专利名称：氢气发生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将烃类燃料经烃水蒸汽转化而产生氢气的氢气发生装置等。
背景技术：
下面，参照图7对以前的装有氢气发生装置的燃料电池系统的停止方法进行说明。
1是供应要进行烃水蒸汽转化反应的原料的原料供应部，2是供应烃水蒸汽转化反应必需的水的供水部，它与填充有烃水蒸汽转化催化剂的烃水蒸汽转化部(reformer)23连接，烃水蒸汽转化部23中设有燃烧器17，该燃烧器17通过从燃料供应部15供应的燃料和从空气供应部16供应的空气而燃烧，从而对烃水蒸汽转化部23加热。此外，从烃水蒸汽转化部23送出的转化后气体被送到填充有变换催化剂的变换部(改性部)(shifter)18。变换后气体从变换部18被送到填充有CO氧化催化剂的CO氧化部19成为CO浓度低的氢气富集的发生气，从CO氧化部19被送到燃料电池110中。从燃料电池110送出的废气与来自燃料供应部15的燃料混合，一起供应到燃烧器17中。在将原料从原料供应部21供应到烃水蒸汽转化部23的途中还设有供应氮气的氮气供应部11。
这里，在装置停止运行时，燃料电池110停止发电，同时停止由原料供应部21供应原料和由燃料供应部15供应燃料，还同时从氮气供应部11供应氮气，因此烃水蒸汽转化部23、变换部18、CO氧化部19、和燃料电池110中存在的烃类物质和氢气所构成的可燃性气体被挤入燃烧器17中燃烧。燃烧完毕后仍继续供应氮气，从而就能降低高温的氢气发生装置内部的温度，安全地使燃料电池系统停止运行。
采用供应氮气等惰性气体的方法，虽然能比以前的例子更安全地停止运行，但在家庭中设置燃料电池时等情况下，在不供应惰性气体的场所使用氢气发生装置时，必需有钢瓶(bomb)等另外的供应方法。如果家庭用燃料电池中设置氮气钢瓶，就必需确保设置的空间，并在钢瓶空时将其替换，从而产生了钢瓶的费用成为必需花费的问题。
发明内容
本发明就是为了解决这一问题，其目的是提供不用惰性气体就能实现安全停止运行的氢气发生装置等。
第1项发明(对应于权利要求1所述的本发明)是氢气发生装置，它包括供应氢气发生用原料的原料供应部、使所述原料与水反应而产生发生气的氢气发生部、向所述氢气发生部供应水的供水部、将所述原料供应部和所述氢气发生部连接的原料供应通路、相对于所述原料供应通路的旁路、切换所述原料供应通路和所述旁路的通路切换部、设在所述旁路中使所述原料燃烧的燃烧部、向所述燃烧部和/或所述氢气发生部供应空气的空气供应部、将所述燃烧部中的燃烧气供应到所述氢气发生部的燃烧气通路、使所述通路切换部工作以使来自所述燃烧部的燃烧气置换所述氢气发生部内部的控制部。
第2项本发明(对应于权利要求2所述的本发明)是如第1项本发明所述的氢气发生装置，其特征在于，所述的燃烧部是催化燃烧的。
第3项本发明(对应于权利要求3所述的本发明)是如第1项本发明或第2项本发明所述的氢气发生装置，其特征在于，在氢气发生装置启动时，所述的控制部使原料被供应到燃烧部，令所述的燃烧部工作以燃烧原料，同时使由此产生的燃烧气被供应到所述氢气发生部，由所述的燃烧气置换所述的氢气发生部内部，然后所述的控制部使所述通路切换部工作，开始向所述的氢气发生部供应原料。
第4项本发明(对应于权利要求4所述的本发明)是如第3项本发明所述的氢气发生装置，其特征在于，还包括检测所述氢气发生装置排出的气体中氧浓度的氧浓度检测装置，当所述氧浓度检测装置检测出浓度在设定值以下时，所述的控制部使所述的通路切换部工作，开始向所述的氢气发生部供应原料。
第5项本发明(对应于权利要求5所述的本发明)是如第3项本发明所述的氢气发生装置，其特征在于，还包括检测所述氢气发生部排出的气体温度的温度检测装置，当所述的温度检测装置检测出温度在设定值以上时，所述的控制部使通路切换部工作，开始向所述的氢气发生部供应原料。
第6项本发明(对应于权利要求6所述的本发明)是如第1项本发明或第2项本发明所述的氢气发生装置，其特征在于，在氢气发生装置停止时，所述的控制部使所述的通路切换部工作以向所述燃烧部供应原料，使所述的燃烧部工作以燃烧原料，同时使由此产生的燃烧气被供应到所述的氢气发生部，由所述的燃烧气来置换所述的氢气发生部内部。
第7项本发明(对应于权利要求7所述的本发明)是如第6项本发明所述的氢气发生装置，其特征在于，还包括检测所述氢气发生部排出的气体中氧浓度的氧浓度检测装置，当所述的氧浓度检测装置检测出浓度在设定值以上时，所述的控制部停止原料的供应。
第8项本发明(对应于权利要求8所述的本发明)是如第7项本发明所述的氢气发生装置，其特征在于，在停止供应原料后，从空气供应部供应空气。
第9项本发明(对应于权利要求9所述的本发明)是如第1项本发明或第2项本发明所述的氢气发生装置，其特征在于，燃烧时，向所述的燃烧部供应的空气量实际上为原料完全燃烧时所需量的1倍～1.3倍。
第10项本发明(对应于权利要求10所述的本发明)是如第1项本发明或第2项本发明所述的氢气发生装置，其特征在于，所述的氢气发生部中至少包括使原料与水反应的烃水蒸汽转化部、和通过燃烧来向烃水蒸汽转化部供热的燃烧器(burner)，所述的氢气发生装置内的置换后气体由所述的燃烧器而燃烧从而发热。
第11项本发明(对应于权利要求11所述的本发明)是如第3～5项本发明中任何一项所述的氢气发生装置，其特征在于，所述的氢气发生部中至少包括使原料与水反应的烃水蒸汽转化部、和向所述的烃水蒸汽转化部供热的燃烧器，所述的烃水蒸汽转化部除了由来自所述催化燃烧部的燃烧气来加热以外，同时还由所述的燃烧器来加热。
第12项本发明(对应于权利要求12所述的本发明)是如第1～11项本发明中任何一项所述的氢气发生装置，其特征在于，所述的氢气发生部中还包括变换部，填充在所述变换部中的变换催化剂至少含有铂、钌、铑和钯中的一种。
