御器においても同様である。操作部５１は制御器５０の動作を手動で設定できる。   The controller 50 stores an operating parameter group at the time of activation in a storage unit (not shown). The controller 50 is composed of a single controller that performs centralized control. The controller 50 may be composed of a plurality of controllers that perform distributed control in cooperation with each other. This also applies to controllers of other embodiments described later. The operation unit 51 can manually set the operation of the controller 50.

操作部５１は装置の状態情報を表示する操作画面とともに、装置の初期設定や各種運転モードを使用者が選択・変更し設定する入力部を備えたリモコンや、装置に設置された入力操作パネルや、パソコンやスマートフォンなどの端末の通信手段を介して遠隔操作で操作できるアプリケーションなどで構成される。   The operation unit 51 includes an operation screen for displaying device status information, a remote controller including an input unit for a user to select, change, and set initial settings of the device and various operation modes, an input operation panel installed on the device, And applications that can be operated remotely via communication means of terminals such as personal computers and smartphones.

以上のように、構成された水素生成装置について、以下その動作、作用を説明する。なお、以下の動作は、制御器５０が水素生成装置１００を制御することによって行われる。   The operation and action of the hydrogen generator configured as described above will be described below. The following operation is performed by the controller 50 controlling the hydrogen generator 100.

水素生成装置１００が起動すると、加熱器４における燃焼を開始する。このとき、封止器８を閉止しているが、水素供給路９から分岐して伸び、加熱器４に至る燃焼用の燃料供給路１１がガス通気状態となっている。   When the hydrogen generator 100 is activated, combustion in the heater 4 is started. At this time, the sealer 8 is closed, but the fuel supply passage 11 for combustion extending from the hydrogen supply passage 9 to the heater 4 is in a gas-venting state.

よって、原料供給器２の動作開始により原料が改質器１に供給されると、改質器１を通過した原料は、上記燃焼用の燃料供給路１１を用いて加熱器４に供給される。同時に、空気供給器５の動作開始により、燃焼用の空気が加熱器４に供給される。加熱器４において、点火電極（図示せず）により着火動作がおこなわれ、燃焼用の空気を用いて、燃料の燃焼が起こる。このようにして、加熱器４から供給される燃焼熱により、改質器１が加熱される。   Therefore, when the raw material is supplied to the reformer 1 by the start of the operation of the raw material supplier 2, the raw material that has passed through the reformer 1 is supplied to the heater 4 using the fuel supply passage 11 for combustion. . At the same time, combustion air is supplied to the heater 4 by starting the operation of the air supply device 5. In the heater 4, an ignition operation is performed by an ignition electrode (not shown), and fuel is burned using combustion air. In this way, the reformer 1 is heated by the combustion heat supplied from the heater 4.

次いで、水供給器３の動作開始により、改質器１に水が供給される。水の供給開始後、改質器１で生成された水素含有ガスの組成が水素利用機器１５０への供給に適した組成になった段階で、水素利用機器１５０に水素含有ガスが供給される。   Next, water is supplied to the reformer 1 by starting the operation of the water supplier 3. After the start of water supply, the hydrogen-containing gas is supplied to the hydrogen-using device 150 when the composition of the hydrogen-containing gas generated in the reformer 1 becomes a composition suitable for supply to the hydrogen-using device 150.

水素生成装置１００を停止させる場合、原料供給器２と水供給器３を停止させる。   When the hydrogen generator 100 is stopped, the raw material supplier 2 and the water supplier 3 are stopped.

図２は、本発明の実施の形態１における水素生成装置の手動起動が選択されたときの動作の一例を示すフローチャートである。水素生成装置において手動起動が選択されたときの起動方法について図２のフローチャートを用いて説明する。   FIG. 2 is a flowchart showing an example of an operation when manual activation of the hydrogen generator in Embodiment 1 of the present invention is selected. An activation method when manual activation is selected in the hydrogen generator will be described with reference to the flowchart of FIG.

使用者が操作部５１において手動起動を選択したとき、制御器５０に手動起動指令が入力される（Ｓ１００）。使用者とは装置の所有者及びメンテマンを含む。   When the user selects manual activation in the operation unit 51, a manual activation command is input to the controller 50 (S100). The user includes the owner and maintainer of the device.

手動起動回数ｘと許容手動起動回数Ａの大小を比較し、ｘ<ＡのときＳ１０５へ移行し
、ｘ≧ＡのときＳ１０２へ移行する（Ｓ１０１）。手動起動回数ｘの初期値は０であり制御器５０にあらかじめ記憶されている。なお、許容手動起動回数Ａは水素生成装置の構造体及び触媒の耐久性の観点からみて、手動起動による負荷が許容できる回数であり、たとえば３０とする。これにより通常起動より負荷のかかる手動起動での負荷を抑制することができるため水素生成装置の耐久性を維持することができる。 The number of manual activations x and the allowable number of manual activations A are compared. When x <A, the process proceeds to S105, and when x ≧ A, the process proceeds to S102 (S101). The initial value of the manual activation count x is 0 and is stored in the controller 50 in advance. The allowable number of manual activations A is the number of times that a load due to manual activation can be permitted from the viewpoint of the durability of the structure of the hydrogen generator and the catalyst. As a result, it is possible to suppress the load during manual activation, which is more burdensome than normal activation, so that the durability of the hydrogen generator can be maintained.

Ｓ１０１で手動起動回数が許容手動起動回数以上のｘ≧Ａである場合、手動起動が選択されていない場合の起動方法である通常起動と同様の起動モードに移行される。通常起動は、水素生成装置の耐久性を維持させるのに最適な起動方法である。   If the number of manual activations is greater than or equal to the allowable number of manual activations in S101, the mode is shifted to the activation mode similar to the normal activation that is the activation method when manual activation is not selected. Normal startup is the optimal startup method for maintaining the durability of the hydrogen generator.

この場合、加熱器４において、図示されない点火装置により点火された原料ガスは燃焼用空気と共に燃焼する。原料ガスは加熱器による加熱量が第２加熱量となるように供給され、燃焼により発生した熱は、改質器１およびＣＯ低減器１２および選択酸化器１４に伝わり、改質器１およびＣＯ低減器１２および選択酸化器１４を昇温する。なお、同時にヒーターによる加熱を併用しても良い（Ｓ１０２）。ここで、第２加熱量をＱ２と設定し、Ｑ２はたとえば５００Ｗとする。   In this case, in the heater 4, the raw material gas ignited by an ignition device (not shown) is burned together with the combustion air. The raw material gas is supplied so that the heating amount by the heater becomes the second heating amount, and the heat generated by the combustion is transmitted to the reformer 1, the CO reducer 12, and the selective oxidizer 14, and the reformer 1 and the CO The temperature of the reducer 12 and the selective oxidizer 14 is increased. At the same time, heating by a heater may be used together (S102). Here, the second heating amount is set to Q2, and Q2 is set to 500 W, for example.

次に水供給器３から水が供給され、改質反応が開始する（Ｓ１０３）。なお、水供給開始タイミングは所定の温度条件を改質器温度検知器７で検知される改質温度が所定の温度条件を満たしたときとし、所定温度は１００℃とする。なお、水供給開始タイミングは、加熱開始から所定時間経過後でもよく（たとえば１５分）、ＣＯ低減器温度検知器１３や、選択酸化器温度検知器１５が存在する場合は、ＣＯ低減器温度検知器１３や、選択酸化器温度検知器１５によって測定された温度に対して、あらかじめ設定した閾値に基づいて決定してもよい（たとえば１１０℃）。   Next, water is supplied from the water supplier 3, and the reforming reaction starts (S103). The water supply start timing is a predetermined temperature condition when the reforming temperature detected by the reformer temperature detector 7 satisfies the predetermined temperature condition, and the predetermined temperature is 100 ° C. The water supply start timing may be after a predetermined time has elapsed from the start of heating (for example, 15 minutes). When the CO reducer temperature detector 13 or the selective oxidizer temperature detector 15 is present, the CO reducer temperature detection is performed. The temperature measured by the temperature detector 13 or the selective oxidizer temperature detector 15 may be determined based on a preset threshold (for example, 110 ° C.).

次に酸素含有ガス供給器６から酸素含有ガスが第７流量で選択酸化器１４に供給される（Ｓ１０４）。ここで第７流量をＦ７と設定し、Ｆ７とはたとえば０．７Ｌ/ｍｉｎとす
る。酸素含有ガス供給開始タイミングは、選択酸化器温度検知器１５で検知される選択酸化器温度が所定の温度条件を満たしたときとし、所定温度はたとえば１８０℃とする。なお、酸素含有ガス供給開始タイミングは、加熱開始から所定時間経過後でもよい（たとえば１５分）。 Next, the oxygen-containing gas is supplied from the oxygen-containing gas supply device 6 to the selective oxidizer 14 at the seventh flow rate (S104). Here, the seventh flow rate is set to F7, and F7 is, for example, 0.7 L / min. The oxygen-containing gas supply start timing is when the selective oxidizer temperature detected by the selective oxidizer temperature detector 15 satisfies a predetermined temperature condition, and the predetermined temperature is 180 ° C., for example. The oxygen-containing gas supply start timing may be after a predetermined time has elapsed from the start of heating (for example, 15 minutes).

水素生成装置１００の改質器１、ＣＯ低減器１２、選択酸化器１４の温度がそれぞれ所定の温度に到達し、水素生成装置１００から水素利用機器１５０に水素が供給される。所定の温度とは、たとえば、改質温度は５００℃、ＣＯ低減器温度が２００℃、選択酸化器温度が１５０℃とする（Ｓ１０９）。   The temperatures of the reformer 1, the CO reducer 12, and the selective oxidizer 14 of the hydrogen generator 100 reach predetermined temperatures, respectively, and hydrogen is supplied from the hydrogen generator 100 to the hydrogen utilization device 150. For example, the reforming temperature is 500 ° C., the CO reducer temperature is 200 ° C., and the selective oxidizer temperature is 150 ° C. (S109).

Ｓ１０１で手動起動回数が許容手動起動回数より少ないｘ<Ａの場合、通常起動より高
速で起動できる手動起動モードに移行する。加熱器４において、図示されない点火装置により点火された原料ガスは燃焼用空気と共に燃焼する。原料ガスは加熱器による加熱量がＱ２より大きい第１加熱量なるように供給され、燃焼により発生した熱は、改質器１およびＣＯ低減器１２および選択酸化器１４に伝わり、改質器１およびＣＯ低減器１２および選択酸化器１４を昇温する。なお、同時にヒーターによる加熱を併用してもよい（Ｓ１０５）。ここで、第１加熱量をＱ１と設定し、Ｑ１はたとえば７００Ｗとする。 In S101, when x <A, where the number of manual activations is smaller than the allowable number of manual activations, the mode shifts to a manual activation mode that can be activated at higher speed than normal activation. In the heater 4, the raw material gas ignited by an ignition device (not shown) is burned together with the combustion air. The raw material gas is supplied so that the heating amount by the heater becomes a first heating amount larger than Q2, and the heat generated by the combustion is transmitted to the reformer 1, the CO reducer 12, and the selective oxidizer 14, and the reformer 1 Then, the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14 are heated. At the same time, heating with a heater may be used together (S105). Here, the first heating amount is set to Q1, and Q1 is set to 700 W, for example.

これにより、Ｓ１０２を経る通常起動モードに比べ、原料ガスが大きい加熱量で加熱器４に供給され燃焼される。加熱器４で燃焼により発生した熱は、改質器１およびＣＯ低減器１２および選択酸化器１４および水供給器３、さらには水供給器下流配管に供給され、
これにより改質器１およびＣＯ低減器１２および選択酸化器１４は通常起動時より大きい熱量で加熱されるので、昇温を早めることができる。 Thereby, compared with the normal starting mode which passes through S102, source gas is supplied to the heater 4 with a large heating amount and burned. The heat generated by the combustion in the heater 4 is supplied to the reformer 1, the CO reducer 12, the selective oxidizer 14 and the water supplier 3, and further to the water supply downstream pipe,
As a result, the reformer 1, the CO reducer 12, and the selective oxidizer 14 are heated with a heat quantity larger than that at the time of normal startup, so that the temperature rise can be accelerated.

次に水供給器３から水が供給され、改質反応が開始する（Ｓ１０６）。なお、水供給開始タイミングは所定の温度条件を改質器温度検知器７で検知される改質温度が所定の温度条件を満たしたときとし、所定温度は１００℃とする。なお、水供給開始タイミングは加熱開始から所定時間経過後でもよく（たとえば１５分）、ＣＯ低減器温度検知器１３や、選択酸化器温度検知器１５が存在する場合は、ＣＯ低減器温度検知器１３や、選択酸化器温度検知器１５によって測定された温度に対して、あらかじめ設定した閾値に基づいて決定してもよい（たとえば１１０℃）。   Next, water is supplied from the water supplier 3, and the reforming reaction starts (S106). The water supply start timing is a predetermined temperature condition when the reforming temperature detected by the reformer temperature detector 7 satisfies the predetermined temperature condition, and the predetermined temperature is 100 ° C. The water supply start timing may be after a predetermined time has elapsed since the start of heating (for example, 15 minutes). When the CO reducer temperature detector 13 or the selective oxidizer temperature detector 15 is present, the CO reducer temperature detector 13 or the temperature measured by the selective oxidizer temperature detector 15 may be determined based on a preset threshold (for example, 110 ° C.).

