(57)【要約】【課題】省電力でかつ短時間で起動可能な水素生成装置およびその運転方法。【解決手段】水素含有ガスを生成する改質器２０と、水素含有ガスに含まれるＣＯを低減するＣＯ低減器３０と、改質器２０を加熱する加熱器４０と、加熱器４０に燃焼用ガスを供給する第１燃焼用ガス流路６１と、燃焼用ガスを改質器２０と熱交換した後に加熱器４０に供給する第２燃焼用ガス流路６２と、加熱器４０から排気される燃焼排ガスをＣＯ低減器と熱交換させる第２燃焼排ガス流路７２と、を備えた水素生成装置１００であって、起動時に、燃焼用ガスを第２燃焼用ガス流路６２に通流させ、燃焼排ガスを第２燃焼排ガス流路７２に通流させる。【選択図】図１
2019099430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料と水蒸気との混合ガスから水素含有ガスを生成する改質器と、前記改質器で生成された前記水素含有ガスに含まれるＣＯの濃度を低減するＣＯ低減器と、前記改質器を加熱する加熱器と、前記加熱器に燃焼用ガスを供給する第１燃焼用ガス流路と、前記燃焼用ガスが前記改質器と熱交換した後に前記燃焼用ガスを前記加熱器に供給する第２燃焼用ガス流路と、前記燃焼用ガスを前記第１燃焼用ガス流路と前記第２燃焼用ガス流路のどちらか一方に選択的に通流させる燃焼用ガス流路切替器と、前記加熱器から排出される燃焼排ガスを外部へ排出する第１燃焼排ガス流路と、前記燃焼排ガスが前記ＣＯ低減器と熱交換後に前記燃焼排ガスを外部へ排出する第２燃焼排ガス流路と、前記燃焼排ガスを前記第１燃焼排ガス流路と前記第２燃焼排ガス流路のどちらか一方に選択的に通流させる燃焼排ガス流路切替器と、制御器と、を備えた水素生成装置であって、前記制御器は、前記水素生成装置の起動時に、前記燃焼用ガスが前記第２燃焼用ガス流路を通流するように前記燃焼用ガス流路切替器を制御すると共に、前記燃焼排ガスが前記第２燃焼排ガス流路を通流するように前記燃焼排ガス流路切替器を制御し、前記ＣＯ低減器の昇温が完了すると、前記燃焼用ガスが前記第１燃焼用ガス流路を通流するように前記燃焼用ガス流路切替器を制御すると共に、前記燃焼排ガスが前記第１燃焼排ガス流路を通流するように前記燃焼排ガス流路切替器を制御する、水素生成装置。
【請求項２】
原料と水蒸気との混合ガスから水素含有ガスを生成する改質器と、前記改質器で生成された前記水素含有ガスに含まれるＣＯの濃度を低減するＣＯ低減器と、前記改質器を加熱する加熱器と、前記加熱器から排出される燃焼排ガスを外部へ排出する第１燃焼排ガス流路と、前記加熱器から排出される前記燃焼排ガスが前記ＣＯ低減器と熱交換後に前記燃焼排ガスを外部へ排出する第２燃焼排ガス流路と、前記燃焼排ガスを前記第１燃焼排ガス流路と前記第２燃焼排ガス流路のどちらか一方に選択的に通流させる燃焼排ガス流路切替器と、前記改質器と熱交換して前記改質器を冷却する冷却ガスが通流し前記第２燃焼排ガス流路の上流側に接続される冷却ガス流路と、前記冷却ガス流路に前記冷却ガスを供給する冷却ガス供給器と、制御器と、を備えた水素生成装置であって、前記制御器は、前記水素生成装置の起動時に、前記冷却ガス供給器を動作させ冷却ガスを供給すると共に、前記燃焼排ガスが前記第２燃焼排ガス流路を通流するように前記燃焼排ガス流路切替器を制御し、前記ＣＯ低減器の昇温が完了すると、前記冷却ガス供給器を停止させ冷却ガスの供給を停止すると共に、前記燃焼排ガスが前記第１燃焼排ガス流路を通流するように前記燃焼排ガス流路切替器を制御する、水素生成装置。
【請求項３】
水を蒸発させて前記水蒸気を生成する蒸発器を備え、前記第１燃焼排ガス流路は、前記燃焼排ガスが前記蒸発器と熱交換するように構成されている、請求項１または２に記載の水素生成装置。
【請求項４】
原料と水蒸気との混合ガスから水素含有ガスを生成する改質器と、前記改質器で生成された前記水素含有ガスに含まれるＣＯの濃度を低減するＣＯ低減器と、前記改質器を加熱する加熱器と、前記加熱器に燃焼用ガスを供給する第１燃焼用ガス流路と、前記燃焼用ガスが前記改質器と熱交換した後に前記燃焼用ガスを前記加熱器に供給する第２燃焼用ガス流路と、前記燃焼用ガスを前記第１燃焼用ガス流路と前記第２燃焼用ガス流路のどちらか一方に選択的に通流させる燃焼用ガス流路切替器と、前記加熱器から排出される燃焼排ガスを外部へ排出する第１燃焼排ガス流路と、前記燃焼排ガスが前記ＣＯ低減器と熱交換後に前記燃焼排ガスを外部へ排出する第２燃焼排ガス流路と、前記燃焼排ガスを前記第１燃焼排ガス流路と前記第２燃焼排ガス流路のどちらか一方に選択的に通流させる燃焼排ガス流路切替器と、を備えた水素生成装置の運転方法であって、前記水素生成装置の起動時に、前記燃焼用ガスが前記第２燃焼用ガス流路を通流するように前記燃焼用ガス流路切替器を操作すると共に、前記燃焼排ガスが前記第２燃焼排ガス流路を通流するように前記燃焼排
ガス流路切替器を操作し、前記ＣＯ低減器の昇温が完了すると、前記燃焼用ガスが前記第１燃焼用ガス流路を通流するように前記燃焼用ガス流路切替器を操作すると共に、前記燃焼排ガスが前記第１燃焼排ガス流路を通流するように前記燃焼排ガス流路切替器を操作する、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、水素生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素生成装置は、例えば燃料電池へ燃料である水素を供給する装置であり、原料を改質して水素含有ガスを生成するものである。
【０００３】
水素生成装置として、小型化、高効率化、起動性向上の観点から、種々の装置が従来から提案され、加熱器と、改質器と、ＣＯ低減器とから構成される装置が示されている。
【０００４】
改質器では、一般的な都市ガス、天然ガス或いは液化石油ガスから、水蒸気改質反応により水素含有ガスが生成される。この水蒸気改質反応では、ニッケル（Ｎｉ）系またはルテニウム（Ｒｕ）系等の貴金属系の改質触媒を用いて、原料と水蒸気とを、６００℃〜７００℃程度の高温で反応させる。
