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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023073554
(43)【公開日】2023-05-26
(54)【発明の名称】水素生成装置とその製造方法
(51)【国際特許分類】
C01B 3/38 20060101AFI20230519BHJP
B01J 23/80 20060101ALI20230519BHJP
H01M 8/0612 20160101ALI20230519BHJP
【ＦＩ】
C01B3/38
B01J23/80 M
H01M8/0612
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021186088
(22)【出願日】2021-11-16
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106116
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100131495
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 健児
(72)【発明者】
【氏名】宮脇 理
(72)【発明者】
【氏名】武田 憲有
(72)【発明者】
【氏名】吉田 豊
(72)【発明者】
【氏名】西崎 柾峻
【テーマコード（参考）】
4G140
4G169
5H127
【Ｆターム（参考）】
4G140EA03
4G140EA06
4G140EB03
4G140EB24
4G140EB33
4G140EB46
4G169AA11
4G169AA15
4G169BB02
4G169BC31
4G169BC35
4G169CB81
4G169EA02
5H127BA01
5H127BA05
5H127BA19
5H127BA34
(57)【要約】
【課題】本開示は、改質部の外径が蒸発部の外径よりも大きくても、ＣＯ低減触媒を充填して所定位置に保持する作業を効率よく行うことができる水素生成装置を提供する。
【解決手段】本開示における水素生成装置は、加熱部隔壁と加熱部隔壁を囲む第１隔壁との間に蒸発部と改質部とが配置され、第１隔壁における蒸発部が構成されている部分と、その部分を囲む第２隔壁上との間にＣＯ低減部が配置され、第１隔壁における改質部が構成されている部分の外径が、第１隔壁における蒸発部が構成されている部分の外径よりも大きい水素生成装置であって、蒸発部とＣＯ低減部との間に空間が介在するように第１隔壁に伝熱緩衝筒を設けるとともに、伝熱緩衝筒におけるＣＯ低減部の構成部材が配置されている部分の外径を、第１隔壁における改質部が構成されている部分の外径よりも大きくした。
【選択図】図１
【解決手段】本開示における水素生成装置は、加熱部隔壁と加熱部隔壁を囲む第１隔壁との間に蒸発部と改質部とが配置され、第１隔壁における蒸発部が構成されている部分と、その部分を囲む第２隔壁上との間にＣＯ低減部が配置され、第１隔壁における改質部が構成されている部分の外径が、第１隔壁における蒸発部が構成されている部分の外径よりも大きい水素生成装置であって、蒸発部とＣＯ低減部との間に空間が介在するように第１隔壁に伝熱緩衝筒を設けるとともに、伝熱緩衝筒におけるＣＯ低減部の構成部材が配置されている部分の外径を、第１隔壁における改質部が構成されている部分の外径よりも大きくした。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉛直方向に中心軸を有する筒状の加熱部隔壁と、鉛直方向に中心軸を有し前記加熱部隔壁の外周を囲む筒状の第１隔壁との間に、前記加熱部隔壁を介して伝わる熱で原料ガスと水とを加熱して前記水を蒸発させるように構成された蒸発部と、前記蒸発部の下方で前記加熱部隔壁を介して伝わる熱で前記原料ガスと水蒸気との混合ガスから改質反応で一酸化炭素を含む一次水素含有ガスを生成するように構成された改質部と、が配置され、
前記第１隔壁における前記蒸発部が構成されている部分と、鉛直方向に中心軸を有し前記蒸発部の外周を囲む筒状の第２隔壁上との間に、前記改質部から流出した前記一次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を変成反応で低減することにより二次水素含有ガスを生成するように構成されたＣＯ低減部が配置され、
前記第１隔壁における前記改質部が構成されている部分と、鉛直方向に中心軸を有し上端が前記第２隔壁上の下端と接続されて前記改質部の外周と底部とを囲む有底筒状の第２隔壁下との間に、前記改質部から下方に流出した前記一次水素含有ガスの流れを上向きに変えて前記ＣＯ低減部に導くリターン流路が形成され、
前記第１隔壁における前記改質部が構成されている部分の外径が、前記第１隔壁における前記蒸発部が構成されている部分の外径よりも大きい水素生成装置であって、