次に酸素含有ガス供給器６から酸素含有ガスがＦ７より多い第８流量で選択酸化器１４に供給される（Ｓ１０７）。ここで第８流量をＦ８と設定し、Ｆ８はたとえば１．０Ｌ/
ｍｉｎとする。酸素含有ガス供給開始タイミングは、選択酸化器温度検知器１５で検知される選択酸化器温度が所定の温度条件を満たしたときとし、所定温度はたとえば１８０℃とする。なお、酸素含有ガス供給開始タイミングは、加熱開始から所定時間経過後でもよい（たとえば１５分）。 Next, oxygen-containing gas is supplied from the oxygen-containing gas supply device 6 to the selective oxidizer 14 at an eighth flow rate higher than F7 (S107). Here, the eighth flow rate is set to F8, and F8 is, for example, 1.0 L /
Let it be min. The oxygen-containing gas supply start timing is when the selective oxidizer temperature detected by the selective oxidizer temperature detector 15 satisfies a predetermined temperature condition, and the predetermined temperature is 180 ° C., for example. The oxygen-containing gas supply start timing may be after a predetermined time has elapsed from the start of heating (for example, 15 minutes).

選択酸化触媒では酸素量は水素含有ガス中の一酸化炭素量に対応する量が供給されており、水素の酸化反応が過剰に行われないように制御されている。通常起動時に対し、酸素含有ガスが増量されることにより、選択酸化器１４での水素の酸化反応が促進され、反応熱により触媒が加熱される為、Ｓ１０４に比べ、選択酸化器１４の昇温が早くなる。   In the selective oxidation catalyst, the amount of oxygen is supplied in an amount corresponding to the amount of carbon monoxide in the hydrogen-containing gas, and is controlled so that the hydrogen oxidation reaction is not excessively performed. Since the oxygen-containing gas is increased with respect to the normal start-up, the oxidation reaction of hydrogen in the selective oxidizer 14 is promoted and the catalyst is heated by the reaction heat, so that the temperature of the selective oxidizer 14 is increased compared to S104. Becomes faster.

次に手動起動回数ｘに１を加算する（Ｓ１０８）。水素生成装置１００の改質器１、ＣＯ低減器１２、選択酸化器１４の温度がそれぞれ所定の温度に到達し、水素生成装置１００から水素利用機器１５０に水素が供給される。所定の温度とは、たとえば、改質温度は５００℃、ＣＯ低減器温度が２００℃、選択酸化器温度が１５０℃とする（Ｓ１０９）。   Next, 1 is added to the manual activation number x (S108). The temperatures of the reformer 1, the CO reducer 12, and the selective oxidizer 14 of the hydrogen generator 100 reach predetermined temperatures, respectively, and hydrogen is supplied from the hydrogen generator 100 to the hydrogen utilization device 150. For example, the reforming temperature is 500 ° C., the CO reducer temperature is 200 ° C., and the selective oxidizer temperature is 150 ° C. (S109).

これにより、手動起動時において水素生成装置に入力される熱量が増加するため、触媒の適正温度への昇温速度が大きくなり、通常時よりも高速で起動できる。   As a result, the amount of heat input to the hydrogen generator during manual activation increases, so that the rate of temperature increase to the appropriate temperature of the catalyst increases, and the catalyst can be activated at a higher speed than normal.

図３は本発明の実施の形態１における水素生成装置の制御パラメータ変更動作の一例を示すフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing an example of the control parameter changing operation of the hydrogen generator in Embodiment 1 of the present invention.

Ｓ１０５の加熱量とＳ１０７の酸素含有ガス供給量は、図３のフローチャートの通り変更されても良く、本フローはＳ１０１以下の手動起動モードに移行した場合において、Ｓ１０５以下と同時に進行しても良い。改質器１や選択酸化器１４の温度に基づいて加熱量や酸素含有ガスの供給量を決定する。   The heating amount of S105 and the oxygen-containing gas supply amount of S107 may be changed as shown in the flowchart of FIG. 3, and this flow may proceed simultaneously with S105 and below when the process is shifted to the manual activation mode of S101 and below. . The heating amount and the supply amount of the oxygen-containing gas are determined based on the temperatures of the reformer 1 and the selective oxidizer 14.

まず、初期値として原料供給器２からの原料ガス供給量がＱ１に、酸素含有ガス供給器６の酸素含有ガス供給量がＦ８にそれぞれ設定される（Ｓ１１１）。   First, as an initial value, the raw material gas supply amount from the raw material supplier 2 is set to Q1, and the oxygen-containing gas supply amount of the oxygen-containing gas supplier 6 is set to F8 (S111).

改質器１の温度が第１温度以上なった場合にＳ１１３に移行する。条件を充たさない場合、Ｓ１１４に移行する（Ｓ１１２）。第１温度とは改質器が水蒸気改質反応を開始できる温度をいい、これをＴ１と設定し、Ｔ１はたとえば２５０℃とする。   When the temperature of the reformer 1 becomes equal to or higher than the first temperature, the process proceeds to S113. When the condition is not satisfied, the process proceeds to S114 (S112). The first temperature refers to a temperature at which the reformer can start the steam reforming reaction, which is set as T1, and T1 is, for example, 250 ° C.

改質器１の温度がＴ１以上である場合、制御器５０は加熱器４で燃焼される加熱量をＱ１より小さい第３加熱量に制御する（Ｓ１１３）。これにより、通常起動時に比べ高い加熱量で加熱し続ける期間を制限することができるので、通常起動時に比べ高い加熱量で加熱することによる改質器１の過昇温、および水素生成装置１００の構造体が過熱されるこ
とによる熱的損傷、さらには火炎長が通常起動時と異なることによって生じる、加熱部位の変化による性能低下を抑制できる。ここで、第３加熱量をＱ３と設定し、Ｑ３はたとえば４００Ｗとする。 When the temperature of the reformer 1 is equal to or higher than T1, the controller 50 controls the heating amount burned by the heater 4 to a third heating amount smaller than Q1 (S113). Thereby, since it is possible to limit the period during which heating is continued with a higher heating amount than during normal startup, the overheating of the reformer 1 due to heating with a higher heating amount than during normal startup, and the hydrogen generating device 100 It is possible to suppress thermal damage due to overheating of the structure, and further performance degradation due to a change in the heating site, which is caused by a difference in flame length from that at the time of normal startup. Here, the third heating amount is set to Q3, and Q3 is set to 400 W, for example.

なお、Ｑ３がＱ２より大きい場合、構造体や触媒の過昇温を抑えつつ、通常起動よりも速い起動が可能となる。Ｑ３がＱ２と等しい場合、高温域での昇温速度を通常起動と同等にすることができるため、構造体内部で温度分布ができることにより生じる応力からのダメージを抑えることができる。Ｑ３がＱ２より小さい場合（たとえば４００Ｗ）、構造体や触媒の過昇温を抑制でき温度の制御性を向上させることができる。   In addition, when Q3 is larger than Q2, it is possible to start faster than normal startup while suppressing excessive temperature rise of the structure and the catalyst. When Q3 is equal to Q2, the rate of temperature increase in the high temperature range can be made equal to that of normal startup, so that damage from stress caused by the temperature distribution inside the structure can be suppressed. When Q3 is smaller than Q2 (for example, 400 W), excessive temperature rise of the structure and the catalyst can be suppressed, and temperature controllability can be improved.

次に選択酸化器１４の温度が第６温度以上となった場合にＳ１１５に移行する。条件を充たさない場合、Ｓ１１６に移行する（Ｓ１１４）。ここで、第６温度をＴ６と設定し、Ｔ６はたとえば１８０℃とする。   Next, when the temperature of the selective oxidizer 14 becomes the sixth temperature or more, the process proceeds to S115. If the condition is not satisfied, the process proceeds to S116 (S114). Here, the sixth temperature is set to T6, and T6 is set to 180 ° C., for example.

選択酸化器１４の温度がＴ６以上である場合、制御器５０は酸素含有ガス供給器６から供給される酸素含有ガス量をＦ８より少ない第９流量に制御する（Ｓ１１５）。ここで、第９流量をＦ９と設定し、Ｆ９はたとえば０．８Ｌ/ｍｉｎとする。   When the temperature of the selective oxidizer 14 is equal to or higher than T6, the controller 50 controls the amount of oxygen-containing gas supplied from the oxygen-containing gas supplier 6 to a ninth flow rate smaller than F8 (S115). Here, the ninth flow rate is set to F9, and F9 is set to 0.8 L / min, for example.

これにより、選択酸化器１４の温度が充分上がった時点で、選択酸化器１４に供給される酸素含有ガス量が低下し、選択酸化触媒上での水素含有ガス中の水素の酸化反応が抑制され、酸化反応による水素の減少を低減できる。そのため、水素含有ガス中の水素濃度が上昇し、水素利用機器への水素供給量を増加させることが出来、同時に酸化反応による選択酸化器１４の過熱を防ぐことができる。ところで、選択酸化器１４が過熱されると酸化反応のみならず、二酸化炭素のメタン化反応も進行するが、この反応は発熱反応であり、反応によって、加速度的に選択酸化器１４の温度が上昇し、いわゆる温度暴走状態となる。   Thereby, when the temperature of the selective oxidizer 14 is sufficiently increased, the amount of oxygen-containing gas supplied to the selective oxidizer 14 is reduced, and the oxidation reaction of hydrogen in the hydrogen-containing gas on the selective oxidation catalyst is suppressed. Reduction of hydrogen due to oxidation reaction can be reduced. Therefore, the hydrogen concentration in the hydrogen-containing gas increases, the amount of hydrogen supplied to the hydrogen-using device can be increased, and at the same time, the overheating of the selective oxidizer 14 due to the oxidation reaction can be prevented. By the way, when the selective oxidizer 14 is overheated, not only the oxidation reaction but also the methanation reaction of carbon dioxide proceeds. This reaction is an exothermic reaction, and the temperature of the selective oxidizer 14 increases at an accelerated rate due to the reaction. Then, it becomes a so-called temperature runaway state.

温度暴走状態となると、水素含有ガス中の水素が二酸化炭素により消費され、水素濃度が低下するのみならず、選択酸化触媒が熱劣化するという問題がある。本ステップの実行により、水素の酸化反応を抑制するのみならず、上記の二酸化炭素のメタン化反応も抑制できるので、選択酸化触媒の熱劣化の抑制という効果を奏する。   In a temperature runaway state, there is a problem that hydrogen in the hydrogen-containing gas is consumed by carbon dioxide and not only the hydrogen concentration is lowered but also the selective oxidation catalyst is thermally deteriorated. By executing this step, not only the oxidation reaction of hydrogen but also the methanation reaction of carbon dioxide can be suppressed, so that the effect of suppressing the thermal deterioration of the selective oxidation catalyst is exhibited.

なお、Ｆ９がＦ７より大きい場合（たとえば０．８Ｌ/ｍｉｎ）、構造体や触媒の過昇
温を抑えつつ、通常起動よりも速い起動が可能となる。Ｆ９がＦ７と等しい場合、触媒の過昇温を抑えつつ、水素含有ガスの酸化による効率低下を抑制することができる。Ｆ９がＦ７より小さい場合（たとえば０．６Ｌ/ｍｉｎ）、構造体や触媒の過昇温を抑制でき温
度の制御性を向上させることができる。 In addition, when F9 is larger than F7 (for example, 0.8 L / min), it is possible to start faster than normal startup while suppressing excessive temperature rise of the structure and the catalyst. When F9 is equal to F7, it is possible to suppress a decrease in efficiency due to oxidation of the hydrogen-containing gas while suppressing an excessive temperature rise of the catalyst. When F9 is smaller than F7 (for example, 0.6 L / min), the excessive temperature rise of the structure and the catalyst can be suppressed, and the temperature controllability can be improved.

全パラメータが初期状態から変更されているかを判定し、変更されている場合はパラメータ変更完了し、変更されていない場合はＳ１１２に移行する（Ｓ１１６）。   It is determined whether all parameters have been changed from the initial state. If they have been changed, the parameter change is completed, and if not, the process proceeds to S112 (S116).

本実施例では手動起動が選択された場合の動作を説明したが、手動起動が選択されていない場合は、上述の通常起動モードでの運転が行われ水素利用機器の需要に応じて自動で起動する。なお、水素利用機器の過去の運転パターンに基づいて需要が増加すると想定される時間に水素が供給できるよう自動的に前もって起動させてもよい。   In this embodiment, the operation when the manual activation is selected has been described. However, when the manual activation is not selected, the operation in the normal activation mode described above is performed and the operation is automatically activated according to the demand of the hydrogen-using device. To do. In addition, based on the past driving | operation pattern of a hydrogen utilization apparatus, you may start automatically in advance so that hydrogen can be supplied in the time when demand is assumed to increase.