【０００５】
改質器での水蒸気改質反応は吸熱反応であり、反応を進め、維持するには改質器へ熱を供給し、６００℃〜７００℃程度の高温に保つ必要がある。そのため、改質器には、改質器へ熱を供給する加熱器が組み合わされることが多い。加熱器として、可燃ガスを燃焼し熱を供給するバーナ等が用いられる。
【０００６】
改質器から生成される水素含有ガスには、水素と同時に生成される一酸化炭素（ＣＯ）が含まれるために、改質器の後段に設けられたＣＯ低減器によってＣＯ濃度を低減する。
【０００７】
ＣＯ低減器では、例えばＣｕ−Ｚｎ等を含有するＣＯ低減触媒を用いて、改質後の水素含有ガスに含まれるＣＯをＣＯ変成反応により低減する。ＣＯ変成反応は、発熱反応であり、反応器からの放熱と発熱反応による加熱がバランスし、ＣＯ低減触媒に適した温度、例えば２００〜３００℃の範囲、となるように、加熱器から離れて配置する必要がある。
【０００８】
このような水素生成装置の起動時では、加熱器から離れて設けられているＣＯ低減器を昇温するために、ＣＯ低減器を加熱する電気ヒータを用いて、起動時間の短縮が図られている。
【０００９】
また、従来の燃料電池システムとして、通常の起動時にはバーナによる加熱に加え、ＣＯ低減器の周囲へ配置した電気ヒータを用いた加熱で昇温してシステムを起動し、停電時など自立起動用電源から電力供給を受けて起動する場合には、電気ヒータを作動させずにバーナのみを作動させて昇温し、少ない電力でシステムを起動する構成が示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
図３は、従来の水素生成装置の構成を示すブロック図である。図３に示すように、従来の水素生成装置１０２は、改質器２２と、ＣＯ低減器３２と、バーナ４２と、電気ヒータ９２と、を備える。
【００１１】
ここで、改質器２２は、水蒸気改質反応により水蒸気と炭化水素を反応させ水素含有ガスを生成する反応器である。ＣＯ低減器３２は、改質器２０により生成された水素含有ガス中に含まれるＣＯを低減する反応器である。バーナ４２は、可燃ガスを燃焼させるバーナである。
【００１２】
改質器２２における水蒸気改質反応に適した温度は、例えば６００℃〜７００℃の範囲であり、また、水蒸気改質反応は吸熱反応であるため、改質器２０を高温に保つには加熱する必要がある。そのため、改質器２２とバーナ４２とは熱交換可能なように隣接して配置される。
【００１３】
また、ＣＯ低減器３２は、水素生成時においてＣＯ変成反応に適した温度、例えば２００℃〜３００℃の範囲を保てるように、ＣＯ低減器３２は改質器２２から流出する水素含有ガスの流れの下流に、バーナ４２とは直接熱交換しないように配置される。電気ヒータ９２は、起動時に改質器２２とＣＯ低減器３２とを昇温させるように、改質器２２とＣＯ低減器３２の周囲に配置される。
【００１４】
この水素生成装置１０２は、通常起動時は、バーナ４２および電気ヒータ９２を用いて改質器２２とＣＯ低減器３２とを昇温させる。一方で、自立起動時など少ない電力で起動する場合は、電気ヒータ９２を作動させずに、バーナ４２のみを作動させて改質器２２とＣＯ低減器３２とを昇温させ、起動時の電力削減が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特許第５４２１８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、前記従来の水素生成装置では、自立起動時など少ない電力で起動するには、ＣＯ低減器周辺に配置した電気ヒータを用いず、バーナのみで改質器およびＣＯ低減器の昇温を行うため、バーナの近くに配置された改質器に比べ、バーナから離れて配置されたＣＯ低減器の昇温が遅くなり、水素生成装置の起動時間が長くなるという課題を有していた。
【００１７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電力消費を少なく抑えながら、短時間で起動可能な水素生成装置およびその運転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】
【００１８】
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、原料と水蒸気との混合ガスから水素含有ガスを生成する改質器と、改質器で生成された水素含有ガスに含まれるＣＯの濃度を低減するＣＯ低減器と、改質器を加熱する加熱器と、加熱器に燃焼用ガスを供給する第１燃焼用ガス流路と、燃焼用ガスが改質器と熱交換した後に燃焼用ガスを加熱器に供給する第２燃焼用ガス流路と、燃焼用ガスを第１燃焼用ガス流路と第２燃焼用ガス流路のどちらか一方に選択的に通流させる燃焼用ガス流路切替器と、加熱器から排出される燃焼排ガスを外部へ排出する第１燃焼排ガス流路と、燃焼排ガスがＣＯ低減器と熱交換後に燃焼排ガスを外部へ排出する第２燃焼排ガス流路と、燃焼排ガスを第１燃焼排ガス流路と第２燃焼排ガス流路のどちらか一方に選択的に通流させる燃焼排ガス流路切替器と、制御器と、を備えた水素生成装置であって、制御器は、水素生成装置の起動時に、燃焼用ガスが第２燃焼用ガス流路を通流するように燃焼用ガス流路切替器を制御すると共に、燃焼排ガスが第２燃焼排ガス流路を通流するように燃焼排ガス流路切替器を制御し、ＣＯ低減器の昇温が完了すると、燃焼用ガスが第１燃焼用ガス流路を通流するように燃焼用ガス流路切替器を制御すると共に、燃焼排ガスが第１燃焼排ガス流路を通流するように燃焼排ガス流路切替器を制御する、ことを特徴とする。
【００１９】
これにより、起動時において、第２燃焼用ガス流路を通流する燃焼用ガスが改質器と熱交換して改質器を冷却し、改質器との熱交換で高温となった燃焼用ガスは加熱器へ供給さ