第13项本发明(对应于权利要求13所述的本发明)是氢气发生装置，它包括供应烃类原料的原料供应部、供应水的供水部、填充有烃水蒸汽转化催化剂的烃水蒸汽转化部、加热所述烃水蒸汽转化部的燃烧器、向所述的燃烧器供应可燃性燃料的燃料供应部、向所述的燃烧器供应燃烧用空气的空气供应部、流入来自所述烃水蒸汽转化部的烃水蒸汽转化部气体且内部含有变换催化剂的变换部、流入来自所述变换部的变换后气体且内部含有CO氧化催化剂的CO氧化部、向所述变换部供应变换空气的变换空气供应部或向所述CO氧化部供应CO氧化用空气的CO氧化空气供应部这两者中的至少一个，在装置停止运行时，停止从所述原料供应部供应原料和从所述燃料供应部供应燃料，从所述供水部供应水，并从所述变换空气供应部或从所述CO氧化空气供应部中的至少一个供应空气。
第14项本发明(对应于权利要求14所述的本发明)是如第13项本发明所述的氢气发生装置，其特征在于，在装置停止运行时，逐渐减少来自所述燃料供应部的燃料直到停止供应，或者逐渐减少来自所述原料供应部的原料直到停止供应。
第15项本发明(对应于权利要求15所述的本发明)是如第13项本发明或第14项本发明所述的氢气发生装置，其特征在于，还包括由所述CO氧化部供应发生气的燃料电池，在装置停止运行时，供应给所述燃料电池的发生气与来自所述燃料供应部的燃料混合，一起供应到燃烧器中。
第16项本发明(对应于权利要求16所述的本发明)是如第13～15项本发明中任何一项所述的氢气发生装置，其特征在于，还包括向所述烃水蒸汽转化部供应冷却用空气的冷却空气供应部、和检测烃水蒸汽转化催化剂温度的温度检测部；在装置停止运行时，当所述的烃水蒸汽转化催化剂温度比预定值低时，停止从供水部供应水，而是从所述的冷却空气供应部供应空气。
第17项本发明(对应于权利要求17所述的本发明)是如第13～16项本发明中任何一项所述的氢气发生装置，其特征在于，还包括检测所述燃烧器中是否存在火焰的火焰检测部，在装置停止运行后，当所述的火焰检测部判断为熄火时，增加从空气供应部供应的空气量。
第18项本发明(对应于权利要求18所述的本发明)是如第13～17项本发明中任何一项所述的氢气发生装置，其特征在于，还包括检测所述燃烧器中是否存在火焰的火焰检测部，在装置停止运行后，当所述的火焰检测部判断为熄火、且停止运行经过一定时间之后，增加从所述变换空气供应部或所述CO氧化空气供应部中至少一方供应的空气量。
第19项本发明(对应于权利要求19)是如第15项本发明所述的氢气发生装置，其特征在于，停止从所述原料供应部供应原料经过给定时间之后，停止从所述燃料供应部供应燃料。
第20项本发明(对应于权利要求20所述的本发明)是如第15项本发明所述的氢气发生装置，其特征在于，还包括检测所述烃水蒸汽转化部温度的温度检测部，控制来自所述燃料供应部的燃料，以使所述的温度检测部的值为预定温度。
第21项本发明(对应于权利要求21所述的本发明)是如第15项本发明所述的氢气发生装置，其特征在于，根据所述供水部的供水量来控制从所述空气供应部供应到所述燃烧器的空气量。
第22项本发明(对应于权利要求22所述的本发明)是如第13～21项本发明中任何一项所述的氢气发生装置，其特征在于，在所述CO氧化部中还包括加热CO氧化催化剂的加热器，所述的加热器在装置停止运行时使所述CO氧化部升温。
第23项本发明(对应于权利要求23所述的本发明)是如第13～21项本发明中任何一项所述的氢气发生装置，其特征在于，还包括加热所述变换部中变换催化剂的加热器，所述的加热器在装置停止运行时使所述变换部升温。
第24项本发明(对应于权利要求24所述的本发明)是如第13～23项本发明中任何一项所述的氢气发生装置，其特征在于，所述的变换催化剂至少含有铂、钌、铑和钯中的一种。
附图简述图1是本发明实施方式1中的氢气发生装置结构图。
图2是本发明实施方式2中的氢气发生装置结构图。
图3是本发明实施方式3中的氢气发生装置结构图。
图4是本发明实施方式4中的氢气发生装置结构图。
图5是本发明实施方式5中的氢气发生装置结构图。
图6是本发明实施方式6中的氢气发生装置结构图。
图7是以前的氢气发生装置结构图。
(符号说明)1 氢气发生部2 原料供应部3 原料供应通路4 通路切换部5 供水部6 催化燃烧部7 原料旁路8 控制部9 空气供应部10 燃烧气通路11 气体出口通路12 氧浓度检测装置13 温度检测装置15 燃料供应部16 空气供应部17 燃烧器18 变换部(shifter)19CO氧化部21 原料供应部22 供水部23 烃水蒸汽转化部(reformer)31 控制部32 加热器A部33 加热器B部110 燃料电池部111 氮气供应部112CO氧化空气供应部113 冷却空气供应部
114 温度检测部115 切换阀116 火焰检测部117 变换空气供应部实施发明的最佳方式下面，参照
本发明的实施方式。
实施方式1图1是本发明实施方式1中的氢气发生装置结构图。图1中，1是天然气、LPG(液化石油气)等烃组分、甲醇等醇类、或石脑油组分等原料与水产生氢气的氢气发生部。
氢气发生部1由以下部分构成由烃水蒸汽转化催化剂使原料与水在高温下反应的烃水蒸汽转化部(reformer)、由变换催化剂使转化后气体中的一氧化碳与水发生变换反应的变换部(shifter)、和由氧化催化剂使变换后气体中的一氧化碳氧化来使其减少的一氧化碳净化部的反应部、用于加热烃水蒸汽转化部的加热部、以及使各反应部工作的执行器(actuator)。加热部采用扩散式的火焰燃烧器。
2 是供应原料的原料供应部，其中有增压器作为供应气体原料时的执行器，还有用于供应液体原料的液泵。原料通过原料供应通路3供应到氢气发生部1的烃水蒸汽转化部中。原料供应通路3中还设有通路切换部4。
5是供水部，它用水泵将水供应到氢气发生部1的烃水蒸汽转化部中。6是使天然气、LPG等烃组分、甲醇等醇类、或石脑油组分等原料燃烧的催化燃烧部。催化燃烧部6含有以Pt为主体、承载于堇青石上配制而成的燃烧催化剂，以使原料氧化而燃烧。
7是与通路切换部4连接的用于向催化燃烧部6供应原料的原料旁路。8是控制通路切换部4的工作的控制部。9是向催化燃烧部6供应原料氧化用空气的空气供应部，它采用热风型(Sirocco type)风扇。
