(57)【要約】【課題】非酸化性ガスが封止されているガス流路内の圧力を外部の供給設備に依存することなく昇圧させることができる水素生成装置の保存方法を提供する。【解決手段】触媒層を有し、該触媒層において原料ガスが触媒反応をして水素含有ガスが生成され、該水素含有ガスが排出されるように構成されたガス流路を有する水素生成装置において、非酸化性ガスを充満した前記ガス流路と外部との連通を遮断して前記ガス流路を封止する封止ステップＳ１を有する、水素生成装置の保存方法であって、封止ステップＳ１後に、非酸化性ガスを蒸散する液体を、前記封止されたガス流路に導入する、導入ステップＳ３を有する水素生成装置の保存方法。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒層を有し、該触媒層において原料ガスが触媒反応をして水素含有ガスが生成され、該水素含有ガスが排出されるように構成されたガス流路を有する水素生成装置において、非酸化性ガスを充満した前記ガス流路と外部との連通を遮断して前記ガス流路を封止する封止ステップを有する、水素生成装置の保存方法であって、
前記封止ステップ後に、非酸化性ガスを蒸散する液体を、前記封止されたガス流路に導入する、導入ステップを有する、水素生成装置の保存方法。
【請求項２】
前記液体は、エタノール、メタノール、ヘキサン、シクロヘキサン、ペンタン及びシクロペンタンからなる群より選択される少なくとも１種によって構成されている、請求項１に記載の水素生成装置の保存方法。
【請求項３】
前記非酸化性ガスは、前記原料ガスである、請求項１に記載の水素生成装置の保存方法。
【請求項４】
前記封止されたガス流路の圧力に応じて、前記導入ステップを行うか否かを判定する判定ステップを有する、請求項１に記載の水素生成装置の保存方法。
【請求項５】
前記水素生成装置は、前記ガス流路が外部に通ずるガス流路端部において前記ガス流路を開閉する開閉部を有し、
前記封止ステップは、前記ガス流路に前記非酸化性ガスを充満させた状態で、前記開閉部を閉止して行い、
前記導入ステップは、前記開閉部のうちの少なくとも１つの補圧用開閉器に前記液体を収容する補圧容器を装着する装着ステップと、前記補圧用開閉器を開放して前記補圧容器内と前記ガス流路とを連通させる開通ステップと、を有する、請求項１に記載の水素生成装置の保存方法。
【請求項６】
前記補圧容器は、内部に前記液体を収容する本体部と、前記本体部と外部との連通及び遮断を切換可能に構成された、接続部と、を有し、
前記装着ステップは、前記閉止状態の前記補圧用開閉器に閉止状態の前記接続部を接続して行い、
前記開通ステップは、前記補圧用開閉器及び前記接続部を開放して行う、請求項５に記載の水素生成装置の保存方法。
【請求項７】
内部に非酸化性ガスを蒸散する液体を収容する本体部と、
前記本体部と外部との連通及び遮断を切換可能に構成された接続部と、を有し、
前記接続部は、触媒層を有し、該触媒層において原料ガスが触媒反応をして水素含有ガスが生成され、該水素含有ガスが排出されるように構成されたガス流路を有する水素生成装置の、前記ガス流路が外部に通ずる全てのガス流路端部において前記ガス流路を開閉する開閉部のうちの少なくとも１つに着脱可能に構成された、補圧容器。
【請求項８】
触媒層を有し、該触媒層において原料ガスが触媒反応をして水素含有ガスが生成され、該水素含有ガスが排出されるように構成されたガス流路、及び前記ガス流路が外部に通ずるガス流路端部において前記ガス流路を開閉する開閉部、を有し、前記ガス流路に非酸化性ガスが充満した状態で前記開閉部が閉止された水素生成装置と、
非酸化性ガスを蒸散する液体を収容する補圧容器と、を有し、
前記開閉部のうちの少なくとも１つに前記補圧容器が装着された、水素生成装置の保存処理体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素生成装置の保存方法、ならびにその保存方法の実施に使用する補圧容器及び水素生成装置の保存処理体に関する。特に燃料電池のアノードガス生成用に用いられる水素生成装置の保存方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池のアノードガス生成用に用いられる水素生成装置は、天然ガス、ＬＰＧ、ナフサ、ガソリン、灯油等の炭化水素系原料ガス及びメタノール等のアルコール系原料ガスの少なくとも一方の原料ガスが供給され、触媒層において前記原料ガスが触媒反応をして水素含有ガスが生成され、水素含有ガスが排出されるようにガス流路が構成されている。