れ、加熱器にて燃焼用ガスを燃焼して発生した燃焼排ガスをＣＯ低減器と熱交換する第２燃焼排ガス流路に通流させ、ＣＯ低減器を昇温させる。以上により、改質器からＣＯ低減器へ熱を移動させ、ＣＯ低減器の昇温に利用することで、ＣＯ低減器の温度上昇が早くなり水素生成装置の昇温時間が短くなるため、短時間で水素生成装置を起動することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の水素生成装置は、自立起動時など少ない電力で起動する時に、短時間で起動することができる。また、自立起動時など少ない電力で起動する時に、水素を生成しない起動時間を短くすることで、効率よく水素生成装置を運用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１における水素生成装置の構成を示すブロック図
【図２】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
【図３】従来の水素生成装置の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
第１の発明は、原料と水蒸気との混合ガスから水素含有ガスを生成する改質器と、改質器で生成された水素含有ガスに含まれるＣＯの濃度を低減するＣＯ低減器と、改質器を加熱する加熱器と、加熱器に燃焼用ガスを供給する第１燃焼用ガス流路と、燃焼用ガスが改質器と熱交換した後に燃焼用ガスを加熱器に供給する第２燃焼用ガス流路と、燃焼用ガスを第１燃焼用ガス流路と第２燃焼用ガス流路のどちらか一方に選択的に通流させる燃焼用ガス流路切替器と、加熱器から排出される燃焼排ガスを外部へ排出する第１燃焼排ガス流路と、燃焼排ガスがＣＯ低減器と熱交換後に燃焼排ガスを外部へ排出する第２燃焼排ガス流路と、燃焼排ガスを第１燃焼排ガス流路と第２燃焼排ガス流路のどちらか一方に選択的に通流させる燃焼排ガス流路切替器と、制御器と、を備えた水素生成装置であって、制御器は、水素生成装置の起動時に、燃焼用ガスが第２燃焼用ガス流路を通流するように燃焼用ガス流路切替器を制御すると共に、燃焼排ガスが第２燃焼排ガス流路を通流するように燃焼排ガス流路切替器を制御し、ＣＯ低減器の昇温が完了すると、燃焼用ガスが第１燃焼用ガス流路を通流するように燃焼用ガス流路切替器を制御すると共に、燃焼排ガスが第１燃焼排ガス流路を通流するように燃焼排ガス流路切替器を制御する、ことを特徴とする水素生成装置である。
【００２３】
これにより、起動時において、第２燃焼用ガス流路を通流する燃焼用ガスが改質器と熱交換して改質器を冷却し、改質器との熱交換で高温となった燃焼用ガスは加熱器へ供給され、加熱器にて燃焼用ガスを燃焼して発生した燃焼排ガスをＣＯ低減器と熱交換する第２燃焼排ガス流路に通流させ、ＣＯ低減器を昇温する。以上により、自立起動時など少ない電力で起動する時に、改質器からＣＯ低減器へ熱を移動させ、ＣＯ低減器の昇温に利用することで、ＣＯ低減器の温度上昇が早くなり水素生成装置の昇温時間が短くなるため、短時間で水素生成装置を起動することができる。
【００２４】
第２の発明は、原料と水蒸気との混合ガスから水素含有ガスを生成する改質器と、改質器で生成された水素含有ガスに含まれるＣＯの濃度を低減するＣＯ低減器と、改質器を加熱する加熱器と、加熱器から排出される燃焼排ガスを外部へ排出する第１燃焼排ガス流路と、加熱器から排出される燃焼排ガスがＣＯ低減器と熱交換後に燃焼排ガスを外部へ排出する第２燃焼排ガス流路と、燃焼排ガスを第１燃焼排ガス流路と第２燃焼排ガス流路のどちらか一方に選択的に通流させる燃焼排ガス流路切替器と、改質器と熱交換して改質器を冷却する冷却ガスが通流し第２燃焼排ガス流路の上流側に接続される冷却ガス流路と、冷却ガス流路に冷却ガスを供給する冷却ガス供給器と、制御器と、を備えた水素生成装置であって、制御器は、水素生成装置の起動時に、冷却ガス供給器を動作させ冷却ガスを供給
すると共に、燃焼排ガスが第２燃焼排ガス流路を通流するように燃焼排ガス流路切替器を制御し、ＣＯ低減器の昇温が完了すると、冷却ガス供給器を停止させ冷却ガスの供給を停止すると共に、燃焼排ガスが第１燃焼排ガス流路を通流するように燃焼排ガス流路切替器を制御する、ことを特徴とする水素生成装置である。
【００２５】
これにより、起動時において、冷却ガス流路を通流する冷却ガスが改質器と熱交換して改質器を冷却し、さらに、改質器と熱交換して高温となった冷却ガスは、燃焼排ガスと合流し、ＣＯ低減器と熱交換してＣＯ低減器を昇温するため、ＣＯ低減器の昇温に要する時間が短縮される。また、改質器を冷却し、ＣＯ低減器を加熱する冷却ガスの量は、加熱器での燃焼に影響することなく設定することができるため、改質器およびＣＯ低減器の昇温速度の調整が容易となる。このように、自立起動時など少ない電力で起動する時に、改質器からＣＯ低減器へ熱を移動させ、ＣＯ低減器の昇温に利用することで、ＣＯ低減器の昇温時間が短くなるため、短時間で水素生成装置を起動することができる。
【００２６】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の水素生成装置において、水を蒸発させて水蒸気を生成する蒸発器を備え、第１燃焼排ガス流路は、燃焼排ガスが蒸発器と熱交換するように構成されていることを特徴とする水素生成装置である。
【００２７】
これにより、水素生成時において、第１燃焼排ガス流路に通流する燃焼排ガスの熱を用いて蒸発器を加熱し、蒸発器において水を蒸発させて発生させた水蒸気を改質器へ供給することができる。燃焼排ガスの熱を有効に用いて水から水蒸気を発生させるため、効率的な運転をすることができる。
【００２８】