10是向氢气发生部1供应催化燃烧部6后燃烧气的燃烧气通路，本实施方式中，它的结构是与原料供应通路3连接。11是氢气发生部1中产生的氢气的气体出口通路。通过该气体出口通路11，氢气被供应到需要氢气的机器、例如燃料电池发电装置中。
此外，通路切换部4的结构采用电磁阀，由它的阀开度来控制供应到氢气发生部和催化燃烧部6中的原料量，而该电磁阀的开度调节由来自控制部8的信号控制。
下面说明该氢气发生装置在正常工作时、装置启动时、装置停止时的运作。
首先说明正常工作时的运作。正常工作时，来自原料供应部2的原料与来自供水部5的水被供应到氢气发生部1，在烃水蒸汽转化部、变换部和一氧化碳净化部产生氢气。在改变氢气产量时，相应改变原料与水的供应量。烃水蒸汽转化部在700℃左右、变换部在300℃左右、一氧化碳净化部在150℃左右的温度下工作，由各催化剂进行反应。
基本上，正常工作时，根据来自控制器8的信号，通路切换部4使原料从原料供应部2仅向氢气发生部供应。
下面说明装置启动时的情况。首先，根据来自控制器8的信号使通路切换部4工作，令原料通过原料旁路仅向催化燃烧部6供应。此时，从空气供应部9向催化燃烧部6供应原料燃烧用的空气。在催化燃烧部6中，它的燃烧催化剂起作用，使原料燃烧。催化燃烧部6后的燃烧气从燃烧气通路10经原料供应通路3供应到氢气发生部1。
通过这种运作，氢气发生部1内部的气体被燃烧气置换。由于可从氢气发生部1的容积推算出置换所需的时间，因此可预先设定燃烧气置换的时间。置换时间结束后，由控制部8控制通路切换部4，使原料从原料供应部2开始向氢气发生部1供应，氢气发生部工作，从而开始生成氢气。
本实施方式中，上述在装置启动时用燃烧气置换装置内的运作，其理由如下。
由于氢气发生部1通常在高温下工作，所以装置冷却、停止运行后，装置内的气体体积会随温度下降而减少，装置内混入空气的可能性变高，当在空气混入的状态下向氢气发生部供应原料时，可推想存在氢气发生部1内部的原料会有进入可燃范围的危险。
因此，本实施方式中，如上所述，在装置启动时进行用催化燃烧部6后的原料燃烧气置换装置内气体的运作。燃烧气包含氮气、二氧化碳、水蒸汽作为主要组分，还含有燃烧时未消耗的残余氧气。
残余氧气量可由所供应的空气量来调节，所以燃烧气可用作防止原料气体燃烧的惰性气体。从使残余氧气量为0的观点考虑，希望所供应的空气量是接近于使原料完全燃烧的理论氧气量的空气量。
但是，在考虑使氧浓度在原料气体种类的燃烧范围内的场合，不一定要使残余氧气量为0。例如，对于燃烧性高的氢气、和燃烧性最高的原料之一乙炔，当惰性气体中的氧浓度约在6.3％以下时，常温常压下应该在燃烧范围以外。如果假定用燃烧气中的氮气、二氧化碳作为惰性气体，对于氢气，使燃烧气中的氧浓度在该燃烧范围以外的空气供应量应是达到使原料完全燃烧的理论氧气量的空气量的1.3倍，对于乙炔是1.4倍以下。
因此，本实施方式的特征在于，将供应到催化燃烧部6的空气量的上限设在达到使原料完全燃烧的理论氧气量的空气量的1.3倍，以防止氢气发生部1内部的原料进入可燃范围内。
此外，在所供应的空气量少于达到使原料完全燃烧的理论氧气量的空气量时，燃烧气中含有大量一氧化碳，所以不希望设在理论氧气量以下。
下面说明装置停止时的情况。根据来自控制部8的信号使通路切换部4工作，使原料从原料供应部2通过原料旁路7供应到催化燃烧部6中。此时，由空气供应部9向催化燃烧部供应原料燃烧用的空气。
在催化燃烧部6中，它的燃烧催化剂起作用，使原料燃烧。催化燃烧部6后的燃烧气从燃烧气通路10经原料供应通路3供应到氢气发生部中。进行该运作时，氢气发生部1内的气体被燃烧气所置换。由于可由氢气发生部1的容积推算出置换所需的时间，因此可预先设定用燃烧气置换的时间。置换时间结束后，停止向催化燃烧部6供应原料，使氢气发生装置的运行停止。
本发明中，上述在装置停止时用燃烧气置换装置内部的运作，其理由如下。
由于氢气发生部1通常在高温下工作，所以装置冷却、停止运行后，装置内的气体体积会随温度下降而减少，装置内混入空气的可能性变高。结果，可推想氢气发生部1内部残留的氢气会有进入可燃范围的危险。
因此，本实施方式中，如上所述，在装置停止时进行用催化燃烧部6后的原料燃烧气置换装置内的气体、然后停止氢气发生装置的运作。
通过如上所述的用燃烧气置换，和装置启动时相同，也能防止氢气发生部1内部的残留氢气进入可燃范围内。
下面是本实施方式所示的装置中用天然气的主要组分甲烷气来产生氢气的运作例。
在装置启动时，首先向催化燃烧部6供应甲烷气。同时，由空气供应部9供应空气，其量是完全燃烧所需的空气量的1.3倍。将该气体供应到氢气发生部，以置换其内部。
置换时间结束后，切换通路，使氢气发生部1工作，同时供应甲烷气和水，开始生成氢气。此时，催化燃烧部6后的燃烧气中的氧浓度以干燥气体计约为5.3％，由此确认即使将原料气体供应到氢气发生部，装置内作为原料气体的甲烷也不在可燃范围内。
在装置停止时，使通路切换部4工作，将供应到氢气发生部1的甲烷气向催化燃烧部6供应。此时，由空气供应部9同时供应空气，其量是完全燃烧所需的空气量的1.3倍。即将进行该运作前的氢气发生部1出口处的气体组成以干燥气体计，氢气约80％、二氧化碳约20％。催化燃烧部6后的燃烧气中的残留氧浓度约为5.3％，由此确认即使在刚供应氢气浓度最高的燃烧气后，氢气也不在可燃范围内。
此外，由于刚供应燃烧气后被置换的气体的氢气浓度高，所以不希望将其直接排出。因此，本运作中，该气体被供应到氢气发生部1的加热部中，由加热部使其燃烧。
而且，本运作中，在装置停止时，在氢气发生部1中进行燃烧气置换之后，再进行用空气置换氢气发生部1内部的运作。燃烧气中含有因原料燃烧而产生的水蒸汽组分。在该燃烧气被封入装置内的情况下，这些水在装置内冷凝。装置启动时必需使冷凝水蒸发，因为有可能会延迟运行时间。
作为这种供应空气的方法，是即使在停止向催化燃烧部6供应原料后也供应燃烧用空气。而且，向氢气发生部1直接供应空气时也可用空气来置换氢气发生部内部。