【０００３】
特にこの触媒層には改質触媒が配設されていて、水蒸気が添加された原料ガスが水蒸気改質反応によって水素含有ガスに改質される。
【０００４】
また、燃料電池が高分子電解質形燃料電池（ＰＥＦＣ）の場合には、アノードガスには湿度が必要なことから、改質反応に余剰の水蒸気が水素含有ガスに含有されている。
【０００５】
さらに、この水蒸気改質反応では、一酸化炭素（以下、ＣＯと略称する。）が副成分として生成され、水素含有ガス中にはＣＯが約１０〜１５％含まれる。水素含有ガス中に含まれるＣＯは、燃料電池の電極触媒を被毒して発電能力を低下させる。このため、水素生成装置には、水素含有ガス中のＣＯと水蒸気とを変成反応させたり、水素含有ガスに酸素を添加してＣＯを酸化反応させたりして、ＣＯ濃度が低減させる触媒層も構成されている場合が多い。つまり、水素生成装置内のガス流路には、水蒸気改質反応を行う改質器、変成反応を行う変成器及び酸化反応を行うＣＯ除去器の３つの触媒層が構成されている。
【０００６】
改質器には、改質触媒が配設されている。改質触媒には、一般的には、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）等の貴金属系触媒及びニッケル（Ｎｉ）系からなる群の中から選択される少なくとも１種が用いられている。
【０００７】
変成器に配設されている変成触媒には、一般的には、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ等の貴金属系触媒、銅（Ｃｕ）−亜鉛（Ｚｎ）系触媒及び鉄（Ｆｅ）−クロム（Ｃｒ）系触媒からなる群の中から選択される少なくとも１種が用いられている。
【０００８】
ＣＯ除去器に配設されている酸化触媒には、一般的には、Ｐｔ系触媒、Ｒｕ系触媒が用いられている。
【０００９】
これら触媒は、酸化雰囲気に晒されると触媒活性が劣化する。したがって、水素生成装置の保存は、還元雰囲気下で行うことが好適である。
【００１０】
こうしたことから、還元雰囲気を維持する水素生成装置の保存方法が種々提案されている。例えば、特許文献１では、水素生成装置内の残留ガスを原料ガスガスで置換して、所定の時期に原料ガスガスを水素生成装置内に導入して水素生成装置内が負圧となる事態を防止する方法が開示されている。
【００１１】
また、特許文献２では、水素生成装置内の残留ガスを水蒸気で置換して、水蒸気が凝縮しないように保温処理をする停止保管方法が開示されている。
【００１２】
さらに、特許文献３では、水素生成装置内に水素含有ガスを残留させたまま、所定の時期に原料ガスガスを水素生成装置内に導入して水素生成装置内が外気圧に対して負圧となる事態を防止する保管方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３０７２３６号公報
【特許文献２】特開２００２−８０２０４号公報
【特許文献３】特開２００５−７１９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、特許文献１乃至３に例示されるように、外部からの気体の導入あるいは外部からの加熱によって、水素生成装置内が負圧となる事態を防止する方法では、水素生成装置を何らかの供給設備に係属させる必要がある。
【００１４】
一方で、こうした供給設備は、何らかの理由によって長期に及んで正常に稼働し得ないおそれがある。あるいは、製造後在庫保存される水素生成装置を何らかの供給設備に係属させることは、在庫コストの上昇を招来する。
【００１５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、非酸化性ガスが封止されているガス流路内の圧力を外部の供給設備に依存することなく昇圧させることができる水素生成装置の保存方法を提供することを目的とする。また、本発明は、本発明の保存方法の実施に使用する補圧容器及び水素生成装置の保存処理体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】