第４の発明は、原料と水蒸気との混合ガスから水素含有ガスを生成する改質器と、改質器で生成された水素含有ガスに含まれるＣＯの濃度を低減するＣＯ低減器と、改質器を加熱する加熱器と、加熱器に燃焼用ガスを供給する第１燃焼用ガス流路と、燃焼用ガスが改質器と熱交換した後に燃焼用ガスを加熱器に供給する第２燃焼用ガス流路と、燃焼用ガスを第１燃焼用ガス流路と第２燃焼用ガス流路のどちらか一方に選択的に通流させる燃焼用ガス流路切替器と、加熱器から排出される燃焼排ガスを外部へ排出する第１燃焼排ガス流路と、燃焼排ガスがＣＯ低減器と熱交換後に燃焼排ガスを外部へ排出する第２燃焼排ガス流路と、燃焼排ガスを第１燃焼排ガス流路と第２燃焼排ガス流路のどちらか一方に選択的に通流させる燃焼排ガス流路切替器と、を備えた水素生成装置の運転方法であって、水素生成装置の起動時に、燃焼用ガスが第２燃焼用ガス流路を通流するように燃焼用ガス流路切替器を操作すると共に、燃焼排ガスが第２燃焼排ガス流路を通流するように燃焼排ガス流路切替器を操作し、ＣＯ低減器の昇温が完了すると、燃焼用ガスが第１燃焼用ガス流路を通流するように燃焼用ガス流路切替器を操作すると共に、燃焼排ガスが第１燃焼排ガス流路を通流するように燃焼排ガス流路切替器を操作する、ことを特徴とする水素生成装置の運転方法である。
【００２９】
これにより、起動時において、第２燃焼用ガス流路を通流する燃焼用ガスが改質器と熱交換して改質器を冷却し、改質器との熱交換で高温となった燃焼用ガスは加熱器へ供給され、加熱器にて燃焼用ガスを燃焼して発生した燃焼排ガスを第２燃焼排ガス流路に通流させＣＯ低減器を昇温する。以上により、自立起動時など少ない電力で起動する時に、改質器からＣＯ低減器へ熱を移動させ、ＣＯ低減器の昇温に利用することで、ＣＯ低減器の温度上昇が早くなり水素生成装置の昇温時間が短くなるため、短時間で水素生成装置を起動する運転方法を得ることができる。
【００３０】
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、こ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。また、以下では全ての図を通じて同じ構成要素には同一符号を付して、その重複する説明を省略する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態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１に示すように、本実施の形態の水素生成装置１００は、改質器２０と、ＣＯ低減器３０と、加熱器４０と、制御器８０と、を備える。
【００３１】
改質器２０へは原料供給器１０と水供給器１２とが接続される。改質器２０の流出部とＣＯ低減器３０の流入部は接続されている。
【００３２】
加熱器４０へは、可燃ガス供給器７０が接続され、また、燃焼用ガス供給器６０は、燃焼用ガス流路切替器６３にて分岐する第１燃焼用ガス流路６１および改質器２０と熱交換する改質器熱交換部６４を備える第２燃焼用ガス流路６２を介して接続される。燃焼用ガスの第１燃焼用ガス流路６１または第２燃焼用ガス流路６２の通流は、燃焼用ガス流路切替器６３により切り替えられる。
【００３３】
加熱器４０には、燃焼排ガス流路切替器７３にて合流する第１燃焼排ガス流路７１とＣＯ低減器熱交換部７４を備える第２燃焼排ガス流路７２が接続される。燃焼排ガスの第１燃焼排ガス流路７１または第２燃焼排ガス流路７２の通流は、燃焼排ガス流路切替器７３により切り替えられる。
【００３４】
ここで、改質器２０は、水蒸気改質反応により水蒸気と炭化水素を反応させて水素含有ガスを生成するＲｕを含有する改質触媒が充填された反応器である。ＣＯ低減器３０は、改質器２０により生成された水素含有ガス中に含まれるＣＯをＣＯ変成反応により低減する、銅を含有するＣＯ低減触媒が充填された反応器である。加熱器４０は、可燃ガスである都市ガスを燃焼させ、高温の燃焼排ガスを発生させるバーナである。
【００３５】
改質器２０における水蒸気改質反応に適した温度は、例えば６００℃〜７００℃の範囲であり、また、水蒸気改質反応は吸熱反応であるため、改質器２０を高温に保つには加熱する必要がある。そのため、改質器２０と加熱器４０とは熱交換可能なように隣接して配置される。
【００３６】
また、ＣＯ低減器３０は、水素生成時においてＣＯ変成反応に適した温度、例えば２００℃〜３００℃の範囲、を保てるように、ＣＯ低減器３０は改質器２０から流出する水素含有ガスの流れの下流に、加熱器４０とは直接熱交換しないように配置される。
【００３７】
原料供給器１０は、原料としてインフラを通じて供給される都市ガスを供給するものであり、原料の量を調整して、改質器２０へ供給するブロアである。
【００３８】
水供給器１２は、改質器２０での水蒸気改質反応に用いる水を供給するもので、ここではポンプである。
【００３９】
燃焼用ガス供給器６０は、加熱器４０へ燃焼用ガスとして燃焼空気の供給を行うブロアである。
【００４０】
第１燃焼用ガス流路６１は、燃焼用ガス供給器６０から供給される燃焼空気が通流し、燃焼空気を加熱器４０に供給する配管から構成される。
【００４１】
第２燃焼用ガス流路６２は、燃焼用ガス供給器６０から供給される燃焼空気が通流し、燃焼空気が改質器２０と熱交換した後、加熱器４０に供給されるように構成された配管および改質器熱交換部６４から構成される。
【００４２】
燃焼用ガス流路切替器６３は、燃焼用ガスである燃焼空気の第１燃焼用ガス流路６１または第２燃焼用ガス流路６２のどちらか一方への通流を切り替える三方弁により構成される。
【００４３】
可燃ガス供給器７０は、インフラを通じて供給される都市ガスを供給するもので、可燃ガスの量を調整して、加熱器４０へ供給する。
【００４４】
第１燃焼排ガス流路７１は、加熱器４０から排出される燃焼排ガスが通流し、燃焼排ガスを外部へ排出する配管から構成させる。
【００４５】
第２燃焼排ガス流路７２は、加熱器４０から排出される燃焼排ガスが通流し、燃焼排ガスがＣＯ低減器３０と熱交換した後、外部へ排出されるように構成された配管およびＣＯ低減器熱交換部７４から構成させる。