此外，本实施方式的特征之一还在于，用催化燃烧部6作为惰性气体的产生装置。
催化燃烧方式与火焰燃烧方式相比，使原料完全燃烧的性质更好，所以燃烧气中的残留氧浓度与燃烧用空气供应量的相关性变好，从而能容易地管理残留氧浓度。而在火焰燃烧方式下，用达到使原料完全燃烧的理论氧气量的空气量到该量1.3倍使原料燃烧时，有时会因条件而发生不完全燃烧，使燃烧气中含有大量一氧化碳。此外，由于火焰体是高温的，因此燃烧气中含有氧化氮。这些组分是使接收氢气供应的燃料电池发电装置中毒的组分、或者是使装置结构元件腐蚀的组分。而在催化燃烧方式下，可使燃烧废气中的这些组分几乎都为0。而且，由于不需要形成火焰的空间，所以还具有简化装置结构的特征。
但是，本发明的燃烧部并不仅限于催化燃烧方式，采用火焰燃烧方式也无妨。
而且，在用以铜锌为组分的变换催化剂作为氢气发生部1中变换部的催化剂的场合，由于它的特性容易因催化氧化而降低，所以希望向催化燃烧部6供应的空气量仅是接近于达到使原料完全燃烧的理论氧气量的空气量。在使用贵金属系变换催化剂的场合，由于它不易因催化氧化而劣化，所以所供应的空气量为达到使原料完全燃烧的理论氧气量的空气量的1～1.3倍都没有任何问题。另外，希望该贵金属系的变换催化剂至少含有铂、钌、铑和钯中的一种。
实施方式2图2是本发明氢气发生装置一实施方式的主要部分纵剖面图。其结构和图1所示的实施方式1大致相同，因此省去相同部分的说明，仅就不同之处进行说明。
不同之处在于，在氢气发生部1的气体出口通路11中，设有检测氢气发生部1后的氢气中氧浓度的氧检测装置12。氧检测部12采用隔膜原电池式的传感器。并且根据氧检测装置12检测出的氧浓度，由控制部8来控制通路切换部4。
该氢气发生装置在正常工作时、装置启动时和装置停止时进行和实施方式1几乎相同的运作。不同之处在于，在装置启动时和装置停止时来自催化燃烧部6的燃烧气的置换运作是根据氧检测装置12检测氧浓度来进行的。
下面详细说明运作上的不同之处。在装置启动时，由于来自催化燃烧部6的燃烧气的置换运作，氧检测装置12检测出氧浓度降低。于是，由于防止原料气体燃烧所需的氧浓度为6.3％，所以进行燃烧气的置换运作以使氧检测装置12检测出的氧浓度低于6.3％，并由控制部8来控制通路切换部4。
此外，当装置停止时，由于来自催化燃烧部6的燃烧气的置换运作，由氧检测装置12检测出的氧浓度增加。于是，可以根据供应到催化燃烧部6的原料和空气量来推算出燃烧气中的氧浓度，以该浓度为目标值进行燃烧气的置换运作，并由控制部8来控制通路切换部4。
由于根据氧检测装置12检测出的氧浓度来控制启动和停止时来自催化燃烧部6的燃烧气的置换运作，所以能更精确地管理装置内的氧浓度。
例如，在误将不同种原料供应到催化燃料部6的情况下，如果所供应的空气量一定，则氧检测装置12检测出的氧浓度会和设定值不同。在这种情况下，根据氧检测装置12检测出的氧浓度来控制供应到催化燃烧部6的空气量，就能将燃烧气中的氧浓度控制在适当值。此外，在装置启动时混入装置内的空气少的场合，由氧检测装置12检测出的氧浓度能更快地降低，因此与预先设定置换时间的场合相比，更能缩短置换时间。
此外，当用氧检测装置12检测出的氧浓度来控制装置停止时来自催化燃烧部6的燃烧气的置换运作时，必需向催化燃烧部供应比达到使原料完全燃烧的理论氧气量的空气量更多的空气量。
实施方式3图3是本发明氢气发生装置一实施方式的主要部分纵剖面图。其结构和图1所示的实施方式1大致相同，因此省去相同部分的说明，仅就不同之处进行说明。不同之处在于，在氢气发生部1的气体出口通路11中设有检测氢气发生部1后的气体温度的温度检测装置13。
该氢气发生装置在正常工作时、装置启动时和装置停止时进行和实施方式1几乎相同的运作。不同之处在于，装置启动时来自催化燃烧部6的燃烧气置换运作的控制是根据温度检测装置13检测气体温度来进行的，并由控制部8来控制通路切换部4。
下面详细说明运作上的不同之处。在装置启动时，由催化燃烧部6向氢气发生部1供应燃烧气，氢气发生部1内被燃烧气置换，催化燃烧部6中原料燃烧而产生的燃烧气温度尽管随运作条件而不同，但都是较高的温度。在将该燃烧气供应到氢气发生部1时，氢气发生部1被加热。在加热状态下，用温度检测装置13测定来自氢气发生部1的气体的温度。当测得的温度大于设定值时，就由控制部8来控制通路切换部4，使原料开始向氢气发生部1供应。
在氢气发生部1中，烃水蒸汽转化部在700℃左右、变换部在300℃左右、一氧化碳净化部在150℃左右的温度下工作，产生氢气。因此，在装置启动时，必需对各个这些反应部加热。通常使用的是用提供反应所需热量的加热部对烃水蒸汽转化部加热、并利用这些热量依次加热变换部和一氧化碳净化部的方法。这种方法中，由钢瓶等向氢气发生部1供应常温的惰性气体直到各反应部达到运作温度时，必需有相当大量的惰性气体量。而且，向氢气发生部1供应原料、直到各反应部达到运作温度时，必需有处理该原料的结构。
因此，本实施方式中所示的结构中，使用催化燃烧部6原料燃烧而产生的燃烧气，在装置启动时用该燃烧气置换氢气发生部1内的气体，同时对氢气发生部1的各反应部进行加热。
为了判断加热状态，用温度检测装置13测定来自氢气发生部1的气体温度，根据该温度开始向氢气发生部1供应原料。由此，就能简便地进行惰性气体置换和氢气发生部1的预热。
下面说明本实施方式中所示的装置中用天然气体的主要组分甲烷来产生氢气的运作例。
在装置启动时，首先向催化燃烧部6供应甲烷气。同时，由空气供应部9供应空气，其量是完全燃烧所需的空气量的1.3倍。此时，催化燃烧部6后的燃烧气温度约在800℃左右。将该气体供应到氢气发生部1，由燃烧气的潜热依次加热烃水蒸汽转化部、变换部和一氧化碳净化部。例如，加热部通过使该燃烧气燃烧来产生热。由于一氧化碳净化催化剂的作用温度约为150℃，因此从催化燃烧部6供应燃烧气，以使温度检测装置13检测出的温度达到150℃。然后，由控制部8来控制通路切换部4，向氢气发生部1开始供应甲烷气。与以前供应氮气、并利用烃水蒸汽转化部所产生的热来依次加热的方法相比，温度检测装置13检测出温度达到150℃的时间可缩短到约2/3。
