(57)【要約】【課題】長期にわたって安定した改質効率が得られる改質装置を提供する。【解決手段】炭化水素類を含む原燃料及び水蒸気を水蒸気改質反応して改質ガスを生成させる改質部２８と、改質部２８の上流側に配置され、内部に供給された改質水を蒸発させて改質部２８へ導入する水蒸気を発生させる蒸発部２７と、蒸発部２７内及び／又はその近傍の圧力を測定する圧力計６０と、圧力計６０による測定値に基づき、改質部２８への原燃料の供給量を調整する制御手段とを備える改質装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素類を含む原燃料と水蒸気とを水蒸気改質反応して改質ガスを生成させる改質部と、
前記改質部の上流側に配置され、内部に供給された改質水を蒸発させて前記改質部へ導入する水蒸気を発生させる蒸発部と、
前記蒸発部内及び／又はその近傍の圧力を測定する圧力計と、
前記圧力計による測定値に基づき、前記改質部への前記原燃料の供給量を調整する制御手段と、
を備えることを特徴とする改質装置。
【請求項２】
前記制御手段は、改質水供給ポンプと、原燃料供給流量調節弁と、前記圧力計からの計測信号に基づいて、前記改質水供給ポンプ及び前記原燃料供給流量調節弁を作動させる制御装置とで構成されている、請求項１に記載の改質装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記改質装置の起動時及び／又は負荷増加時に、前記圧力計による測定値の増大に応じて前記改質部への前記原燃料の供給量を増加させるように構成されている、請求項１又は２に記載の改質装置。
【請求項４】
前記制御手段は、改質装置の起動時における前記改質部への前記原燃料の供給を、前記蒸発部の圧力が所定値を超えた時点から開始するように構成されている、請求項１〜３のいずれか一つに記載の改質装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記蒸発部内の圧力から求められる水蒸気量と供給される原燃料中の炭素のモル比とが、予め決められたＳ／Ｃ（スチームカーボン比）となるように制御を行うように構成されている、請求項１〜４のいずれか一つに記載の改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素類を水蒸気改質して水素を主体とした改質ガスを生成する改質装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、燃料の有する化学エネルギーを機械エネルギーや熱エネルギーを経由することなく直接電気エネルギーに変換する発電装置であり、高いエネルギー効率が実現可能である。
【０００３】
良く知られた燃料電池の形態としては、電解質層を挟んで一対の電極を配置し、一方の電極（アノード側）に水素含有ガスを供給し、他方の電極（カソード側）に酸素含有ガスを供給するものであり、両極間で起きる電気化学反応を利用して起電力を得る。以下、燃料電池で起きる電気化学反応を表す式を示す。（１）はアノード側に於ける反応、（２）はカソード側に於ける反応を表し、燃料電池全体では（３）式に表す反応が進行する。
【０００４】
Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−        ・・・（１）
０．５Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ        ・・・（２）
Ｈ２＋０．５Ｏ２→Ｈ２Ｏ        ・・・（３）
【０００５】
また、燃料電池では、酸素含有ガスとして空気が用いられており、水素含有ガスとして天然ガス等の炭化水素類の原燃料を水蒸気改質して得られる改質ガスなどが用いられている。そのため、燃料電池発電装置には、改質装置等の水素発生装置が設けられており、天然ガス等の炭化水素類を、連設した脱硫器、改質器で、脱硫、水蒸気改質して、水素を主成分とした改質ガスを得ている。
