(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケルを含む改質触媒を有し、原料と水蒸気を用いて水素リッチな燃料ガスを生成する改質器と、
前記改質触媒の温度を検知する温度検知器と、
前記改質器にパージガスを供給するパージガス供給器と、
制御器と、を備え、
前記制御器は、前記温度検知器が検知した温度が第１の所定温度以上であるときに前記パージガスにより前記改質器をパージするように前記パージガス供給器を制御することを特徴とする、水素生成装置。
【請求項２】
前記第１の所定温度とは、前記ニッケルと前記燃料ガスに含有する一酸化炭素とが化合物を生成する生成速度よりも前記化合物の分解速度の方が大きくなる温度であることを特徴とする、請求項１記載の水素生成装置。
【請求項３】
前記第１の所定温度は１５０℃であることを特徴とする、請求項２記載の水素生成装置。
【請求項４】
前記パージガス供給器は前記改質器に前記原料を供給する原料供給器であることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載の水素生成装置。
【請求項５】
前記制御器は、前記温度検知器が検知した温度が第２の所定温度以下、かつ、前記第１の所定温度以上であるときに、前記原料を用いて前記改質器をパージすることを特徴とする、請求項４記載の水素生成装置。
【請求項６】
前記改質触媒を冷却する冷却器を備え、
前記制御器は、前記温度検知器が検知した温度が第２の所定温度より高い温度であるときに、前記冷却器を用いて前記改質触媒を冷却することを特徴とする、請求項５記載の水素生成装置。
【請求項７】
前記第２の所定温度は、前記原料に含有する炭素が前記改質触媒に析出する温度より低い温度であることを特徴とする、請求項５記載の水素生成装置。
【請求項８】
前記第２の所定温度は３００℃であることを特徴とする、請求項７記載の水素生成装置。
【請求項９】
前記改質触媒を加熱する加熱器と、
前記パージが実行されたか否かを判断するパージ実行判断手段と、を備え、
前記制御器は、前記パージ実行判断手段が前記パージの実行がされていないと判断し、かつ、前記第１の所定温度より低い温度を前記温度検知器が検知したときは、前記温度検知器が第１の所定温度以上の温度を検知するまで前記加熱器により前記改質触媒を加熱させ、その後、前記改質器をパージするように前記パージガス供給器を制御することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の水素生成装置。
【請求項１０】
前記改質触媒を加熱する加熱器と、
前記パージが実行されたか否かを判断するパージ実行判断手段と、を備え、
前記制御器は、前記パージ実行判断手段がパージ実行されていないと判断し、前記第１の所定温度より低い温度を前記温度検知器が検知したときは、前記温度検知器が第１の所定温度以上、かつ、第２の所定温度以下の温度を検知するまで前記加熱器により前記改質触媒を加熱させ、その後、前記原料を用いて前記改質器をパージするように前記原料供給器を制御することを特徴とする、請求項４〜８のいずれかに記載の水素生成装置。
【請求項１１】
前記加熱器は、電気を通電することにより加熱を行なうヒータであり、
前記制御器は、前記パージ実行判断手段がパージ実行されていないと判断したとき、かつ前記第１の所定温度より低い温度を前記温度検知器が検知したときは、前記ヒータに通電することにより前記改質触媒を加熱することを特徴とする、請求項９または１０に記載の水素生成装置。
【請求項１２】
前記加熱器は前記改質触媒を加熱する燃焼器であり、
前記燃焼器に燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給器を備え、
前記制御器は、前記パージ実行判断手段が前記パージの実行がされていないと判断し、かつ、前記第１の所定温度より低い温度を前記温度検知器が検知したときは、前記燃焼ガス供給路からの前記燃焼ガスを前記燃焼器で燃焼することにより前記改質触媒を加熱することを特徴とする、請求項９または１０に記載の水素生成装置。
【請求項１３】
前記パージ実行判断手段は、前回の前記改質器での燃料ガス生成停止以降において前記パージがなされていないときに、前記パージが実行されていないと判断する、請求項９または１０に記載の水素生成装置。
【請求項１４】
前記水素生成装置を起動させて燃料ガス生成を開始するかどうかを判断する起動判断手段を備え、
前記制御器は、前記パージ実行判断手段がパージ実行されていないと判断し、前記起動判断手段が改質器を起動させると判断し、かつ、前記第１の所定温度より低い温度を前記温度検知器が検知したときに、前記加熱器により前記改質触媒を加熱させることを特徴とする、請求項９または１０に記載の水素生成装置。
【請求項１５】
ニッケルを含む改質触媒を有し、原料と水蒸気を用いて水素リッチな燃料ガスを生成する改質器と、前記改質触媒の温度を検知する温度検知器と、前記改質器にパージガスを供給するパージガス供給器と、を備える、水素生成装置の運転方法であって、
前記温度検知器が前記改質触媒の温度を検知するステップ（Ａ）と、
前記温度検知器が検知した温度が第１の所定の温度以上であるか否かを判別するステップ（Ｂ）と、
前記ステップ（Ｂ）で前記温度検知器が検知した温度が第１の所定の温度以上であると判別された場合に、前記パージガス供給器が前記パージガスを前記改質器に供給するステップ（Ｃ）と、を備える、水素生成装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケルを含む改質触媒を用いて原料および水蒸気から水素リッチな燃料ガスを生成する水素生成装置及びその運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の水素生成装置としては、停止時において改質触媒の劣化を防止する装置として、改質器が所定温度以下になった時点で原料ガスを供給して改質ガスをパージするものがあった（例えば、特許文献１参照）。図４は、前記特許文献１に記載された従来の水素生成装置を示す模式図である。
【０００３】
図４において従来の水素生成装置は、原料ガスと水を用いて水素リッチな燃料ガスを生成する改質器１０１と、改質器１０１を加熱するバーナ１０２と原料の供給・遮断を行なう原料ガス開閉弁１０３と、改質器１０１から排出した燃料ガスの供給・遮断を行なう燃料ガス開閉弁１０４を備えており、バーナ１０２での燃焼により改質器１０１の触媒温度を６００℃以上に昇温・温度維持し、改質器１０１での安定した水蒸気改質を行なう。
【０００４】
そして水素生成装置の停止時には、原料ガス開閉弁１０３と燃料ガス開閉弁１０４を閉とし、原料ガス及び水の供給停止の操作を行ない、改質器１０１内を還元性ガスである改質ガスで満たす。その後、改質器１０１が所定温度以下になった時点で原料ガス開閉弁１０３と燃料ガス開閉弁１０４を開とし、改質器１０１内に原料ガスを供給して改質ガスをパージする。パージ後、原料ガス開閉弁１０３と燃料ガス開閉弁１０４を閉とすることにより、改質器１０１内は原料ガスで満たされる。なおここでの、上記所定温度以下における「所定温度」とは、炭化水素の分解反応が進行せず、分解反応に起因して炭素が析出しない温度であり、例えば炭化水素がメタンの場合には約６００℃以下〜４００℃以上の温度であり、都市ガス等では、炭素数２以上の炭化水素が含まれているため、メタンの場合より低温側にずれるが、具体的には予備実験等を基に設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３０７２３６号公報（第４−６頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の水素生成装置では、改質触媒として一般的なルテニウムを含む触媒を想定しているために、改質ガスのパージを行なう上限温度に関する記載はあるが、下限温度に関する技術的記載はない。一方、改質触媒の低コスト化の観点から、今後はニッケルを含む改質触媒の使用が展開される。
【０００７】
ところがニッケルを含む改質触媒を上述の水素生成装置に使用して停止動作をする場合、改質器１０１内は改質ガスが滞留するが、改質ガス中には約１０％程度の一酸化炭素も含有する。そのため特に、ニッケルと一酸化炭素とが化合物を生成する生成速度の方が化合物の分解速度より速くなる温度（たとえば１００℃）まで改質器１０１内の温度が低下した後に改質ガスをパージすると、改質ガスとともにニッケルと一酸化炭素の化合物も同時に排出される。その結果、ニッケルが水素生成装置の系外に排出されるため改質触媒中のニッケルが減少し、改質触媒の性能劣化を引き起こす、という課題があった。
【０００８】
そこで本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ニッケルを含有する改質触媒を有する改質器のパージを的確なタイミングで行うことにより、改質触媒の性能劣化を抑制する水素生成装置及びその運転の方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した従来の課題を解決するために、本発明に係る水素生成装置は、ニッケルを含む改質触媒を有し、原料と水蒸気を用いて水素リッチな燃料ガスを生成する改質器と、改質触媒の温度を検知する温度検知器と、改質器にパージガスを供給するパージガス供給器と、制御器と、を備え、制御器は温度検知器が検知した温度が第１の所定温度以上であるときにパージガス供給器からのパージガスにより改質器をパージすることを特徴とする水素生成装置である。
【００１０】