【００４６】
燃焼排ガス流路切替器７３は、加熱器４０から排出される燃焼排ガスの第１燃焼排ガス流路７１または第２燃焼排ガス流路７２のどちらか一方への通流を切り替える三方弁により構成される。
【００４７】
制御器８０は、ＭＰＵおよびメモリから構成され、演算機能および記憶機能を有し、制御プログラムを記憶し、実行することにより、水素生成装置１００の各種の動作を制御する。制御器８０は、水素生成装置１００に備わる、原料供給器１０と、水供給器１２と、燃焼用ガス供給器６０と、燃焼用ガス流路切替器６３と、可燃ガス供給器７０と、燃焼排ガス流路切替器７３と、その動作を制御するため、電気信号により接続される。
【００４８】
以上のように構成された本実施の形態の水素生成装置１００について、以下その動作、作用を説明する。以下の動作は、制御器８０が水素生成装置１００に備わる、原料供給器１０と、水供給器１２と、燃焼用ガス供給器６０と、燃焼用ガス流路切替器６３と、可燃ガス供給器７０と、燃焼排ガス流路切替器７３と、を制御することによって行われる。
【００４９】
先ず、水素生成装置１００に備わる改質器２０およびＣＯ低減器３０を水素生成に適した触媒反応温度とするための、起動時の動作について記載する。
【００５０】
起動時において、燃焼用ガスである燃焼空気が、第２燃焼用ガス流路６２を通流するように燃焼用ガス流路切替器６３を切り替える。同時に、燃焼排ガスが第２燃焼排ガス流路７２を通流するように燃焼排ガス流路切替器７３を切り替える。
【００５１】
この状態において、燃焼用ガス供給器６０および可燃ガス供給器７０を動作させ、加熱器４０へ燃焼空気と都市ガスとを供給して、加熱器４０にて都市ガスを燃焼させ改質器２０の昇温を開始する。このとき、加熱器４０に供給する都市ガス量は、加熱器４０の加熱能力の最大値に相当するガス量を供給する。
【００５２】
このとき、燃焼用ガスである燃焼空気は第２燃焼用ガス流路６２を通流し、改質器熱交換部６４を介して改質器２０と熱交換を行い、改質器２０を冷却した後、加熱器４０へ供給される。加熱器４０から排出される高温の燃焼排ガスは、第２燃焼排ガス流路７２を通流し、ＣＯ低減器熱交換部７４を介してＣＯ低減器３０の昇温を開始する。
【００５３】
燃焼用ガス供給器６０から供給された燃焼空気を第１燃焼用ガス流路６１に通流させることで、改質器熱交換部６４を介して改質器２０は冷却されるため、改質器２０の過昇温を回避しつつ、加熱器４０の燃焼量を低減することなく維持することができる。
【００５４】
また、燃焼排ガスによりＣＯ低減器熱交換部７４を介して昇温されるＣＯ低減器３０の昇温速度は、高い値を維持することができる。
【００５５】
昇温開始後、加熱器４０および加熱器４０から排出される燃焼排ガスにより、改質器２０およびＣＯ低減器３０は昇温し、水素生成に適した触媒反応温度、改質器２０は６００℃、ＣＯ低減器３０は２００℃となって、昇温を完了する。
【００５６】
以上のように、改質触媒が６００℃まで昇温し、ＣＯ低減器３０が２００℃まで昇温して、昇温が完了するのに要する時間は、燃焼空気により改質器２０を冷却しない場合に比べて短縮することができる。
【００５７】
次に、改質器２０およびＣＯ低減器３０の昇温が完了した後の水素生成時の動作について記載する。
【００５８】
改質器２０およびＣＯ低減器３０の昇温が完了すると、加熱器４０での燃焼量を改質器２０での改質反応に適した量へと変更し、燃焼用ガスである燃焼空気が第１燃焼用ガス流路６１を通流するように燃焼用ガス流路切替器６３を切り替え、また、加熱器４０から排出される燃焼排ガスが第１燃焼排ガス流路７１を通流するように燃焼排ガス流路切替器７３を切り替える。
【００５９】
引き続き、原料供給器１０および水供給器１２から原料と水の供給を開始し、原料と水が供給された改質器２０は、改質触媒の触媒作用である水蒸気改質反応により、水素とＣＯを含む水素含有ガスを生成する。改質器２０で生成された水素含有ガスは、ＣＯ低減器３０へ供給される。ＣＯ低減器３０では、水素含有ガス中のＣＯと水蒸気とがＣＯ低減触媒の作用で反応し、水素含有ガス中のＣＯ濃度が０．１〜０．２％程度まで低減される。
【００６０】
このとき、燃焼用ガスである燃焼空気は第２燃焼用ガス流路６２を通流させず、第１燃焼用ガス流路６１を通流させるため、燃焼空気による第２燃焼用ガス流路６２の改質器熱交換部６４での改質器２０の冷却は行われず、効率的に改質反応に適した温度を維持することができる。
【００６１】
また、加熱器４０から排出される燃焼排ガスは第２燃焼排ガス流路７２を通流させず、第１燃焼排ガス流路７１を通流させる。ＣＯ低減器３０は高温の燃焼排ガスにより加熱されないため、ＣＯ低減器３０はＣＯ変成反応に適した温度を維持することができる。
【００６２】
以上のように、本実施の形態の水素生成装置１００は、原料と水蒸気との混合ガスから水素含有ガスを生成する改質器２０と、改質器２０で生成された水素含有ガスに含まれるＣＯの濃度を低減するＣＯ低減器３０と、改質器２０を加熱する加熱器４０と、加熱器４０に燃焼用ガスである燃焼空気を供給する第１燃焼用ガス流路６１と、燃焼空気が改質器２０と熱交換した後に燃焼空気を加熱器４０に供給する第２燃焼用ガス流路６２と、燃焼空気を第１燃焼用ガス流路６１と第２燃焼用ガス流路６２のどちらか一方に選択的に通流させる燃焼用ガス流路切替器６３と、加熱器４０から排出される燃焼排ガスを外部へ排出する第１燃焼排ガス流路７１と、燃焼排ガスがＣＯ低減器３０と熱交換後に燃焼排ガスを外部へ排出する第２燃焼排ガス流路７２と、燃焼排ガスを第１燃焼排ガス流路７１と第２燃焼排ガス流路７２のどちらか一方に選択的に通流させる燃焼排ガス流路切替器７３と、制御器８０と、を備えている。
【００６３】