【００１６】
ある気体物質が充満されている閉鎖空間に、別の種類の液体物質が導入された場合には、導入された液体物質が有する蒸気圧によって、閉鎖空間内は昇圧される。
【００１７】
本発明者らは、この蒸気圧を利用することによって、非酸化性ガスが封止されているガス流路内の圧力を外部の供給設備に依存することなく昇圧させることができるものと考え、鋭意研究の結果、本発明に想到した。
【００１８】
すなわち、上記の発明を解決するため、第１の本発明の水素生成装置の保存方法は、触媒層を有し、該触媒層において原料ガスが触媒反応をして水素含有ガスが生成され、該水素含有ガスが排出されるように構成されたガス流路を有する水素生成装置において、非酸化性ガスを充満した前記ガス流路と外部との連通を遮断して前記ガス流路を封止する封止ステップを有する、水素生成装置の保存方法であって、
前記封止ステップ後に、非酸化性ガスを蒸散する液体を、前記封止されたガス流路に導入する、導入ステップを有する。
【００１９】
このような構成とすると、非酸化性ガスを蒸散する液体の蒸気圧を利用してガス流路内の圧力を昇圧させることができるので、非酸化性ガスが封止されているガス流路内の圧力を外部の供給設備に依存することなく昇圧させることができる。
【００２０】
第２の本発明の水素生成装置の保存方法は、前記液体は、エタノール、メタノール、ヘキサン、シクロヘキサン、ペンタン及びシクロペンタンからなる群より選択される少なくとも１種によって構成されているとよい。
【００２１】
このように構成すると、本発明の水素生成装置の保存方法をより確実に行うことができる。
【００２２】
第３の本発明の水素生成装置の保存方法は、前記非酸化性ガスは、前記原料ガスであるとよい。
【００２３】
このように構成すると、原料ガス系統から供給される原料ガスを非酸化性ガスとして利用できるので、本発明の水素生成装置の保存方法をより簡素な構成で実現することができる。
【００２４】
第４の本発明の水素生成装置の保存方法は、前記封止されたガス流路の圧力に応じて、前記導入ステップを行うか否かを判定する判定ステップを有するとよい。
【００２５】
このように構成すると、必要な状況においてのみ導入ステップを行えばよいので、補圧容器の使用量あるいは非酸化性ガスを蒸散する液体の消費量を削減することができる。
【００２６】
第５の本発明の水素生成装置の保存方法は、前記水素生成装置は、前記ガス流路が外部に通ずる全てのガス流路端部において前記ガス流路を開閉する開閉部を有し、
前記封止ステップは、前記ガス流路に前記非酸化性ガスを充満させた状態で、全ての前記開閉部を閉止して行い、
前記導入ステップは、前記開閉部のうちの少なくとも１つの補圧用開閉器に前記液体を収容する補圧容器を装着する装着ステップと、前記補圧用開閉器を開放して前記補圧容器内と前記ガス流路とを連通させる開通ステップと、を有するとよい。
【００２７】
このように構成すると、補圧容器の使用によって、水素生成装置の運搬時及び在庫時の取り扱いをより容易にすることができる。
【００２８】
第６の本発明の水素生成装置の保存方法は、前記補圧容器が、内部に前記液体を収容する本体部と、前記本体部と外部との連通及び遮断を切換可能に構成された、接続部と、を有し、
前記装着ステップは、前記閉止状態の前記補圧用開閉器に閉止状態の前記接続部を接続して行い、
前記開通ステップは、前記補圧用開閉器及び前記接続部を開放して行うとよい。
【００２９】
このように構成すると、補圧容器内への異物の混入や非酸化性ガスを蒸散する液体の酸化を防止することができる。
【００３０】
第７の本発明の補圧容器は、内部に非酸化性ガスを蒸散する液体を収容する本体部と、
前記本体部と外部との連通及び遮断を切換可能に構成された接続部と、を有し、
前記接続部は、触媒層を有し、該触媒層において原料ガスが触媒反応をして水素含有ガスが生成され、該水素含有ガスが排出されるように構成されたガス流路を有する水素生成装置の、前記ガス流路が外部に通ずる全てのガス流路端部において前記ガス流路を開閉する開閉部のうちの少なくとも１つに着脱可能に構成されている。
【００３１】