【０００６】
以下の（４）式は、原燃料がメタンである場合の改質反応である。
ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ２      ΔＨ＝＋２０６．１４ＫＪ／ｍｏｌ・・・（４）
【０００７】
式（４）に示されるように、改質反応は吸熱反応である。このため、改質装置には、改質器を加熱するバーナなどの熱源が設置されている。
【０００８】
ところで、燃料電池は、使用する電解質の種類により固体高分子形燃料電池、りん酸形燃料電池、溶融炭酸塩形燃料電池等に分類される。このうち、動作温度が低い固体高分子形燃料電池などは、その発熱量で改質反応用の水蒸気を発生させることができないので、改質装置内で改質反応用の水蒸気を発生させる必要がある。
【０００９】
そこで、動作温度の低い燃料電池を備える燃料電池発電装置では、改質用の水を、バーナなどの燃焼装置から排出される燃焼オフガス等と熱交換して、水蒸気を発生させる方法がとられている。
【００１０】
例えば、下記特許文献１には、燃焼ガスを発生する燃焼部と、当該燃焼部の周囲に設けられ、前記燃焼部により生じた燃焼ガスからの伝熱を利用して、少なくとも炭素および水素から構成される化合物を含む原料と水蒸気とから水蒸気改質反応により水素を含む改質ガスを生成する改質器と、前記燃焼部の周囲に設けられた内筒、当該内筒の周囲に設けられた外筒、および前記内筒と前記外筒との間に形成された筒状空間の下部を塞ぐ底板を有し、前記筒状空間に供給される水を蒸発させることにより水蒸気を生成し、当該水蒸気を前記改質器に供給する蒸発器とを備え、前記筒状空間には、吸水性を有する吸水材が設けられている水素生成器が開示されている。
【００１１】
また、特許文献２には、錆や析出物による水流量測定手段や水供給手段の目詰まり等により改質水の供給量の認識値と実際値のずれにより、改質器内の水蒸気不足や過剰発生の問題を解決するために、改質器内の圧力を測定する圧力測定手段を備え、圧力の測定値が許容範囲に入るかどうかを判断基準として、改質器に供給されていると制御装置が認識する水流量と実際に供給される水流量との間にずれが存在すると判定した場合には圧力の測定値が許容範囲に入るように水流量を調整する水素生成装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１４９４０２号公報
【特許文献２】特開２００６−２７９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
改質部には、水蒸気と原燃料とを所定の割合で導入する必要があり、水蒸気の供給量が、原燃料の供給量に対して不足すると、原燃料中の炭素が析出して改質触媒が被毒し、触媒性能が低下する問題があった。また、改質部に水蒸気を過剰に供給すると、水蒸気改質反応で使用されなかった水蒸気が凝縮して結露となり、流路を閉塞することがあった。
【００１３】
上記特許文献１では、改質水の蒸発部に吸水材を設けて、この吸水材に未蒸発の改質水を吸水させて蒸発効率を向上させている。
しかしながら、例えば、起動運転時などのように、改質水の蒸発熱が十分得られない場合や、蒸発部に何らかの異常が生じた場合においては、必要量の水蒸気が得られず、改質部には必要量の水蒸気が供給できないことがあった。
【００１４】
一方、特許文献２では、改質器内の圧力測定値と供給される水流量との比例関係を前提に、改質器内圧力測定値に基づく改質水流量の調整を行っているので、改質水流量が原燃料流量に対して適正であるにもかかわらず一部が未気化のため水蒸気不足となる問題を解決するに至らない。むしろ、改質水の未蒸発により改質器内圧力測定値が目標範囲より低く測定される場合にも、改質水流量不足と判断して水供給量をさらに増加させるので、益々改質水が流路を閉塞させることとなる。
【００１５】