（変形例）
上述の第１の実施の形態では、パラメータ変更動作を改質温度および選択酸化器温度に基づいて行っているが、本変形例は、パラメータ変更動作において、改質器温度、あるいは選択酸化器によらず、加熱開始からの時間によって制御を行う。それ以外の点は、第１
の実施の形態と同様の構成であるので、同一の符号及び用語を付して、その説明を省略する。 (Modification)
In the first embodiment described above, the parameter changing operation is performed based on the reforming temperature and the selective oxidizer temperature. However, in this modification, in the parameter changing operation, the reformer temperature or the selective oxidizer is changed. Regardless, control is performed according to the time from the start of heating. The other points are the first
Therefore, the same reference numerals and terms are used, and the description thereof is omitted.

図４は本発明の実施の形態１の変形例における水素生成装置の制御パラメータ変更動作の一例を示すフローチャートである。本フローは図３に示した第１の実施の形態のＳ１１２をＳ１２２に、Ｓ１１４をＳ１２４に置換したものである。 その他のステップは第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。   FIG. 4 is a flowchart showing an example of the control parameter changing operation of the hydrogen generator in the modification of the first embodiment of the present invention. In the present flow, S112 in the first embodiment shown in FIG. 3 is replaced with S122, and S114 is replaced with S124. Since other steps are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.

（Ｓ１２２）加熱器４の加熱開始から第１時間以上経過した場合にＳ１１３に移行する。条件を充たさない場合、Ｓ１２４に移行する。ここで、第１時間をｔ１と設定し、ｔ１とはたとえば１０分とする。   (S122) When the first time or more has passed since the heating start of the heater 4, the process proceeds to S113. If the condition is not satisfied, the process proceeds to S124. Here, the first time is set to t1, and t1 is, for example, 10 minutes.

（Ｓ１２４）加熱器４の加熱開始から第６時間以上経過した場合にＳ１１５に移行する。条件を充たさない場合、Ｓ１１６に移行する。ここで、第６時間をｔ６と設定し、ｔ６とはたとえば１５分とする。
これにより、改質器温度検知器７と、酸素含有ガス供給器６が故障等により機能しなかったとしても、水素生成装置１００の昇温を早めることができる。 (S124) The process proceeds to S115 when the sixth time or more has elapsed from the start of heating of the heater 4. If the condition is not satisfied, the process proceeds to S116. Here, the sixth time is set as t6, and t6 is, for example, 15 minutes.
Thereby, even if the reformer temperature detector 7 and the oxygen-containing gas supply device 6 do not function due to a failure or the like, the temperature increase of the hydrogen generator 100 can be accelerated.

（実施の形態２）
本実施形態における水素生成装置の構成も図１となる。 (Embodiment 2)
The configuration of the hydrogen generator in this embodiment is also shown in FIG.

図５は、本発明の実施の形態２における水素生成装置の手動起動が選択されたときの動作の一例を示すフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart showing an example of an operation when manual activation of the hydrogen generator in Embodiment 2 of the present invention is selected.

水素生成装置において手動起動が選択された場合の起動方法について図５のフローチャートを用いて説明する。   An activation method when manual activation is selected in the hydrogen generator will be described with reference to the flowchart of FIG.

使用者が操作部５１において手動起動を選択したとき、制御器５０に手動起動指令が入力される（Ｓ２００）。使用者とは装置の所有者及びメンテマンを含む。   When the user selects manual activation in the operation unit 51, a manual activation command is input to the controller 50 (S200). The user includes the owner and maintainer of the device.

手動起動回数ｘと許容手動起動回数Ａの大小を比較し、ｘ<ＡのときＳ２０６へ移行し
、ｘ≧ＡのときＳ２０２へ移行する（Ｓ２０１）。手動起動回数ｘの初期値は０であり制御器５０にあらかじめ記憶されている。なお、許容手動起動回数Ａは水素生成装置の構造体及び触媒の耐久性の観点からみて、手動起動による負荷が許容できる回数であり、たとえば３０とする。これにより通常起動より負荷のかかる手動起動での負荷を抑制することができるため水素生成装置の耐久性を維持することができる。 The manual activation count x and the allowable manual activation count A are compared, and if x <A, the process proceeds to S206, and if x ≧ A, the process proceeds to S202 (S201). The initial value of the manual activation count x is 0 and is stored in the controller 50 in advance. The allowable number of manual activations A is the number of times that a load due to manual activation can be permitted from the viewpoint of the durability of the structure of the hydrogen generator and the catalyst. As a result, it is possible to suppress the load during manual activation, which is more burdensome than normal activation, so that the durability of the hydrogen generator can be maintained.

Ｓ２０１で手動起動回数が許容手動起動回数以上のｘ≧Ａである場合、手動起動が選択されていない場合の起動方法である通常起動と同様の起動モードに移行される。通常起動は、水素生成装置の耐久性を維持させるのに最適な起動方法である。この場合、加熱器４において、図示されない点火装置により点火された原料ガスは燃焼用空気と共に燃焼する。燃焼により発生した熱は、改質器１およびＣＯ低減器１２および選択酸化器１４に伝わり、改質器１およびＣＯ低減器１２および選択酸化器１４を昇温する。なお、同時にヒーターによる加熱を併用しても良い（Ｓ２０２）。   If the number of manual activations is greater than or equal to the allowable number of manual activations in S201, the process proceeds to the activation mode similar to the normal activation that is the activation method when manual activation is not selected. Normal startup is the optimal startup method for maintaining the durability of the hydrogen generator. In this case, in the heater 4, the raw material gas ignited by an ignition device (not shown) is burned together with the combustion air. The heat generated by the combustion is transmitted to the reformer 1, the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14 and raises the temperature of the reformer 1, the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14. At the same time, heating by a heater may be used together (S202).

改質器１が、第２温度となっていることを改質器温度検知器７で検知した後に（Ｓ２０３）、水供給器３から水が第１流量にて供給され、改質反応が開始する（Ｓ２０４）。なお、ＣＯ低減器温度検知器１３や、選択酸化器温度検知器１５が存在する場合は、ＣＯ低減器温度検知器１３や、選択酸化器温度検知器１５によって測定された温度に対し、あらかじめ閾値を設定し、水供給を開始する。ここで第２温度をＴ２と設定し、Ｔ２はたとえ
ば２５０℃とする。ここで、第１流量をＦ１と設定し、Ｆ１はたとえば３ｍｌ/ｍｉｎと
する。
選択酸化器１４が所定の温度に到達したことが選択酸化器温度検知器１５で検知された場合に、酸素含有ガス供給器６から酸素含有ガスがＦ７で選択酸化器１４に供給される（Ｓ２０５）。Ｆ７とはたとえば０．７Ｌ/ｍｉｎとする。 After the reformer 1 detects that the second temperature is reached by the reformer temperature detector 7 (S203), water is supplied from the water supplier 3 at the first flow rate, and the reforming reaction starts. (S204). In the case where the CO reducer temperature detector 13 and the selective oxidizer temperature detector 15 exist, a threshold value is previously set with respect to the temperature measured by the CO reducer temperature detector 13 and the selective oxidizer temperature detector 15. And start water supply. Here, the second temperature is set to T2, and T2 is set to 250 ° C., for example. Here, the first flow rate is set to F1, and F1 is set to 3 ml / min, for example.
When the selective oxidizer temperature detector 15 detects that the selective oxidizer 14 has reached a predetermined temperature, the oxygen-containing gas is supplied from the oxygen-containing gas supply device 6 to the selective oxidizer 14 through F7 (S205). ). F7 is, for example, 0.7 L / min.

水素生成装置１００の改質器１、ＣＯ低減器１２、選択酸化器１４の温度がそれぞれ所定の温度に到達し、水素生成装置１００から水素利用機器１５０に水素が供給される。所定の温度とは、たとえば、改質温度は５００℃、ＣＯ低減器温度が２００℃、選択酸化器温度が１５０℃とする（Ｓ２１１）。   The temperatures of the reformer 1, the CO reducer 12, and the selective oxidizer 14 of the hydrogen generator 100 reach predetermined temperatures, respectively, and hydrogen is supplied from the hydrogen generator 100 to the hydrogen utilization device 150. For example, the reforming temperature is 500 ° C., the CO reducer temperature is 200 ° C., and the selective oxidizer temperature is 150 ° C. (S211).

Ｓ２０１で手動起動回数が許容手動起動回数より少ないｘ<Ａの場合、通常起動より高
速で起動できる手動起動モードに移行する。加熱器４において、図示されない点火装置により点火された原料ガスは燃焼用空気と共に燃焼する。燃焼により発生した熱は、改質器１およびＣＯ低減器１２および選択酸化器１４に伝わり、改質器１およびＣＯ低減器１２および選択酸化器１４を昇温する。なお、同時にヒーターによる加熱を併用してもよい（Ｓ２０６）。 In step S201, when x <A, where the number of manual activations is smaller than the allowable number of manual activations, the process shifts to a manual activation mode in which activation can be performed faster than normal activation. In the heater 4, the raw material gas ignited by an ignition device (not shown) is burned together with the combustion air. The heat generated by the combustion is transmitted to the reformer 1, the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14 and raises the temperature of the reformer 1, the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14. At the same time, heating with a heater may be used together (S206).

改質器１が、Ｔ２より低い第３温度以上となっていることを改質器温度検知器７で検知すると（Ｓ２０７）、水供給器３からＦ１より少ない第２流量にて供給され、改質反応が開始する（Ｓ２０８）。なお、ＣＯ低減器温度検知器１３や、選択酸化器温度検知器１５が存在する場合は、ＣＯ低減器温度検知器１３や、選択酸化器温度検知器１５によって測定された温度に対し、あらかじめ閾値を設定し、水供給を開始しても良い。ここで第３温度をＴ３と設定し、Ｔ３はたとえば、２００℃とする。また、ここで、第２流量をＦ２と設定し、Ｆ２はたとえば、２ｍｌ/ｍｉｎとする。   When the reformer temperature detector 7 detects that the reformer 1 is at or above the third temperature lower than T2 (S207), the reformer 1 is supplied from the water feeder 3 at a second flow rate less than F1, and the reformer 1 A quality reaction starts (S208). In the case where the CO reducer temperature detector 13 and the selective oxidizer temperature detector 15 exist, a threshold value is previously set for the temperature measured by the CO reducer temperature detector 13 and the selective oxidizer temperature detector 15. And water supply may be started. Here, the third temperature is set to T3, and T3 is set to 200 ° C., for example. Here, the second flow rate is set to F2, and F2 is set to 2 ml / min, for example.

これにより、Ｓ２０３に比べ、早期に水供給を開始できる。供給された水と原料ガスは改質器１にて、水蒸気改質反応を起こし、原料ガスは改質ガスとなり体積が増加し、下流側にあるＣＯ低減器１２及び選択酸化器１４を流通する。改質器１での水蒸気改質反応はＣＯ低減器１２及び選択酸化器１４での反応より温度が高いので、改質ガスからＣＯ低減器１２及び選択酸化器１４に熱移動が生じる。この移動熱量は、流通するガス量が多いと流速が大きくなり、熱伝達が促進される。よって、改質器１より下流側に存在するＣＯ低減器１２、選択酸化器１４への改質器１からの熱移動が促進される為、これらの昇温を早めることができる。   Thereby, compared with S203, water supply can be started at an early stage. The supplied water and the raw material gas undergo a steam reforming reaction in the reformer 1, the raw material gas becomes the reformed gas, the volume increases, and flows through the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14 on the downstream side. . Since the steam reforming reaction in the reformer 1 has a higher temperature than the reaction in the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14, heat transfer occurs from the reformed gas to the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14. As for the amount of heat transferred, the flow rate increases as the amount of gas flowing increases, and heat transfer is promoted. Therefore, since the heat transfer from the reformer 1 to the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14 existing on the downstream side of the reformer 1 is promoted, the temperature rise of these can be accelerated.

また、Ｓ２０４に比べ、水の流量を下げることで、水蒸気改質反応による改質ガスに含まれる水蒸気量が小さくなり改質ガスの露点が低下するので、下流側のＣＯ低減器１２、選択酸化器１４内の触媒への結露を抑制することが出来、触媒の耐久性低下を抑制できる。なお、水蒸気改質反応は改質器１内の改質触媒が好適な温度（２５０℃以上、好ましくは３５０℃以上）になることにより促進される為、本ステップはＳ１０５で示した加熱器４への加熱量増加と組み合わせる事により、さらに高い効果が得られる。   Further, by reducing the flow rate of water compared to S204, the amount of water vapor contained in the reformed gas by the steam reforming reaction is reduced and the dew point of the reformed gas is lowered. Condensation on the catalyst in the vessel 14 can be suppressed, and a decrease in the durability of the catalyst can be suppressed. Since the steam reforming reaction is promoted when the reforming catalyst in the reformer 1 reaches a suitable temperature (250 ° C. or higher, preferably 350 ° C. or higher), this step is performed by the heater 4 shown in S105. A higher effect can be obtained by combining with an increase in heating amount.