本構成によると温度検知器で改質触媒温度を検知することにより、ニッケルを含む改質触媒が性能低下しない所定温度範囲としての第１の所定温度以上であるときにパージガスにより改質器をパージすることができる。
【００１１】
また、本発明に係る水素生成装置の運転方法は、ニッケルを含む改質触媒を有し、原料と水蒸気を用いて水素リッチな燃料ガスを生成する改質器と、前記改質触媒の温度を検知する温度検知器と、前記改質器にパージガスを供給するパージガス供給器と、を備える、水素生成装置の運転方法であって、前記温度検知器が前記改質触媒の温度を検知するステップ（Ａ）と、前記温度検知器が検知した温度が第１の所定の温度以上であるか否かを判別するステップ（Ｂ）と、前記ステップ（Ｂ）で前記温度検知器が検知した温度が第１の所定の温度以上であると判別された場合に、前記パージガス供給器が前記パージガスを前記改質器に供給するステップ（Ｃ）と、を備える。
【００１２】
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施形態の詳細な説明から明らかにされる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る水素生成装置によれば、改質触媒の温度が第１の所定温度以上であるときに、改質器をパージガスでパージすることにより、改質触媒の性能劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の本実施の形態１における水素生成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態２における水素生成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態３における水素生成装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、特許文献１に記載された従来の水素生成装置を示す模式図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態４に係る水素生成装置の概略構成を模式的に示すブロック図である。
【図６】図６は、本実施の形態４に係る水素生成装置の運転停止動作（運転停止処理）を模式的に示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態５に係る水素生成装置の概略構成を模式的に示すブロック図である。
【図８】図８は、本実施の形態５に係る水素生成装置の運転停止動作（運転停止処理）の概略を模式的に示すフローチャートである。
【図９】図９は、本実施の形態５に係る水素生成装置の起動動作（起動処理）を模式的に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
第１の本発明は、ニッケルを含む改質触媒を有し、原料と水蒸気を用いて水素リッチな燃料ガスを生成する改質器と、改質触媒の温度を検知する温度検知器と、改質器にパージガスを供給するパージガス供給器と、制御器とを備え、制御器は温度検知器が検知した温度が第１の所定温度以上であるときにパージガス供給器からのパージガスにより改質器をパージすることを特徴とする水素生成装置である。本構成によると温度検知器で改質触媒温度を検知することにより、ニッケルを含む改質触媒が性能低下しない所定温度範囲としての第１の所定温度以上であるときにパージガスにより改質器をパージすることができる。
【００１６】
また、第２の本発明は、第１の本発明の水素生成装置において、第１の所定温度とは、ニッケルと燃料ガスに含有する一酸化炭素とが化合物を生成する生成速度よりも化合物の分解速度の方が速い温度であることを特徴とする水素生成装置である。本構成によると温度検知器で改質触媒温度を検知することにより、第１の本発明の作用に加えて、実質的にニッケルと燃料ガスに含有する一酸化炭素とが化合物を生成する温度まで低下する前に、パージガスにより改質器をパージすることができる。
【００１７】
また、第３の本発明は、第２の本発明の水素生成装置において、パージガス供給器は改質器に原料を供給する原料供給器であり、パージガスとして原料を用いることを特徴とする水素生成装置である。本構成によると、パージガスとして装置内部で容易に利用可能な原料によりパージを行なうことができる。
【００１８】
なお、原料に含有する炭素がニッケルを含む改質触媒に析出する温度より低い温度である第２の所定温度以下であるときに原料を用いて改質器をパージすることは、原料に含有する炭素が改質触媒に析出することによる改質触媒の劣化を抑制することができ有用である。
【００１９】
また、温度検知器が検知した温度が第２の所定温度より高い温度であるときに冷却器を用いて前記改質触媒を冷却することは、パージまでの時間を短縮することができ有用である。
【００２０】
また、第４の本発明は、第１の本発明から第３の本発明のいずれかの水素生成装置において、改質触媒を加熱する加熱器と、パージが実行されたか否かを判断するパージ実行判断手段と、を備え、制御器は、パージ実行判断手段がパージ実行されていないと判断し、かつ、第１の所定温度より低い温度を温度検知器が検知したときは、温度検知器が第１の所定温度以上の温度を検知するまで加熱器により改質触媒を加熱させ、その後、改質器をパージするようにパージガス供給器を制御することを特徴とする水素生成装置である。本構成によると第１の本発明から第３の本発明のいずれかの作用に加えて、温度検知器で改質触媒温度を検知し、パージを実行していない状態で改質触媒中のニッケルと改質器内部に滞留する燃料ガス中の一酸化炭素とが化合物を実質的に生成する反応温度まで低下しているときには、加熱器を用いて改質触媒を加熱することにより、化合物が実質的に分解され、改質触媒の性能劣化を抑制することができる。また、パージガスにより改質器をパージすることにより、燃料ガス（一酸化炭素を含む）を水素生成装置外に排出することができる。
【００２１】
なお、パージ実行判断手段は、前回の改質器での燃料ガス生成停止以降においてパージがなされていないときに、パージが実行されていないと判断する。このような判断がされたときには、改質器の内部は、燃料ガスが存在している状態であり、すなわち、改質器内の温度範囲によっては、改質触媒中のニッケルと改質器内部に滞留する燃料ガス中の一酸化炭素とが化合物を実質的に生成する状態にある。このため、パージ実行判断手段が、パージが実行されているか否かを判断することは、改質触媒の性能劣化を抑制する観点から有用である。
【００２２】
また、第５の本発明は、第４の本発明の水素生成装置において、改質器を起動させて燃料ガス生成を開始するかどうかを判断する起動判断手段を備え、制御器は、パージ実行判断手段がパージ実行されていないと判断し、起動判断手段が改質器を起動させると判断し、かつ、第１の所定温度より低い温度を温度検知器が検知したときに、前記加熱器により前記改質触媒を加熱させることを特徴とする、水素生成装置である。本構成によると、第４の本発明の作用に加えて、加熱器による改質触媒の加熱を行なうことにより、起動のための改質触媒加熱とパージのための改質触媒加熱を同時に実施することができる。
【００２３】
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、本発明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。さらに、以下の実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の本実施の形態１における水素生成装置の構成を示すブロック図である。
【００２５】
図１において、本実施の形態１に係る水素生成装置は、ニッケルを含む改質触媒を用いて都市ガス（メタンガスを主成分とするガス）やＬＰガス（ブタン・プロパンを主成分とするガス）などの炭化水素系の原料ガス（原料）を水蒸気改質する改質器１と、原料ガス供給源からの原料ガスを改質器１に供給する原料ガス供給流路２と、改質器１への原料ガスの供給・遮断を行なう原料ガス開閉弁３と、水蒸気供給源からの水蒸気を改質器１に供給する水蒸気供給流路４と、改質器１への水蒸気の供給・遮断を行なう水蒸気開閉弁５と、パージガス供給源からのパージガスを原料ガス開閉弁３より下流の原料ガス供給流路２に供給するパージガス供給流路６と、改質器１へのパージガスの供給・遮断を行なうパージガス開閉弁７と、改質器１での水蒸気改質により生成した水素リッチな燃料ガスを排出する燃料ガス排出路８と、改質器１内部の触媒を加熱するバーナ９と、燃焼ガス供給源からの燃焼ガスをバーナ９に供給する燃焼ガス供給流路１０と、バーナ９への燃焼ガスの供給・遮断を行なう燃焼ガス開閉弁１１と、改質触媒の温度を検知する温度センサ（温度検知器）１２と、水素生成装置の一連の運転を制御する制御器１３と、を備える。また制御器１３には、パージガス開閉弁７の開閉動作により行なうパージ処理が実行されたか否かを判断するパージ実行判断手段１４と、改質器１を起動させて燃料ガス生成を開始するかどうかを判断する起動判断手段１５と、を備える。制御器１３は、水素生成装置を構成する各機器を制御する機器であればどのような形態であってもよく、マイコン等のコンピュータによって構成されており、ＣＰＵ、半導体メモリから構成された内部メモリ、通信部、及びカレンダー機能を有する時計部（いずれも図示せず）を有している。そして、内部メモリに格納された所定のソフトウェアによって、パージ実行判断手段１４や起動判断手段１５が実現されている。ここで、本発明において、制御器１３は、単独の制御器で構成される形態だけでなく、複数の制御器が協働して水素生成装置５０の制御を実行する制御器群で構成される形態であっても構わない。