したがって、本発明の目的は、簡素な方法で改質水の蒸発量を計測し、改質部へ水蒸気と原燃料とを一定割合で供給して、長期にわたって安定した改質効率が得られる改質装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の改質装置は、炭化水素類を含む原燃料と水蒸気とを水蒸気改質反応して改質ガスを生成させる改質部と、前記改質部の上流側に配置され、内部に供給された改質水を蒸発させて前記改質部へ導入する水蒸気を発生させる蒸発部と、
前記蒸発部内及び／又はその近傍の圧力を測定する圧力計と、前記圧力計による測定値に基づき、前記改質部への前記原燃料の供給量を調整する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
蒸発部内及び／又はその近傍の圧力を測定することで、蒸発部における水蒸気の発生量を算出することができる。したがって、本発明の改質装置によれば、改質部に原燃料と水蒸気とを所定の割合で供給でき、炭素析出による改質触媒の劣化や結露の発生を防止して、原燃料を長期にわたって安定して水蒸気改質することができる。
【００１８】
本発明の改質装置の前記制御手段は、改質水供給ポンプと、原燃料供給流量調節弁と、前記圧力計からの計測信号に基づいて、前記改質水供給ポンプ及び前記原燃料供給流量調節弁を作動させる制御装置とで構成されていることが好ましい。この態様によれば、簡単な装置構成で、制御することができる。
【００１９】
本発明の改質装置の前記制御手段は、前記改質装置の起動時及び／又は負荷増加時に、前記圧力計による測定値の増大に応じて前記改質部への前記原燃料の供給量を増加させる制御を行うことが好ましい。
【００２０】
本発明の改質装置の前記制御手段は、改質装置の起動時における前記改質部への前記原燃料の供給を、前記蒸発部の圧力が所定値を超えた時点から開始するように構成されていることが好ましい。改質装置の起動運転時は、改質水の蒸発熱が十分得られないので改質部における水蒸気の発生量が不足する。このため、従来は、改質装置の起動開始から蒸発部に投入した改質水が十分に水蒸気となるのに要する時間をあらかじめ調べておき、当該所定時間後に原燃料を投入して水蒸気改質反応を行っていたので、起動開始から実際に水蒸気改質するまでの準備時間が多大に要する問題があった。この態様によれば、改質部への原燃料の供給を蒸発部の圧力が所定値を超えた時点から開始するので、起動後の水蒸気改質反応を速やかに実施できる。
【００２１】
本発明の改質装置の前記制御手段は、前記蒸発部内の圧力から求められる水蒸気量と供給される原燃料中の炭素のモル比とが、予め決められたＳ／Ｃ（スチームカーボン比）となるように制御を行うように構成されていることが好ましい。この態様によれば、原燃料を効率よく水蒸気改質でき、水素に富んだ改質ガスを効率よく生成することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、原燃料を長期にわたって安定して水蒸気改質でき、水素に富んだ改質ガスを効率よく生成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の改質装置の一実施形態について、図１，２に基づいて説明する。図１は、本発明の改質装置の概略図であり、図２は、同改質装置の概略システム構成図である。
【００２４】
図１に示すように、この改質装置１０の中心軸上には、一体に形成された燃焼空気筒１１と燃焼筒１２とから成り、内部に下向きに火炎を形成するバーナ１４を備える燃焼器１３が配置されている。
【００２５】
燃焼器１３の燃焼空気筒１１と、その内側の燃焼空気筒内筒１５との間の環状空間は、燃焼空気供給路１６を形成しており、燃焼空気供給路１６の下流側は、バーナカップ１７に形成された孔に連通している。また、燃焼空気筒内筒１５の内部は、バーナ１４へ燃焼用燃料を供給するバーナ燃料供給路１８が貫通しており、バーナ燃料供給路１８の上端はバーナ燃料供給口１９を有している。
【００２６】