前記第１隔壁における前記蒸発部が構成されている部分と前記ＣＯ低減部との間に空間が形成されるように、鉛直方向に中心軸を有し上下端部が内周側に曲げられて前記第１隔壁における前記蒸発部が構成されている部分の外周面に固定された伝熱緩衝筒を設け、
前記ＣＯ低減部は、前記第２隔壁上と前記伝熱緩衝筒との間に充填される粒状のＣＯ低減触媒と、前記ＣＯ低減触媒を下から支えるように前記第２隔壁上と前記伝熱緩衝筒との間に配置される棚板であって前記ＣＯ低減触媒の粒子径より小さい通気孔が形成されたドーナツ盤形状のＣＯ低減部下棚板と、前記ＣＯ低減触媒を上から覆うように前記第２隔壁上と前記伝熱緩衝筒との間に配置される棚板であって前記ＣＯ低減触媒の粒子径より小さい通気孔が形成されたドーナツ盤形状のＣＯ低減部上棚板と、を備え、
前記伝熱緩衝筒における前記ＣＯ低減触媒と前記ＣＯ低減部下棚板と前記ＣＯ低減部上棚板が配置されている部分の外径を、前記第１隔壁における前記改質部が構成されている部分の外径よりも大きくしたことを特徴とする水素生成装置。
前記第１隔壁における前記蒸発部が構成されている部分と、鉛直方向に中心軸を有し前記蒸発部の外周を囲む筒状の第２隔壁上との間に、前記改質部から流出した前記一次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を変成反応で低減することにより二次水素含有ガスを生成するように構成されたＣＯ低減部が配置され、
前記第１隔壁における前記改質部が構成されている部分と、鉛直方向に中心軸を有し上端が前記第２隔壁上の下端と接続されて前記改質部の外周と底部とを囲む有底筒状の第２隔壁下との間に、前記改質部から下方に流出した前記一次水素含有ガスの流れを上向きに変えて前記ＣＯ低減部に導くリターン流路が形成され、
前記第１隔壁における前記改質部が構成されている部分の外径が、前記第１隔壁における前記蒸発部が構成されている部分の外径よりも大きい水素生成装置であって、
前記第１隔壁における前記蒸発部が構成されている部分と前記ＣＯ低減部との間に空間が形成されるように、鉛直方向に中心軸を有し上下端部が内周側に曲げられて前記第１隔壁における前記蒸発部が構成されている部分の外周面に固定された伝熱緩衝筒を設け、
前記ＣＯ低減部は、前記第２隔壁上と前記伝熱緩衝筒との間に充填される粒状のＣＯ低減触媒と、前記ＣＯ低減触媒を下から支えるように前記第２隔壁上と前記伝熱緩衝筒との間に配置される棚板であって前記ＣＯ低減触媒の粒子径より小さい通気孔が形成されたドーナツ盤形状のＣＯ低減部下棚板と、前記ＣＯ低減触媒を上から覆うように前記第２隔壁上と前記伝熱緩衝筒との間に配置される棚板であって前記ＣＯ低減触媒の粒子径より小さい通気孔が形成されたドーナツ盤形状のＣＯ低減部上棚板と、を備え、
前記伝熱緩衝筒における前記ＣＯ低減触媒と前記ＣＯ低減部下棚板と前記ＣＯ低減部上棚板が配置されている部分の外径を、前記第１隔壁における前記改質部が構成されている部分の外径よりも大きくしたことを特徴とする水素生成装置。
【請求項2】
前記改質部が、前記第１隔壁と前記加熱部隔壁との間に充填される粒状の改質触媒と、前記改質触媒を下から支えるように前記第１隔壁と前記加熱部隔壁との間に配置される棚板であって前記改質触媒の粒子径より小さい通気孔が形成されたドーナツ盤形状の改質部下棚板と、前記改質触媒を上から覆うように前記第１隔壁と前記加熱部隔壁との間に配置される棚板であって前記改質触媒の粒子径より小さい通気孔が形成されたドーナツ盤形状の改質部上棚板と、
を備えた請求項１に記載の水素生成装置の製造方法であって、
所定位置に取り付け済みの前記第２隔壁上の下端には、未だ前記第２隔壁下を接合しておらず、前記第１隔壁と前記加熱部隔壁との間に、前記改質部上棚板を取り付け済みであるが、前記改質触媒と前記改質部下棚板は、未だ前記第１隔壁と前記加熱部隔壁との間に配置しておらず、前記第２隔壁上と前記伝熱緩衝筒との間に、前記ＣＯ低減部上棚板を取り付け済みであるが、前記ＣＯ低減触媒と前記ＣＯ低減部下棚板は、未だ前記第２隔壁上と前記伝熱緩衝筒との間に配置していない状態まで、水素生成装置を製造して、水素生成装置の使用時の重力方向の上下を反転させる触媒充填準備工程と、
前記触媒充填準備工程が完了した状態において、前記第１隔壁と前記加熱部隔壁と前記改質部上棚板に囲まれた空間に前記改質触媒を充填する作業と、前記第２隔壁上と前記伝熱緩衝筒と前記ＣＯ低減部上棚板に囲まれた空間に前記ＣＯ低減触媒を充填する作業とを行う触媒充填工程と、
前記触媒充填工程が完了した状態において、前記改質部下棚板を、鉛直方向上部から前記改質触媒が充填された部分に向けて導入して、前記改質触媒が充填された部分の上端に
当接する位置に設置する作業と、前記ＣＯ低減部下棚板を、鉛直方向上部から前記ＣＯ低減触媒が充填された部分に向けて導入して、前記ＣＯ低減触媒が充填された部分の上端に当接する位置に設置する作業とを行う触媒封止工程と、を有する、