そして、制御器８０は、水素生成装置１００の起動時に、燃焼空気が第２燃焼用ガス流路６２を通流するように燃焼用ガス流路切替器６３を制御すると共に、燃焼排ガスが第２燃焼排ガス流路７２を通流するように燃焼排ガス流路切替器７３を制御し、ＣＯ低減器３
０の昇温が完了すると、燃焼空気が第１燃焼用ガス流路６１を通流するように燃焼用ガス流路切替器６３を制御すると共に、燃焼排ガスが第１燃焼排ガス流路７１を通流するように燃焼排ガス流路切替器７３を制御する。
【００６４】
これにより、起動時において、第２燃焼用ガス流路６２を通流する燃焼用ガスが改質器２０と熱交換して改質器２０を冷却し、さらに、改質器２０との熱交換で高温となった燃焼用ガスが加熱器４０へ供給され、加熱器４０にて燃焼用ガスを燃焼して発生した高温の燃焼排ガスをＣＯ低減器３０と熱交換する第２燃焼排ガス流路７２を通流させＣＯ低減器３０を昇温する。
【００６５】
以上により、自立起動時など少ない電力で起動する時に、改質器２０からＣＯ低減器３０へ熱を移動させ、ＣＯ低減器３０の昇温に利用することで、ＣＯ低減器３０の温度上昇が早くなり水素生成装置１００の昇温時間が短くなるため、短時間で水素生成装置１００を起動することができる。
【００６６】
また、本実施の形態では、燃焼用ガスである燃焼空気の第１燃焼用ガス流路６１または第２燃焼用ガス流路６２のどちらか一方への通流を切り替える燃焼用ガス流路切替器６３を用いたが、燃焼用ガスである燃焼空気を分流して第１燃焼用ガス流路６１と第２燃焼用ガス流路６２との通流量を調節可能な分流器を用いてもよい。
【００６７】
分流器を用い、起動時において、第２燃焼用ガス流路６２を通流する燃焼用ガスの通流量を調節することにより、改質器２０と熱交換する燃焼用ガスの量を変化させ改質器２０の昇温速度を調節することができる。これにより、起動前の改質器２０とＣＯ低減器３０の温度に応じて、改質器２０の昇温に要する時間を調節することができる。
【００６８】
また、本実施の形態では、燃焼排ガスの第１燃焼排ガス流路７１または第２燃焼排ガス流路７２のどちらか一方への通流を切り替える燃焼排ガス流路切替器７３を用いたが、燃焼排ガスを分流して第１燃焼排ガス流路７１と第２燃焼排ガス流路７２との通流量を調節可能な分流器を用いてもよい。
【００６９】
起動時において、第２燃焼排ガス流路７２を通流する燃焼排ガスの通流量を調節することにより、ＣＯ低減器３０と熱交換する燃焼排ガスの量を変化させＣＯ低減器３０の昇温速度を調節し、起動前の改質器２０とＣＯ低減器３０の温度に応じて、ＣＯ低減器３０の昇温に要する時間を調節することができる。
【００７０】
また、本実施の形態では、改質器２０と熱交換して改質器２０を冷却するガスとして燃焼空気を用いたが、改質器２０と熱交換して加熱器４０へ供給可能な燃焼用ガス（熱媒体）であればよく、燃焼空気のほかに都市ガス等の可燃ガス等を用いてもよい。
【００７１】
また、本実施の形態では、燃焼用ガスである燃焼空気の第１燃焼用ガス流路６１または第２燃焼用ガス流路６２のどちらか一方への通流を切り替える燃焼用ガス流路切替器６３を用いたが、燃焼用ガス流路切替器６３を備えずに、第１燃焼用ガス流路６１と第２燃焼用ガス流路６２へ燃焼用ガスを供給する燃焼用ガス供給器を個別に備えてもよい。
【００７２】
起動時において、第１燃焼用ガス流路６１と第２燃焼用ガス流路６２を通流する燃焼用ガスの通流量を調節することにより、改質器２０と熱交換する燃焼用ガスの量を変化させ改質器２０の昇温速度を調節し、起動前の改質器２０とＣＯ低減器３０の温度に応じて、改質器２０とＣＯ低減器３０の昇温に要する時間を調節することができる。
【００７３】
また、本実施の形態では、燃焼排ガスの第１燃焼排ガス流路７１または第２燃焼排ガス
流路７２のどちらか一方への通流を切り替える燃焼排ガス流路切替器７３を用いたが、第１燃焼排ガス流路７１と第２燃焼排ガス流路７２との通流量を個別に調節可能な制御弁をそれぞれの流路に備えてもよい。
【００７４】
起動時において、第２燃焼排ガス流路７２を通流する燃焼排ガスの通流量を調節することにより、ＣＯ低減器３０と熱交換する燃焼排ガスの量を変化させＣＯ低減器３０の昇温速度を調節し、起動前の改質器２０とＣＯ低減器３０の温度に応じて、改質器２０とＣＯ低減器３０の昇温に要する時間を調節することができる。
【００７５】
また、本実施の形態では、起動時において、燃焼空気により改質器２０を冷却し、加熱器４０の燃焼量を低減することなく維持する場合について記載したが、燃焼排ガスによるＣＯ低減器３０の加熱量が少なく、改質器２０に比べＣＯ低減器３０の昇温時間が長くなる場合においても、ＣＯ低減器３０の昇温時間を短縮させ、短時間で水素生成装置１００を起動することができる。
【００７６】
この場合は、改質器２０の昇温が完了すると、改質器２０の過昇温を抑制するために加熱器４０の燃焼量を低減させる必要があるが、燃焼空気で改質器２０は冷却されているため、加熱器４０の燃焼量の低減を抑制することができる。このため、ＣＯ低減器３０の昇温速度の低下を緩和し、ＣＯ低減器３０の昇温時間が短縮することで、水素生成装置の昇温時間が短くなるため、短時間で水素生成装置を起動することができる。
【００７７】
（実施の形態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２に示すように、本実施の形態の水素生成装置１０１は、改質器２０と、ＣＯ低減器３０と、加熱器４０と、蒸発器５０と、制御器８１と、を備える。
【００７８】
蒸発器５０には原料を供給する原料供給器１０と水を供給する水供給器１２とが接続され、蒸発器５０の流出部と改質器２０の流入部は接続され、改質器２０の流出部とＣＯ低減器３０の流入部は接続される。
【００７９】
加熱器４０には、燃焼空気供給器６８および可燃ガス供給器７０が接続される。加熱器４０からは、燃焼排ガス流路切替器７３にて合流する蒸発器熱交換部７６を備える第１燃焼排ガス流路７５およびＣＯ低減器熱交換部７４を備える第２燃焼排ガス流路７２が接続される。なお、燃焼排ガスの第１燃焼排ガス流路７５または第２燃焼排ガス流路７２の通流は、燃焼排ガス流路切替器７３により切り替えられる。