上記の構成を備えた燃焼器１３の外側には、燃焼器１３よりも径が大きく底面を有する内筒２０が配置され、燃焼器１３と内筒２０との間の間隙により、燃焼排ガス流路２１が形成されている。燃焼排ガス流路２１の上端は燃焼排ガス排出口４１を有している。内筒２０の底板と燃焼筒１２の下端との間には、燃焼排ガス中の水分が凝縮して底部に溜まっても、燃焼排ガスが燃焼筒１２の先端で折り返して燃焼排ガス流路２１に流入する際に、この凝縮水を巻き込んで流路が閉塞しない適度の距離を設けられている。底部に溜まった凝縮水は、燃焼器１３が十分加熱されると、気化して燃焼排ガスとともに外部に排出される。
【００２７】
燃焼空気筒内筒１５、燃焼空気筒１１及び内筒２０は、各々の上端付近に形成されたフランジ部２２にガスケットを挟んで重ねたのちボルトで固定されている。
【００２８】
内筒２０のさらに外側には、底面を有する外筒２３が、内筒２０との間に間隙を設けて配置されている。そして、内筒２０と外筒２３との間には隔壁２４が設けられ、内筒２０と外筒２３との間を同心円状の２つの環状空間に区分されていると共に、両環状空間は外筒２３の底面と隔壁２４下端との間に設けられた間隙を介して連通している。なお、隔壁２４は、燃焼空気筒１１の外周部分に位置する径の小さい上部仕切筒２４ａと、これよりも径が大きく燃焼筒１２の外周部分に位置する下部仕切筒２４ｂと、上部仕切筒２４ａ下端と下部仕切筒２４ｂ上端との間に径の差によって生じる隙間を塞ぐ環状の水平板２４ｃとにより構成されている。
【００２９】
内筒２０と上部仕切筒２４ａとの間の環状空間は、蒸発部２７をなしている。この実施形態では、蒸発部２７は、上部仕切筒２４ａに相対する内筒２０の外壁に、板または棒状の部材により形成された螺旋状ガイド５２が螺旋状に溶接されている。
【００３０】
蒸発部２７の上端は、改質原料供給口２５を有している。この改質原料供給口２５には、圧力計６０が配置されている。また、この改質原料供給口２５は、改質水供給ポンプ６１が配置された改質水供給ラインＬ１と、原燃料供給流量調節弁６２が配置された原燃料供給ラインＬ２が接続している。
【００３１】
内筒２０と下部仕切筒２４ｂとの間の環状空間は、下端に触媒が落ちないように触媒直径よりも小さく、かつガスが通過する際に過度の圧損とならない程度の径の孔が形成された板底を有しており、その上に改質触媒が充填されて改質部２８が形成されている。改質触媒としては、ルテニウム系やニッケル系の水蒸気改質触媒が用いられる。
【００３２】
改質部２８の上部には、アルミナボールを充填したアルミナボール層２９が形成されている。アルミナボール層２９を通過する改質原料ガスが、その内側を通流する燃焼排ガスと、外側を通流する改質ガスからの熱を回収して昇温され、改質ガスは降温される。また万が一、蒸発部２７から、未気化の改質水が流れ込んできた場合には、アルミナボール層２９での熱交換によって蒸発するので、水のまま改質部２８に流入することで触媒を劣化させるのを防ぐことができる。
【００３３】
蒸発部２７とアルミナボール層２９との間には、気化せずに蒸発部２７の下端へ到達した改質水を受け止め、気体のみを改質部２８へ通流させるための水受け部３０が設けられている。これにより、改質水が液体の状態で改質部２８に入ることを防ぎ、これにより触媒の割れや剥がれが発生することを防止するとともに、改質水の急激な気化による急激な体積変化によって圧力変動が発生し、原燃料ガス量や蒸気量が変動して改質反応が不安定になるのを防止し、さらには、急激な気化によって改質部の温度が不安定になるのを防止している。
【００３４】
下部仕切筒２４ｂと外筒２３との間の環状空間は、改質ガス流路３１を構成している。上部仕切筒２４ａと外筒２３との間の環状空間には、その上端部近傍に一酸化炭素除去触媒が充填された一酸化炭素除去部３２が、その下方に一酸化炭素変成触媒を充填した一酸化炭素変成部３４が形成されている。一酸化炭素変成部入口マニホールド３３と一酸化炭素変成部３４との間には、アルミナボールを充填したアルミナボール層２９を設けて原料ガスと改質ガスとの熱交換により一酸化炭素変成部３４の入口温度が一酸化炭素変成反応に適した３００〜３５０℃になるようにしている。一酸化炭素除去触媒としては貴金属系触媒が、一酸化炭素変成触媒としては、貴金属系触媒または銅−亜鉛触媒などが用いられる。