次に酸素含有ガス供給器６から酸素含有ガスがＦ７より多いＦ８で選択酸化器１４に供給される（Ｓ２０８）。Ｆ８とはたとえば１．０Ｌ/ｍｉｎとする。酸素含有ガス供給開
始タイミングは、選択酸化器温度検知器１５で検知される選択酸化器温度が所定の温度条件を満たしたときとし、所定温度はたとえば１８０℃とする。なお、酸素含有ガス供給開始タイミングは、加熱開始から所定時間経過後でもよい（たとえば１５分）。 Next, the oxygen-containing gas is supplied from the oxygen-containing gas supply device 6 to the selective oxidizer 14 at F8, which is greater than F7 (S208). F8 is, for example, 1.0 L / min. The oxygen-containing gas supply start timing is when the selective oxidizer temperature detected by the selective oxidizer temperature detector 15 satisfies a predetermined temperature condition, and the predetermined temperature is 180 ° C., for example. The oxygen-containing gas supply start timing may be after a predetermined time has elapsed from the start of heating (for example, 15 minutes).

選択酸化触媒では酸素量は水素含有ガス中の一酸化炭素量に対応する量が供給されており、水素の酸化反応が過剰に行われないように制御されている。通常起動時に対し、酸素
含有ガスが増量されることにより、選択酸化器１４での水素の酸化反応が促進され、反応熱により触媒が加熱される為、Ｓ２０５に比べ、選択酸化器１４の昇温が早くなる。
次に手動起動回数ｘに１を加算する（Ｓ２１０）。水素生成装置１００の改質器１、ＣＯ低減器１２、選択酸化器１４の温度がそれぞれ所定の温度に到達し、水素生成装置１００から水素利用機器１５０に水素が供給される。所定の温度とは、たとえば、改質温度は５００℃、ＣＯ低減器温度が２００℃、選択酸化器温度が１５０℃とする（Ｓ２１１）。 In the selective oxidation catalyst, the amount of oxygen is supplied in an amount corresponding to the amount of carbon monoxide in the hydrogen-containing gas, and is controlled so that the hydrogen oxidation reaction is not excessively performed. Since the oxygen-containing gas is increased with respect to the normal start-up, the oxidation reaction of hydrogen in the selective oxidizer 14 is promoted and the catalyst is heated by the reaction heat, so that the temperature of the selective oxidizer 14 is increased compared to S205. Becomes faster.
Next, 1 is added to the manual activation count x (S210). The temperatures of the reformer 1, the CO reducer 12, and the selective oxidizer 14 of the hydrogen generator 100 reach predetermined temperatures, respectively, and hydrogen is supplied from the hydrogen generator 100 to the hydrogen utilization device 150. For example, the reforming temperature is 500 ° C., the CO reducer temperature is 200 ° C., and the selective oxidizer temperature is 150 ° C. (S211).

これにより、通常起動時より早期、あるいは改質器温度が低い段階から炭化水素の水蒸気改質が開始される。水蒸気改質によりガス体積が大きくなることから、改質部位より下流側の触媒への熱移動が早期に開始され、触媒の昇温を早めることができる。
図６は本発明の実施の形態２における水素生成装置の制御パラメータ変更動作の一例を示すフローチャートである。 Thereby, the steam reforming of hydrocarbon is started earlier than at the time of normal startup or from the stage where the reformer temperature is low. Since the gas volume is increased by steam reforming, heat transfer to the catalyst on the downstream side of the reforming site is started early, and the temperature rise of the catalyst can be accelerated.
FIG. 6 is a flowchart showing an example of the control parameter changing operation of the hydrogen generator in Embodiment 2 of the present invention.

Ｓ２０８の水供給量とＳ２０９の酸素含有ガス供給量は、図６のフローチャートの通り変更されても良く、本フローはＳ２０１以下の手動起動モードに移行した場合において、Ｓ２０６以下と同時に進行し、改質器１や選択酸化器１４の温度に基づいて酸素含有ガスの供給量を決定する。   The water supply amount in S208 and the oxygen-containing gas supply amount in S209 may be changed as shown in the flowchart of FIG. 6. This flow proceeds at the same time as S206 and later when the manual start mode is shifted to S201 and later. The supply amount of the oxygen-containing gas is determined based on the temperature of the mass device 1 and the selective oxidizer 14.

まず、初期値として水供給器３からの水供給量がＦ２に、酸素含有ガス供給器６の酸素含有ガス供給量がＦ８にそれぞれ設定される（Ｓ２２１）。   First, as an initial value, the water supply amount from the water supply device 3 is set to F2, and the oxygen-containing gas supply amount of the oxygen-containing gas supply device 6 is set to F8 (S221).

ＣＯ低減器１２の温度が第４温度以上になった場合にＳ２２３に移行する。条件を充たさない場合、Ｓ２２４に移行する（Ｓ２２２）。ここで第４温度をＴ４と設定し、Ｔ４はたとえば１５０℃とする。   When the temperature of the CO reducer 12 becomes equal to or higher than the fourth temperature, the process proceeds to S223. When the condition is not satisfied, the process proceeds to S224 (S222). Here, the fourth temperature is set to T4, and T4 is set to 150 ° C., for example.

ＣＯ低減器１２の温度がＴ４以上になった場合、制御器５０は水供給器３からの水供給量をＦ２より多い第３流量に制御する（Ｓ２２３）。ここで第３流量をＦ３と設定し、Ｆ３はたとえば１ｍｌ/ｍｉｎとする。   When the temperature of the CO reducer 12 becomes equal to or higher than T4, the controller 50 controls the amount of water supplied from the water supplier 3 to a third flow rate greater than F2 (S223). Here, the third flow rate is set to F3, and F3 is, for example, 1 ml / min.

これにより、通常起動時に比べ、少ない水量で水蒸気改質反応を行うことによる水素生成量の低下を抑制するとともに、低水量で発生する触媒表面への炭素析出を抑制できる。また、水量が増加することにより、供給された水と原料ガスは改質器１にて、水蒸気改質反応を起こし、原料ガスは改質ガスとなり体積が増加し、下流側にあるＣＯ低減器１２及び選択酸化器１４を流通する。   Thereby, compared with the time of normal starting, while suppressing the fall of the hydrogen production amount by performing a steam reforming reaction with a small amount of water, the carbon deposition to the catalyst surface generated with a low amount of water can be suppressed. Further, as the amount of water increases, the supplied water and the raw material gas undergo a steam reforming reaction in the reformer 1, the raw material gas becomes the reformed gas, and its volume increases, and the CO reducer on the downstream side 12 and the selective oxidizer 14 are circulated.

改質器１での水蒸気改質反応はＣＯ低減器１２及び選択酸化器１４での反応より温度が高いので、改質ガスからＣＯ低減器１２及び選択酸化器１４に熱移動が生じる。この移動熱量は、流通するガス量が多いと流速が大きくなり、熱伝達が促進される。よって、改質器１より下流側に存在するＣＯ低減器１２、選択酸化器１４への改質器１からの熱移動が促進される為、これらの昇温を早めることができる。   Since the steam reforming reaction in the reformer 1 has a higher temperature than the reaction in the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14, heat transfer occurs from the reformed gas to the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14. As for the amount of heat transferred, the flow rate increases as the amount of gas flowing increases, and heat transfer is promoted. Therefore, since the heat transfer from the reformer 1 to the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14 existing on the downstream side of the reformer 1 is promoted, the temperature rise of these can be accelerated.

なお、Ｆ３がＦ１より大きい場合（たとえば４ｍｌ/ｍｉｎ）、改質反応後のガス量が
通常起動より多くなるため、ＣＯ低減器への伝熱を大きくでき触媒の昇温速度を大きくすることができる。Ｆ３がＦ１と等しい場合、水量過多で起こる触媒の水濡れによる劣化や、水不足による改質触媒上での炭素析出を抑え触媒の性能を維持することができる。Ｆ３がＦ１より小さい場合（たとえば２．５ｍｌ/ｍｉｎ）、水の蒸発に使用される熱量を小
さくでき、構造体や触媒に与える熱量を大きくできるため水素生成装置の昇温速度を大きくすることができる。 When F3 is larger than F1 (for example, 4 ml / min), the amount of gas after the reforming reaction is larger than the normal startup, so that the heat transfer to the CO reducer can be increased and the temperature rising rate of the catalyst can be increased. it can. When F3 is equal to F1, the catalyst performance can be maintained by suppressing deterioration due to water wetting of the catalyst caused by excessive water amount and carbon deposition on the reforming catalyst due to water shortage. When F3 is smaller than F1 (for example, 2.5 ml / min), the amount of heat used for water evaporation can be reduced, and the amount of heat given to the structure and the catalyst can be increased, so that the temperature increase rate of the hydrogen generator can be increased. it can.

次に選択酸化器１４の温度がＴ６以上となった場合にＳ２２５に移行する。条件を充た
さない場合、Ｓ２２６に移行する（Ｓ２２４）。 Next, when the temperature of the selective oxidizer 14 becomes equal to or higher than T6, the process proceeds to S225. When the condition is not satisfied, the process proceeds to S226 (S224).

選択酸化器１４の温度がＴ６以上である場合、制御器５０は酸素含有ガス供給器６から供給される酸素含有ガス量をＦ８より少ないＦ９に制御する（Ｓ２２５）。   When the temperature of the selective oxidizer 14 is equal to or higher than T6, the controller 50 controls the amount of oxygen-containing gas supplied from the oxygen-containing gas supply device 6 to F9, which is less than F8 (S225).

これにより、選択酸化器１４の温度が充分上がった時点で、選択酸化器１４に供給される酸素含有ガス量が低下し、選択酸化触媒上での水素含有ガス中の水素の酸化反応が抑制され、酸化反応による水素の減少を低減できる。そのため、水素含有ガス中の水素濃度が上昇し、水素利用機器への水素供給量を増加させることが出来、同時に酸化反応による選択酸化器１４の過熱を防ぐことができる。   Thereby, when the temperature of the selective oxidizer 14 is sufficiently increased, the amount of oxygen-containing gas supplied to the selective oxidizer 14 is reduced, and the oxidation reaction of hydrogen in the hydrogen-containing gas on the selective oxidation catalyst is suppressed. Reduction of hydrogen due to oxidation reaction can be reduced. Therefore, the hydrogen concentration in the hydrogen-containing gas increases, the amount of hydrogen supplied to the hydrogen-using device can be increased, and at the same time, the overheating of the selective oxidizer 14 due to the oxidation reaction can be prevented.

ところで、選択酸化器１４が過熱されると酸化反応のみならず、二酸化炭素のメタン化反応も進行するが、この反応は発熱反応であり、反応によって、加速度的に選択酸化器１４の温度が上昇し、いわゆる温度暴走状態となる。温度暴走状態となると、水素含有ガス中の水素が二酸化炭素により消費され、水素濃度が低下するのみならず、選択酸化触媒が熱劣化するという問題がある。本ステップの実行により、水素の酸化反応を抑制するのみならず、上記の二酸化炭素のメタン化反応も抑制できるので、選択酸化触媒の熱劣化の抑制という効果を奏する。   By the way, when the selective oxidizer 14 is overheated, not only the oxidation reaction but also the methanation reaction of carbon dioxide proceeds. This reaction is an exothermic reaction, and the temperature of the selective oxidizer 14 increases at an accelerated rate due to the reaction. Then, it becomes a so-called temperature runaway state. In a temperature runaway state, there is a problem that hydrogen in the hydrogen-containing gas is consumed by carbon dioxide and not only the hydrogen concentration is lowered but also the selective oxidation catalyst is thermally deteriorated. By executing this step, not only the oxidation reaction of hydrogen but also the methanation reaction of carbon dioxide can be suppressed, so that the effect of suppressing the thermal deterioration of the selective oxidation catalyst is exhibited.

なお、Ｆ９がＦ７（たとえば０．７Ｌ/ｍｉｎ）より大きい場合（たとえば０．８Ｌ/ｍｉｎ）、構造体や触媒の過昇温を抑えつつ、通常起動よりも速い起動が可能となる。Ｆ９がＦ７と等しい場合、触媒の過昇温を抑えつつ、水素含有ガスの酸化による効率低下を抑制することができる。Ｆ９がＦ７より小さい場合（たとえば０．６Ｌ/ｍｉｎ）、構造体
や触媒の過昇温を抑制でき温度の制御性を向上させることができる。 In addition, when F9 is larger than F7 (for example, 0.7 L / min) (for example, 0.8 L / min), it is possible to start faster than normal startup while suppressing excessive temperature rise of the structure and the catalyst. When F9 is equal to F7, it is possible to suppress a decrease in efficiency due to oxidation of the hydrogen-containing gas while suppressing an excessive temperature rise of the catalyst. When F9 is smaller than F7 (for example, 0.6 L / min), the excessive temperature rise of the structure and the catalyst can be suppressed, and the temperature controllability can be improved.