【００８０】
冷却ガス供給器６５には、改質器熱交換部６７を備える冷却ガス流路６６が接続され、冷却ガス流路６６は第２燃焼排ガス流路７２へ接続される。
【００８１】
蒸発器５０は、水を加熱して水蒸気を発生させるため、蒸発器熱交換部７６にて、燃焼排ガスと水との熱交換を行う流路から構成される。
【００８２】
冷却ガス供給器６５は、冷却ガス流路６６へ冷却ガスである空気の供給を行うブロアである。
【００８３】
冷却ガス流路６６は、冷却ガス供給器６５から供給される冷却ガスとしての空気が通流し、空気が改質器熱交換部６７において改質器２０と熱交換した後、第２燃焼排ガス流路７２に供給されるように構成された配管および改質器熱交換部６７から構成させる。
【００８４】
燃焼空気供給器６８は、加熱器４０へ燃焼空気の供給を行うブロアである。
【００８５】
第１燃焼排ガス流路７５は、加熱器４０から排出される燃焼排ガスが通流し、燃焼排ガスが蒸発器５０と熱交換する蒸発器熱交換部７６を備え、燃焼排ガスが蒸発器５０と熱交換した後、燃焼排ガスを外部へ排出する配管から構成させる。
【００８６】
制御器８１は、ＭＰＵおよびメモリから構成され、演算機能および記憶機能を有し、制御プログラムを記憶し、実行することにより、水素生成装置１０１の各種の動作を制御する。制御器８１は、水素生成装置１０１に備わる、原料供給器１０と、水供給器１２と、燃焼空気供給器６８と、冷却ガス供給器６５と、可燃ガス供給器７０と、燃焼排ガス流路切替器７３と、その動作を制御するため、電気信号により接続される。
【００８７】
本実施の形態における原料供給器１０と、水供給器１２と、改質器２０と、ＣＯ低減器３０と、加熱器４０と、可燃ガス供給器７０と、第２燃焼排ガス流路７２と、燃焼排ガス流路切替器７３と、ＣＯ低減器熱交換部７４とは、実施の形態１と同じ構成要素であり、その重複する説明は省略する。
【００８８】
本実施の形態と実施の形態１との主要な違いは、燃焼空気は燃焼空気供給器６８から加熱器４０へ直接供給され、冷却ガスである空気により改質器２０を冷却する改質器熱交換部６７を備える冷却ガス流路６６へ空気の供給を行う冷却ガス供給器６５を備え、冷却ガス流路６６は第２燃焼排ガス流路７２へ接続され、また、蒸発器５０を備え、第１燃焼排ガス流路７５には、蒸発器５０と熱交換する蒸発器熱交換部７６を備えることである。
【００８９】
以上のように構成された本実施の形態の水素生成装置１０１について、以下その動作、作用を説明する。以下の動作は、制御器８１が、水素生成装置１０１に備わる、原料供給器１０と、水供給器１２と、燃焼空気供給器６８と、冷却ガス供給器６５と、可燃ガス供給器７０と、燃焼排ガス流路切替器７３と、を制御することによって行われる。
【００９０】
先ず、水素生成装置１０１の改質器２０、ＣＯ低減器３０を水素生成に適した触媒反応温度とするための、起動時の動作について記載する。
【００９１】
起動時において、燃焼排ガスが第２燃焼排ガス流路７２を通流するように燃焼排ガス流路切替器７３を制御する。この状態において、燃焼空気供給器６８と、冷却ガス供給器６５と、可燃ガス供給器７０と、を動作させ、加熱器４０へ燃焼空気と都市ガスとを供給して、加熱器４０にて都市ガスを燃焼させ改質器２０の昇温を開始する。
【００９２】
このとき、冷却ガス供給器６５から供給された冷却ガスである空気は冷却ガス流路６６を通流し、改質器熱交換部６７を介して、改質器２０と熱交換を行い、改質器２０を冷却した後、第２燃焼排ガス流路７２へ供給される。
【００９３】
加熱器４０から排出される高温の燃焼排ガスは、冷却ガス流路６６を通流し高温となった冷却ガスである空気と合流し、第２燃焼排ガス流路７２を通流し、ＣＯ低減器熱交換部７４を介してＣＯ低減器３０の昇温を開始する。
【００９４】
昇温開始後、加熱器４０および加熱器４０から排出される燃焼排ガスにより、改質器２０およびＣＯ低減器３０は昇温し、水素生成に適した触媒反応温度、改質器２０は６００℃、ＣＯ低減器３０は２００℃となって、昇温を完了する。ここで、冷却ガスである空気の供給量を制御し、ＣＯ低減器３０が２００℃まで昇温する時間と改質器２０が６００℃まで昇温する時間とを同程度になるように調節する。
【００９５】
冷却ガスである空気を冷却ガス流路６６に通流させることで、改質器熱交換部６７を介
して改質器２０が冷却されるため、改質器２０の昇温速度は低下する。
【００９６】
また、加熱器４０から排出される高温の燃焼排ガスは、冷却ガス流路６６を通流し高温となった空気と合流し、第２燃焼排ガス流路７２のＣＯ低減器熱交換部７４を介してＣＯ低減器３０を昇温するため、ＣＯ低減器３０の昇温速度は増加する。冷却ガスである空気の供給量を調節することにより、ＣＯ低減器３０が２００℃まで昇温する時間は、改質器２０が６００℃まで昇温する時間と同程度に短縮することができる。
【００９７】
次に、改質器２０、ＣＯ低減器３０が水素生成に適した触媒反応温度へと昇温し、昇温が完了した後の水素生成時の動作について記載する。
【００９８】
改質器２０およびＣＯ低減器３０の昇温が完了すると、加熱器４０から排出される燃焼排ガスが第１燃焼排ガス流路７５を通流するように燃焼排ガス流路切替器７３を制御し、冷却ガス供給器６５による冷却ガスである空気の供給を停止する。
【００９９】
続いて、原料供給器１０および水供給器１２から原料と水の供給し、水素生成を開始する。蒸発器５０において、原料と水は燃焼排ガスと熱交換をする蒸発器熱交換部７６にて燃焼排ガスにより加熱され、原料と水蒸気の混合ガスが生成され、改質器２０へ供給される。
【０１００】