このように構成すると、本発明の補圧容器を使用して、本発明の水素生成装置の保存方法を実施することができる。また、補圧容器の使用によって、水素生成装置の運搬時及び在庫時の取り扱いをより容易にすることができる。
【００３２】
第８の本発明の水素生成装置の保存処理体は、触媒層を有し、該触媒層において原料ガスが触媒反応をして水素含有ガスが生成され、該水素含有ガスが排出されるように構成されたガス流路、及び前記ガス流路が外部に通ずるガス流路端部において前記ガス流路を開閉する開閉部、を有し、前記ガス流路に非酸化性ガスが充満した状態で前記開閉部が閉止された水素生成装置と、
非酸化性ガスを蒸散する液体を収容する補圧容器と、を有し、
前記開閉部のうちの少なくとも１つに前記補圧容器が装着されている。
【００３３】
このように構成すると、本発明の水素生成装置の保存処理体を使用して、本発明の水素生成装置の保存方法を実施するができる。また、補圧容器の使用によって、水素生成装置の運搬時及び在庫時の取り扱いをより容易にすることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の水素生成装置の保存方法によれば、非酸化性ガスが封止されているガス流路内の圧力を外部の供給設備に依存することなく昇圧させることができる。したがって、ガス流路への外気の進入をより抑制することができる。また、ガス流路内の圧力が非酸化性ガスを蒸散する液体の蒸気圧によって昇圧されるので、非酸化性ガスの供給圧の昇圧を省略あるいは軽減することができる。さらに、非酸化性ガスの充満及び封止後のガス流路内の圧力低下時にも、上記液体の蒸気圧によりガス流路内の圧力の低下を抑制するができるので、ガス流路内への空気混入による水素生成装置の触媒性能の劣化を抑制することができる。
【００３５】
また、本発明の補圧容器によれば、本発明の水素生成装置の保存方法を実施するができる。
【００３６】
さらに、本発明の水素生成装置の保存処理体によれば、本発明の水素生成装置の保存方法を実施するができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の水素生成装置の保存処理体の概略構成を示す模式図である。水素生成装置の保存処理体１０１は、水素生成装置９１と補圧容器２０とを有して構成されている。
【００３９】
水素生成装置９１は、原料ガスが供給され、触媒層１，２，３において原料ガスが触媒反応をして水素含有ガスが生成され、該水素含有ガスが排出されるように構成されたガス流路５を有している。本実施形態の触媒層は、改質触媒が配設されている改質器１と、変成触媒が配設されている変成器２と、酸化触媒が配設されているＣＯ除去器３とが直列して構成されている。
【００４０】
また、水素生成装置９１は、改質器１を加熱する加熱器４と、ガス流路５が外部に通ずる全てのガス流路端部に構成された開閉部１０，１１，１２，１３，１４とを有して構成されている。
【００４１】
開閉部１０，１１，１２，１３，１４は、原料ガス供給系統に接続される供給開閉器１０と、水供給系統に接続される水開閉器１１と、酸化反応用の酸化性ガス供給系統に接続される酸化性ガス開閉器１３と、水素含有ガスの供給先系統に接続される排出開閉器１２と、補圧容器２０に接続される補圧用開閉器１４とから構成されている。
【００４２】
開閉部１０，１１，１２，１３，１４は、ガス流路５を開閉可能に構成されている。ここでは、開閉部１０，１１，１２，１３、１４は、弁によって構成されて構成されている。弁の開閉動作によってガス流路５が開閉可能となる。
【００４３】
また、補圧用開閉器１４は補圧容器２０の接続部２１が着脱可能に構成されている。これによって、補圧用開閉器１４に補圧容器２０が装着された状態で補圧用開閉器（弁）１４が開閉動作されることによって、ガス流路５と補圧容器２０との連通及び遮断が切換可能となる。
【００４４】
なお、開閉部１０，１１，１２，１３は、栓によって構成されてもよい。栓の着脱動作によってガス流路５が開閉可能となる。
【００４５】
補圧容器２０は、内部に非酸化性ガスを蒸散する液体を収容する本体部２２と、接続部２１と、を有して構成されている。
【００４６】
接続部２１は、本体部２２と外部との連通及び遮断を切換可能に構成されていて、かつ、水素生成装置１００の補圧用開閉器１４に着脱可能に構成されている。ここでは、接続部２１は、弁２３を有して構成されている。また、接続部２１の着脱機構については、公知の着脱機構を用いることができる。