全パラメータが初期状態から変更されているかを判定し、変更されている場合はパラメータ変更完了し、変更されていない場合はＳ２２２に移行する（Ｓ２２６）。本実施例では手動起動が選択された場合の動作を説明したが、手動起動が選択されていない場合は、上述の通常起動モードでの運転が行われ水素利用機器の需要に応じて自動で起動させる。なお、水素利用機器の過去の運転パターンに基づいて需要が増加すると想定される時間に水素が供給できるよう自動的に前もって起動させてもよい。   It is determined whether all parameters have been changed from the initial state. If they have been changed, the parameter change is completed, and if not changed, the process proceeds to S222 (S226). In this embodiment, the operation when the manual activation is selected has been described. However, when the manual activation is not selected, the operation in the normal activation mode described above is performed and the operation is automatically activated according to the demand of the hydrogen-using device. Let In addition, based on the past driving | operation pattern of a hydrogen utilization apparatus, you may start automatically in advance so that hydrogen can be supplied in the time when demand is assumed to increase.

なお、Ｔ２とＴ３を同等とした場合においても、手動起動の場合は水供給量が少なく、水蒸発に使用される熱量が少なくなり、その分の熱を構造体や触媒温度上昇に利用することができ、水素生成装置の昇温を早めることができる。   Even when T2 and T3 are equal, in the case of manual start-up, the amount of water supplied is small and the amount of heat used for water evaporation is small, so that heat can be used to increase the structure and catalyst temperature. And the temperature rise of the hydrogen generator can be accelerated.

なお、本実施形態に第１の実施の形態での加熱量増加を組み合わせるとよりよい効果が得られる。   In addition, a better effect can be obtained by combining this embodiment with the heating amount increase in the first embodiment.

（変形例１）
上述の第２の実施の形態では、パラメータ変更動作をＣＯ低減器温度および選択酸化器温度に基づいて行っているが、本変形例は、パラメータ変更動作において、ＣＯ低減器温度、あるいは選択酸化器によらず、加熱開始からの時間によって制御を行う。それ以外の点は、実施の形態２と同様の構成であるので、同一の符号及び用語を付して、その説明を省略する。 (Modification 1)
In the second embodiment described above, the parameter changing operation is performed based on the CO reducer temperature and the selective oxidizer temperature. However, in this modification, the CO reducing device temperature or the selective oxidizer is used in the parameter changing operation. Regardless, control is performed according to the time from the start of heating. Since the other points are the same as those in the second embodiment, the same reference numerals and terms are used and description thereof is omitted.

図７は、本発明の実施の形態２の変形例１における水素生成装置の制御パラメータ変更動作の一例を示すフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart showing an example of the control parameter changing operation of the hydrogen generator in Modification 1 of Embodiment 2 of the present invention.

本フローは図６に示した第２の実施の形態のＳ２２２をＳ２３２に、Ｓ２２４をＳ２３
４に置換したものである。 その他のステップは第２の実施の形態と同様であるので説明を省略する。 In this flow, S222 is changed to S232 and S224 is changed to S23 in the second embodiment shown in FIG.
4 is substituted. Since other steps are the same as those in the second embodiment, the description thereof will be omitted.

（Ｓ２３２）加熱器４の加熱開始から第４時間以上経過した場合にＳ２２３に移行する。条件を充たさない場合、Ｓ２３４に移行する。ここで第４時間をｔ４と設定し、ｔ４はたとえば１５分とする。   (S232) When the fourth time or more has elapsed from the start of heating of the heater 4, the process proceeds to S223. If the condition is not satisfied, the process proceeds to S234. Here, the fourth time is set as t4, and t4 is, for example, 15 minutes.

（Ｓ２３４）加熱器４の加熱開始からｔ６以上経過した場合にＳ２２５に移行する。条件を充たさない場合、Ｓ２２６に移行する。   (S234) When t6 or more has elapsed from the start of heating of the heater 4, the process proceeds to S225. When the condition is not satisfied, the process proceeds to S226.

これにより、改質器温度検知器７と、酸素含有ガス供給器６が故障等により機能しなかったとしても、水素生成装置１００の昇温を早めることができる。   Thereby, even if the reformer temperature detector 7 and the oxygen-containing gas supply device 6 do not function due to a failure or the like, the temperature increase of the hydrogen generator 100 can be accelerated.

（変形例２）
上述の第２の実施の形態では、手動起動が選択された場合の起動方法について、水供給開始タイミングを改質器の温度に基づいて制御を行っているが、本変形例は、水供給開始タイミングを加熱開始後の経過時間に基づいて制御を行う点であり、それ以外の点は、第２の実施の形態と同様の構成であるので、同一の符号及び用語を付して、その説明を省略する。 (Modification 2)
In the second embodiment described above, the water supply start timing is controlled based on the temperature of the reformer for the start method when manual start is selected. The timing is controlled based on the elapsed time after the start of heating, and the other points are the same as those in the second embodiment. Is omitted.

図８は、本発明の実施の形態２の変形例２における水素生成装置の手動起動が選択されたときの動作の一例を示すフローチャートである。
本フローは図５に示した実施の形態２のステップ２０３をＳ２３３に、Ｓ２０７をＳ２３７に置換したものである。 その他のステップは実施の形態２と同様であるので説明を省略する。 FIG. 8 is a flowchart showing an example of an operation when manual activation of the hydrogen generator in Modification 2 of Embodiment 2 of the present invention is selected.
In this flow, step 203 in the second embodiment shown in FIG. 5 is replaced with S233, and S207 is replaced with S237. Since other steps are the same as those in the second embodiment, description thereof is omitted.

（Ｓ２３３）加熱器４の加熱開始から第３時間以上経過した場合にＳ２０４に移行する。ここで、第３時間をｔ３と設定し、ｔ３とはたとえば１０分とする。   (S233) When the third time or more has elapsed from the start of heating of the heater 4, the process proceeds to S204. Here, the third time is set as t3, and t3 is, for example, 10 minutes.

（Ｓ２３７）加熱器４の加熱開始からｔ３より短い第２時間以上経過した場合にＳ２０８に移行する。ここで、第２時間をｔ２と設定し、ｔ２はたとえば７分とする。
これにより、改質器温度検知器７が故障等により機能しなかったとしても、水素生成装置１００の昇温を早めることができる。 (S237) When the second time shorter than t3 has elapsed from the start of heating of the heater 4, the process proceeds to S208. Here, the second time is set to t2, and t2 is, for example, 7 minutes.
Thereby, even if the reformer temperature detector 7 does not function due to a failure or the like, the temperature increase of the hydrogen generator 100 can be accelerated.

なお、制御パラメータ変更方法については、変形例１のようにＣＯ低減器温度、あるいは選択酸化器によらず、燃焼開始からの時間によって制御を行ってもよい。   Note that the control parameter changing method may be controlled by the time from the start of combustion, regardless of the CO reducer temperature or the selective oxidizer as in the first modification.

なお、ｔ２とｔ３を同等とした場合においても、手動起動の場合は水供給量が少なく、水蒸発に使用される熱量が少なくなり、その分の熱を構造体や触媒温度上昇に利用することができ、水素生成装置の昇温を早めることができる。   Even when t2 and t3 are equal, in the case of manual start-up, the amount of water supplied is small and the amount of heat used for water evaporation is small, and that heat is used to increase the temperature of the structure and the catalyst. And the temperature rise of the hydrogen generator can be accelerated.

（実施の形態３）
本実施形態における水素生成装置の構成も図１となる。

図９は、本発明の実施の形態３における水素生成装置の手動起動が選択されたときの動作の一例を示すフローチャートである。 (Embodiment 3)
The configuration of the hydrogen generator in this embodiment is also shown in FIG.

FIG. 9 is a flowchart showing an example of an operation when manual activation of the hydrogen generator in Embodiment 3 of the present invention is selected.

水素生成装置において手動起動が選択された場合の起動方法について図９のフローチャートを用いて説明する。   An activation method when manual activation is selected in the hydrogen generator will be described with reference to the flowchart of FIG.

使用者が操作部５１において手動起動を選択したとき、制御器５０に手動起動指令が入力される（Ｓ３００）。使用者とは装置の所有者及びメンテマンを含む。   When the user selects manual activation in the operation unit 51, a manual activation command is input to the controller 50 (S300). The user includes the owner and maintainer of the device.

手動起動回数ｘと許容手動起動回数Ａの大小を比較し、ｘ<ＡのときＳ３０５へ移行し
、ｘ≧ＡのときＳ３０２へ移行する（Ｓ３０１）。手動起動回数ｘの初期値は０であり制御器５０にあらかじめ記憶されている。なお、許容手動起動回数Ａは水素生成装置の構造体及び触媒の耐久性の観点からみて、手動起動による負荷が許容できる回数であり、たとえば３０とする。これにより通常起動より負荷のかかる手動起動での負荷を抑制することができるため水素生成装置の耐久性を維持することができる。 The manual activation count x and the allowable manual activation count A are compared, and if x <A, the process proceeds to S305, and if x ≧ A, the process proceeds to S302 (S301). The initial value of the manual activation count x is 0 and is stored in the controller 50 in advance. The allowable number of manual activations A is the number of times that a load due to manual activation can be permitted from the viewpoint of the durability of the structure of the hydrogen generator and the catalyst. As a result, it is possible to suppress the load during manual activation, which is more burdensome than normal activation, so that the durability of the hydrogen generator can be maintained.

Ｓ３０１で手動起動回数が許容手動起動回数以上のｘ≧Ａである場合、手動起動が選択されていない場合の起動方法である通常起動と同様の起動モードに移行される。通常起動は、水素生成装置の耐久性を維持させるのに最適な起動方法である。この場合、加熱器４において、図示されない点火装置により点火された原料ガスは燃焼用空気と共に燃焼する。燃焼により発生した熱は、改質器１およびＣＯ低減器１２および選択酸化器１４に伝わり、改質器１およびＣＯ低減器１２および選択酸化器１４を昇温する。なお、同時にヒーターによる加熱を併用しても良い（Ｓ３０２）。   If the number of manual activations is greater than or equal to the allowable number of manual activations in S301, the process proceeds to an activation mode similar to the normal activation that is the activation method when manual activation is not selected. Normal startup is the optimal startup method for maintaining the durability of the hydrogen generator. In this case, in the heater 4, the raw material gas ignited by an ignition device (not shown) is burned together with the combustion air. The heat generated by the combustion is transmitted to the reformer 1, the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14 and raises the temperature of the reformer 1, the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14. At the same time, heating by a heater may be used together (S302).

次に水供給器３から水が供給され、改質反応が開始する（Ｓ３０３）。なお、水供給開始タイミングは所定の温度条件を改質器温度検知器７で検知される改質温度が所定の温度条件を満たしたときとし、所定温度は１００℃とする。なお、水供給開始タイミングは、加熱開始から所定時間経過後でもよく（たとえば１５分）、ＣＯ低減器温度検知器１３や、選択酸化器温度検知器１５が存在する場合は、ＣＯ低減器温度検知器１３や、選択酸化器温度検知器１５によって測定された温度に対して、あらかじめ設定した閾値に基づいて決定してもよい（たとえば１１０℃）。   Next, water is supplied from the water supplier 3 and the reforming reaction starts (S303). The water supply start timing is a predetermined temperature condition when the reforming temperature detected by the reformer temperature detector 7 satisfies the predetermined temperature condition, and the predetermined temperature is 100 ° C. The water supply start timing may be after a predetermined time has elapsed from the start of heating (for example, 15 minutes). When the CO reducer temperature detector 13 or the selective oxidizer temperature detector 15 is present, the CO reducer temperature detection is performed. The temperature measured by the temperature detector 13 or the selective oxidizer temperature detector 15 may be determined based on a preset threshold (for example, 110 ° C.).

次に酸素含有ガス供給器６から酸素含有ガスがＦ７で選択酸化器１４に供給される（Ｓ３０４）。Ｆ７とはたとえば０．７Ｌ/ｍｉｎとする。酸素含有ガス供給開始タイミング
は、選択酸化器温度検知器１５で検知される選択酸化器温度が所定の温度条件を満たしたときとし、所定温度はたとえば１８０℃とする。なお、酸素含有ガス供給開始タイミングは、加熱開始から所定時間経過後でもよい（たとえば１５分）。 Next, the oxygen-containing gas is supplied from the oxygen-containing gas supply device 6 to the selective oxidizer 14 by F7 (S304). F7 is, for example, 0.7 L / min. The oxygen-containing gas supply start timing is when the selective oxidizer temperature detected by the selective oxidizer temperature detector 15 satisfies a predetermined temperature condition, and the predetermined temperature is 180 ° C., for example. The oxygen-containing gas supply start timing may be after a predetermined time has elapsed from the start of heating (for example, 15 minutes).