此外，在供应催化燃烧部6后的燃烧气时，氢气发生部1的加热部也运作，用燃烧气的潜热和加热部所产生的热同时对氢气发生部1进行加热。通过这种运作，可进一步缩短温度检测装置13检测出的温度达到150℃的时间。
下面参照
本发明的另一实施方式。
实施方式4图4是本发明实施方式4中的氢气发生装置的结构图。该图中，1是供应要进行烃水蒸汽转化反应的原料的原料供应部，2是供应烃水蒸汽转化反应所需的水的供水部，它与填充有以Ru为主要组分的烃水蒸汽转化催化剂的烃水蒸汽转化部23连接，烃水蒸汽转化部23中设有通过使燃料供应部15供应的燃料和空气供应部16供应的空气燃烧来对烃水蒸汽转化部23加热的燃烧器17。燃烧器17设有检测是否存在火焰的火焰检测部116。原料供应部21和烃水蒸汽转化部23之间设有向烃水蒸汽转化部23的内部供应空气的冷却空气供应部13，烃水蒸汽转化部23中设有检测烃水蒸汽转化催化剂温度的温度检测部114。
从烃水蒸汽转化部23送出的转化后气体被送到填充有铂系变换催化剂的变换部18中，变换后气体从变换部18被送到填充有CO氧化催化剂的CO氧化部19，成为CO浓度在10ppm以下的氢气富集的发生气，从CO氧化部19被送到燃料电池110中。CO氧化部19中设有供应CO氧化所必需的空气的空气供应部112。从CO氧化部19到燃料电池110的通路途中设有切换阀115，通过切换阀115将来自CO氧化部19的发生气与来自燃料供应部15的燃料混合，一起供应到燃烧器17中。
这里，原料供应部21供应的原料和燃料供应部15供应的燃料是天然气(城市煤气)、LPG等气态烃类燃料；或汽油、灯油、石脑油等液态烃类燃料。虽然使用液态燃料时必需有燃料的气化部，但可利用来自烃水蒸汽转化部23和燃烧器17周围的传导热和燃烧废气中的显热等来构成气化部。
此外，原料供应部21、供水部22、燃料供应部15、空气供应部16、CO氧化空气供应部112和冷却空气供应部13的流量调整，有利用泵或风扇等来控制它们的工作的方法、或是在泵或风扇等的下流侧设置阀等流量调节器的方法，本发明中所述的各供应部都包括这些泵、风扇和流量调节器在内。
还可使用温度检测部114、热电偶或高温热敏电阻等，根据温度检测部114检测出的温度来由空气供应部16控制空气供应量。
另外，火焰检测部116可以采用在火焰内部设置电极、施加电压，检测产生的离子电流的方法；将热电偶设在火焰中来检测火焰温度的方法；检测火焰所产生的红外线、可见光、紫外线的方法等。图中的箭头表示原料物质、反应物质、燃料物质等的流动方向。
上述结构中，氢气发生装置从运行状态到停止时的运作如下。
在运行时，来自原料供应部21的原料和来自供水部22的水被供应到烃水蒸汽转化部23。烃水蒸汽转化部23通过邻接的燃烧器17加热而变得高温，在烃水蒸汽转化催化剂上发生烃水蒸汽转化反应，转化后气体从烃水蒸汽转化部23被供应到变换部18。变换部18的变换催化剂因转化后气体而升温，从而发生变换反应。变换后气体再从变换部18被供应到CO氧化部19。在CO氧化部8中，来自CO氧化空气供应部112的空气与变换后气体混合，一起供应给CO氧化催化剂，通过CO氧化反应使CO浓度降低到10ppm以下，成为氢气富集的发生气。然后该发生气被送到燃料电池110进行发电。
在装置停止运行时，由切换阀115使CO氧化部19送出的气体被送到燃烧器17处，同时停止由原料供应部21供应原料和由燃料供应部15供应燃料。此时，和运行时同样地继续从供水部22供应水和从CO氧化空气供应部112供应空气。
刚停止运行后，烃水蒸汽转化部23、变换部18、CO氧化部19和通路中的管道部内、换句话说即氢气发生装置内，存在可燃性气体氢气和烃类物质。从供水部22供应的水在处于高温的烃水蒸汽转化部23中蒸发，滞留在内部的可燃性气体被这些水蒸汽挤到燃烧器17处，在燃烧器17中燃烧。而且，通过由CO氧化空气供应部112继续供应空气，被水蒸汽挤出而经过CO氧化部19的可燃性气体CO和氢气由CO氧化催化剂而发生氧化反应。也就是说，由来自CO氧化空气供应部112的空气或多或少地消耗了氢气发生装置内的氢气，从而缩短了氢气发生装置内的可燃性气体消耗所需时间。另外，来自CO氧化空气供应部112的空气中所含的氮气降低了气体中的露点，从而就能抑制由于氢气发生装置内温度低的地方产生结露而发生的堵塞流路或腐蚀管道等情况、以及由于CO氧化催化剂的水而产生的劣化。再者，即使因暂时结露使水蒸汽体积减少而不能挤出可燃性气体时，也可由氮气来挤出可燃性气体。这里，如果CO氧化催化剂长时间暴露在水中而剥落，由于与气体中所含的CO2产生碳酸盐等的影响，有可能会降低催化活性。
通过继续从供水部22供应水，水蒸汽使氢气发生装置内的可燃性气体全部供应到燃烧器17中，使火焰熄灭。由于没有火焰时就不能对烃水蒸汽转化部23加热，供水使烃水蒸汽转化部23的温度下降。
这里，通过在停止运行时停止从燃料供应部15供应燃料，逐渐降低燃料的供应量直到停止供应，则即使刚从供水部22供水后可挤到燃烧器17中的含有可燃性气体的气体流量或多或少地变化，而来自燃料供应部15的燃料虽少，但也能形成火焰，所以不容易熄火。此外，通过在停止运行时停止从原料供应部21供应原料，逐渐降低原料的供应量直到停止供应，则烃水蒸汽转化部23中根据原料量而发生作为吸热反应的烃水蒸汽转化反应，所以能迅速地降低烃水蒸汽转化部23的温度。
此外，通过用火焰检测部116检测火焰是否熄灭，增大来自空气供应部16的空气量，就能加速降低烃水蒸汽转化部23的温度。而且，即使在氢气发生装置内的可燃性气体被送到燃烧器17的途中因某种原因而熄火的场合，增加空气供应量能使供应到熄火后燃烧器17的可燃性气体稀释到可燃范围以外，作为在可燃范围以外的气体而安全地排出。