【００３５】
一酸化炭素除去部３２と一酸化炭素変成部３４との間は、環状の水平板で仕切られており、一酸化炭素変成部出口マニホールド３５に接続された一酸化炭素変成ガス排出口３６から導出した一酸化炭素変成後の改質ガスに、狭い配管内で選択酸化用空気を混合した後、選択酸化空気混合ガス入口３７を介して選択酸化空気混合後マニホールド３８に戻すことによって、改質ガスに対し均一に空気を混合するよう構成されている。
【００３６】
一酸化炭素除去部３２の上部の一酸化炭素除去部出口マニホールド３９には、一酸化炭素除去後の改質ガスを改質装置１０の外に取り出すための改質ガス排出口４０が接続している。
【００３７】
改質装置１０の周囲は、改質装置１０からの放熱を防ぐために図示しない断熱材で覆われている。
【００３８】
上述した改質水供給ポンプ６１の駆動制御、原燃料供給流量調節弁６２の開度制御は、制御装置７０により制御される。
【００３９】
制御装置７０は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、周知のＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏインターフェイスなどを所定に備えている。Ｉ／Ｏインターフェイスの入力側に圧力計６０が接続されている。
【００４０】
図３に示すように、この制御装置７０は、圧力−水蒸気量変換器７１と、ＰＩＤコントローラ７２とを有している。圧力−水蒸気量変換器７１では、圧力計６０から出力されたデータに基づき蒸発部２７内に発生した水蒸気量を演算し、演算結果をＰＩＤコントローラ７２に入力する。ＰＩＤコントローラ７２では、圧力−水蒸気量変換器７１から出力された水蒸気量に基づき、改質部２８に供給する水蒸気と原燃料とが、所定のＳ／Ｃ（スチームカーボン比）となるように、ポンプ駆動信号と、バルブ制御信号を出力して、原燃料及び／又は改質水の導入量を調整する。
【００４１】
次に、このような構成の改質装置を用いた原燃料の水蒸気改質方法について説明する。なお、図１中の矢印は、各流体の通流方向を示す。
【００４２】
まず、燃焼器１３に、炭化水素を含むガスをバーナ燃料としてバーナ燃料供給口１９からバーナ燃料供給路１８に供給する。また、バーナ燃焼用の空気を、燃焼空気供給路１６に供給する。そして、各々鉛直方向下向きに流れてバーナ１４で燃焼され、その燃焼熱により、蒸発部２７、改質部２８を加熱する。燃焼器１３から排出される燃焼排ガスは、燃焼排ガス流路２１を通って燃焼排ガス排出口４１から系外に排出される。
【００４３】
蒸発部２７では、改質原料供給口２５から供給される改質水を、内筒２０の内壁面に沿って流れる燃焼排ガスと、上部仕切筒２４ａの外壁面に沿って流れる改質ガスとの熱交換によって加熱して水蒸気とし、同じく改質原料供給口２５から供給される原燃料と共に改質部２８に導入する。
【００４４】
改質部２８では、内側を流れる燃焼排ガスにより４００℃〜６５０℃程度に加熱されており、ここで、水蒸気と原燃料とを水蒸気改質反応して、水素に富む改質ガスを生成する。
【００４５】
改質部２８にて生成した改質ガスは、下部仕切筒２４ｂの下端で折り返して流れの方向を変え、改質ガス流路３１を上昇しながら内側に隣接する改質部２８に熱を与え、一酸化炭素変成部３４へ導入される。
【００４６】
一酸化炭素変成部３４では、改質ガス中の一酸化炭素変成触媒と接触させて、改質ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変成させ、一酸化炭素濃度を１％程度まで低減させる。一酸化炭素変成部３４での反応は発熱反応であり、この反応熱が内側の蒸発部２７を通流する改質水または水蒸気と原燃料に与えて一酸化炭素変成部３４を出る。そして、選択酸化用空気と混合されて一酸化炭素除去部３２に導入される。
【００４７】