水素生成装置１００の改質器１、ＣＯ低減器１２、選択酸化器１４の温度がそれぞれ所定の温度に到達し、水素生成装置１００から水素利用機器１５０に水素が供給される。所定の温度とは、たとえば、改質温度は５００℃、ＣＯ低減器温度が２００℃、選択酸化器温度が１５０℃とする（Ｓ３０９）。   The temperatures of the reformer 1, the CO reducer 12, and the selective oxidizer 14 of the hydrogen generator 100 reach predetermined temperatures, respectively, and hydrogen is supplied from the hydrogen generator 100 to the hydrogen utilization device 150. For example, the reforming temperature is 500 ° C., the CO reducer temperature is 200 ° C., and the selective oxidizer temperature is 150 ° C. (S309).

Ｓ３０１で手動起動回数が許容手動起動回数より少ないｘ<Ａの場合、通常起動より高
速で起動できる手動起動モードに移行する。加熱器４において、図示されない点火装置により点火された原料ガスは燃焼用空気と共に燃焼する。燃焼により発生した熱は、改質器１およびＣＯ低減器１２および選択酸化器１４に伝わり、改質器１およびＣＯ低減器１２および選択酸化器１４を昇温する。なお、同時にヒーターによる加熱を併用しても良い（Ｓ３０５）。 In S301, when x <A, where the number of manual activations is smaller than the allowable number of manual activations, the mode shifts to a manual activation mode that can be activated faster than normal activation. In the heater 4, the raw material gas ignited by an ignition device (not shown) is burned together with the combustion air. The heat generated by the combustion is transmitted to the reformer 1, the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14 and raises the temperature of the reformer 1, the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14. At the same time, heating by a heater may be used together (S305).

次に水供給器３から水が第４流量より多い第５流量で供給され、改質反応が開始する（Ｓ３０６）。ここで、第４流量をＦ４と設定し、Ｆ４はたとえば３ｍｌ/ｍｉｎとする。
また、ここで、第５流量をＦ５と設定し、Ｆ５はたとえば５ｍｌ/ｍｉｎとする。 Next, water is supplied from the water supply device 3 at a fifth flow rate higher than the fourth flow rate, and the reforming reaction starts (S306). Here, the fourth flow rate is set to F4, and F4 is set to 3 ml / min, for example.
Here, the fifth flow rate is set to F5, and F5 is set to 5 ml / min, for example.

これにより、通常起動時であるＳ３０３に比べ、水供給量が多くなる。供給された水と原料ガスは改質器１にて、水蒸気改質反応を起こし、原料ガスは改質ガスとなり体積が増
加し、下流側にあるＣＯ低減器１２及び選択酸化器１４を流通する。改質器１での水蒸気改質反応はＣＯ低減器１２及び選択酸化器１４での反応より温度が高いので、改質ガスからＣＯ低減器１２及び選択酸化器１４に熱移動が生じる。 Thereby, compared with S303 which is the time of normal starting, water supply amount increases. The supplied water and the raw material gas undergo a steam reforming reaction in the reformer 1, the raw material gas becomes the reformed gas, the volume increases, and flows through the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14 on the downstream side. . Since the steam reforming reaction in the reformer 1 has a higher temperature than the reaction in the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14, heat transfer occurs from the reformed gas to the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14.

この移動熱量は、流通するガス量が多いと流速が大きくなり、熱伝達が促進される。水量が多いと水蒸気改質反応が促進され改質ガス量が増加し、流速が増加し熱伝達が促進される。よって、改質器１より下流側に存在するＣＯ低減器１２、選択酸化器１４への改質器１からの熱移動が促進される為、これらの昇温を早めることができる。したがってＳ３０６ではＳ３０３に比べ、改質器１より下流側に存在するＣＯ低減器１２、選択酸化器１４への改質器１からの熱移動が促進される為、これらの昇温を早めることができる。   As for the amount of heat transferred, the flow rate increases as the amount of gas flowing increases, and heat transfer is promoted. When the amount of water is large, the steam reforming reaction is promoted, the amount of reformed gas is increased, the flow rate is increased, and heat transfer is promoted. Therefore, since the heat transfer from the reformer 1 to the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14 existing on the downstream side of the reformer 1 is promoted, the temperature rise of these can be accelerated. Therefore, in S306, heat transfer from the reformer 1 to the CO reducer 12 and the selective oxidizer 14 existing on the downstream side of the reformer 1 is promoted compared to S303. it can.

なお、水供給開始タイミングは所定の温度条件を改質器温度検知器７で検知される改質温度が所定の温度条件を満たしたときとし、所定温度は１００℃とする。なお、水供給開始タイミングは、加熱開始から所定時間経過後でもよく（たとえば１５分）、ＣＯ低減器温度検知器１３や、選択酸化器温度検知器１５が存在する場合は、ＣＯ低減器温度検知器１３や、選択酸化器温度検知器１５によって測定された温度に対して、あらかじめ設定した閾値に基づいて決定してもよい（たとえば１１０℃）。   The water supply start timing is a predetermined temperature condition when the reforming temperature detected by the reformer temperature detector 7 satisfies the predetermined temperature condition, and the predetermined temperature is 100 ° C. The water supply start timing may be after a predetermined time has elapsed from the start of heating (for example, 15 minutes). When the CO reducer temperature detector 13 or the selective oxidizer temperature detector 15 is present, the CO reducer temperature detection is performed. The temperature measured by the temperature detector 13 or the selective oxidizer temperature detector 15 may be determined based on a preset threshold (for example, 110 ° C.).

次に酸素含有ガス供給器６から酸素含有ガスがＦ７より多いＦ８で選択酸化器１４に供給される（Ｓ３０７）。Ｆ８とはたとえば１．０Ｌ/ｍｉｎとする。酸素含有ガス供給開
始タイミングは、選択酸化器温度検知器１５で検知される選択酸化器温度が所定の温度条件を満たしたときとし、所定温度はたとえば１８０℃とする。なお、酸素含有ガス供給開始タイミングは、加熱開始から所定時間経過後でもよい（たとえば１５分）。 Next, oxygen-containing gas is supplied from the oxygen-containing gas supply device 6 to the selective oxidizer 14 at F8, which is greater than F7 (S307). F8 is, for example, 1.0 L / min. The oxygen-containing gas supply start timing is when the selective oxidizer temperature detected by the selective oxidizer temperature detector 15 satisfies a predetermined temperature condition, and the predetermined temperature is 180 ° C., for example. The oxygen-containing gas supply start timing may be after a predetermined time has elapsed from the start of heating (for example, 15 minutes).

選択酸化触媒では酸素量は水素含有ガス中の一酸化炭素量に対応する量が供給されており、水素の酸化反応が過剰に行われないように制御されている。通常起動時に対し、酸素含有ガスが増量されることにより、選択酸化器１４での水素の酸化反応が促進され、反応熱により触媒が加熱される為、Ｓ３０４に比べ、選択酸化器１４の昇温が早くなる。   In the selective oxidation catalyst, the amount of oxygen is supplied in an amount corresponding to the amount of carbon monoxide in the hydrogen-containing gas, and is controlled so that the hydrogen oxidation reaction is not excessively performed. By increasing the amount of the oxygen-containing gas with respect to the normal startup, the oxidation reaction of hydrogen in the selective oxidizer 14 is promoted and the catalyst is heated by the reaction heat. Becomes faster.

手動起動回数ｘに１を加算する（Ｓ３０８）。水素生成装置１００の改質器１、ＣＯ低減器１２、選択酸化器１４の温度がそれぞれ所定の温度に到達し、水素生成装置１００から水素利用機器１５０に水素が供給される。所定の温度とは、たとえば、改質温度は５００℃、ＣＯ低減器温度が２００℃、選択酸化器温度が１５０℃とする（Ｓ３０９）。   1 is added to the manual activation count x (S308). The temperatures of the reformer 1, the CO reducer 12, and the selective oxidizer 14 of the hydrogen generator 100 reach predetermined temperatures, respectively, and hydrogen is supplied from the hydrogen generator 100 to the hydrogen utilization device 150. For example, the reforming temperature is 500 ° C., the CO reducer temperature is 200 ° C., and the selective oxidizer temperature is 150 ° C. (S309).

これにより、通常起動時より改質器での水蒸気改質反応が促進され、通常起動時よりガス体積が大きくなる。よって、改質器より相対的に低温で運転されるＣＯ低減器、あるいは選択酸化器への熱移動が促進され、改質器より下流側の触媒の昇温を早めることができる。   As a result, the steam reforming reaction in the reformer is promoted from the normal startup, and the gas volume becomes larger than that from the normal startup. Therefore, heat transfer to the CO reducer or the selective oxidizer that is operated at a relatively lower temperature than the reformer is promoted, and the temperature of the catalyst on the downstream side of the reformer can be increased.

図１０は本発明の実施の形態３における水素生成装置の制御パラメータ変更動作の一例を示すフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart showing an example of the control parameter changing operation of the hydrogen generator in Embodiment 3 of the present invention.

Ｓ３０６の水供給量とＳ３０７の酸素含有ガス供給量は、図１０のフローチャートの通り変更されても良く、本フローはＳ３０１以下の手動起動モードに移行した場合において、Ｓ３０５以下と同時に進行し、改質器１や選択酸化器１４の温度に応じて、水供給量や酸素含有ガスの供給量を決定する。   The water supply amount of S306 and the oxygen-containing gas supply amount of S307 may be changed as shown in the flowchart of FIG. 10, and this flow proceeds simultaneously with S305 and subsequent steps when the mode is shifted to the manual activation mode of S301 and lower. The water supply amount and the oxygen-containing gas supply amount are determined according to the temperature of the mass device 1 and the selective oxidizer 14.

まず、初期値として水供給器３からの水供給量がＦ５に、酸素含有ガス供給器６の酸素含有ガス供給量がＦ８にそれぞれ設定される（Ｓ３１１）。ＣＯ低減器１２の温度が第５温度以上になった場合にＳ３１３に移行する。条件を充たさない場合、Ｓ３１４に移行す
る（Ｓ３１２）。ここで、第５温度をＴ５と設定し、Ｔ５はたとえば１００℃とする。 First, as an initial value, the water supply amount from the water supply device 3 is set to F5, and the oxygen-containing gas supply amount of the oxygen-containing gas supply device 6 is set to F8 (S311). When the temperature of the CO reducer 12 becomes equal to or higher than the fifth temperature, the process proceeds to S313. If the condition is not satisfied, the process proceeds to S314 (S312). Here, the fifth temperature is set to T5, and T5 is set to 100 ° C., for example.

ＣＯ低減器１２の温度がＴ５以上である場合、制御器５０は水供給器３からの水供給量をＦ５より小さい第６流量に制御する。（Ｓ３１３）。ここで、第６流量をＦ６と設定し、Ｆ６はたとえば３ｍｌ/ｍｉｎとする。   When the temperature of the CO reducer 12 is equal to or higher than T5, the controller 50 controls the amount of water supplied from the water supplier 3 to a sixth flow rate smaller than F5. (S313). Here, the sixth flow rate is set to F6, and F6 is set to 3 ml / min, for example.

これにより、充分に下流側のＣＯ低減器１２の温度が上がった後に、水供給量を低下させる。よって、過剰な水蒸気発生に使用される熱量を抑制することができるため、水量を変更しない場合に対し、水素生成装置１００の熱効率を高めることができる。   Thereby, after the temperature of the CO reducer 12 on the downstream side is sufficiently increased, the water supply amount is decreased. Therefore, since the amount of heat used for excessive water vapor generation can be suppressed, the thermal efficiency of the hydrogen generator 100 can be increased as compared with the case where the amount of water is not changed.

選択酸化器１４の温度がＴ６以上である場合、制御器５０は酸素含有ガス供給器６から供給される酸素含有ガス量をＦ８より少ないＦ９に制御する（Ｓ３１５）。   When the temperature of the selective oxidizer 14 is equal to or higher than T6, the controller 50 controls the amount of oxygen-containing gas supplied from the oxygen-containing gas supply device 6 to F9, which is smaller than F8 (S315).

これにより、選択酸化器１４の温度が充分上がった時点で、選択酸化器１４に供給される酸素含有ガス量が低下し、選択酸化触媒上での水素含有ガス中の水素の酸化反応が抑制され、酸化反応による水素の減少を低減できる。そのため、水素含有ガス中の水素濃度が上昇し、水素利用機器への水素供給量を増加させることが出来、同時に酸化反応による選択酸化器１４の過熱を防ぐことができる。   Thereby, when the temperature of the selective oxidizer 14 is sufficiently increased, the amount of oxygen-containing gas supplied to the selective oxidizer 14 is reduced, and the oxidation reaction of hydrogen in the hydrogen-containing gas on the selective oxidation catalyst is suppressed. Reduction of hydrogen due to oxidation reaction can be reduced. Therefore, the hydrogen concentration in the hydrogen-containing gas increases, the amount of hydrogen supplied to the hydrogen-using device can be increased, and at the same time, the overheating of the selective oxidizer 14 due to the oxidation reaction can be prevented.