水素生成装置の製造方法。
を備えた請求項１に記載の水素生成装置の製造方法であって、
所定位置に取り付け済みの前記第２隔壁上の下端には、未だ前記第２隔壁下を接合しておらず、前記第１隔壁と前記加熱部隔壁との間に、前記改質部上棚板を取り付け済みであるが、前記改質触媒と前記改質部下棚板は、未だ前記第１隔壁と前記加熱部隔壁との間に配置しておらず、前記第２隔壁上と前記伝熱緩衝筒との間に、前記ＣＯ低減部上棚板を取り付け済みであるが、前記ＣＯ低減触媒と前記ＣＯ低減部下棚板は、未だ前記第２隔壁上と前記伝熱緩衝筒との間に配置していない状態まで、水素生成装置を製造して、水素生成装置の使用時の重力方向の上下を反転させる触媒充填準備工程と、
前記触媒充填準備工程が完了した状態において、前記第１隔壁と前記加熱部隔壁と前記改質部上棚板に囲まれた空間に前記改質触媒を充填する作業と、前記第２隔壁上と前記伝熱緩衝筒と前記ＣＯ低減部上棚板に囲まれた空間に前記ＣＯ低減触媒を充填する作業とを行う触媒充填工程と、
前記触媒充填工程が完了した状態において、前記改質部下棚板を、鉛直方向上部から前記改質触媒が充填された部分に向けて導入して、前記改質触媒が充填された部分の上端に
当接する位置に設置する作業と、前記ＣＯ低減部下棚板を、鉛直方向上部から前記ＣＯ低減触媒が充填された部分に向けて導入して、前記ＣＯ低減触媒が充填された部分の上端に当接する位置に設置する作業とを行う触媒封止工程と、を有する、
水素生成装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、水素生成装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、加熱部隔壁と加熱部隔壁の外周を囲む第１隔壁との間において、上側に蒸発部が、下側に改質部が、それぞれ構成され、第１隔壁と第１隔壁の外周を囲む第２隔壁との間に、ＣＯ低減部が構成され、第１隔壁における改質部が構成されている部分の外径が、第１隔壁における蒸発部が構成されている部分の外径よりも大きい水素生成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－１１８８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、改質部の外径が蒸発部の外径よりも大きくても、ＣＯ低減触媒を充填して所定位置に保持する作業を効率よく行うことができる水素生成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示における水素生成装置は、鉛直方向に中心軸を有する筒状の加熱部隔壁と、鉛直方向に中心軸を有し加熱部隔壁の外周を囲む筒状の第１隔壁との間に、蒸発部と、改質部と、が配置され、第１隔壁における蒸発部が構成されている部分と、鉛直方向に中心軸を有し蒸発部の外周を囲む筒状の第２隔壁上との間に、ＣＯ低減部が配置されている。
【0006】
さらに、第１隔壁における改質部が構成されている部分と、鉛直方向に中心軸を有し上端が第２隔壁上の下端と接続されて改質部の外周と底部とを囲む有底筒状の第２隔壁下との間に、リターン流路が形成され、第１隔壁における改質部が構成されている部分の外径が、第１隔壁における蒸発部が構成されている部分の外径よりも大きく構成されている。
【0007】
蒸発部は、加熱部隔壁を介して伝わる熱で原料ガスと水とを加熱して水を蒸発させるように構成され、改質部は、蒸発部の下方で加熱部隔壁を介して伝わる熱で原料ガスと水蒸気との混合ガスから改質反応で一酸化炭素を含む一次水素含有ガスを生成するように構成されている。
【0008】
ＣＯ低減部は、改質部から流出した一次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を変成反応で低減することにより二次水素含有ガスを生成するように構成されている。
【0009】
リターン流路は、改質部から下方に流出した一次水素含有ガスの流れを上向きに変えてＣＯ低減部に導く流路である。
【0010】
本開示における水素生成装置の一つ目の特徴は、第１隔壁における蒸発部が構成されている部分と、ＣＯ低減部との間に、伝熱緩衝筒を設けたことである。
【0011】
この伝熱緩衝筒は、蒸発部とＣＯ低減部との間に空間が形成されるように構成された部材であり、鉛直方向に中心軸を有し、上下端部が、内周側に曲げられて第１隔壁における蒸発部が構成されている部分の外周面に固定されている。
【0012】
ＣＯ低減部は、ＣＯ低減触媒と、ＣＯ低減部下棚板と、ＣＯ低減部上棚板と、を備えている。ＣＯ低減触媒は、第２隔壁上と伝熱緩衝筒との間に充填される粒状の触媒である。ＣＯ低減部下棚板は、ＣＯ低減触媒を下から支えるように第２隔壁上と伝熱緩衝筒との間に配置される棚板であり、ＣＯ低減部上棚板は、ＣＯ低減触媒を上から覆うように第２隔壁上と伝熱緩衝筒との間に配置される棚板である。