一酸化炭素除去部３２では、選択酸化用空気と混合した改質ガスを一酸化炭素選択酸化触媒と接触させ、改質ガス中の一酸化炭素を選択酸化して二酸化炭素とし、一酸化炭素濃度を１０ｐｐｍ以下とする。
【００４８】
本発明において、蒸発部２７への改質水及び原燃料の供給は、改質水供給ポンプ６１の駆動及び原燃料供給流量調節弁６２の開閉度を、制御装置７０で制御することにより行われる。
【００４９】
以下、制御装置７０で実施される制御について説明する。
【００５０】
改質装置の起動時は、まず都市ガスをバーナ１４で燃焼させ、改質部２８または改質部入口の温度が設定温度到達した後、ＰＩＤコントローラ２１からポンプ駆動信号のみを出力して、蒸発部２７に一定流量で改質水を供給する。前記設定温度および改質水の流量は未蒸発の改質水が改質触媒層に入ることがないように設定されている。圧力−水蒸気量変換器７１には、圧力計６０で計測した、蒸発部２７内及び／又はその近傍の圧力が入力される。
【００５１】
ところで、蒸発部２７内の水蒸気量は、図４に示すように、蒸発部２７内の圧力と正の相関がある。このため、圧力計６０での計測結果から、蒸発部２７で発生した水蒸気量を算出することができる。また、図５に、蒸発部２７に改質水が供給されていない状態で、一定流量で改質水を投入した際の、圧力計６０による測定値の経時変化を示す（図５の●）。このように、蒸発部２７に改質水及び原燃料が供給されていない状態（起動時の状態）から、一定流量で改質水を投入すると、改質水は蒸発部２７を流れながら蒸気となるので体積が増え、改質水を投入開始してから経時的に水蒸気量が増加するに従い蒸発部内部の圧力が上昇する。したがって、蒸発部２７に原燃料が供給されていない状態では、圧力計６０による測定値に基づいて、蒸発部２７に発生した水蒸気量（ｗ１）を算出できる。
【００５２】
次に、ＰＩＤコントローラ７２には、圧力−水蒸気量変換器７１で演算して算出した、水蒸気量（Ｗ１）が入力される。蒸発部２７への原燃料の供給が開始された後は、圧力計６０による測定値は、水蒸気圧と、原燃料に起因する圧力との和であるので、圧力計６０の測定値から原燃料に起因する圧力値を減じたり、圧力計６０の測定値（全圧）に基づいて算出した値から、原燃料の供給量を減ずることで算出できる。
【００５３】
ＰＩＤコントローラ７２では、入力された水蒸気量（Ｗ１）が、予め定めた閾値（Ｗ０）を超えた時点で、原燃料供給流量調節弁６２にバルブ信号を出力して原燃料供給流量調節弁６２を所定の開度で開口させ、改質部２８に供給する水蒸気と原燃料とが所定のＳ／Ｃ（スチームカーボン比）となるように、入力された水蒸気量（Ｗ１）に応じた量の原燃料を蒸発部２７に導入させる。そして、蒸発部２７に原燃料の供給後は、入力された水蒸気量（ｗ１）に対応した量の原燃料が蒸発部２７に導入されるように原燃料供給流量調節弁６２にバルブ信号を出力して、原燃料供給流量調節弁６２の開度を制御する。そして、改質装置の各部の温度が安定した段階で、改質水およびガス量を定格流量まで増加させて定格運転へ移行させて起動時の操作を終了する。
【００５４】
なお、上記起動操作終了後に改質ガスの要求量が変動し、改質部２８への原燃料の供給量を低減又は増加する必要が生じた場合は、原燃料供給流量調節弁６２の開度を調整して原燃料の供給量を低減又は増加すると共に、改質部２８に供給する水蒸気と原燃料とが所定のＳ／Ｃ（スチームカーボン比）となるように、改質水供給ポンプ６１の駆動を制御する。
【００５５】
従来の方法では、起動時における原燃料の供給は、通常運転時の原燃料の供給量に対して、投入した改質水な量の十分に蒸気となると思われる時間を予め測定して、その時間（例えば、図４のｂ点）を経過した後に供給するように設定して運転していたため、起動時の運転が速やかに行うことができないばかりか、水蒸気の発生量が不充分なまま改質部２８に原燃料を導入してしまうおそれもあった。
【００５６】