【００４７】
ここで、ガス流路５には、非酸化性ガスが充満されていて、補圧用開閉器１４及び接続部２１（弁２３）は開放されている。これによって、補圧容器２０の本体部２２内の非酸化性ガスを蒸散する液体は、ガス流路５内に蒸散して気液平衡状態となる。これによって、ガス流路５内は、上記液体の蒸気圧によって昇圧する。
【００４８】
なお、補圧用開閉器１４及び接続部２１（弁２３）によるガス流路５と補圧容器２０との連通及び遮断の切り換えは、ガス流路５内の圧力状況に応じて適宜切り換えると効果的である。
【００４９】
非酸化性ガスは、窒素、ヘリウム等の不活性ガス、及び、炭化水素系ガスの少なくともいずれかが好適である。
【００５０】
非酸化性ガスを蒸散する液体は、エタノール、メタノール、ヘキサン、シクロヘキサン、ペンタン及びシクロペンタンからなる群より選択される少なくとも１種によって構成されると好適である。
【００５１】
ここで、水素生成装置９１を保存する環境の温度変動が０℃〜４０℃と想定される場合における、水素生成装置の保存処理体１０１の構成を具体的に説明する。
【００５２】
すなわち、非酸化性ガスとして都市ガスを用い、非酸化性ガスの供給圧を１０２ｋＰａとする。温度４０℃においてガス流路５に非酸化性ガスを充満させて封止した場合には、水素生成装置９１の温度が０℃に降下してしまった場合、非酸化性ガスの収縮により、ガス流路５内の圧力は８９ｋＰａにまで低下してしまい、ガス流路５内への外気の進入のおそれが生ずる。
【００５３】
しかし、本実施形態の水素生成装置の保存処理体１０１を構成して、ガス流路５と補圧容器２０とを連通させていた場合には、ガス流路５の圧力は昇圧する。非酸化性ガスを蒸散する液体としてシクロペンタンを用いた場合には、シクロペンタンの蒸気圧によって、０℃におけるガス流路５内の圧力は１０３ｋＰａにまで昇圧し、外気の進入のおそれは抑制される。なお、４０℃におけるガス流路５内の圧力は１５２ｋＰａにまで昇圧する。なお、ガス流路５と補圧容器２０とは、非酸化性ガスの供給完了直後から連通させていてもよく、外気温度が０℃近傍にまで降温してきた時点で連通させてもよい。
【００５４】
すなわち、水素生成装置の保存処理体１０１においては、非酸化性ガスが封止されているガス流路５内の圧力が外部の供給設備に依存することなく昇圧され、ガス流路５への外気の進入が抑制される可能性が高い。
【００５５】
また、水素生成装置の保存処理体１０１においては、ガス流路５内の圧力が上記液体の蒸気圧によって略自動的に昇圧されるので、ガス流路５への非酸化性ガスの供給時において、非酸化性ガスの供給圧の昇圧を省略あるいは軽減することができる。
【００５６】
さらに、水素生成装置の保存処理体１０１を構成することによって、水素生成装置９１の保存期限を延長させることができる。つまり、水素生成装９１の触媒性能の劣化をより長期間抑制することができる。例えば、非酸化性ガスの充満及び封止後の保存時間の経過に連れて、ガス流路５からの非酸化性ガスの微量の漏出によって、ガス流路５内の圧力が低下する。あるいは、非酸化性ガスの充満及び封止後において、何らかの要因によって非酸化性ガスの追加補充が行われない場合、ガス流路５内の圧力が低下する。このようなガス流路５内の圧力低下時に、補圧容器２０を装着して（装着ステップ）、補圧用開閉器１４及び接続部２１を開放して補圧容器２０内とガス流路５とを開通させる（開通ステップ）ことによって、ガス流路５内の圧力を昇圧させることができる。その結果、水素生成装置９１の保存期限を延長させることができる。
【００５７】
なお、非酸化性ガスを蒸散する液体はシクロペンタンに限定されるものではない。例えば、エタノール、シクロヘキサン、メタノール、ヘキサン、シクロペンタン、ペンタンは、０℃においてそれぞれ１．７，３．７，４．０，６．０，１４，２４ｋＰａの蒸気圧を持つので、非酸化性ガスを蒸散する液体として好適である。また、これらの２種以上の混合物でも同様の効果が得られる。上記液体は、水素生成装置のガス流路５内部を非酸化性ガスで封止した際の温度と保存処理体１０１の保存期間中に想定される温度との温度差に応じて、適宜選択される。
【００５８】