【００２６】
なお、本実施の形態における構成部材としてのパージガス開閉弁７、温度センサ１２、制御器１３は、各々、第１の本発明におけるパージガス供給器、温度検知器、制御器の具体的な実施の一例である。また、本実施の形態における構成部材としてのバーナ９、燃焼ガス開閉弁１１は、各々、第４の本発明における加熱器としての燃焼器、燃焼器に燃焼ガスを供給する燃焼ガス供給器の具体的な実施の一例である。
【００２７】
まず、本実施の形態１における水素生成装置の燃料ガス生成に関して、具体的動作を説明する。なお、以下の諸動作は、制御器１３が水素生成装置の各機器を制御することで実行される。
【００２８】
図１に示す水素生成装置では、原料ガス開閉弁３を開とすることにより、原料供給源から供給された都市ガスまたはＬＰガスは含有する付臭成分を除去された後、原料ガス（原料）として原料ガス供給流路２を通じて改質器１に供給される。また改質器１での改質反応に必要な水蒸気は、水蒸気開閉弁５を開とすることにより、水蒸気供給源から水蒸気供給流路４を通じて改質器１に供給される。改質器１では供給された原料ガスと水蒸気を混合した後、ニッケルを含む改質触媒を用いて水蒸気改質することにより水素リッチな燃料ガスを生成する。生成された水素リッチな燃料ガスは、燃料ガス排出路８を通じて水素生成装置の系外に排出される。なお排出される燃料ガスは、水素を用いて発電を行なう燃料電池などのデバイスに供給することができる。また改質器１での燃料ガス生成に必要な熱は、燃焼ガス開閉弁１１を開とすることにより、燃焼ガス供給源から燃焼ガス供給流路１０を通じて燃焼ガスをバーナ９に供給し燃焼させることにより、燃焼熱を改質器１に供給し、改質器１の昇温・温度維持に使用する。
【００２９】
次に、本実施の形態における水素生成装置に関して、第１の本発明に係る具体的動作を説明する。なお、以下の諸動作は、制御器１３が水素生成装置の各機器を制御することで実行される。
【００３０】
図１に示す水素生成装置では、改質器１での燃料ガス生成が停止すると、原料ガス開閉弁３と水蒸気開閉弁５を遮断し、原料ガスおよび水蒸気の供給を停止させる。放熱等により改質触媒の温度は低下し、温度センサ１２で検知する改質触媒温度が、第１の所定温度以上の温度であるときに、パージガス開閉弁７を開として、パージガス供給源からのパージガスをパージガス供給流路６、原料ガス供給流路２を通じて改質器１に供給し、改質器１内部に滞留する燃料ガスを水素生成装置の系外に排出する。パージによる燃料ガスの排出処理が完了するとパージガス開閉弁７を閉としてパージを終了する。
【００３１】
本実施の形態における水素生成装置の構成をとると、温度センサ１２で改質触媒温度を検知することにより、改質触媒が第１の所定温度以上の温度であるときに、パージを行なうことができる。そのため、ニッケルを含む改質触媒が性能低下しない温度範囲（すなわち、第１の所定温度以上）であるときに、改質器１内部に滞留する燃料ガスを水素生成装置の系外に排出することが実現できる。
【００３２】
なお一般的に、燃料ガス生成を停止した改質器１の内部には１０％程度の一酸化炭素を含有した燃料ガスが滞留しているため、改質器１内部の温度低下とともに、ニッケルと燃料ガスに含有する一酸化炭素とが化合物を生成する生成速度の方が化合物の分解速度よりも速くなり、実質的に化合物を生成する。しかしながら、本実施の形態における水素生成装置では、「第１の所定温度」を「ニッケルと燃料ガスに含有する一酸化炭素とが化合物を生成する生成速度よりも、ニッケルと一酸化炭素が反応して生成された化合物の分解速度の方が速くなる温度」と定義することで、温度センサ１２で改質触媒温度を検知することにより、改質触媒中のニッケルと改質器１内部に滞留する燃料ガス中の一酸化炭素とが実質的に化合物を生成する温度まで低下する前に、パージガス開閉弁７を開として、パージガス供給源からのパージガスをパージガス供給流路６、原料ガス供給流路２を通じて改質器１に供給してパージを行ない、燃料ガスに含有する一酸化炭素を水素生成装置から排出することができる。そのため、ニッケルと一酸化炭素との化合物生成および水素生成装置の系外へのニッケル排出による改質触媒中のニッケル量減少を抑制することができ、改質触媒の性能劣化を抑制することが実現できる。
【００３３】
なお、１％以上（例えば、１０％）の一酸化炭素とニッケルが同時に存在する条件においては、１５０℃を下回るとニッケルと一酸化炭素とが化合物を生成する生成速度の方が化合物の分解速度よりも速くなり、実質的な化合物生成が始まり、温度低下に応じて生成が進行する。そのため、第１の所定温度を１５０℃とし、それより高い温度（たとえば１８０℃）でパージを開始することはニッケルと一酸化炭素との化合物生成を抑制するためには有用である。
【００３４】
さらに、本実施の形態における水素生成装置に関して、第４の本発明に係る具体的動作を説明する。なお、以下の諸動作は、制御器１３が水素生成装置の各機器を制御することで実行される。
【００３５】
図１に示す水素生成装置では、制御器１３に備えられているパージ実行判断手段１４はパージ処理が実施されたか否かを判断している。改質器１での燃料ガス生成が停止した後、パージ処理が実施されていないと判断された状態で温度センサ１２の検知温度が第１の所定温度より低い温度（たとえば１２０℃）を検知したときは、燃焼ガス開閉弁１１を開とすることにより、燃焼ガス供給源から燃焼ガス供給流路１０を通じて燃焼ガスをバーナ９に供給し燃焼させ、改質器１内部の触媒を昇温する。昇温により温度センサ１２の検知温度が第１の所定温度以上の温度（たとえば１７０℃）を検知すると、パージガス開閉弁７を開として、パージガス供給源からのパージガスをパージガス供給流路６、原料ガス供給流路２を通じて改質器１に供給しパージを行ない、実質的に生成化合物から分解された一酸化炭素を含有する燃料ガスを水素生成装置から排出する。パージによる燃料ガスの排出処理が完了するとパージガス開閉弁７を閉としてパージを終了する。
【００３６】
一般的に燃料ガス生成を停止した改質器１の内部には１０％程度の一酸化炭素を含有した燃料ガスが滞留しているため、改質器１内部の温度低下とともに、ニッケルと燃料ガスに含有する一酸化炭素とが化合物を生成する生成速度の方が化合物の分解速度よりも速くなり、実質的に化合物を生成する。そのため、この状態で改質器１内部をパージガスでパージするとニッケルと一酸化炭素の化合物を水素生成装置の系外に排出する。しかしながら本実施の形態における水素生成装置の構成をとると、パージ処理が実施されていないと判断された状態で温度センサ１２の検知温度がニッケルと一酸化炭素との化合物が実質的に生成される温度まで低下しているときには、燃焼ガス開閉弁１１を開とすることにより、燃焼ガス供給源から燃焼ガス供給流路１０を通じて燃焼ガスをバーナ９に供給し燃焼させ、改質器１を第１の所定温度以上の温度（たとえば１７０℃）まで昇温することにより化合物をニッケルと一酸化炭素に実質的に分解した後、パージガス開閉弁７を開として、パージガス供給源からのパージガスをパージガス供給流路６、原料ガス供給流路２を通じて改質器１に供給しパージを行ない、化合物から実質的に分解された一酸化炭素を含有する燃料ガスを水素生成装置から排出することができる。そのため、ニッケルと一酸化炭素との化合物を熱分解することにより水素生成装置の系外へのニッケル排出による改質触媒中のニッケル量減少の防止ができ、改質触媒の性能劣化を防止することが実現できる。
【００３７】
なお、１％以上（例えば、１０％）の一酸化炭素とニッケルが同時に存在する条件においては、温度が高い方がニッケルと一酸化炭素とが化合物を生成する生成速度よりも、ニッケルと一酸化炭素の化合物の分解速度の方が速くなり、１５０℃以上では実質的な化合物分解が完了する。そのため、第１の所定温度を１５０℃とし、それより高い温度（たとえば１７０℃）になるまで改質触媒を昇温することは、実質的に生成したニッケルと一酸化炭素との化合物を熱分解するためには有用である。
【００３８】
なお本実施の形態に具体的に記載したパージを開始する温度としての１８０℃および１７０℃、また第１の所定温度より低い温度（改質器１を昇温させる温度）としての１２０℃は例示であり、各々、これらの温度に限定されない。パージを開始する温度は、第１の所定温度以上で任意に設定することができる。
【００３９】
またなお本実施の形態におけるパージガスとしては、第１の所定温度以上においてニッケルとの化合物生成および水素生成装置の系外へのニッケル排出が起こらないパージガスを用いればよく、窒素などの不活性ガスを用いてもよい。また、メタン、プロパンなどの炭化水素系ガスを用いてもよい。さらには炭化水素系ガスの混合ガスである都市ガスやＬＰガスから付臭成分を除去したガスを用いてもよい。
【００４０】
またなお、パージ実行判断手段１４は、前回の改質器１での燃料ガス生成停止以降においてパージがなされていないときに、パージが実行されていないと判断する。このような判断がされたときには、改質器１の内部は、一酸化炭素を含む燃料ガスが存在している状態、すなわち、改質器１内の温度範囲によっては、改質触媒中のニッケルと改質器１内部に滞留する燃料ガス中の一酸化炭素とが化合物を実質的に生成する状態にある。このため、パージ実行判断手段１４が、パージが実行されているか否かを判断することは、改質触媒の性能劣化を抑制する観点から有用である。ここで、前回の改質器１での燃料ガス生成停止以降とは、前回（直前）の水素生成装置の運転中に、制御器１３に運転停止指令が入力されて、改質器１での燃料ガス生成停止を実行するように、水素生成装置の各機器に制御信号を出力して以降をいう。