ところで、選択酸化器１４が過熱されると酸化反応のみならず、二酸化炭素のメタン化反応も進行するが、この反応は発熱反応であり、反応によって、加速度的に選択酸化器１４の温度が上昇し、いわゆる温度暴走状態となる。温度暴走状態となると、水素含有ガス中の水素が二酸化炭素により消費され、水素濃度が低下するのみならず、選択酸化触媒が熱劣化するという問題がある。本ステップの実行により、水素の酸化反応を抑制するのみならず、上記の二酸化炭素のメタン化反応も抑制できるので、選択酸化触媒の熱劣化の抑制という効果を奏する。   By the way, when the selective oxidizer 14 is overheated, not only the oxidation reaction but also the methanation reaction of carbon dioxide proceeds. This reaction is an exothermic reaction, and the temperature of the selective oxidizer 14 increases at an accelerated rate due to the reaction. Then, it becomes a so-called temperature runaway state. In a temperature runaway state, there is a problem that hydrogen in the hydrogen-containing gas is consumed by carbon dioxide and not only the hydrogen concentration is lowered but also the selective oxidation catalyst is thermally deteriorated. By executing this step, not only the oxidation reaction of hydrogen but also the methanation reaction of carbon dioxide can be suppressed, so that the effect of suppressing the thermal deterioration of the selective oxidation catalyst is exhibited.

なお、Ｆ９がＦ７より大きい場合（たとえば０．９Ｌ/ｍｉｎ）、構造体や触媒の過昇
温を抑えつつ、通常起動よりも速い起動が可能となる。Ｆ９がＦ７と等しい場合、触媒の過昇温を抑えつつ、水素含有ガスの酸化による効率低下を抑制することができる。Ｆ９がＦ７より小さい場合（たとえば０．６Ｌ/ｍｉｎ）、構造体や触媒の過昇温を抑制でき温
度の制御性を向上させることができる。 When F9 is larger than F7 (for example, 0.9 L / min), it is possible to start faster than normal startup while suppressing excessive temperature rise of the structure and the catalyst. When F9 is equal to F7, it is possible to suppress a decrease in efficiency due to oxidation of the hydrogen-containing gas while suppressing an excessive temperature rise of the catalyst. When F9 is smaller than F7 (for example, 0.6 L / min), the excessive temperature rise of the structure and the catalyst can be suppressed, and the temperature controllability can be improved.

全パラメータが初期状態から変更されているかを判定し、変更されている場合はパラメータ変更完了し、変更されていない場合はＳ３２２に移行する（Ｓ３２６）。   It is determined whether all parameters have been changed from the initial state. If they have been changed, the parameter change is completed, and if not changed, the process proceeds to S322 (S326).

本実施例では手動起動が選択された場合の動作を説明したが、手動起動が選択されていない場合は、上述の通常起動モードでの運転が行われ水素利用機器の需要に応じて自動で起動する。なお、水素利用機器の過去の運転パターンに基づいて需要が増加すると想定される時間に水素が供給できるよう自動的に前もって起動させてもよい。   In this embodiment, the operation when the manual activation is selected has been described. However, when the manual activation is not selected, the operation in the normal activation mode described above is performed and the operation is automatically activated according to the demand of the hydrogen-using device. To do. In addition, based on the past driving | operation pattern of a hydrogen utilization apparatus, you may start automatically in advance so that hydrogen can be supplied in the time when demand is assumed to increase.

なお、本実施形態に第１の実施の形態での加熱量増加を組み合わせるとよりよい効果が得られる。   In addition, a better effect can be obtained by combining this embodiment with the heating amount increase in the first embodiment.

（変形例）
上述の第３の実施の形態では、パラメータ変更動作をＣＯ低減器温度および選択酸化器温度に基づいて行っているが、本変形例は、パラメータ変更動作において、ＣＯ低減器温度、あるいは選択酸化器によらず、加熱開始からの時間によって制御を行う。それ以外の点は、第３の実施の形態と同様の構成であるので、同一の符号及び用語を付して、その説明を省略する。 (Modification)
In the above-described third embodiment, the parameter changing operation is performed based on the CO reducer temperature and the selective oxidizer temperature. However, in this modification, the CO reducing device temperature or the selective oxidizer is used in the parameter changing operation. Regardless, control is performed according to the time from the start of heating. Since the other points are the same as those in the third embodiment, the same reference numerals and terms are used, and the description thereof is omitted.

図１１は本発明の実施の形態３の変形例における水素生成装置の制御パラメータ変更動作の一例を示すフローチャートである。   FIG. 11 is a flowchart showing an example of the control parameter changing operation of the hydrogen generator in the modification of the third embodiment of the present invention.

本フローは図１０に示した第３の実施の形態のＳ３１２をＳ３２２に、Ｓ３１４をＳ３２４に置換したものである。その他のステップは第３の実施の形態と同様であるので説明を省略する。   In this flow, S312 of the third embodiment shown in FIG. 10 is replaced with S322, and S314 is replaced with S324. The other steps are the same as those in the third embodiment, and a description thereof will be omitted.

（Ｓ３２２）加熱器４の加熱開始から第５時間以上経過した場合にＳ３１３に移行す
る。条件を充たさない場合、Ｓ３２４に移行する。ここで第５時間をｔ５と設定し、ｔ５はたとえば１５分とする。 (S322) When the fifth time or more has elapsed from the start of heating of the heater 4, the process proceeds to S313. If the condition is not satisfied, the process proceeds to S324. Here, the fifth time is set as t5, and t5 is, for example, 15 minutes.

（Ｓ３１４）加熱器４の加熱開始からｔ６以上経過した場合にＳ３１５に移行する。条件を充たさない場合、Ｓ３１６に移行する。
これにより、改質器温度検知器７と、酸素含有ガス供給器６が故障等により機能しなかったとしても、水素生成装置１００の昇温を早めることができる。 (S314) When t6 or more has elapsed from the start of heating of the heater 4, the process proceeds to S315. If the condition is not satisfied, the process proceeds to S316.
Thereby, even if the reformer temperature detector 7 and the oxygen-containing gas supply device 6 do not function due to a failure or the like, the temperature increase of the hydrogen generator 100 can be accelerated.

（実施の形態４）
本実施形態の燃料電池システムは、第１〜３の実施の形態のいずれかの水素生成装置と、水素生成装置より供給される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池とを備える。 (Embodiment 4)
The fuel cell system of this embodiment includes the hydrogen generator of any one of the first to third embodiments and a fuel cell that generates power using a hydrogen-containing gas supplied from the hydrogen generator.

図１２は、本発明の実施の形態４における燃料電池システムの構成の一例を示すブロック図である。図１２に示す例では、本実施形態の燃料電池システム２００は、図１の水素生成装置１００と、燃料電池１５１とを備える。   FIG. 12 is a block diagram showing an example of the configuration of the fuel cell system according to Embodiment 4 of the present invention. In the example shown in FIG. 12, the fuel cell system 200 of the present embodiment includes the hydrogen generator 100 of FIG. 1 and the fuel cell 151.

本実施形態の燃料電池システム２００において、燃料電池１５１以外の構成は、第１〜３の実施の形態の水素生成装置と同様に構成できる。よって、図１２と図１とで共通する構成要素については、同一の符号及び用語を付して、その説明を省略する。   In the fuel cell system 200 of the present embodiment, the configuration other than the fuel cell 151 can be configured in the same manner as the hydrogen generator of the first to third embodiments. Therefore, the same reference numerals and terms are assigned to components common to FIG. 12 and FIG. 1 and the description thereof is omitted.

燃料電池１５１は、水素生成装置より供給される水素含有ガスを用いて発電する。燃料電池１５１は、高分子電解質形燃料電池（ＰＥＦＣ）とする。なお、燃料電池１５１は固体酸化物形燃料電池、りん酸形燃料電池等を用いることができ、これらの構成はいずれも公知である。よって、燃料電池１５１の構成の詳細な説明を省略する。なお、燃料電池１５１が、固体酸化物形燃料電池であるときは、改質器１と燃料電池１５１が一体化された内部改質型の固体酸化物形燃料電池とする。   The fuel cell 151 generates power using the hydrogen-containing gas supplied from the hydrogen generator. The fuel cell 151 is a polymer electrolyte fuel cell (PEFC). As the fuel cell 151, a solid oxide fuel cell, a phosphoric acid fuel cell, or the like can be used. Therefore, detailed description of the configuration of the fuel cell 151 is omitted. When the fuel cell 151 is a solid oxide fuel cell, an internal reforming solid oxide fuel cell in which the reformer 1 and the fuel cell 151 are integrated is used.

これにより、使用者が手動起動を選択していない通常起動の場合は水素生成装置の構造体や触媒への負荷の少ない起動を行うため、燃料電池システムの耐久性が維持でき、且つ、使用者が手動起動を選択した場合は起動時間を早めることができるため、使用者の不満を解消し商品性を向上させることができる。   As a result, in the case of normal startup where the user has not selected manual startup, the startup is performed with less load on the structure and catalyst of the hydrogen generator, so that the durability of the fuel cell system can be maintained, and the user However, when manual activation is selected, the activation time can be shortened, so that the dissatisfaction of the user can be solved and the merchantability can be improved.

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。   From the foregoing description, many modifications and other embodiments of the present invention are obvious to one skilled in the art. Accordingly, the foregoing description should be construed as illustrative only and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best mode of carrying out the invention. The details of the structure and / or function may be substantially changed without departing from the spirit of the invention.

本発明は、使用者が手動起動を選択していない通常起動の場合は水素生成装置の構造体や触媒への負荷の少ない起動を行うため、装置の耐久性が維持でき、且つ、使用者が手動起動を選択した場合は起動時間を早めることができるため、使用者の不満を解消し商品性
を向上させることができるので、水素生成装置及び燃料電池システムに利用できる。 According to the present invention, in the case of normal startup in which the user has not selected manual startup, startup is performed with less load on the structure and catalyst of the hydrogen generator, so that the durability of the device can be maintained, and the user can When manual activation is selected, the activation time can be shortened, so that the dissatisfaction of the user can be solved and the product quality can be improved. Therefore, it can be used for a hydrogen generator and a fuel cell system.

１ 改質器
２ 原料供給器
３ 水供給器
４ 加熱器
５ 空気供給器
６ 酸素含有ガス供給器
７ 改質器温度検知器
８ 封止器
９ 水素供給路
１０ 燃料供給器
１１ 燃料供給路
１２ ＣＯ低減器
１３ ＣＯ低減器温度検知器
１４ 選択酸化器
１５ 選択酸化器温度検知器
５０ 制御器
５１ 操作部
１００ 水素生成装置
１５０ 水素利用機器
１５１ 燃料電池
２００ 燃料電池システム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reformer 2 Raw material supply device 3 Water supply device 4 Heater 5 Air supply device 6 Oxygen-containing gas supply device 7 Reformer temperature detector 8 Sealing device 9 Hydrogen supply channel 10 Fuel supply device 11 Fuel supply channel 12 CO Reducer 13 CO reducer temperature detector 14 Selective oxidizer 15 Selective oxidizer temperature detector 50 Controller 51 Operation unit 100 Hydrogen generator 150 Hydrogen utilization device 151 Fuel cell 200 Fuel cell system

Claims (18)