因此，当温度检测部114检测出烃水蒸汽转化部23的温度降低到烃水蒸汽转化催化剂中所含的Ru与空气接触形成RuO4而不挥发的温度以下时，停止从供水部22供应水，而是从冷却空气供应部13供应空气，由空气来冷却氢气发生装置内部。如果形成RuO4并挥发时，烃水蒸汽转化催化剂的Ru量减少，催化活性降低。通过用空气冷却代替水蒸汽冷却，就能将继续供应水蒸汽时容易产生的低温部结露现象控制到最小限度，防止由于管道的结露水而堵塞或腐蚀、因催化剂浸水而特性降低、再启动时延长催化温度的上升时间等情况。
另外，停止运行后经过一定时间后，当用火焰检测部116检测出熄火时，增加来自CO氧化空气部112的空气量。由此，可增加从CO氧化部19流到燃烧器17的气体流量以降低露点，从而使得因结露而产生的管道堵塞或腐蚀等恶劣影响更难发生。这里，停止运行后的一定时间，是氢气发生装置内的可燃性气体被充分送到燃烧器17的时间。
当氢气发生装置内部残留可燃性气体时，将空气供应到CO氧化部19，使可燃性气体在催化剂的存在下与氧反应，当来自CO氧化空气部112的空气像氢气发生装置运行时那么少量时，就不会发生任何问题了。
但是，当空气量增多时，由于在瞬间发生大量氧化反应，因此认为根据条件也有可能会发生爆炸。而且，在停止运行后经过一段之间之后，可燃性气体没有充分送到燃烧器17，在存在火焰(虽然小)时，可用火焰检测部116检测出。在这种情况下，由于氢气发生装置有可能会残留或多或少的可燃性气体，所以从安全方面考虑，在检测到熄火后、且停止运行后经过一定时间之后，增加从CO氧化空气供应部112供应的空气。
此外，虽然通常用以Cu-Zu为主要组分的金属系催化剂作为变换部18的变换催化剂，但这种催化剂具有因暴露在空气中所引起的氧化使催化剂表面的比表面积增大、使催化活性容易降低的特征。为此，通过使用含有铂、钌、铑和钯这些耐空气暴露性强的贵金属中的至少一种的催化剂，即使在由水蒸汽挤出可燃性气体后用空气进行冷却，也不会降低催化活性，从而能充分发挥出本发明的效果。
实施方式5图5是本发明实施方式5中的氢气发生装置的结构图。它未设实施方式4中的CO氧化空气供应部12，而是设有向变换部18供应空气的变换空气供应部17。
在装置停止运行时，和实施方式4相同，通过切换阀115，使CO氧化部19送出的气体被送到燃烧器17处，同时停止由原料供应部21供应原料和由燃料供应部15供应燃料。此时，从供水部22供水和从变换空气供应部17供应空气。
通过该项运作，和实施方式4相同，由水蒸汽挤出了氢气发生装置内的可燃性气体，由来自变换空气供应部17的空气使可燃性气体CO或氢发生氧化反应，从而就可缩短氢气发生装置内可燃性气体的消耗时间。而且，由来自变换空气供应部17的空气中所含的氮气降低了气体的露点，防止了结露，所以即使在暂时结露时也能将可燃性气体挤出。
这里，实施方式5中，由于空气的供应是以实施方式4的从CO氧化部19供应到上流侧的变换部18的方式进行的，所以能降低经过变换部18的气体的露点。因此，不仅能预防CO氧化催化剂结露，还能预防变换催化剂结露。所以，能预防变换催化剂因暴露在水中而使催化活性降低。通过用至少含有铂、钌、铑和钯这些耐空气暴露性强的贵金属中的一种的催化剂作为变换催化剂，可以使催化活性不因空气供应而降低，充分发挥出本发明的效果。
下面参照
本发明的另一实施方式。
实施方式6图6是本发明实施方式6的氢气发生装置的结构图，该图中，实施方式6和上述相同的结构要素用相同符号表示，其说明一般省去。
在变换部18设有加热变换催化剂使之升温的加热器A部32。来自变换部18的变换后气体被送到填充有CO氧化催化剂的CO氧化部19中成为CO浓度在10ppm以下的氢气富集的发生气，从CO氧化部19被送到燃料电池110中。CO氧化部8中设有供应CO氧化所必需的空气的CO氧化空气供应部112、和加热CO氧化催化剂使之升温的加热器B部33。从CO氧化部19到燃料电池110的通路途中设有切换阀115，来自CO氧化部19的发生气与来自燃料供应部15的燃料混合，一起供应到燃烧器17中。控制器31控制空气供应部16和燃料供应部15的运作。
温度检测部114可以采用热电偶或热敏电阻。根据温度检测部114检测出的温度，可控制给定燃料从燃料供应部15到燃烧器17的供应。
还可根据供水部22的供水量，控制从空气供应部16供应到燃烧器17的空气量。
图中的箭头表示原料物质、反应物质或燃料物质等的流动方向。
上述结构中，从氢气发生装置的运行状态到停止时的运作过程如下。
在运行时，来自原料供应部21的原料和来自供水部22的水被供应到烃水蒸汽转化部23。烃水蒸汽转化部23通过邻接的燃烧器来加热而变得高温，在烃水蒸汽转化催化剂上发生烃水蒸汽转化反应，转化后气体被供应到变换部18。由于变换部18的变换催化剂因转化后气体而升温，因此使转化后气体发生变换反应，产生的变换后气体被供应到CO氧化部8。在CO氧化部19中，来自CO氧化空气供应部112的空气与变换后气体混合，一起供应到CO氧化催化剂中，通过CO氧化反应使CO浓度降低到10ppm以下，成为氢气富集的气体，被送到燃料电池110中以供发电。
在装置停止运行时，通过切换阀115，使发生气从CO氧化部19送到燃烧器17处，同时停止从原料供应部21供应原料。由控制部31控制燃料供应部15，以使从燃料供应部15供应到燃烧器17的燃料在给定时间后停止。此时，和运行时相同地继续从供水部22供水和从CO氧化空气供应部112供应空气。
刚停止运行后，烃水蒸汽转化部23、变换部18、CO氧化部19和通路中的管道部内、换句话说即氢气发生装置内，存在可燃性气体X、即氢气和烃类物质。由供水部22供应的水在处于高温的烃水蒸汽转化部23中蒸发，滞留在内部的可燃性气体X被这些水蒸汽挤到燃烧器17处，在燃烧器17中燃烧，但由于挤到燃烧器17处的可燃性气体X含有大量水蒸汽，因此可燃性气体X的燃烧速度变小，燃烧器17有可能会熄火。通过将燃料供应到燃烧器，这些燃料使可燃性气体X的燃烧速度加快，所以能抑制燃烧器17的熄火。而且，虽然被水蒸汽挤出的可燃性气体X中的水蒸汽浓度随时间而增大，使燃烧器17的熄火变得更为容易，但由于仅在给定时间内向燃烧器7供应燃料，所以即使可燃性气体X中的水蒸汽浓度增大也能抑制熄火，从而使可燃性气体X继续燃烧直到处于可燃范围以外，然后燃料供应部15停止运作，这样处于可燃范围内的可燃性气体X就不会因熄火而向外部排出，所以就安全了。此处，所谓给定时间是指氢气发生装置内的可燃性气体X充分送到燃烧器17的时间。