【0013】
ＣＯ低減部下棚板とＣＯ低減部上棚板は、ドーナツ盤形状で、ＣＯ低減触媒の粒子径より小さい通気孔が形成されている。
【0014】
本開示における水素生成装置のもう一つの特徴は、伝熱緩衝筒におけるＣＯ低減触媒とＣＯ低減部下棚板とＣＯ低減部上棚板が配置されている部分の外径を、第１隔壁における改質部が構成されている部分の外径よりも大きくしたことである。
【発明の効果】
【0015】
本開示における水素生成装置は、蒸発部とＣＯ低減部との間に空間が介在するように、第１隔壁に伝熱緩衝筒を設けるとともに、伝熱緩衝筒におけるＣＯ低減部の構成部材が配置されている部分の外径を、第１隔壁における改質部が構成されている部分の外径よりも大きくしたことにより、以下の効果が得られる。
【0016】
すなわち、第２隔壁上の下端に第２隔壁下を接合しておらず、ＣＯ低減部上棚板を取り付け済みであるが、ＣＯ低減触媒とＣＯ低減部下棚板は配置していない状態まで水素生成装置を製造して、水素生成装置の使用時の重力方向の上下を反転させた（上下逆にした）状態で、ＣＯ低減触媒を充填した後に、改質部の外径の大きさに邪魔されることなくＣＯ低減部下棚板を所定位置に取り付けて、ＣＯ低減部上棚板とＣＯ低減部下棚板との間にＣＯ低減触媒を保持させることができる。
【0017】
そのため、改質部の外径が蒸発部の外径よりも大きくても、ＣＯ低減触媒を充填して所定位置に保持する作業を、改質触媒を充填して所定位置に保持する作業とともに、連続的に効率よく行うことができ、それによって製造コストの低減を図ることができる水素生成装置を提供できる。
【0018】
また、伝熱緩衝筒によって蒸発部とＣＯ低減部との間に空間が形成されるので、内周側に充填されたＣＯ低減触媒が蒸発部との熱交換によって局所的に冷却される（ＣＯ低減触媒において温度ムラが発生する）ことを抑制でき、ＣＯ低減触媒全体を変成反応に適した温度にすることが容易になるので、二次水素含有ガスにおける一酸化炭素の濃度を従来よりも低減できたり、ＣＯ低減触媒の充填量を従来よりも減らすことができたりする。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
（本開示の基礎となった知見等）
発明者らが本開示に想到するに至った当時、加熱部隔壁と加熱部隔壁の外周を囲む第１隔壁との間において、上側に蒸発部が、下側に改質部が、それぞれ構成され、第１隔壁と第１隔壁の外周を囲む第２隔壁との間に、ＣＯ低減部が構成され、第１隔壁における改質部が構成されている部分（改質触媒を囲む部分）の外径が、第１隔壁における蒸発部が構
成されている部分の外径よりも大きい多重円筒構造の水素生成装置の技術があった。
発明者らが本開示に想到するに至った当時、加熱部隔壁と加熱部隔壁の外周を囲む第１隔壁との間において、上側に蒸発部が、下側に改質部が、それぞれ構成され、第１隔壁と第１隔壁の外周を囲む第２隔壁との間に、ＣＯ低減部が構成され、第１隔壁における改質部が構成されている部分（改質触媒を囲む部分）の外径が、第１隔壁における蒸発部が構
成されている部分の外径よりも大きい多重円筒構造の水素生成装置の技術があった。
【0021】
しかしながら、従来の水素生成装置においては、蒸発部の下方に改質部が配置され、改質部の外径が蒸発部の外径よりも大きくために、製造工程で触媒を充填する時は、水素生成装置を使用時の鉛直方向の上下が反転した状態にして、改質触媒を充填して、改質触媒を棚板で上下から挟んで所定位置に保持した後に、上下を反転させた状態から使用時の向きに変えて、ＣＯ低減触媒を充填して、ＣＯ低減触媒を棚板で上下から挟んで所定位置に保持する手順になっていた。
【0022】
そのため、改質触媒とＣＯ低減触媒の充填作業のための工程数が多く、効率が悪いという課題があった。
【0023】
そうした状況下において、発明者らは、水素生成装置を使用時の鉛直方向の上下が反転した状態にして、改質触媒とＣＯ低減触媒の充填作業を連続的に行えば、触媒充填工程を簡素化できるという着想を得た。
【0024】
しかしながら、その着想を実現するには、ＣＯ低減触媒を充填した後、ＣＯ低減触媒を下から支える下棚板を、第１隔壁と第２隔壁との間に導入するにあたって、ＣＯ低減触媒を支える下棚板の内径が、第１隔壁における改質部が構成される部分（改質触媒を囲む部分）の外径よりも小さいため、第１隔壁における改質部が構成される部分（改質触媒を囲む部分）が邪魔になって、ＣＯ低減触媒を支える下棚板をＣＯ低減触媒の位置まで導入することができないという課題があることを発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
【0025】
そこで、本開示は、蒸発部とＣＯ低減部との間に空間が介在するように、第１隔壁に伝熱緩衝筒を設けるとともに、伝熱緩衝筒におけるＣＯ低減部の構成部材が配置されている部分の外径を、第１隔壁における改質部が構成されている部分の外径よりも大きくしたことにより、ＣＯ低減触媒を充填して所定位置に保持する作業を、改質触媒を充填して所定位置に保持する作業とともに、連続的に効率よく行うことができ、それによって製造コストの低減を図ることができる水水素生成装置を提供する。