また、水素生成装置の保存処理体１０１に好適な補圧容器２０の大きさは以下のように決定することができる。
【００５９】
一般的に家庭用燃料電池システムに搭載される水素生成装置９１のガス流路５の容積は３Ｌ程度である。したがって、ガス流路５の容積が３Ｌであって、かつ、非酸化性ガスを蒸散する液体としてシクロペンタンを使用する場合、シクロペンタンの０℃での蒸気圧は１４ｋＰａなのでボイル−シャルルの理想気体の法則ＰＶ＝ｎＲＴ（Ｐ：圧力、Ｖ：容積、ｎ：モル数、Ｒ：気体定数、Ｔ：温度）より、必要なモル数ｎは約０．０２ｍｏｌとなる。シクロペンタンの質量にして約１．４ｇが必要となる。シクロペンタンの液体密度は０．７５ｇ／ｍＬであるので、必要なシクロペンタンの容量は約２ｍＬ以上となる。
【００６０】
以上の計算から、補圧容器２０の容量は５〜１０ｍＬ程度とすれば十分である。この容量の補圧容器２０は、水素生成装置９１の大きさに比べて十分に小さいものであって、水素生成装置９１が水素生成装置の保存処理体１０１となった場合に、特段の保存スペースの拡大が必要となるものではない。したがって、水素生成装置の運搬時及び在庫時の取り扱いをより容易にすることができる。
【００６１】
また、補圧容器２０は、ガス流路５内の圧力に耐えることが出来る簡単な気密及び耐圧構造であれば良い。したがって、補圧容器２０は、加圧ボンベに採用されているような加圧構造に比べて簡素な構造とすることができる。
【００６２】
以上より、水素生成装置の保存処理体１０１は、外部の供給設備に依存することなくガス流路５内の圧力を昇圧させることができる。
【００６３】
また、補圧容器２０の容量はコンパクトであり、かつ、補圧容器２０の着脱は容易であるので、補圧容器の使用によって、水素生成装置の運搬時及び在庫時の取り扱いをより容易にすることができる。
【００６４】
なお、ガス流路５内に、非酸化性ガスを蒸散する液体を直接導入することもできる。例えば、補圧容器２０内圧力がガス流路５内よりも高圧であれば、上記液体がガス流路５内に噴出し、ガス流路５内に上記液体を直接導入することができる。あるいは、補圧用開閉器１４の上方において下向きに補圧容器２０が装着されれば、重力によって、非酸化性ガスを蒸散する液体がガス流路５内に流入し、ガス流路５内に上記液体を直接導入することができる。これによって、ガス流路５内において非酸化性ガスを蒸散する液体の気液平衡状態が構成されるので、ガス流路５内の上記液体が揮発するまで、補圧用開閉器１４を再度閉止して、補圧容器２０を取り外してもよい。また、ガス流路５内の上記液体が揮発するまでガス流路５と補圧容器２０とを遮断しておいてもよい。
【００６５】
（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態の水素生成装置の保存処理体の概略構成を示す模式図である。本実施形態の水素生成装置の保存処理体１０２については、図１に示した構成要素と同一の構成要素には各々同一の符号を付してその説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００６６】
図に示すように、本実施形態の水素生成装置９２は、図１の水素生成装置９１の補圧用開閉器１４が省略されて、排出開閉器１２が補圧用開閉器に兼用可能に構成されている。つまり、排出開閉器１２は補圧容器２０の接続部２１を着脱可能に構成されている。これによって、排出開閉器１２に補圧容器２０が装着された状態で排出開閉器（弁）１２が開閉動作されることによって、ガス流路５と補圧容器２０との連通及び遮断を切り換えることができる。
【００６７】
これによって、水素生成装置９２の構成を簡素化することができる。
【００６８】
また、本発明は、排出開閉器１２に限られるものではない。すなわち、開閉部１０，１１，１２，１３のうちの少なくとも１つの開閉部が補圧用開閉器に兼用可能に構成されていればよい。補圧容器２０は、供給開閉器１０、水開閉器１１、排出開閉器１２及び酸化性ガス開閉器１３の少なくとも何れか１つが補圧容器２０の接続部２１を装着可能に構成されていればよい。
【００６９】
また、２以上の開閉部１０，１１，１２，１３に補圧容器２０が装着されてもよい。
【００７０】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態は、本発明の水素生成装置の保存方法を例示するものである。