此外，在装置停止运行后，由于从供水部22供应的水在变得高温的烃水蒸汽转化部23中蒸发，氢气发生装置内的可燃性气体X被挤到燃烧器17处进行燃烧处理。此时，如果烃水蒸汽转化部23的蓄热量小，就不能产生足够的水蒸汽，从而烃水蒸汽转化部23的温度有降低的可能性。因此用温度检测部114来检测烃水蒸汽转化部23的温度，控制燃料供应部15，以使温度维持在能够产生水蒸汽的预定温度，从而将可燃性气体X正确地送出。
另外，在装置停止运行后，从供水部22供应的水变成水蒸汽，且体积膨胀，将氢气发生装置内的可燃性气体X挤出，因此可根据刚供水后的水蒸汽体积膨胀来向燃烧器7供应可燃性气体X。由水蒸汽量(即从供水部22供应的水量)算出挤出供应到燃烧器7的可燃性气体X的供应量，预先将燃烧用的空气供应量控制在必要量，这样就能抑制因燃烧空气不够而产生的燃烧不良，维持良好的燃烧状态。
再者，在装置停止运行后，通过将设在变换部18的加热器32通电使之发热，对变换催化剂进行加热，防止水蒸汽在变换催化剂上结露，就能抑制变换催化剂因结露水而剥落导致劣化，从而有望使氢气发生装置的使用寿命得以延长。
还有，在装置停止运行后，通过将设在CO氧化部19的加热器B部33通电使之发热，对CO氧化催化剂进行加热，防止水蒸汽在CO氧化催化剂上结露，就能抑制CO氧化催化剂因结露水而剥落导致劣化，从而有望使氢气发生装置的使用寿命得以延长。此外，虽然加热器A部32和加热器B部33是从反应器的外侧加热的，但也可将各加热器设在反应器的流路内，对发生气直接加热，使变换催化剂和CO氧化催化剂升温。
另外，虽然通常用Cu-Zn系催化剂作为变换部18的变换催化剂，但使用铂系耐空气暴露性强的催化剂能充分发挥本发明的效果。
工业上应用的可能性如上所述，本发明能在装置设置场所容易地产生惰性气体，因此与以前用氮气等惰性气体置换装置内的方法相比，不需氮气等的钢瓶，不受与启动停止有关的供应惰性气体的限制。
而且，由于催化燃烧部的燃烧气能加热氢气发生部，因此能缩短装置启动时间。结果，不仅大幅削减了运行成本，还能容易地实现装置日常的启动停止。
另外，本发明在氢气发生装置的停止方法中，在停止运行时用CO氧化部中的空气来加速可燃性气体的消耗，同时降低了气体的露点温度，从而防止了因结露而堵塞或腐蚀管道、以及CO氧化催化剂的活性下降，即使在暂时结露时也可由空气中的氮气将可燃性气体挤出。
而且，通过从变换空气供应部向变换部供应空气，从流向的上流侧进一步降低气体的露点，又防止了变换催化剂的活性降低。
此外，通过将可燃性气体从氢气发生装置(CO氧化部)供应到燃烧器17中使之燃烧，从而安全地处理了可燃性气体。
通过设置向烃水蒸汽转化部供应冷却用空气的冷却空气供应部和检测烃水蒸汽转化催化剂温度的温度检测部，当烃水蒸汽转化催化剂的温度低于预定值时停止从供水部供水、而是从冷却空气供应部供应空气，于是将水的供应量抑制到最低限度，从而防止因结露而堵塞或腐蚀管道、催化剂因浸水而特性降低，以及再启动时的催化温度上升时间变长。
通过设置检测燃烧器是否存在火焰的火焰检测部，当检测器判断出熄火时增加从空气供应部供应的空气量，从而促进了烃水蒸汽转化部的冷却，并将供应到熄火后的燃烧器中的可燃性气体稀释到可燃范围以外而安全地排出。
通过在燃烧检测部判断出熄火、且停止运行后经过一定时间后增加从CO氧化空气供应部供应的空气量，降低了从CO氧化部流到燃烧器的气体的露点，使因结露而堵塞或腐蚀管道等恶劣影响更不易发生。
通过用含有铂、钌、铑和铂中任何一种的催化剂作为填充于变换部中的变换催化剂，即使在停止运行时空气冷却时暴露在空气中，活性也不降低，实现了具有稳定特性的氢气发生装置。
如上所述，本发明在氢气发生装置的停止方法中，由于在停止运行时向燃烧器供应给定的燃料，因此直到燃烧气处于燃烧范围以外都不熄火地进行安全的燃烧处理。
而且，通过控制向燃烧器供应的燃料量，将烃水蒸汽转化部温度维持在能够产生水蒸汽的预定温度，将氢气发生装置内的可燃性气体正确地送出。
另外，通过根据供水部的供水量来预先控制燃烧空气供应量，向燃烧器供应适当的燃烧空气，维持良好的燃烧状态。
此外，通过在变换部和CO氧化部中分别设置加热器，以在装置停止运行时对变换催化剂、CO氧化催化剂进行加热，防止了催化部中的水蒸汽结露，抑制催化剂因剥落而劣化。
还有，通过用铂系催化剂作为填充于变换部中的变换催化剂，由于在停止运行时通过供应空气供应来送出可燃性气体，因此即使变换催化剂暴露于氧化气氛中，催化活性也不容易降低。
权利要求
1.氢气发生装置，它包括供应氢气发生用原料的原料供应部、使所述原料与水反应而产生发生气的氢气发生部、向所述氢气发生部供应水的供水部、将所述原料供应部和所述氢气发生部连接的原料供应通路、相对于所述原料供应通路的旁路、切换所述原料供应通路和所述旁路的通路切换部、设在所述旁路中使所述原料燃烧的燃烧部、向所述燃烧部和/或所述氢气发生部供应空气的空气供应部、将所述燃烧部中的燃烧气供应到所述氢气发生部的燃烧气通路、使所述通路切换部工作以使来自所述燃烧部的燃烧气置换所述氢气发生部内部的控制部。
2.如权利要求1所述的氢气发生装置，其特征在于，所述的燃烧部是催化燃烧的。
3.如权利要求1或2所述的氢气发生装置，其特征在于，在氢气发生装置启动时，所述的控制部使原料被供应到燃烧部，令所述的燃烧部工作以燃烧原料，同时使由此产生的燃烧气被供应到所述氢气发生部，由所述的燃烧气置换所述的氢气发生部内部，然后所述的控制部使所述通路切换部工作，开始向所述的氢气发生部供应原料。
4.如权利要求3所述的氢气发生装置，其特征在于，还包括检测所述氢气发生装置排出的气体中氧浓度的氧浓度检测装置，当所述氧浓度检测装置检测出浓度在设定值以下时，所述的控制部使所述的通路切换部工作，开始向所述的氢气发生部供应原料。