【００４１】
またなお、制御器１３は、パージ実行判断手段１４がパージ実行されていないと判断し、起動判断手段１５が改質器１を起動させると判断し、かつ、第１の所定温度より低い温度を温度センサ１２が検知したときに、燃焼ガス開閉弁１１を開とすることにより、燃焼ガス供給源から燃焼ガス供給流路１０を通じて燃焼ガスをバーナ９に供給し燃焼させる。これにより、起動のための改質触媒加熱とパージのための改質触媒加熱を同時に実施することで、燃焼ガスの使用量を削減することができ有用である。
【００４２】
さらに、本実施の形態１における水素生成装置は、改質器１の改質触媒で生成された一酸化炭素を含む燃料ガスが、燃料電池等のデバイスに送出される形態としたが、これに限定されず、水素生成装置内に改質器１より送出された燃料ガス中の一酸化炭素を低減するための変成触媒（例えば、銅−亜鉛系触媒）を有する変成器や、酸化触媒（例えば、ルテニウム系触媒）や、メタン化触媒（例えば、ルテニウム系触媒）を有する一酸化炭素除去器を通過した後の燃料ガスが、燃料電池等のデバイスに送出される形態であってもよい。
【００４３】
（実施の形態２）
図２は、本発明の本実施の形態２における水素生成装置の構成を示すブロック図である。なお図２において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００４４】
本実施の形態における水素生成装置は図１に示す水素生成装置に加えて、改質器１内部の触媒を加熱する加熱ヒータ１６をさらに備える。
【００４５】
なお、本実施の形態における構成部材として加熱ヒータ１６は、第４の本発明における加熱器としてのヒータの具体的な実施の一例である。
【００４６】
次に、本実施の形態における水素生成装置に関して、第４の本発明に係る具体的動作を説明する。
【００４７】
図２に示す水素生成装置では、制御器１３に備えられているパージ実行判断手段１４はパージ処理が実施されたか否かを判断している。改質器１での燃料ガス生成が停止した後、パージ処理が実施されていないと判断された状態で温度センサ１２の検知温度が第１の所定温度より低い温度（たとえば１２０℃）を検知したときは、加熱ヒータ１６に電気を通電し、ヒータ加熱により、改質器１を昇温する。昇温により温度センサ１２の検知温度が第１の所定温度以上の温度（たとえば１７０℃）を検知すると加熱ヒータ１６への通電を遮断し、パージガス開閉弁７を開として、パージガス供給源からのパージガスをパージガス供給流路６、原料ガス供給流路２を通じて改質器１に供給しパージを行ない、実質的に生成化合物から分解された一酸化炭素を含有する燃料ガスを水素生成装置から排出する。パージによる燃料ガスの排出処理が完了するとパージガス開閉弁７を閉としてパージを終了する。
【００４８】
一般的に燃料ガス生成を停止した改質器１の内部には１０％程度の一酸化炭素を含有した燃料ガスが滞留しているため、改質器１内部の温度低下とともに、ニッケルと燃料ガスに含有する一酸化炭素とが化合物を生成する生成速度の方が化合物の分解速度よりも速くなり、実質的に化合物を生成する。そのため、この状態で改質器１内部をパージガスでパージするとニッケルと一酸化炭素の化合物を水素生成装置の系外に排出する。しかしながら本実施の形態における水素生成装置の構成をとると、パージ処理が実施されていないと判断された状態で温度センサ１２の検知温度がニッケルと一酸化炭素との化合物が実質的に生成される温度まで低下しているときには、加熱ヒータ１６への電気の通電を行ない、改質器１を第１の所定温度以上の温度（たとえば１７０℃）まで昇温することにより化合物をニッケルと一酸化炭素に実質的に分解した後、パージガス開閉弁７を開として、パージガス供給源からのパージガスをパージガス供給流路６、原料ガス供給流路２を通じて改質器１に供給しパージを行ない、化合物から実質的に分解された一酸化炭素を含有する燃料ガスを水素生成装置から排出することができる。そのため、ニッケルと一酸化炭素との化合物を熱分解することにより水素生成装置の系外へのニッケル排出による改質触媒中のニッケル量の減少を抑制することができ、改質触媒の性能劣化を抑制することが実現できる。
【００４９】
なお加熱ヒータ１６への通電は「パージ開始時に遮断する」としたがこの限りではなく、パージ完了まで通電していても構わない。また第１の所定温度以上になるように、通電・遮断を繰り返し行なっても構わないし、通電量を制御しても構わない。
【００５０】
またなお本実施の形態に具体的に記載したパージを開始する温度としての１７０℃、また第１の所定温度より低い温度（改質器１を昇温させる温度）としての１２０℃は例示であり、各々、これらの温度に限定されない。パージを開始する温度は、第１の所定温度以上で任意に設定することができる。
【００５１】
またなお本実施の形態におけるパージガスとしては、第１の所定温度以上においてニッケルとの化合物生成および水素生成装置の系外へのニッケル排出が起こらないパージガスを用いればよく、窒素などの不活性ガスを用いてもよい。また、メタン、プロパンなどの炭化水素系ガスを用いてもよい。さらには炭化水素系ガスの混合ガスである都市ガスやＬＰガスから付臭成分を除去したガスを用いてもよい。
【００５２】
またなお、パージ実行判断手段１４は、前回の改質器１での燃料ガス生成停止以降においてパージがなされていないときに、パージが実行されていないと判断する。このような判断がされたときには、改質器１の内部は、一酸化炭素を含む燃料ガスが存在している状態、すなわち、改質器１内の温度範囲によっては、改質触媒中のニッケルと改質器１内部に滞留する燃料ガス中の一酸化炭素とが化合物を実質的に生成する状態にある。このため、パージ実行判断手段１４が、パージが実行されているか否かを判断することは、改質触媒の性能劣化を抑制する観点から有用である。
【００５３】
またなお、制御器１３は、パージ実行判断手段１４がパージ実行されていないと判断し、起動判断手段１５が改質器１を起動させると判断し、かつ、第１の所定温度より低い温度を温度センサ１２が検知したときに、加熱ヒータ１６に電気を通電させて、改質触媒を加熱させる。これにより、起動のための改質触媒加熱とパージのための改質触媒加熱を同時に実施することができ、また、改質触媒を加熱するためにバーナ９での燃焼ガスの使用量を削減することができ有用である。
【００５４】
（実施の形態３）
図３は、本発明の本実施の形態２における水素生成装置の構成を示すブロック図である。なお図３において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００５５】
図３において、本実施の形態における水素生成装置は、改質器１と、原料ガス供給流路２と、原料ガス開閉弁３と、燃料ガス排出路８と、バーナ９と、温度センサ１２と、パージ実行判断手段１４と、改質器１に供給する水蒸気を発生させる水蒸発器２１と、水蒸発器２１で発生した水蒸気を改質器１に供給する水蒸気供給流路４と、水供給源からの水を水蒸発器２１に供給する水供給流路２３と、水蒸発器２１への水の供給・遮断を行なう水開閉弁２４と、原料ガス開閉弁３より上流の原料ガス供給流路２から分岐して原料ガスを燃焼ガスとしてバーナ９に供給する燃焼ガス供給流路２５と、バーナ９への燃焼ガスの供給・遮断を行なう燃焼ガス開閉弁２６と、燃料ガス排出路８から分岐してバーナ９へ改質器１から排出された原料ガスまたは燃料ガスを供給する燃料ガスリターン流路２７と、燃料ガスリターン流路２７との分岐後の燃料ガス排出路８に燃料ガスの排出・遮断を行なう燃料ガス開閉弁２８と、バーナ９への燃料ガスの供給・遮断を行なうリターンガス開閉弁２９と、バーナ９への燃焼空気の供給および停止時に改質器１を冷却するための冷却用空気の供給を行なう燃焼ファン３０と、水素生成装置の一連の運転を制御する制御器１３と、を備える。
【００５６】
なお、本実施の形態における構成部材としての原料ガス開閉弁３は、第３の本発明における原料供給器の具体的な実施の一例である。
【００５７】
まず、本実施の形態における水素生成装置の燃料ガス生成に関して、具体的動作を説明する。
【００５８】
図３に示す水素生成装置では、原料ガス開閉弁３を開とすることにより、原料供給源から供給された都市ガスまたはＬＰガスは含有する付臭成分を除去された後、原料ガスとして原料ガス供給流路２を通じて改質器１に供給される。また改質器１での改質反応に必要な水蒸気は、水開閉弁２４を開とすることにより、水供給源から水供給流路２３を通じて水が水蒸発器２１に供給され、水蒸気を発生する。水蒸発器２１で発生した水蒸気は水蒸気供給流路４を通じて改質器１に供給される。改質器１では供給された原料ガスと水蒸気を混合した後、ニッケルを含む改質触媒を用いて水蒸気改質することにより水素リッチな燃料ガスを生成する。生成された水素リッチな燃料ガスは燃料ガス開閉弁２８を開とすることにより、燃料ガス排出路８を通じて水素生成装置の系外に排出される。なお排出される燃料ガスは、水素を用いて発電を行なう燃料電池などのデバイスに供給することができる。また改質器１での燃料ガス生成に必要な熱は、燃焼ガス開閉弁２６を開とすることにより、原料ガス供給源から原料ガス供給流路２、燃焼ガス供給流路２５を通じて燃焼ガスをバーナ９に供給し、燃焼ファン３０により供給された空気ともに燃焼させることにより、燃焼熱を改質器１に供給し、改質器１の昇温・温度維持に使用する。
【００５９】
次に、本実施の形態における水素生成装置に関して、第３の本発明に係る具体的動作を説明する。
【００６０】