【0026】
以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。
【0027】
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
【0028】
【0029】
［１－１．構成］
図１、図２において、水素生成装置１００は、加熱部１２０と、蒸発部１２１と、改質部１２２と、ＣＯ低減部１２３と、ＣＯ低減部上棚板１２４と、ＣＯ低減部下棚板１２５と、燃焼筒１３０と、加熱部隔壁１３１と、第１隔壁１３２と、第２隔壁下１３３と、第２隔壁上１３４と、伝熱緩衝筒１３５と、燃焼排ガス流路１４０と、リターン流路１４１とを有している。
図１、図２において、水素生成装置１００は、加熱部１２０と、蒸発部１２１と、改質部１２２と、ＣＯ低減部１２３と、ＣＯ低減部上棚板１２４と、ＣＯ低減部下棚板１２５と、燃焼筒１３０と、加熱部隔壁１３１と、第１隔壁１３２と、第２隔壁下１３３と、第２隔壁上１３４と、伝熱緩衝筒１３５と、燃焼排ガス流路１４０と、リターン流路１４１とを有している。
【0030】
加熱部１２０は、鉛直方向に中心軸を有する燃焼筒１３０の内周側に配置され、燃焼用
空気が混合された可燃性ガスを燃焼して燃焼排ガスを排出するバーナと、バーナに可燃性ガスを供給するガス供給管と、バーナに燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給管と、を備えている。加熱部１２０のバーナは、下向きの炎を形成するように構成されている。
空気が混合された可燃性ガスを燃焼して燃焼排ガスを排出するバーナと、バーナに可燃性ガスを供給するガス供給管と、バーナに燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給管と、を備えている。加熱部１２０のバーナは、下向きの炎を形成するように構成されている。
【0031】
可燃性ガスには、原料ガス（都市ガスやＬＰガス）を用いることができ、水素生成装置１００が燃料電池に水素含有ガスを燃料ガスとして供給する場合は、燃料電池で利用されずに燃料電池から排出される燃料ガス（アノードオフガス）を用いることができる。
【0032】
燃焼筒１３０は、加熱部１２０と同軸になるように配置され、燃焼筒１３０の内周側では、燃焼排ガスを鉛直方向の下向きに流し、燃焼筒１３０の外周側（燃焼筒１３０と加熱部隔壁１３１との間に形成された燃焼排ガス流路１４０）では、燃焼排ガスを鉛直方向の上向きに流すための部材である。
【0033】
燃焼筒１３０の下端は、改質部１２２の下端よりも鉛直方向の下に位置し、燃焼筒１３０と同軸になるように配置され燃焼筒１３０を囲む有底円筒形の加熱部隔壁１３１の底部よりも鉛直方向の上に位置する。
【0034】
水素生成装置１００は、加熱部１２０のバーナの燃焼で発生した燃焼排ガスが、燃焼筒１３０の内周面に沿って燃焼筒１３０の内周側を下方に流れた後に、加熱部隔壁１３１の底部と燃焼筒１３０の下端との隙間を通って上方に折り返して、燃焼筒１３０と加熱部隔壁１３１との間に形成された燃焼排ガス流路１４０を、改質部１２２と熱交換した後に蒸発部１２１と熱交換して、加熱部隔壁１３１における上部に設けられた燃焼排ガス出口管から水素生成装置１００の外部に排出されるように構成されている。
【0035】
加熱部隔壁１３１は、内径が燃焼筒１３０の外径よりも大きく、燃焼筒１３０の外周面を囲み燃焼筒１３０と同軸になるように配置され、燃焼筒１３０との間に燃焼排ガス流路１４０を形成する有底円筒形の金属部材であり、加熱部隔壁１３１の底部と燃焼筒１３０の下端との間に燃焼排ガスが通流する隙間がある。
【0036】
第１隔壁１３２は、内径が加熱部隔壁１３１の外径よりも大きく、加熱部隔壁１３１の外周面を囲み加熱部隔壁１３１と同軸になるように配置された金属部材である。第１隔壁１３２と加熱部隔壁１３１との間には、炭化水素を含む原料ガスと水とを螺旋状に流すための螺旋状に曲げられた棒材が配置され、その螺旋状の棒材の下方に原料ガスと水蒸気との混合ガスから改質反応で一次水素含有ガス（一酸化炭素を含む水素含有ガス）を生成する改質触媒１５０が充填されている。
【0037】
第１隔壁１３２と加熱部隔壁１３１との間で、螺旋状の棒材が配置された箇所は、炭化水素を含む原料ガスと水とが加熱部隔壁１３１から伝わる熱で加熱されながら通過する蒸発部１２１となり、改質触媒１５０が充填された箇所は改質部１２２となっている。
【0038】
第１隔壁１３２における螺旋状の棒材が配置された箇所よりも上部には、蒸発部１２１に原料ガスと水を供給する供給管が接続されている。
【0039】