炭化水素を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、
前記改質器を加熱する加熱器と、
手動起動が選択された場合に、前記加熱器で加熱される第１加熱量が、通常起動時に前記加熱器で加熱される第２加熱量より大きくなるよう制御する制御器と、
を備えた、水素生成装置。 A reformer that reforms a raw material containing hydrocarbons to produce a hydrogen-containing gas;
A heater for heating the reformer;
A controller that controls the first heating amount heated by the heater to be larger than the second heating amount heated by the heater during normal startup when manual activation is selected;
A hydrogen generator comprising: 前記改質器の温度を検知する改質器温度検知器を備え、
前記制御器は、前記手動起動が選択された場合に、前記改質器温度検知器によって検知される改質温度が第１温度以上となった場合又は前記加熱器の加熱開始から第１時間経過した場合に、前記加熱器で加熱される加熱量が、前記第１加熱量より低い第３加熱量となるよう制御する、請求項１に記載の水素生成装置。 A reformer temperature detector for detecting the temperature of the reformer;
The controller, when the manual activation is selected, when the reforming temperature detected by the reformer temperature detector is equal to or higher than the first temperature, or when the first time has elapsed from the start of heating of the heater. 2. The hydrogen generation apparatus according to claim 1, wherein the heating amount controlled by the heater is controlled to be a third heating amount lower than the first heating amount. 炭化水素を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、
前記改質器を加熱する加熱器と、
前記改質器に水を供給する水供給器と、
前記改質器が生成する水素含有ガス中の一酸化炭素を低減するＣＯ低減器と、
手動起動が選択された場合に、前記改質器の加熱開始から前記水供給器から前記改質器への水供給を開始するまでの第２時間が、通常起動時に、前記改質器の加熱開始から前記水供給器から前記改質器への水供給を開始するまでの第３時間よりも短くなるよう制御する制御器と、を備えた、水素生成装置。 A reformer that reforms a raw material containing hydrocarbons to produce a hydrogen-containing gas;
A heater for heating the reformer;
A water supply for supplying water to the reformer;
A CO reducer that reduces carbon monoxide in the hydrogen-containing gas produced by the reformer;
When manual activation is selected, the second time from the start of heating of the reformer to the start of water supply from the water supplier to the reformer is the heating of the reformer during normal startup. And a controller that controls to be shorter than a third time from the start to the start of water supply from the water supplier to the reformer. 炭化水素を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、
前記改質器を加熱する加熱器と、
前記改質器に水を供給する水供給器と、
前記改質器の温度を検知する改質器温度検知器と、
前記改質器が生成する水素含有ガス中の一酸化炭素を低減するＣＯ低減器と、
通常起動時に、前記改質器温度検知器によって検知される改質温度が第２温度になると前記改質器への水供給を開始し、手動起動が選択された場合に、改質温度が前記第２温度より低い第３温度になると前記改質器への水供給を開始するよう制御する制御器と、
を備えた水素生成装置。 A reformer that reforms a raw material containing hydrocarbons to produce a hydrogen-containing gas;
A heater for heating the reformer;
A water supply for supplying water to the reformer;
A reformer temperature detector for detecting the temperature of the reformer;
A CO reducer that reduces carbon monoxide in the hydrogen-containing gas produced by the reformer;
During normal startup, when the reforming temperature detected by the reformer temperature detector reaches the second temperature, water supply to the reformer is started, and when manual startup is selected, the reforming temperature is A controller for controlling the start of water supply to the reformer when the third temperature is lower than the second temperature;
A hydrogen generation apparatus comprising: 前記制御器は、通常起動時に、第１流量で前記改質器へ水を供給し、前記手動起動が選択された場合に、前記第１流量より少ない第２流量で前記改質器へ水を供給するよう制御する、請求項３又は４に記載の水素生成装置。   The controller supplies water to the reformer at a first flow rate during normal startup, and when the manual startup is selected, supplies water to the reformer at a second flow rate that is less than the first flow rate. The hydrogen generator according to claim 3 or 4 controlled to supply. 前記ＣＯ低減器の温度を検知するＣＯ低減器温度検知器を備え、
前記制御器は、前記手動起動が選択された場合に、前記ＣＯ低減器温度検知器によって検知されるＣＯ低減器温度が第４温度以上となった場合又は前記加熱器の加熱開始から第４時間経過した場合に、前記第２流量より多い第３流量で前記改質器へ水を供給するよう制御する、請求項５に記載の水素生成装置。 A CO reducer temperature detector for detecting the temperature of the CO reducer ;
When the manual activation is selected, the controller is configured to perform a fourth time when the CO reducer temperature detected by the CO reducer temperature detector is equal to or higher than the fourth temperature or when the heater starts heating. The hydrogen generator according to claim 5, wherein when it has elapsed, control is performed so that water is supplied to the reformer at a third flow rate greater than the second flow rate . 炭化水素を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、
前記改質器を加熱する加熱器と、
前記改質器に水を供給する水供給器と、
前記改質器が生成する水素含有ガス中の一酸化炭素を低減するＣＯ低減器と、
通常起動時に、第４流量で前記改質器へ水を供給し、手動起動が選択された場合に、前記第４流量より多い第５流量で前記改質器へ水を供給するよう制御する制御器と、
を備えた、水素生成装置。 A reformer that reforms a raw material containing hydrocarbons to produce a hydrogen-containing gas;
A heater for heating the reformer;
A water supply for supplying water to the reformer;
A CO reducer that reduces carbon monoxide in the hydrogen-containing gas produced by the reformer;
Control for supplying water to the reformer at a fourth flow rate during normal startup, and supplying water to the reformer at a fifth flow rate higher than the fourth flow rate when manual startup is selected And
A hydrogen generator comprising: 前記ＣＯ低減器の温度を検知するＣＯ低減器温度検知器を備え、
前記制御器は、前記手動起動が選択された場合に、前記ＣＯ低減器温度検知器によって検知されるＣＯ低減器温度が第５温度以上となった場合又は前記加熱器の加熱開始から第５時間経過した場合に、前記第５流量より少ない第６流量で前記改質器へ水を供給するよう制御する、請求項７に記載の水素生成装置。 A CO reducer temperature detector for detecting the temperature of the CO reducer ;
In the case where the manual activation is selected, the controller controls the fifth time when the CO reducer temperature detected by the CO reducer temperature detector is equal to or higher than the fifth temperature or when the heater starts heating. The hydrogen generator according to claim 7, wherein when it has elapsed, control is performed so that water is supplied to the reformer at a sixth flow rate smaller than the fifth flow rate. 前記ＣＯ低減器は、前記改質器が生成する水素含有ガス中の一酸化炭素を酸化反応により低減する選択酸化器を含み、
前記選択酸化器に酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給器を備え、
前記制御器は、通常起動時に、第７流量で前記選択酸化器へ酸素含有ガスを供給し、前記手動起動が選択された場合に、前記第７流量より多い第８流量で前記選択酸化器へ酸素含有ガスを供給するよう制御する、請求項６又は８に記載の水素生成装置。 The CO reducer includes a selective oxidizer that reduces carbon monoxide in the hydrogen-containing gas generated by the reformer by an oxidation reaction,
An oxygen-containing gas supply device for supplying an oxygen-containing gas to the selective oxidizer;
The controller supplies an oxygen-containing gas to the selective oxidizer at a seventh flow rate during normal startup, and when the manual startup is selected, the controller supplies the selective oxidizer at an eighth flow rate higher than the seventh flow rate. The hydrogen generator according to claim 6 or 8, which is controlled to supply an oxygen-containing gas. 前記選択酸化器の温度を検知する選択酸化器温度検知器を備え、
前記制御器は、前記手動起動が選択された場合に、前記選択酸化器温度検知器によって検知される選択酸化器温度が第６温度以上となった場合又は前記加熱器の加熱開始から第６時間経過した場合に、酸素含有ガスを前記第８流量より少ない第９流量で前記選択酸化器へ供給するよう制御する、請求項９に記載の水素生成装置。 A selective oxidizer temperature detector for detecting the temperature of the selective oxidizer;
When the manual activation is selected, the controller is configured to operate for a sixth time from the start of heating of the heater when the selective oxidizer temperature detected by the selective oxidizer temperature detector is equal to or higher than the sixth temperature. The hydrogen generator according to claim 9, wherein when it has elapsed, the oxygen-containing gas is controlled to be supplied to the selective oxidizer at a ninth flow rate smaller than the eighth flow rate. 前記制御器は、手動起動が選択された場合に、前記加熱器で加熱される第１加熱量が、通常起動時に前記加熱器で加熱される第２加熱量より大きくなるよう制御する制御器と、を備えた、請求項３〜１０のいずれか１つに記載の水素生成装置。   And a controller for controlling the first heating amount heated by the heater to be larger than the second heating amount heated by the heater at the time of normal activation when manual activation is selected. The hydrogen generator according to any one of claims 3 to 10, comprising: 前記制御器は、前記手動起動が選択された場合に、前記改質器温度検知器によって検知される改質温度が第１温度以上となった場合又は前記加熱器の加熱開始から第１時間経過した場合に、前記加熱器で加熱される加熱量が、前記第１加熱量より低い第３加熱量となるよう制御する、請求項３〜１１のいずれかに記載の水素生成装置。   The controller, when the manual activation is selected, when the reforming temperature detected by the reformer temperature detector is equal to or higher than the first temperature, or when the first time has elapsed from the start of heating of the heater. The hydrogen generation device according to any one of claims 3 to 11, wherein when the heating is performed, the heating amount heated by the heater is controlled to be a third heating amount lower than the first heating amount. 前記制御器は、前記手動起動の使用回数を記憶し、前記手動起動の使用回数が所定の回数を上回った場合に、前記手動起動が選択された場合でも通常起動を行うよう制御する、
請求項１〜１２のいずれか１つに記載の水素生成装置。 The controller stores the number of times of use of the manual activation, and controls to perform normal activation even when the manual activation is selected when the number of times of manual activation exceeds a predetermined number.
The hydrogen generator according to any one of claims 1 to 12. 請求項１〜１３のいずれかに記載の水素生成装置と、酸化剤ガスおよび前記水素生成装置からの水素含有ガスを用いて発電する燃料電池と、を備えた、燃料電池システム。   A fuel cell system comprising: the hydrogen generator according to any one of claims 1 to 13; and a fuel cell that generates electric power using an oxidant gas and a hydrogen-containing gas from the hydrogen generator. 炭化水素を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、前記改質器を加熱する加熱器と、を備えた水素生成装置の運転方法であって、
手動起動が選択されたか確認する入力ステップと、
手動起動が選択された場合に、加熱器で加熱される第１加熱量が、通常起動時に前記加熱器で加熱される第２加熱量より大きくなるよう制御する制御ステップと、
を備えた、水素生成装置の運転方法。 A reformer for reforming a raw material containing hydrocarbons to produce a hydrogen-containing gas, and a heater for heating the reformer, comprising:
An input step to check if manual activation is selected,
A control step for controlling the first heating amount heated by the heater to be larger than the second heating amount heated by the heater at the normal startup when manual activation is selected;
A method for operating a hydrogen generator, comprising: 炭化水素を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、前記改質器を加熱する加熱器と、前記改質器に水を供給する水供給器と、前記改質器が生成する水素含有ガス中の一酸化炭素を低減するＣＯ低減器と、を備えた水素生成装置の運転方法であって、
前記改質器に水を供給する水供給ステップと、
手動起動が選択されたか確認する入力ステップと、
手動起動が選択された場合に、前記加熱器による前記改質器の加熱開始から前記水供給ステップを開始するまでの第２時間が、通常起動時に、前記改質器の加熱開始から前記水供給ステップを開始するまでの第３時間よりも短くするよう制御するステップと、
を備えた、水素生成装置の運転方法。 A reformer that reforms a raw material containing hydrocarbons to generate a hydrogen-containing gas, a heater that heats the reformer, a water supply device that supplies water to the reformer , and the reformer A CO reducer that reduces carbon monoxide in the hydrogen-containing gas produced by
A water supply step for supplying water to the reformer;
An input step to check if manual activation is selected,
When manual activation is selected, the second time from the start of heating of the reformer by the heater to the start of the water supply step is the normal supply of the water supply from the start of heating of the reformer. Controlling to be shorter than the third time until the step is started;
A method for operating a hydrogen generator, comprising: 炭化水素を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、前記改質器を加熱する加熱器と、前記改質器に水を供給する水供給器と、前記改質器が生成する水素含有ガス中の一酸化炭素を低減するＣＯ低減器と、を備えた水素生成装置の運転方法であって、
前記改質器に水を供給する水供給ステップと、
手動起動が選択されたか確認する入力ステップと、
通常起動時に、前記改質器の温度が第２温度になると前記水供給ステップを開始し、手動起動が選択された場合に、前記改質器の温度が前記第２温度より低い第３温度になると前記水供給ステップを開始するよう制御するステップと、
を備えた、水素生成装置の運転方法。 A reformer that reforms a raw material containing hydrocarbons to generate a hydrogen-containing gas, a heater that heats the reformer, a water supply device that supplies water to the reformer , and the reformer A CO reducer that reduces carbon monoxide in the hydrogen-containing gas produced by
A water supply step for supplying water to the reformer;
An input step to check if manual activation is selected,
When the temperature of the reformer reaches the second temperature during normal startup, the water supply step is started. When manual startup is selected, the temperature of the reformer is set to a third temperature lower than the second temperature. If so, controlling to start the water supply step;
A method for operating a hydrogen generator, comprising: 炭化水素を含む原料を改質して水素含有ガスを生成する改質器と、前記改質器を加熱する加熱器と、前記改質器に水を供給する水供給器と、前記改質器が生成する水素含有ガス中の一酸化炭素を低減するＣＯ低減器と、を備えた水素生成装置の運転方法であって、
前記改質器に水を供給する水供給ステップと、
手動起動が選択されたか確認する入力ステップと、
通常起動時に、第４流量で水供給ステップを行い、手動起動選択された場合に、前記第４流量より多い第５流量で水供給ステップを行うよう制御するステップと、
を備えた、水素生成装置の運転方法。 A reformer that reforms a raw material containing hydrocarbons to generate a hydrogen-containing gas, a heater that heats the reformer, a water supply device that supplies water to the reformer , and the reformer A CO reducer that reduces carbon monoxide in the hydrogen-containing gas produced by
A water supply step for supplying water to the reformer;
An input step to check if manual activation is selected,
Performing a water supply step at a fourth flow rate during normal activation, and controlling to perform a water supply step at a fifth flow rate greater than the fourth flow rate when manual activation is selected;
A method for operating a hydrogen generator, comprising:

Images