【００７１】
図３は、本発明の第３実施形態の水素生成装置の保存方法の導入ステップにおける水素生成装置の概略構成を示す模式図である。
【００７２】
図３に示すように、本実施形態の水素生成装置の保存方法は図１の水素生成装置９１及び補圧容器２０を用いている。したがって、図１に示した構成要素と同一の構成要素には各々同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７３】
水素生成装置９１には、ガス流路５内圧力を検出する圧力検出器３０が追加されている。圧力検出器３０の配設位置は、ガス流路５の任意の場所でよく、改質器１、変成器２及びＣＯ除去器３内のいずれかに配設されていればよい。
【００７４】
また、供給開閉器１０には、原料ガス供給系統Ｇが接続されている。水開閉器１１には、水供給系統Ｗが接続されている。酸化性ガス開閉器１３には、酸化反応用の酸化性ガス供給系統Ｘが接続されている。排出開閉器１２には、水素含有ガスの供給先系統Ｆが接続されている。
【００７５】
次に、本実施形態の水素生成装置９１の保存方法を説明する。
【００７６】
図４は、本発明の第３実施形態の水素生成装置の保存方法の一例を示すフロー図である。
【００７７】
まず、スタートにおいて、ガス流路５内には非酸化性ガスが充満されている。具体的には、水開閉器１１、酸化性ガス開閉器１３及び補圧用開閉器１４が閉止されている状態で供給開閉器１０より非酸化性ガスが供給され、ガス流路５内の残留ガスが排出開閉器１２から排出されてガス流路５内に非酸化性ガスが充満された状態とすることができる。
【００７８】
非酸化性ガスは、窒素、ヘリウム等の不活性ガス、あるいは、炭化水素系ガスが好適である。
【００７９】
ステップ（封止ステップ）Ｓ１において、非酸化性ガスを充満した前記ガス流路を封止する。具体的には、水開閉器１１、酸化性ガス開閉器１３及び補圧用開閉器１４を閉止状態のまま、供給開閉器１０及び排出開閉器１２を閉止する。
【００８０】
本発明の特徴であるステップ（導入ステップ）Ｓ２、Ｓ３において、非酸化性ガスを蒸散する液体を、ガス流路５に導入する。
【００８１】
ここではステップ（装着ステップ）Ｓ２において、図３に示すように、閉止状態の補圧用開閉器１４に補圧容器２０の接続部２１を接続する。接続部２１の弁２３は閉止状態である。これによって、補圧容器２０の本体部２２内への異物の混入や上記液体の酸化を防止することができる。
【００８２】
次に、ステップ（開通ステップ）Ｓ３において、補圧用開閉器１４及び接続部２１の弁２３を開放状態とする。これによって、補圧容器２０の本体部２２と水素生成装置９１のガス流路５とは連通し、補圧容器２０の本体部２２内の上記液体は、ガス流路５内に蒸散して気液平衡状態となる。つまり、非酸化性ガスが封止されているガス流路５内の圧力が外部の供給設備に依存することなく、上記液体の蒸気圧によって昇圧される。
【００８３】
したがって、ステップ（導入ステップ）Ｓ２、Ｓ３によって、ガス流路５への外気の進入を抑制する可能性が高くなる。
【００８４】
また、ステップ（導入ステップ）Ｓ２、Ｓ３によってガス流路５内の圧力が昇圧されるので、ステップＳ１における非酸化性ガスの供給圧の昇圧を省略あるいは軽減することができる。
【００８５】
さらに、非酸化性ガスの充満及び封止後のガス流路５内の温度低下時に、ガス流路５内の圧力の低下を抑制させることができるので、ガス流路５内への空気混入による水素生成装置９１の触媒性能の劣化を抑制することができる。つまり、水素生成装置９１の保存期限を延長させることができる。例えば、非酸化性ガスの充満及び封止後の保存時間の経過に従って、ガス流路５からの非酸化性ガスの微量の漏出によってガス流路５内の圧力が低下してしまった場合、あるいは、非酸化性ガスの充満及び封止後において、何らかの要因によって非酸化性ガスの追加補充が行われない場合において、ステップ（導入ステップ）Ｓ２、Ｓ３を行うことによって、水素生成装置９１の触媒性能の劣化を長期間抑制されることが見込まれる。
【００８６】