第１隔壁１３２は、第１隔壁１３２における改質部１２２が構成された部分の径が、第１隔壁における蒸発部１２１が構成された部分の径よりも大きく構成されている。
【0040】
第２隔壁下１３３は、内径が第１隔壁１３２における改質部１２２が構成された部分の外径よりも大きく、第１隔壁１３２における改質部１２２が構成された部分の外周面を囲み第１隔壁１３２と同軸になるように配置され、第１隔壁１３２における改質部１２２が構成された部分との間にリターン流路１４１を形成する有底円筒形の金属部材であり、第
２隔壁下１３３の底部と第１隔壁１３２の下端との間に一次水素含有ガスが通流する隙間がある。
２隔壁下１３３の底部と第１隔壁１３２の下端との間に一次水素含有ガスが通流する隙間がある。
【0041】
第２隔壁下１３３の底部は、加熱部隔壁１３１の底部よりも大きく、第２隔壁下１３３の底部は、加熱部隔壁１３１の底部よりも下方に位置するように構成されている。第２隔壁下１３３の上端部の径は、第２隔壁下１３３の上端を第２隔壁上１３４の下端部と接合できるように、第２隔壁下１３３における上端部以外の部分の径よりも大きく構成されている。
【0042】
伝熱緩衝筒１３５は、上下端部が内周側に曲げられて第１隔壁１３２における蒸発部１２１が構成されている部分の外周面に固定される筒状部材である。伝熱緩衝筒１３５は、第１隔壁１３２における蒸発部１２１が構成された部分の外周面を囲み第１隔壁１３２と同軸になるように配置されている。
【0043】
改質部１２２から流出した一次水素含有ガスのうち、ＣＯ低減部１２３を通流せずに、伝熱緩衝筒１３５と第１隔壁１３２との間を通流して、水素生成装置１００の外に出てしまう一次水素含有ガスの量が許容量を超えないように、伝熱緩衝筒１３５の上端部と下端部の少なくともどちらか一方と第１隔壁１３２との間は、できるだけ気密に接合することが望ましい。
【0044】
伝熱緩衝筒１３５は、上端部と下端部との間の部分の内径が、第１隔壁１３２における蒸発部１２１が構成されている部分の外径よりも大きく、伝熱緩衝筒１３５の内周面と第１隔壁１３２における蒸発部１２１が構成された部分の内周面との間に空間を形成する。また、伝熱緩衝筒１３５における上端部と下端部との間の部分の外径は、第１隔壁１３２における改質部１２２が構成されている部分の外径よりも大きい。
【0045】
伝熱緩衝筒１３５は、伝熱緩衝筒１３５の外周側に隣接する部材または伝熱緩衝筒１３５の外周面を流れるガスが、蒸発部１２１との熱交換によって局所的に冷却されることを抑制する空間を形成するための部材である。
【0046】
第２隔壁上１３４は、内径が伝熱緩衝筒１３５の外径よりも大きく、第１隔壁１３２における蒸発部１２１が構成されている部分と伝熱緩衝筒１３５の外周面を囲み第１隔壁１３２（伝熱緩衝筒１３５）と同軸になるように配置され、伝熱緩衝筒１３５との間にＣＯ低減部１２３を構成する金属部材である。
【0047】
ＣＯ低減部１２３は、改質部１２２から流出した一次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を変成反応で低減することにより二次水素含有ガスを生成するように構成されており、ＣＯ低減触媒１５１と、ＣＯ低減部下棚板１２５と、ＣＯ低減部上棚板１２４と、を備えている。
【0048】
ＣＯ低減触媒１５１は、第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５との間に充填される直径が２～３ｍｍの粒状のＣｕ－Ｚｎ系の触媒である。
【0049】
ＣＯ低減部下棚板１２５は、ＣＯ低減触媒１５１を下から支えるように第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５との間に配置される棚板であり、ＣＯ低減部上棚板１２４は、ＣＯ低減触媒１５１を上から覆うように第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５との間に配置される棚板である。
【0050】
ＣＯ低減部下棚板１２５とＣＯ低減部上棚板１２４は、ドーナツ盤形状で、ＣＯ低減触媒１５１の粒子径より小さい直径が１ｍｍの通気孔が形成されている。
【0051】
伝熱緩衝筒１３５は、伝熱緩衝筒１３５の外周面と第２隔壁上１３４の内周面との間に充填されるＣＯ低減触媒１５１が、蒸発部１２１との熱交換によって局所的に冷却される（ＣＯ低減触媒１５１において温度ムラが発生する）ことを抑制する空間を形成する。
【0052】
伝熱緩衝筒１３５は、伝熱緩衝筒１３５の内周面と第１隔壁１３２における蒸発部１２１が構成された部分の内周面との間に空間を形成し、この空間が蒸発部１２１とＣＯ低減部１２３との間の伝熱（熱交換）を抑制する。
【0053】
第２隔壁上１３４は、第２隔壁上１３４におけるＣＯ低減部１２３が構成されている部分よりも上部に二次水素含有ガスを水素生成装置１００の外部に排出（供給）する出口管を備えている。
【0054】