改質器２０では、改質触媒の触媒作用である水蒸気改質反応により、原料から水素とＣＯを含む水素含有ガスを生成する。改質器２０で生成された水素含有ガスは、ＣＯ低減器３０へ供給される。ＣＯ低減器３０では、水素含有ガス中のＣＯと水蒸気とがＣＯ低減触媒の作用で反応し、水素含有ガス中のＣＯ濃度が０．１〜０．２％程度まで低減される。
【０１０１】
このとき、冷却ガス供給器６５は冷却ガスである空気の供給は行わないため、冷却ガス流路６６の改質器熱交換部６７での改質器２０の冷却は行われず、効率的に改質反応に適した温度を維持することができる。
【０１０２】
また、加熱器４０から排出される燃焼排ガスは第２燃焼排ガス流路７２を通流せず、第１燃焼排ガス流路７５を通流する。ＣＯ低減器３０は高温の燃焼排ガスにより加熱されないため、ＣＯ低減器３０はＣＯ変成反応に適した温度を維持することができる。
【０１０３】
以上のように、本実施の形態の水素生成装置１０１は、原料と水蒸気との混合ガスから水素含有ガスを生成する改質器２０と、改質器２０で生成された水素含有ガスに含まれるＣＯの濃度を低減するＣＯ低減器３０と、改質器２０を加熱する加熱器４０と、加熱器４０から排出される燃焼排ガスを外部へ排出する第１燃焼排ガス流路７５と、加熱器４０から排出される燃焼排ガスがＣＯ低減器３０と熱交換後に燃焼排ガスを外部へ排出する第２燃焼排ガス流路７２と、燃焼排ガスを第１燃焼排ガス流路７５と第２燃焼排ガス流路７２のどちらか一方に選択的に通流させる燃焼排ガス流路切替器７３と、改質器２０と熱交換して改質器２０を冷却する空気が通流し第２燃焼排ガス流路７２の上流側に接続される冷却ガス流路６６と、冷却ガス流路６６に空気を供給する冷却ガス供給器６５と、制御器８１と、を備えている。
【０１０４】
そして、制御器８１は、水素生成装置１０１の起動時に、冷却ガス供給器６５を動作させ冷却ガスである空気を供給すると共に、燃焼排ガスが第２燃焼排ガス流路７２を通流するように燃焼排ガス流路切替器７３を制御し、ＣＯ低減器３０の昇温が完了すると、冷却ガス供給器６５を停止させ冷却ガスである空気の供給を停止すると共に、燃焼排ガスが第１燃焼排ガス流路７５を通流するように燃焼排ガス流路切替器７３を制御する。
【０１０５】
これにより、起動時において、冷却ガス流路６６を通流する冷却ガスが改質器２０と熱交換して改質器２０を冷却し、改質器２０と熱交換して高温となった冷却ガスは、第２燃焼排ガス流路７２へ通流し、燃焼排ガスと合流し、ＣＯ低減器３０と熱交換してＣＯ低減器３０を昇温するため、ＣＯ低減器３０の昇温に要する時間が短縮される。
【０１０６】
また、改質器２０を冷却し、ＣＯ低減器３０を昇温する冷却ガスの量は、加熱器４０での燃焼に影響することなく設定することができるため、改質器２０およびＣＯ低減器３０の昇温速度の調整が容易となる。
【０１０７】
このように、自立起動時など少ない電力で起動する時に、改質器２０からＣＯ低減器３０へ熱を移動させ、ＣＯ低減器３０の昇温に利用することで、ＣＯ低減器３０の昇温時間が短くなるため、短時間で水素生成装置１０１を起動することができる。
【０１０８】
また、本実施の形態では、燃焼排ガスの第１燃焼排ガス流路７５または第２燃焼排ガス流路７２のどちらか一方への通流を切り替える燃焼排ガス流路切替器７３を用いたが、燃焼排ガスを分流して第１燃焼排ガス流路７５と第２燃焼排ガス流路７２との通流量を調節可能な分流器を用いてもよい。
【０１０９】
起動時において、第２燃焼排ガス流路７２の通流量を調節することにより、ＣＯ低減器３０と熱交換する燃焼排ガスの量を変化させＣＯ低減器３０の昇温を調節することができる。これにより、起動前の改質器２０とＣＯ低減器３０の温度に応じて、昇温に要する時間を調節することができる。
【０１１０】
また、本実施の形態では、燃焼排ガスの第１燃焼排ガス流路７５または第２燃焼排ガス流路７２のどちらか一方への通流を切り替える燃焼排ガス流路切替器７３を用いたが、第１燃焼排ガス流路７５と第２燃焼排ガス流路７２との通流量を個別に調節可能な制御弁をそれぞれの流路に備えてもよい。
【０１１１】
起動時において、第２燃焼排ガス流路７２を通流する燃焼排ガスの通流量を調節することにより、ＣＯ低減器３０と熱交換する燃焼排ガスの量を変化させＣＯ低減器３０の昇温速度を調節し、起動前の改質器２０とＣＯ低減器３０の温度に応じて、改質器２０とＣＯ低減器３０の昇温に要する時間を調節することができる。
【０１１２】
また、本実施の形態では、改質器２０と熱交換して改質器２０を冷却するガスとして、空気を用いたが、改質器２０と熱交換可能なガス（熱媒体）であればよい。
【０１１３】
また、本実施の形態では、燃焼空気供給器６８および冷却ガス供給器６５と個別に設け、それぞれ空気を供給したが、一つの空気供給器から空気を分流して加熱器４０と冷却ガス流路６６に供給してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
以上のように、本発明にかかる水素生成装置およびその運転方法は、低消費電力で短時間での水素生成装置の起動を可能とするため、水素生成装置及びそれを用いた燃料電池システムに応用できる。
【符号の説明】
【０１１５】
１０  原料供給器
１２  水供給器
２０  改質器
３０  ＣＯ低減器
４０  加熱器
５０  蒸発器
６０  燃焼用ガス供給器
６１  第１燃焼用ガス流路
６２  第２燃焼用ガス流路
６３  燃焼用ガス流路切替器
６４  改質器熱交換部
６５  冷却ガス供給器
６６  冷却ガス流路
６７  改質器熱交換部
６８  燃焼空気供給器
７０  可燃ガス供給器
７１  第１燃焼排ガス流路
７２  第２燃焼排ガス流路
７３  燃焼排ガス流路切替器
７４  ＣＯ低減器熱交換部
７５  第１燃焼排ガス流路
７６  蒸発器熱交換部
８０  制御器
８１  制御器
１００  水素生成装置
１０１  水素生成装置
【図１】
2019099430.tif 000003
【図２】
2019099430.tif 000004
【図３】
2019099430.tif 000005