図３に示す水素生成装置では、改質器１での燃料ガス生成が停止すると、原料ガス開閉弁３と水開閉弁２４を遮断し、原料ガスおよび水蒸気の供給を停止させる。放熱等により改質触媒の温度は低下し、温度センサ１２で検知する改質触媒温度が、第１の所定の温度以上の温度であるときに、原料ガス開閉弁３と燃料ガス開閉弁２８を開として、原料ガス供給源からの原料ガスをパージガスとして原料ガス供給流路２を通じて改質器１に供給し、改質器１内部に滞留する燃料ガスを水素生成装置の系外に排出する。原料ガスパージによる燃料ガスの排出処理が完了すると原料ガス開閉弁３と燃料ガス開閉弁２８を閉として原料ガスパージを終了する。
【００６１】
本実施の形態における水素生成装置の構成をとると、温度センサ１２で改質触媒温度を検知することにより、改質触媒と改質器１内部に滞留する燃料ガスに関連する第１の所定温度以上の温度であるときに、原料ガスを用いてパージを行なうことができる。そのため、ニッケルを含む改質触媒が性能低下しない温度範囲であるときに、改質器１内部に滞留する燃料ガスを水素生成装置の系外に排出することが実現できる。
【００６２】
なお一般的に、燃料ガス生成を停止した改質器１の内部には１０％程度の一酸化炭素を含有した燃料ガスが滞留しているため、改質器１内部の温度低下とともに、ニッケルと燃料ガスに含有する一酸化炭素とが化合物を生成する生成速度の方が化合物の分解速度よりも速くなり、実質的に化合物を生成する。またニッケルを含む改質触媒に都市ガスまたはＬＰガス等の炭化水素系原料を通流すると温度上昇とともに触媒上のニッケル周辺に原料ガス中の炭素が析出し触媒性能を低下させる。しかしながら、本実施の形態における水素生成装置では、「第１の所定温度」を「ニッケルと燃料ガスに含有する一酸化炭素とが化合物を生成する生成速度よりも、ニッケルと一酸化炭素が反応して生成された化合物の分解速度の方が速くなる温度」と定義することで、温度センサ１２で改質触媒温度を検知することにより、改質触媒中のニッケルと改質器１内部に滞留する燃料ガス中の一酸化炭素とが実質的に化合物を生成する温度まで低下する前に、原料ガス開閉弁３を開として、原料ガス供給源からの原料ガスをパージガスとして原料ガス供給流路２を通じて改質器１に供給し、パージガスである原料ガスに含有する炭素が改質触媒に析出しない温度範囲でパージを行ない、燃料ガスに含有する一酸化炭素を水素生成装置から排出することができる。そのため、ニッケルと一酸化炭素との化合物生成および水素生成装置の系外へのニッケル排出による改質触媒中のニッケル量減少を抑制することができ、改質触媒の性能劣化を抑制することが実現できる。さらに実施の形態１を構成するパージガス供給源、パージガス供給流路６、パージガス開閉弁７を廃止することができるため、低コスト化を図ることができる。
【００６３】
なお、１％以上（例えば、１０％）の一酸化炭素とニッケルが同時に存在する条件においては、１５０℃を下回るとニッケルと一酸化炭素とが化合物を生成する生成速度の方が化合物の分解速度よりも速くなり、実質的な化合物生成が始まり、温度低下に応じて生成が進行する。そのため、第１の所定温度を１５０℃とし、それより高い温度（たとえば１８０℃）でパージを開始することはニッケルと一酸化炭素との化合物生成を防止するためには有用である。
【００６４】
またなお、原料ガスパージをするときにおいて燃料ガス開閉弁２８を開として、原料ガスを燃料ガス排出路８から系外に排出するとしたが、燃料ガス開閉弁２８を閉、リターンガス開閉弁２９を開として、バーナ９を通じて系外に排出しても構わない。また、バーナ９で燃焼させても構わない。
【００６５】
またニッケルを含む改質触媒に都市ガスまたはＬＰガス等の炭化水素系原料を通流すると温度上昇とともに触媒上のニッケル周辺に原料ガス中の炭素が析出し触媒性能を低下させる。しかしながら、本実施の形態における水素生成装置では、「第２の所定温度」を「パージガスとしての原料ガスが改質触媒を劣化させる温度より低い温度」と定義することで、温度センサ１２で改質触媒温度を検知することにより、パージガスとしての原料ガスが改質触媒中のニッケルと作用することにより触媒劣化を起こす温度より低い温度であるときに、原料ガス開閉弁３を開として、原料ガス供給源からの原料ガスをパージガスとして原料ガス供給流路２を通じて改質器１に供給し、パージガスである原料ガスに含有する炭素が改質触媒に析出しない温度範囲でパージを行ない、燃料ガスに含有する一酸化炭素を水素生成装置から排出することができる。そのため、パージガスである原料ガスが改質触媒中のニッケル周辺への炭素析出の抑制ができ、改質触媒の性能劣化を抑制することが実現できる。さらに実施の形態１を構成するパージガス供給源、パージガス供給流路６、パージガス開閉弁７を廃止することができるため、低コスト化を図ることができる。
【００６６】
なお、ニッケルを含む改質触媒に炭化水素系原料のみを通流する条件においては、３００℃を超えるとニッケル周辺への炭素析出が始まり、温度上昇に応じて析出量が増加する。そのため第２の所定温度を３００℃とし、それより低い温度（たとえば１８０℃）でパージを開始することはニッケル周辺への炭素析出を抑制するためには有用である。
【００６７】
さらになお、温度センサ１２で検知した改質触媒温度が、第２の所定温度より高い温度であるときは、改質触媒を冷却する冷却手段としての燃焼ファン３０を作動させて冷却媒体としての空気をバーナ９に送風し、バーナ９を通じて改質器１の改質触媒を冷却することにより、パージガスとしての原料ガスが改質触媒中のニッケルと作用することにより触媒劣化を起こす温度より低い温度まで冷却することができ、原料ガスパージまでの時間を短縮することができるため有用である。また、制御器１３は、改質器１の改質触媒を燃焼ファン３０により冷却する場合、改質器１の冷却をより効率化する観点から、燃焼ファン３０の操作量を大きくするように燃焼ファン３０を制御することが好ましく、その操作量を最大になるように燃焼ファン３０を制御することがより好ましい。
【００６８】
さらに、本実施の形態における水素生成装置に関して、第４の本発明に係る具体的動作を説明する。
【００６９】
図３に示す水素生成装置では、パージ実行判断手段１４が、パージ処理が実施されたか否かを判断している。制御器１３は、パージ実行判断手段１４が改質器１での燃料ガス生成が停止したのち、パージ処理が実施されていないと判断した状態で、温度センサ１２の検知温度が第１の所定温度より低い温度（たとえば１２０℃）を検知したときは、燃焼ガス開閉弁２６を開とすることにより、原料ガス供給源から原料ガス供給流路２、燃焼ガス供給流路２５を通じて燃焼ガスをバーナ９に供給し燃焼させ、改質器１内部の触媒を昇温する。昇温により温度センサ１２の検知温度が第１の所定温度以上、かつ、第２の所定温度以下の温度（たとえば１７０℃）を検知すると、原料ガス開閉弁３と燃料ガス開閉弁２８を開として、原料ガス供給源からの原料ガスをパージガスとして原料ガス供給流路２を通じて改質器１に供給しパージを行ない、実質的に生成化合物から分解された一酸化炭素を含有する燃料ガスを水素生成装置から排出する。原料ガスパージによる燃料ガスの排出処理が完了すると原料ガス開閉弁３と燃料ガス開閉弁２８を閉として原料ガスパージを終了する。
【００７０】
一般的に燃料ガス生成を停止した改質器１の内部には１０％程度の一酸化炭素を含有した燃料ガスが滞留しているため、改質器１内部の温度低下とともに、ニッケルと燃料ガスに含有する一酸化炭素とが化合物を生成する生成速度の方が化合物の分解速度よりも速くなり、実質的に化合物を生成する。そのため、この状態で改質器１内部をパージガスとしての原料ガスでパージするとニッケルと一酸化炭素の化合物を水素生成装置の系外に排出することになる。またニッケルを含む改質触媒に都市ガスまたはＬＰガス等の炭化水素系原料を通流し、改質触媒の温度が所定の温度以上にまで上昇すると、改質触媒上のニッケル周辺に原料ガス中の炭素が析出し触媒性能を低下させる。しかしながら本実施の形態における水素生成装置の構成をとると、パージ処理が実施されていないと判断された状態で温度センサ１２の検知温度がニッケルと一酸化炭素との化合物が実質的に生成される温度以下まで低下しているときには、燃焼ガス開閉弁２６を開とすることにより、原料ガス供給源から燃焼ガス供給流路２５を通じて燃焼ガスをバーナ９に供給し燃焼させ、改質器１を第１の所定温度以上、かつ、第２の所定温度以下の温度（たとえば１７０℃）まで昇温することにより化合物をニッケルと一酸化炭素に実質的に分解した後、パージガスとしての原料ガスが改質触媒中のニッケルと作用することにより触媒劣化を起こす温度より低い温度であるときに、原料ガス開閉弁３と燃料ガス開閉弁２８を開として、原料ガス供給源からの原料ガスをパージガスとして原料ガス供給流路２を通じて改質器１に供給し、パージガスである原料ガスに含有する炭素が改質触媒に析出しない温度範囲でパージを行ない、燃料ガスに含有する一酸化炭素を水素生成装置から排出することができる。そのため、ニッケルと一酸化炭素との化合物を熱分解することにより水素生成装置の系外へのニッケル排出による改質触媒中のニッケル量減少の抑制と、またさらにパージガスとしての原料ガスが改質触媒中のニッケルと作用することにより触媒劣化を起こす温度より低い温度でパージを行なうため触媒劣化の抑制ができ、改質触媒の性能劣化を抑制することが実現できる。さらに実施の形態１を構成するパージガス供給源、パージガス供給流路６、パージガス開閉弁７を廃止することができるため、低コスト化を図ることができる。
【００７１】