ここで、本実施形態の水素生成装置の保存方法のステップ（導入ステップ）Ｓ２、Ｓ３は、圧力検出器３０の検出圧力、すなわちガス流路５の圧力に応じて、行ってもよい。つまり、圧力検出器３０の検出圧力に応じて、ステップＳ２、Ｓ３を行うか否かを判定する判定ステップを有するとよい。例えば、非酸化性ガスの封止のみによって、ガス流路５内を非酸化性雰囲気にして保存し続け、保存期間が長期となり、ガス流路５圧力が低下してきた場合において、判定ステップを行えばよい。これによって、必要な状況においてのみステップＳ２，Ｓ３を行うことができるので、補圧容器２０の使用量あるいは上記液体の消費量を削減することができる。
【００８７】
また、本実施形態の水素生成装置の保存方法は、水素生成装置９１が制御装置（図示せず）を有し、制御装置が補圧用開閉器１４を制御することによって、ステップ（開通ステップ）Ｓ３を略自動的に行うこともできる。この場合、補圧容器２０の弁２３を開放状態としておく。
【００８８】
さらには、制御装置１４が圧力検出器３０の信号を取得して、ガス流路５内の圧力に応じて、補圧用開閉器（弁）１４を開閉制御することによって、前述した判定ステップ及びステップ（開通ステップ）Ｓ３を略自動的に行うこともできる。
【００８９】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００９０】
すなわち、本発明は、原料ガスが供給され、触媒層において前記原料ガスが触媒反応をして水素含有ガスが生成され、該水素含有ガスが排出されるように構成されたガス流路を有する水素生成装置において、非酸化性ガスを充満した前記ガス流路と外部との連通を遮断して前記ガス流路を封止する封止ステップを有する、水素生成装置の保存方法であって、前記封止ステップ後に、非酸化性ガスを蒸散する液体を、前記封止されたガス流路に導入する、導入ステップを有すればよい。
【００９１】
したがって、補圧容器２０を用いずとも本発明を実施することができる。例えば、注入器に非酸化性ガスを蒸散する液体を充填し、補圧用開閉器に注入器を装着して、注入器からガス流路５内に上記液体を注入することによって、本発明を実施することもできる。この場合、注入後、補圧用開閉器を再度閉止して、補圧用開閉器から注入器を取り外す。ガス流路５内において上記液体が気液平衡状態となり、ガス流路内が昇圧する。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明の水素生成装置の保存方法は、非酸化性ガスが封止されているガス流路内の圧力を外部の供給設備に依存することなく昇圧させることができる水素生成装置の保存方法として有用である。
【００９３】
また、本発明の補圧容器及び水素生成装置の保存処理体は、本発明の水素生成装置の保存方法の実施に使用する補圧容器及び水素生成装置の保存処理体として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１実施形態の燃料電池システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第２実施形態の水素生成装置の保存処理体の概略構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第３実施形態の水素生成装置の保存方法の導入ステップにおける水素生成装置の概略構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第３実施形態の水素生成装置の保存方法の一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  改質器
２  変成器
３  ＣＯ除去器
４  加熱器
５  ガス流路
１０  供給開閉器
１１  水開閉器
１２  排出開閉器
１３  酸化性ガス開閉器
１４  補圧用開閉器
２０  補圧容器
２１  接続部
２２  本体部
２３  弁
３０  圧力検出器
９１，９２，９３  水素生成装置
１０１，１０２  水素生成装置の保存処理体
Ｗ  水供給系統
Ｘ  酸化性ガス供給系統
Ｆ  供給先系統
Ｇ  原料ガス供給系統
Ｓ  ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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