第２隔壁上１３４は、伝熱緩衝筒１３５との間もしくは外周面が伝熱緩衝筒１３５で覆われていない第１隔壁１３２との間に、リターン流路１４１を通過した一次水素含有ガスをＣＯ低減部下棚板１２５（ＣＯ低減部１２３）まで導く流路と、ＣＯ低減部上棚板１２４（ＣＯ低減部１２３）から流出した二次水素含有ガスを出口管まで導く流路も形成している。
【0055】
改質部１２２は、第１隔壁１３２と加熱部隔壁１３１との間に充填される改質触媒１５０の他に、改質部下棚板１２７と、改質部上棚板１２６と、を備えている。
【0056】
改質部下棚板１２７は、改質触媒１５０を下から支えるように第１隔壁１３２と加熱部隔壁１３１との間に配置される棚板であり、改質部上棚板１２６は、改質触媒１５０を上から覆うように第１隔壁１３２と加熱部隔壁１３１との間に配置される棚板である。改質部下棚板１２７と改質部上棚板１２６は、ドーナツ盤形状で、改質触媒１５０の粒子径より小さい通気孔が形成されている。
【0057】
（水素製造装置の製造工程）
図２において、水素生成装置１００の製造方法は、触媒充填準備工程１０１と、触媒充填工程１０２と触媒封止工程１０３と、を有する。
図２において、水素生成装置１００の製造方法は、触媒充填準備工程１０１と、触媒充填工程１０２と触媒封止工程１０３と、を有する。
【0058】
触媒充填準備工程１０１は、後の工程で、改質触媒１５０とＣＯ低減触媒１５１を充填できるように、第１隔壁１３２に取り付け済みの第２隔壁上１３４の下端には、未だ第２隔壁下１３３を接合しておらず、加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２の間に改質部上棚板１２６を取り付け済みであるが、改質部下棚板１２７は未だ加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２の間に配置しておらず、第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５の間にＣＯ低減部上棚板１２４を取り付け済みであるが、ＣＯ低減部下棚板１２５は未だ第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５の間に配置していない状態まで、水素生成装置を製造して、水素生成装置の使用時の重力方向の上下を反転させる（上下逆にする）工程である。
【0059】
触媒充填工程１０２は、触媒充填準備工程１０１が完了した状態において、加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２と改質部上棚板１２６に囲まれた空間に改質触媒１５０を充填する作業と、第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５とＣＯ低減部上棚板１２４に囲まれた空間にＣＯ低減触媒１５１を充填する作業とを行う工程である。
【0060】
触媒封止工程１０３は、触媒充填工程１０２が完了した状態において、改質部下棚板１２７を、鉛直方向上部から改質触媒１５０が充填された部分に向けて導入して、改質触媒１５０が充填された部分の上端に当接する位置に設置する作業と、ＣＯ低減部下棚板１２５を、鉛直方向上部からＣＯ低減触媒１５１が充填された部分に向けて導入して、ＣＯ低
減触媒１５１が充填された部分の上端に当接する位置に設置する作業と、を行う工程である。
減触媒１５１が充填された部分の上端に当接する位置に設置する作業と、を行う工程である。
【0061】
［１－２．動作］
以上のように構成された水素生成装置１００において、以下、その動作と作用を説明する。
以上のように構成された水素生成装置１００において、以下、その動作と作用を説明する。
【0062】
（水素生成装置の動作）
水素生成装置１００において、必要な水素量を得るために、原料ガスと水が、適正な比率で供給管から蒸発部１２１に供給される。供給された水は、蒸発部１２１の螺旋状流路に沿って流れながら加熱部隔壁１３１を介して伝わる加熱部１２０の熱（燃焼排ガスの熱を含む）によって水蒸気となり、原料ガスと混合される。
水素生成装置１００において、必要な水素量を得るために、原料ガスと水が、適正な比率で供給管から蒸発部１２１に供給される。供給された水は、蒸発部１２１の螺旋状流路に沿って流れながら加熱部隔壁１３１を介して伝わる加熱部１２０の熱（燃焼排ガスの熱を含む）によって水蒸気となり、原料ガスと混合される。
【0063】
原料ガスと水蒸気の混合ガスは、改質部１２２へ供給され、加熱部隔壁１３１を介して伝わる加熱部１２０の熱（燃焼排ガスの熱を含む）によって改質反応に適した温度に加熱された改質触媒１５０により水蒸気改質反応が行われて一次水素含有ガスとなる。
【0064】
改質部１２２から排出された一次水素含有ガスは、リターン流路１４１を通流して、ＣＯ低減触媒１５１に下方から供給され、ＣＯ低減触媒１５１の変成反応により、一次水素含有ガス中のＣＯ濃度が０．１～０．２％程度まで低減されて二次水素含有ガスとなる。