なお、１％以上（例えば、１０％）の一酸化炭素とニッケルが同時に存在する条件においては、温度が高い方がニッケルと一酸化炭素とが化合物を生成する生成速度よりも化合物の分解速度の方が速くなり、１５０℃以上では実質的な化合物分解が完了する。そのため、第１の所定温度を１５０℃とし、それより高い温度（たとえば１７０℃）になるまで改質触媒を昇温することは、実質的に生成したニッケルと一酸化炭素との化合物を熱分解するためには有用である。また、ニッケルを含む改質触媒に炭化水素系原料のみを通流する条件においては、３００℃を超えるとニッケル周辺への炭素析出が始まり、温度上昇に応じて析出量が増加する。そのため第２の所定温度を３００℃とし、それより低い温度（たとえば１７０℃）でパージを開始することはニッケル周辺への炭素析出を抑制するためには有用である。
【００７２】
なお本実施の形態に具体的に記載したパージを開始する温度としての１８０℃および１７０℃、また第１の所定温度より低い温度としての１２０℃はこの限りではなく、各々、第１の所定温度以上かつ第２の所定温度以下または、第１の所定温度未満で任意に設定することができる。
【００７３】
またなお、パージ実行判断手段１４は、前回の改質器１での燃料ガス生成停止以降においてパージがなされていないときに、パージが実行されていないと判断する。このような判断がされたときには、改質器１の内部は、一酸化炭素を含む燃料ガスが存在している状態、すなわち、改質器１内の温度範囲によっては、改質触媒中のニッケルと改質器１内部に滞留する燃料ガス中の一酸化炭素とが化合物を実質的に生成する状態にある。このため、パージ実行判断手段１４が、パージが実行されているか否かを判断することは、改質触媒の性能劣化を抑制する観点から有用である。
【００７４】
またなお、制御器１３は改質器１を起動させて燃料ガス生成を開始するかどうかを判断する起動判断手段１５を備え、制御器１３は、パージ実行判断手段１４がパージ実行されていないと判断し、起動判断手段１５が改質器１を起動させると判断し、かつ、第１の所定温度より低い温度を温度センサ１２が検知したときに、燃焼ガス開閉弁１１を開とすることにより、燃焼ガス供給源から燃焼ガス供給流路１０を通じて燃焼ガスをバーナ９に供給し燃焼させ、起動のための改質触媒加熱とパージのための改質触媒加熱を同時に実施することにより、燃焼ガスの使用量を削減することができ有用である。
【００７５】
（実施の形態４）
［水素生成装置の構成］
図５は、本発明の実施の形態４に係る水素生成装置の概略構成を模式的に示すブロック図である。
【００７６】
図５に示すように、本発明の実施の形態４に係る水素生成装置５０は、ニッケルを含む改質触媒１Ａを有する改質器１、温度検知器１２、パージガス供給器３３、制御器１３を備え、制御器１３は、温度検知器１２が検知した改質器１の改質触媒１Ａの温度が第１の所定の温度以上であるときに、改質器１内をパージガスでパージするようにパージガス供給器３３を制御する。
【００７７】
改質器１の改質触媒１Ａには、原料ガス供給流路２を介して、原料ガス供給器（原料供給器）３１が接続されている。また、改質触媒１Ａには、水蒸気供給流路４を介して、水蒸気供給器３２が接続されている。これにより、改質器１の改質触媒１Ａには、原料ガス（原料）と水蒸気が供給される。
【００７８】
原料ガス供給器３１は、改質器１の改質触媒１Ａに原料ガスの流量を調整しながら供給するように構成されている。原料ガス供給器３１としては、流量を調整しながら原料を供給し、原料ガスの供給を遮断することができればどのような形態であってもよく、例えば、流量調整弁単体で構成されていてもよく、また、ブースターポンプと流量調整弁との組合せで構成されていてもよい。ここで、原料（ガス）は、当該原料と水蒸気とを用いて改質反応により水素含有ガスを生成できるものであればよい。原料ガスとして、例えば、エタン、プロパン等の炭化水素といった、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むものを使用することができる。
【００７９】
水蒸気供給器３２は、改質器１の改質触媒１Ａに水蒸気の流量を調整しながら供給するように構成されている。水蒸気供給器３２としては、改質器１の改質触媒１Ａに水蒸気の流量を調整して供給し、遮断することができればどのような形態であってもよく、水の流量を調整する流量調整器と、水を蒸発させる蒸発器と、水又は水蒸気の通流を遮断する閉止器から構成されている。また、流量調整器としては、流量調整弁単体やポンプ単体で構成されていてもよく、また、ポンプと流量調整弁との組合せで構成されていてもよい。
【００８０】
また、原料ガス供給流路２の途中には、パージガス供給流路６を介して、パージガス供給器３３が接続されている。これにより、パージガス供給器３３からパージガスがパージガス供給流路６及び原料ガス供給流路２を介して改質器１に供給される。
【００８１】
ここで、パージガスとしては、窒素等の不活性ガスを用いてもよく、また、原料ガスの一例である、メタン、プロパン等の炭化水素やガスインフラストラクチャから供給される都市ガス又はＬＰガスから付臭成分を除去したガスを用いてもよい。また、パージガス供給器３３は、パージガス供給流路６へのパージガスを供給／停止することができればどのような形態であってもよく、例えば、上記ガスを貯蔵しているガスタンク、該ガスタンクからパージガス供給流路６にパージガスを送出するポンプ、パージガスの通流を許可／遮断する開閉弁から構成されていてもよく、ガスタンクとポンプから構成されていてもよい。
【００８２】
改質器１の改質触媒１Ａでは、供給された原料ガスと水蒸気とが改質反応して、水素リッチな燃料ガスが生成される。生成された燃料ガスは、燃料ガス排出路８を通流して、水素利用機器（例えば、燃料電池や水素貯蔵タンク）５１に供給される。
【００８３】
また、改質触媒１Ａには、温度検知器１２が設けられている。温度検知器１２は、改質触媒１Ａの温度を検知して、検知した温度を制御器１３に出力するように構成されている。温度検知器１２としては、例えば、熱電対やサーミスタ等を使用することができる。なお、温度検知器１２は、改質触媒１Ａの温度を直接検知してもよい。また、温度検知器１２は、例えば、改質触媒１Ａを通流する燃料ガス等のガスの温度を検知することで、改質触媒１Ａの温度を間接的に検知してもよい。
【００８４】
制御器１３は、水素生成装置を構成する各機器を制御する機器であればどのような形態であってもよく、マイコン等のコンピュータによって構成されており、ＣＰＵ、半導体メモリから構成された内部メモリ、通信部、及びカレンダー機能を有する時計部（いずれも図示せず）を有している。
【００８５】
［水素生成装置の動作］
次に、本実施の形態４に係る水素生成装置５０の動作について、図６を参照しながら説明する。なお、ここでは、水素生成装置５０の停止動作について説明し、本実施の形態１に係る水素生成装置５０の燃料ガス（水素ガス生成）生成動作については、一般的な水素生成装置５０の燃料ガス（水素ガス生成）生成動作と同様に行われるため、その説明は省略する。
【００８６】
図６は、本実施の形態４に係る水素生成装置５０の運転停止動作（運転停止処理）を模式的に示すフローチャートである。
【００８７】
まず、水素生成装置５０が水素生成運転を行っているとする。そして、例えば、使用者が図示されないリモコンを操作する、予め水素生成装置５０の運転停止する時間が決められていて、当該時間になる等により、制御器１３に運転停止指令が入力されると、図６に示すように、制御器１３は、原料ガス供給器３１及び水蒸気供給器３２に停止指令を出力する（ステップＳ１０１）。これにより、改質器１の改質触媒１Ａへの原料ガス及び水蒸気の供給が停止され、水素利用機器５１への燃料ガスの供給が停止される。なお、改質器１内には、一酸化炭素を含む燃料ガスが残存していて、改質器１は、自然放冷により冷却される。
【００８８】
次に、制御器１３は、温度検知器１２から改質触媒１Ａの温度Ｔを取得し（ステップＳ１０２）、該ステップＳ１０２で取得した改質触媒１Ａの温度Ｔが、第１の所定の温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ここで、第１の所定の温度は、改質触媒１Ａに含まれるニッケルと燃料ガス中に含有される一酸化炭素とが化合物を生成する生成速度よりも、ニッケルと一酸化炭素の化合物の分解速度の方が大きくなる温度と定義され、例えば、１５０℃であってもよい。
【００８９】
制御器１３は、温度Ｔが、第１の所定の温度以上である場合には、パージガス供給器３３を作動させる（ステップＳ１０４）。これにより、パージガス供給器３３は、パージガス供給流路６から原料ガス供給流路２を介して改質器１にパージガスを供給する。改質器１では、パージガス供給器３３から供給されたパージガスにより、改質器１内の燃料ガスがパージされる。
【００９０】
そして、制御器１３は、改質器１内をパージガスでパージすると、パージガス供給器３３を停止させて、本プログラムを終了する。
【００９１】
このように、本実施の形態４に係る水素生成装置５０では、改質触媒１Ａの温度が、第１の所定温度以上のときに、改質器１内をパージするように構成されている。このため、ニッケルと一酸化炭素の化合物の分解反応が行われ、ニッケルと一酸化炭素の化合物を改質器１外、ひいては、水素生成装置５０外に排出されるのを抑制することができる。したがって、本実施の形態４に係る水素生成装置５０では、改質触媒１Ａ中のニッケル量の低減を抑制することができ、改質器１の性能低下を抑制することができる。
【００９２】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係る水素生成装置は、原料供給器がパージガス供給器として機能する態様を例示するものである。