5.如权利要求3所述的氢气发生装置，其特征在于，还包括检测所述氢气发生部排出的气体温度的温度检测装置，当所述的温度检测装置检测出温度在设定值以上时，所述的控制部使通路切换部工作，开始向所述的氢气发生部供应原料。
6.如权利要求1或2所述的氢气发生装置，其特征在于，在氢气发生装置停止时，所述的控制部使所述的通路切换部工作以向所述燃烧部供应原料，使所述的燃烧部工作以燃烧原料，同时使由此产生的燃烧气被供应到所述的氢气发生部，由所述的燃烧气来置换所述的氢气发生部内部。
7.如权利要求6所述的氢气发生装置，其特征在于，还包括检测所述氢气发生部排出的气体中氧浓度的氧浓度检测装置，当所述的氧浓度检测装置检测出浓度在设定值以上时，所述的控制部停止原料的供应。
8.如权利要求7所述的氢气发生装置，其特征在于，在停止供应原料后，从空气供应部供应空气。
9.如权利要求1或2所述的氢气发生装置，其特征在于，燃烧时，向所述的燃烧部供应的空气量实际上为原料完全燃烧时所需量的1倍～1.3倍。
10.如权利要求1或2所述的氢气发生装置，其特征在于，所述的氢气发生部中至少包括使原料与水反应的烃水蒸汽转化部、和通过燃烧来向烃水蒸汽转化部供热的燃烧器，所述的氢气发生装置内的置换后气体由所述的燃烧器而燃烧从而发热。
11.如权利要求3～5中任何一项所述的氢气发生装置，其特征在于，所述的氢气发生部中至少包括使原料与水反应的烃水蒸汽转化部、和向所述的烃水蒸汽转化部供热的燃烧器，所述的烃水蒸汽转化部除了由来自所述催化燃烧部的燃烧气来加热以外，同时还由所述的燃烧器来加热。
12.如权利要求1～11中任何一项所述的氢气发生装置，其特征在于，所述的氢气发生部中还包括变换部，填充在所述变换部中的变换催化剂至少含有铂、钌、铑和钯中的一种。
13.氢气发生装置，它包括供应烃类原料的原料供应部、供应水的供水部、填充有烃水蒸汽转化催化剂的烃水蒸汽转化部、加热所述烃水蒸汽转化部的燃烧器、向所述的燃烧器供应可燃性燃料的燃料供应部、向所述的燃烧器供应燃烧用空气的空气供应部、流入来自所述烃水蒸汽转化部的烃水蒸汽转化部气体且内部含有变换催化剂的变换部、流入来自所述变换部的变换后气体且内部含有CO氧化催化剂的CO氧化部、向所述变换部供应变换空气的变换空气供应部或向所述CO氧化部供应CO氧化用空气的CO氧化空气供应部这两者中的至少一个，在装置停止运行时，停止从所述原料供应部供应原料和从所述燃料供应部供应燃料，从所述供水部供应水，并从所述变换空气供应部或从所述CO氧化空气供应部中的至少一个供应空气。
14.如权利要求13所述的氢气发生装置，其特征在于，在装置停止运行时，逐渐减少来自所述燃料供应部的燃料直到停止供应，或者逐渐减少来自所述原料供应部的原料直到停止供应。
15.如权利要求13或14所述的氢气发生装置，其特征在于，还包括由所述CO氧化部供应发生气的燃料电池，在装置停止运行时，供应给所述燃料电池的发生气与来自所述燃料供应部的燃料混合，一起供应到燃烧器中。
16.如权利要求13～15中任何一项所述的氢气发生装置，其特征在于，还包括向所述烃水蒸汽转化部供应冷却用空气的冷却空气供应部、和检测烃水蒸汽转化催化剂温度的温度检测部；在装置停止运行时，当所述的烃水蒸汽转化催化剂温度比预定值低时，停止从供水部供应水，而是从所述的冷却空气供应部供应空气。
17.如权利要求13～16中任何一项所述的氢气发生装置，其特征在于，还包括检测所述燃烧器中是否存在火焰的火焰检测部，在装置停止运行后，当所述的火焰检测部判断为熄火时，增加从空气供应部供应的空气量。
18.如权利要求13～17中任何一项所述的氢气发生装置，其特征在于，还包括检测所述燃烧器中是否存在火焰的火焰检测部，在装置停止运行后，当所述的火焰检测部判断为熄火、且停止运行经过一定时间之后，增加从所述变换空气供应部或所述CO氧化空气供应部中至少一方供应的空气量。
19.如权利要求15所述的氢气发生装置，其特征在于，停止从所述原料供应部供应原料经过给定时间之后，停止从所述燃料供应部供应燃料。
20.如权利要求15所述的氢气发生装置，其特征在于，还包括检测所述烃水蒸汽转化部温度的温度检测部，控制来自所述燃料供应部的燃料，以使所述的温度检测部的值为预定温度。
21.如权利要求15所述的氢气发生装置，其特征在于，根据所述供水部的供水量来控制从所述空气供应部供应到所述燃烧器的空气量。
22.如权利要求13～21中任何一项所述的氢气发生装置，其特征在于，在所述CO氧化部中还包括加热CO氧化催化剂的加热器，所述的加热器在装置停止运行时使所述CO氧化部升温。
23.如权利要求13～21中任何一项所述的氢气发生装置，其特征在于，还包括加热所述变换部中变换催化剂的加热器，所述的加热器在装置停止运行时使所述变换部升温。
24.如权利要求13～23中任何一项所述的氢气发生装置，其特征在于，所述的变换催化剂至少含有铂、钌、铑和钯中的一种。
全文摘要
1.氢气发生装置，它在原料供应部和氢气生成部之间的原料供应通路中，设有经过通路切换部的旁路，该旁路与催化燃烧部连接，从而将燃烧气供应到氢气发生部。该装置能缩短装置的启动时间，并能避免在装置停止运行时处于可燃范围内的危险性。2.氢气发生装置，它设有填充有烃水蒸汽转化催化剂的烃水蒸汽转化部(reformer)、加热烃水蒸汽转化部的燃烧器、使来自烃水蒸汽转化部的转化后气体发生变换反应的变换部(shifter)、使来自变换部的变换后气体CO氧化的CO氧化部。该装置能在停止运行时，在停止供应原料和燃烧器燃料的同时供应空气，并将CO氧化部生成的气体供应到燃烧器中。因此该装置能防止因气体露点降低而产生的结露水，并能防止装置腐蚀和催化剂劣化。
文档编号C01B3/38GK1511112SQ02802008
公开日2004年7月7日 申请日期2002年4月30日 优先权日2001年5月7日
发明者前西晃, 伦, 麻生智伦, 向井裕二, 尾関正高, 高, 中村彰成, 成, 弘, 鹈饲邦弘, 二, 田口清, 富泽猛, 藤原诚二 申请人:松下电器产业株式会社