本発明によれば、改質装置の起動時においては、原燃料供給流量調節弁６２は、圧力計６０による測定値が所定値（図５のａ点）を超えた時点から開口させて、原燃料の供給を開始すると共に、圧力計６０による測定値から算出される水蒸気量（ｗ１）に対して原燃料の供給量を制御するので、所定のＳ／Ｃ（スチームカーボン比）の改質原料（原燃料＋水蒸気）を改質部２８に導入して水蒸気改質することができると共に、起動時における改質反応を速やかに行うことができる。
【００５７】
なお、本実施例では、改質装置の起動時に、原燃料の供給は、圧力計６０による測定値が所定値を超えた時点から開始すると共に、圧力計６０による測定値から算出される水蒸気量（ｗ１）に対して原燃料の供給量を制御するとしたが、原燃料の供給を圧力計６０測定値が所定値を超えた時点から開始するのではなく、最初から圧力計６０による測定値から算出される水蒸気量（ｗ１）に対して所定のＳ／Ｃ（スチームカーボン比）となるように原燃料の供給量を制御する方法で実施することも可能である。
【００５８】
さらに、改質装置１０の定格運転開始後に負荷増加指令があった場合にも上記の制御を適用することが好ましい。すなわち、まず、蒸発部２７への改質水流量設定値を負荷増加に応じた設定値に変更してＰＩＤコントローラ２１からポンプ駆動信号へ出力して改質水流量を増加させる。このとき、原燃料流量を改質装置１０の負荷指令値に対して設定された設定流量とする制御から、圧力計６０による測定値から算出される水蒸気量（ｗ１）に対して所定のＳ／Ｃ（スチームカーボン比）となるように供給する制御に切り替える。そして、この制御を負荷増加指令から所定時間、若しくは、原燃料供給流量が改質装置１０の負荷に対して設定された原燃料流量に到達するまでの間行う。
【００５９】
このような制御を行うことにより、バーナ１４に供給される燃焼空気やバーナ燃料および改質水が負荷増加指令に伴って急激に増加することにより、一時的に蒸発部温度の低下もしくは、改質水が完全に気化するまでの時間遅れが生じても、実際の水蒸気量に見合った原燃料が供給されることとなり、所定のＳ／Ｃ（スチームカーボン比）の改質原料（原燃料＋水蒸気）を改質部２８に導入して水蒸気改質することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の改質装置の一実施形態の概略図である。
【図２】同改質装置の概略システム構成図である。
【図３】制御装置の機能構成図である。
【図４】圧力計による測定値と、蒸発部内の水蒸気量との関係図である。
【図５】蒸発部に改質水が供給されていない状態で、一定流量で改質水を投入した際の、圧力計による測定値の経時変化（●）と、原燃料の供給量の経時変化（□、△）を示す図表である。
【符号の説明】
【００６１】
１０：改質装置
１１：燃焼空気筒
１２：燃焼筒
１３：燃焼器
１４：バーナ
１５：燃焼空気筒内筒
１６：燃焼空気供給路
１７：バーナカップ
１８：バーナ燃料供給路
１９：バーナ燃料供給口
２０：内筒
２１：燃焼排ガス流路
２２：フランジ部
２３：外筒
２４：隔壁
２４ａ：上部仕切筒
２４ｂ：下部仕切筒
２４ｃ：水平板
２５：改質原料供給口
２７：蒸発部
２８：改質部
２９：アルミナボール層
３０：水受け部
３１：改質ガス流路
３２：一酸化炭素除去部
３３：一酸化炭素変成部入口マニホールド
３４：一酸化炭素変成部
３５：一酸化炭素変成部出口マニホールド
３６：一酸化炭素変成ガス排出口
３７：選択酸化空気混合ガス入口
３８：選択酸化空気混合後マニホールド
３９：一酸化炭素除去部出口マニホールド
４０：改質ガス排出口
４１：燃焼排ガス排出口
５２：螺旋状ガイド
６０：圧力計
６１：改質水供給ポンプ
６２：原燃料供給流量調節弁
７０；制御装置
７１：水蒸気量変換器
７２：ＰＩＤコントローラ
Ｌ１：改質水供給ライン
Ｌ２：原燃料供給ライン
【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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