【００９３】
［水素生成装置の構成］
図７は、本発明の実施の形態５に係る水素生成装置の概略構成を模式的に示すブロック図である。なお、図７において、図５と同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９４】
図７に示すように、本発明の実施の形態５に係る水素生成装置５０は、実施の形態４に係る水素生成装置５０と基本的構成は同じであるが、加熱器９及び燃焼空気供給器３０を備える点と、水蒸気供給器３２を水供給器３４、水開閉弁２４、水供給流路２３、及び水蒸発器２１で構成している点と、原料ガス供給器３１がパージガス供給器として機能する点と、が異なる。
【００９５】
具体的には、水供給器３４は、水供給流路２３を介して水蒸発器２１に接続されていて、水供給源（例えば、水道、水タンク）から浄化器により浄化された水を流量を調整しながら、水蒸発器２１に供給するように構成されている。水供給器３４としては、流量を調整しながら水を供給し、水の供給を遮断することができればどの様な形態であってもよく、例えば、流量調整弁単体で構成されていてもよく、また、ポンプと流量調整弁との組合せで構成されていてもよい。
【００９６】
水供給流路２３の途中には、水開閉弁２４が設けられている。水開閉弁２４は、水供給流路２３内の水の通流を許可／遮断するように構成されていれば、どのような形態であってもよく、例えば、開閉弁で構成されていてもよい。
【００９７】
また、水蒸発器２１には、原料ガス供給器３１が原料ガス供給流路２を介して接続されている。水蒸発器２１は、水供給器３４から水供給流路２３を介して供給された水を加熱して、水蒸気を生成し、原料ガス供給器３１から原料ガス供給流路２を介して供給された原料ガスを加熱するように構成されている。さらに、水蒸発器２１には、水蒸気供給流路４を介して、改質触媒１Ａが接続されている。
【００９８】
原料ガス供給流路２には、原料ガス開閉弁３が設けられている。原料ガス開閉弁３は、原料ガス供給流路２内の原料ガスの通流を許可／遮断するように構成されていれば、どのような形態であってもよく、例えば、開閉弁で構成されていてもよい。
【００９９】
また、原料ガス供給流路２の原料ガス開閉弁３が設けられている部分より上流側の流路には、燃焼ガス供給流路２５の上流端が接続されている。燃焼ガス供給流路２５の下流端は、加熱器（ここでは、バーナ）９に接続されている。燃焼ガス供給流路２５の途中には、燃焼ガス開閉弁２６が設けられている。燃焼ガス開閉弁２６は、燃焼ガス供給流路２５内の原料ガスの通流を許可／遮断するように構成されていれば、どのような形態であってもよく、例えば、開閉弁で構成されていてもよい。また、加熱器９には、燃焼空気供給流路３５を介して燃焼空気供給器（燃焼ファン）３０が接続されている。
【０１００】
これにより、加熱器９には、原料ガス供給器３１から原料ガス供給流路２及び燃焼ガス供給流路２５を介して、原料ガスが燃焼用燃料として供給され、燃焼空気供給器３０から燃焼空気供給流路３５を介して燃焼用空気が供給される。そして、加熱器９では、供給された原料ガスと燃焼用空気が燃焼して燃焼排ガスが生成される。生成された燃焼排ガスは、燃焼排ガス流路３６を通流して、水素生成装置５０外に排出される。なお、燃焼排ガスは、燃焼排ガス流路３６を通流する間に、改質触媒１Ａと水蒸発器２１を加熱する。また、燃焼空気供給器３０は、加熱器９が燃焼動作を行わないときには、加熱器９を介して燃焼排ガス流路３６に供給した空気が、燃焼排ガス流路３６を通流する間に、改質触媒１Ａを冷却する、冷却器として機能する。
【０１０１】
また、制御器１３は、パージ実行判断手段１４及び起動判断手段１５を有していて、内部メモリに格納された所定のソフトウェアによって、パージ実行判断手段１４や起動判断手段１５が実現されている。パージ実行判断手段１４としては、例えば、水素生成装置５０の燃料ガス生成動作停止指令が制御器１３に入力されてから改質器１のパージを行う（パージガス供給器（本実施の形態４においては、原料ガス供給器３１）に作動指令を出力して、改質器１をパージしたときに）と、制御器１３の内部メモリ（図示せず）にフラグを立てるように制御器１３を構成し、制御器１３に水素生成装置５０の運転開始指令が入力されたときに、内部メモリにフラグが立てられている場合には、改質器１のパージが実行されたと判断し、内部にメモリにフラグが立てられていないような場合に、改質器１のパージが実行されていないと判断するようにしてもよい。また、起動判断手段１５は、例えば、制御器１３に図示されないリモコン等から水素生成装置５０の起動指令が入力された場合に水素生成装置５０の起動を開始するように判断してもよく、また、制御器１３に図示されないリモコン等から水素生成装置５０の起動指令が入力され、水素生成装置５０を構成する各機器の異常がない（異常が解消されている）場合に水素生成装置５０の起動を開始するように判断してもよい。
【０１０２】
［水素生成装置の動作］
次に、本実施の形態５に係る水素生成装置５０の動作について、図８及び図９を参照しながら説明する。
【０１０３】
図８は、本実施の形態５に係る水素生成装置５０の運転停止動作（運転停止処理）の概略を模式的に示すフローチャートである。
【０１０４】
まず、水素生成装置５０が水素生成運転を行っているとする。そして、例えば、使用者が図示されないリモコンを操作する等により、制御器１３に運転停止指令が入力されると、図８に示すように、制御器１３は、原料ガス供給器３１及び水供給器３４に停止指令を出力し、かつ、原料ガス開閉弁３、水開閉弁２４、及び燃焼ガス開閉弁２６に閉止指令を出力する（ステップＳ２０１）。これにより、改質器１の改質触媒１Ａへの原料ガス及び水蒸気の供給が停止され、水素利用機器５１への燃料ガスの供給が停止される。なお、改質器１内には、一酸化炭素を含む燃料ガスが残存していて、改質器１は、自然放冷により冷却される。
【０１０５】
次に、制御器１３は、温度検知器１２から改質触媒１Ａの温度Ｔを取得し（ステップＳ２０２）、該ステップＳ２０２で取得した改質触媒１Ａの温度Ｔが、第１の所定の温度以上、かつ、第２の所定の温度以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０３）。ここで、第２の所定の温度は、原料ガスに含有する炭素が、改質触媒１Ａに析出する温度より低い温度と定義することができ、例えば、３００℃であってもよい。
【０１０６】
そして、制御器１３は、温度Ｔが、第２の所定の温度よりも高い場合、又は第１の所定の温度より低い場合（ステップＳ２０３でＮｏ）には、ステップＳ２０４に進み、温度Ｔが、第１の所定の温度以上、かつ、第２の所定の温度以下である場合（ステップＳ２０３でＹｅｓ）には、ステップＳ２０７に進む。
【０１０７】
ステップＳ２０４では、制御器１３は、温度Ｔが、第２の所定の温度よりも高いか、第１の所定の温度よりも低いかを判断する。第２の所定の温度よりも高い場合、制御器１３は、冷却器である、燃焼空気供給器３０を作動させる（ステップＳ２０５）。これにより、燃焼空気供給器３０から燃焼空気供給流路３５及び加熱器９を介して燃焼排ガス流路３６に空気が供給される。燃焼排ガス流路３６に供給された空気は、該燃焼排ガス流路３６を通流する間に、改質触媒１Ａを冷却する。なお、本実施の形態５においては、冷却器である燃焼空気供給器３０を作動させて、改質触媒１Ａを冷却する形態としたが、これに限定されず、改質触媒１Ａを自然放冷により冷却する形態を採用してもよい。
【０１０８】
一方、制御器１３は、温度Ｔが、第１の所定の温度よりも低い場合、加熱器９を作動させる（ステップＳ２０６）。具体的には、制御器１３は、原料ガス供給器３１及び燃焼空気供給器３０を作動させるとともに、燃焼ガス開閉弁２６を開放させ、加熱器９に燃焼用燃料としての原料ガスと燃焼用空気を供給させる。そして、加熱器９では、供給された原料ガスと燃焼用空気を燃焼して、燃焼排ガスが生成される。生成された燃焼排ガスは、燃焼排ガス流路３６に供給される。燃焼排ガス流路３６に供給された燃焼排ガスは、燃焼排ガス流路３６を通流する間に、改質触媒１Ａを加熱する。
【０１０９】
このようにして、制御器１３は、改質触媒１Ａの温度Ｔが、第１の所定の温度以上、かつ、第２の所定の温度以下になるまで、ステップＳ２０２〜ステップＳ２０６を繰り返す。
【０１１０】
一方、ステップＳ２０７では、制御器１３は、冷却器である燃焼空気供給器３０又は加熱器９が作動しているか否かを判断する。燃焼空気供給器３０又は加熱器９が作動している場合（ステップＳ２０７でＹｅｓ）には、燃焼空気供給器３０又は加熱器９を停止させて（ステップＳ２０８）、ステップＳ２０９に進む。一方、燃焼空気供給器３０又は加熱器９が作動していない場合（ステップＳ２０７でＮｏ）には、そのまま、ステップＳ２０９に進む。なお、加熱器９の停止は、原料ガス供給器３１及び燃焼空気供給器３０を停止させるとともに、燃焼ガス開閉弁２６を閉止させることで行われる。
【０１１１】
ステップＳ２０９では、制御器１３は、パージガス供給器である原料ガス供給器３１を作動させる。具体的には、制御器１３は、原料ガス供給器３１を作動させるとともに、原料ガス開閉弁３を開放させる。これにより、原料ガス供給器３１は、原料ガス供給流路２を介して、改質器１にパージガスとしての原料ガスを供給する。改質器１では、原料ガス供給器３１から供給されたパージガス（原料ガス）により、改質器１内の燃料ガスがパージされる。
【０１１２】
そして、制御器１３は、改質器１内をパージガスでパージすると、原料ガス供給器３１を停止させるとともに、原料ガス開閉弁３を閉止して、本プログラムを終了する。
【０１１３】
このように、本実施の形態５に係る水素生成装置５０では、改質触媒１Ａの温度が、第１の所定温度以上、かつ、第２の所定の温度以下のときに、改質器１内を原料ガスでパージするように構成されている。このため、ニッケルと一酸化炭素の化合物の分解反応が行われ、ニッケルと一酸化炭素の化合物を改質器１外、ひいては、水素生成装置５０外に排出されるのを抑制することができ、改質触媒１Ａ中のニッケル量の低減を抑制することができる。また、原料ガス由来の炭素が改質触媒１Ａに析出するのを抑制することができる。したがって、本実施の形態５に係る水素生成装置５０では、改質器１の性能低下を抑制することができる。
【０１１４】
次に、本実施の形態５に係る水素生成装置５０の起動動作について、図９を参照しながら説明する。
【０１１５】
図９は、本実施の形態５に係る水素生成装置５０の起動動作（起動処理）を模式的に示すフローチャートである。
【０１１６】
図９に示すように、使用者が図示されないリモコンを操作する等により、制御器１３に起動開始指令が入力されると、起動判断手段１５は水素生成装置５０の起動を開始するか否かを判断する（ステップＳ３０１）。起動判断手段１５は、例えば、制御器１３に起動開始指令が入力された場合や水素生成装置５０を構成する各機器の異常が解消されているような場合には、水素生成装置５０の起動を開始することができると判断し（ステップＳ３０１でＹｅｓ）、制御器１３は、ステップＳ３０２に進む。なお、制御器１３に起動開始指令が入力されていない場合や、水素生成装置５０を構成する各機器の異常が解消されていないような場合には、起動判断手段１５は、水素生成装置５０の起動を開始しないと判断し（ステップＳ３０１でＮｏ）、制御器１３に起動開始指令が入力されるまで、又は水素生成装置５０の異常が解消されるまで、ステップＳ３０１を繰り返す。
【０１１７】
ステップＳ３０２では、制御器１３のパージ実行判断手段１４は、前回の水素生成装置５０（改質器１）での燃料ガス生成停止以降において、改質器１のパージが実行されたか否かを判断する。なお、前回の改質器１での燃料ガス生成停止以降において改質器１のパージが実行されていない場合としては、例えば、水素生成装置５０の運転中（燃料ガス生成運転動作中）に停電が生じた場合等が挙げられる。
【０１１８】
制御器１３は、パージ実行判断手段１４がパージは実行されたと判断した場合（ステップＳ３０２でＮｏ）には、ステップＳ３０８に進み、パージは実行されていないと判断した場合（ステップＳ３０２でＹｅｓ）には、ステップＳ３０３に進む。
【０１１９】
ステップＳ３０３では、制御器１３は、温度検知器１２から改質触媒１Ａの温度Ｔを取得する。そして、制御器１３は、ステップＳ３０３で取得した改質触媒１Ａの温度Ｔが、第１の所定の温度以上であるか否かを判断する（ステップＳ３０４）。制御器１３は、温度Ｔが第１の所定の温度よりも低い場合（ステップＳ３０４でＮｏ）には、加熱器９を作動させる。なお、改質器１のパージが実行されていない場合であって、改質触媒１Ａの温度が第１の所定の温度よりも低い場合としては、例えば、水素生成装置５０の運転中に停電が生じ、復電までに時間がかかったような場合が挙げられる。
【０１２０】
具体的には、制御器１３は、原料ガス供給器３１及び燃焼空気供給器３０を作動させるとともに、燃焼ガス開閉弁２６を開放させ、加熱器９に燃焼用燃料としての原料ガスと燃焼用空気を供給させる。そして、加熱器９では、供給された原料ガスと燃焼用空気を燃焼して、燃焼排ガスが生成される。生成された燃焼排ガスは、燃焼排ガス流路３６に供給される。燃焼排ガス流路３６に供給された燃焼排ガスは、燃焼排ガス流路３６を通流する間に、改質触媒１Ａを加熱する。このようにして、制御器１３は、改質触媒１Ａの温度Ｔが、第１の所定の温度以上になるまで、ステップＳ３０３〜ステップＳ３０５を繰り返す。
【０１２１】
一方、制御器１３は、温度Ｔが第１の所定の温度以上である場合（ステップＳ３０４でＹｅｓ）には、ステップＳ３０６に進む。これにより、改質器１の改質触媒１Ａが第１の所定の温度以上となり、改質器１内に残存する燃料ガスに含有する一酸化炭素とニッケルとの化合物が分解される。
【０１２２】
ステップＳ３０６では、制御器１３は、原料ガス供給器３１を作動させるとともに、原料ガス開閉弁３を開放させる。これにより、原料ガス供給器３１から原料ガス供給流路２を介して改質器１にパージガスとしての原料ガスが供給され、改質器１内に残存する燃料ガスがパージされる。
【０１２３】
次に、制御器１３は、改質器１が原料ガスでパージされ、改質器１の改質触媒１Ａの温度が改質反応するのに充分な温度（例えば、２８０℃）になると、水供給器３４を作動させるとともに、水開閉弁２４を開放させて（ステップＳ３０７）、本プログラムを終了する。
【０１２４】
これにより、改質器１への原料ガス及び水の供給が開始される。改質器１では、供給された原料ガスと水が水蒸発器２１に供給される。水蒸発器２１では、供給された水が加熱されて水蒸気が生成され、原料ガスが加熱される。生成された水蒸気と加熱された原料ガスは、水蒸気供給流路４を通流して改質触媒１Ａに供給される。改質触媒１Ａでは、供給された原料ガスと水蒸気が改質反応して、燃料ガスが生成される。そして、生成された燃料ガスは、水素利用機器５１へ供給される。
【０１２５】
一方、上述したように、パージ実行判断手段１４がパージは実行されたと判断した場合（ステップＳ３０２でＮｏ）には、原料ガス供給器３１及び燃焼空気供給器３０を作動させるとともに、燃焼ガス開閉弁２６を開放させる（ステップＳ３０８）。これにより、加熱器９に燃焼用燃料としての原料ガスと燃焼用空気が供給される。そして、加熱器９では、供給された原料ガスと燃焼用空気を燃焼して、燃焼排ガスが生成される。生成された燃焼排ガスは、燃焼排ガス流路３６に供給される。燃焼排ガス流路３６に供給された燃焼排ガスは、燃焼排ガス流路３６を通流する間に、改質触媒１Ａを加熱する。
【０１２６】
次に、制御器１３は、改質器１の改質触媒１Ａの温度が改質反応するのに充分な温度（例えば、２８０℃）になると、水供給器３４を作動させるとともに、原料ガス開閉弁３及び水開閉弁２４を開放させて（ステップＳ３０７）、本プログラムを終了する。
【０１２７】
これにより、改質器１への原料ガス及び水の供給が開始される。改質器１では、供給された原料ガスと水が水蒸発器２１に供給される。水蒸発器２１では、供給された水が加熱されて水蒸気が生成され、原料ガスが加熱される。生成された水蒸気と加熱された原料ガスは、水蒸気供給流路４を通流して改質触媒１Ａに供給される。改質触媒１Ａでは、供給された原料ガスと水蒸気が改質反応して、燃料ガスが生成される。そして、生成された燃料ガスは、水素利用機器５１へ供給される。
【０１２８】
このように、本実施の形態５に係る水素生成装置５０では、前回の改質器１での燃料ガス生成停止以降において、改質器１のパージが実行されていない場合であって、改質触媒１Ａの温度が、第１の所定の温度よりも低い場合には、改質触媒１Ａの温度を第１の所定の温度以上になるように加熱することで、ニッケルと一酸化炭素の化合物の分解反応が行われ、ニッケルと一酸化炭素の化合物を改質器１外、ひいては、水素生成装置５０外に排出されるのを抑制することができる。したがって、本実施の形態５に係る水素生成装置５０では、改質触媒１Ａ中のニッケル量の低減を抑制することができる。
【０１２９】
なお、本実施の形態５に係る水素生成装置５０では、加熱器９として、バーナを使用する形態としたが、これに限定されず、加熱器９として、電気ヒータを用いる形態を採用してもよい。
【０１３０】
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。したがって、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形態を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の要旨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。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明に係る水素生成装置及びその運転方法は、改質触媒の温度が第１の所定温度以上であるときに、改質器をパージガスでパージすることにより、改質触媒の性能劣化を抑制することが可能であるため、燃料電池の分野で有用である。
【符号の説明】
【０１３２】
１  改質器
２  原料ガス供給流路
３  原料ガス開閉弁
４  水蒸気供給流路
５  水蒸気開閉弁
６  パージガス供給流路
７  パージガス開閉弁
８  燃料ガス排出路
９  バーナ
１０、２５  燃焼ガス供給流路
１１、２６  燃焼ガス開閉弁
１２  温度センサ
１３  制御器
１４  パージ実行判断手段
１５  起動判断手段
１６  加熱ヒータ
２１  水蒸発器
２３  水供給流路
２４  水開閉弁
２５  燃焼ガス供給流路
２７  燃料ガスリターン流路
２８  燃料ガス開閉弁
２９  リターンガス開閉弁
３０  燃焼ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005389167.tif 000007
【図７】
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【図８】
0005389167.tif 000009
【図９】
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