【0065】
このとき、ＣＯ低減触媒１５１は、改質部１２２（改質触媒１５０）から排出されＣＯ低減触媒１５１に流入する一次水素含有ガスの熱と、蒸発部１２１から、第１隔壁１３２と、伝熱緩衝筒１３５によって形成された空間と、伝熱緩衝筒１３５とを介して、ＣＯ低減触媒１５１に伝わる冷熱とによって、変成反応に適した温度に加熱されている。
【0066】
ＣＯ低減触媒１５１から排出された二次水素含有ガスは、出口管から水素生成装置１００の外に出ていき、燃料電池などの水素利用機器に供給される。
【0067】
加熱部１２０のバーナの燃焼で発生した燃焼排ガスは、燃焼筒１３０の内周面に沿って燃焼筒１３０の内周側を下方に流れた後に、加熱部隔壁１３１の底部と燃焼筒１３０の下端との隙間を通って上方に折り返して、燃焼筒１３０と加熱部隔壁１３１との間に形成された燃焼排ガス流路１４０を、改質部１２２と熱交換した後に、蒸発部１２１と熱交換して、加熱部隔壁１３１における上部に設けられた燃焼排ガス出口管から水素生成装置１００の外部に排出される。
【0068】
（水素生成装置の触媒充填に関連する製造工程）
触媒充填準備工程１０１は、後の工程で、改質触媒１５０とＣＯ低減触媒１５１を充填できるように、第１隔壁１３２に取り付け済みの第２隔壁上１３４の下端には、未だ第２隔壁下１３３を接合しておらず、加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２の間に改質部上棚板１２６を取り付け済みであるが、改質部下棚板１２７は未だ加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２の間に配置しておらず、第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５の間にＣＯ低減部上棚板１２４を取り付け済みであるが、ＣＯ低減部下棚板１２５は未だ第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５の間に配置していない状態まで、水素生成装置を製造して、水素生成装置の使用時の重力方向の上下を反転させる（上下逆にする）工程である。
触媒充填準備工程１０１は、後の工程で、改質触媒１５０とＣＯ低減触媒１５１を充填できるように、第１隔壁１３２に取り付け済みの第２隔壁上１３４の下端には、未だ第２隔壁下１３３を接合しておらず、加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２の間に改質部上棚板１２６を取り付け済みであるが、改質部下棚板１２７は未だ加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２の間に配置しておらず、第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５の間にＣＯ低減部上棚板１２４を取り付け済みであるが、ＣＯ低減部下棚板１２５は未だ第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５の間に配置していない状態まで、水素生成装置を製造して、水素生成装置の使用時の重力方向の上下を反転させる（上下逆にする）工程である。
【0069】
これにより、触媒充填準備工程１０１が完了した状態の水素生成装置は、加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２と改質部上棚板１２６に囲まれた空間と、第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５とＣＯ低減部上棚板１２４に囲まれた空間へそれぞれ、上から触媒を導入していくことができるので、改質触媒１５０とＣＯ低減触媒１５１の触媒充填を触媒充填工
程１０２で続けて行うことができる。
程１０２で続けて行うことができる。
【0070】
触媒封止工程１０３は、触媒封止工程１０３で充填した触媒を封止（所定位置に保持）するため、触媒充填工程１０２が完了した状態において、改質部下棚板１２７を、鉛直方向上部から改質触媒１５０が充填された部分に向けて導入して、改質触媒１５０が充填された部分の上端に当接する位置に設置する作業と、ＣＯ低減部下棚板１２５を、鉛直方向上部からＣＯ低減触媒１５１が充填された部分に向けて導入して、ＣＯ低減触媒１５１が充填された部分の上端に当接する位置に設置する作業とを行う。
【0071】
伝熱緩衝筒１３５の外径は、第１隔壁１３２における改質部１２２が構成されている部分の外径よりも大きく構成されているため、伝熱緩衝筒１３５の外周側に設置するＣＯ低減部下棚板１２５の内径は、第１隔壁１３２における改質部１２２が構成されている部分の外径よりも大きくできる。
【0072】
したがって、ＣＯ低減部下棚板１２５を、第１隔壁１３２における改質部１２２が構成されている部分を通過させて所定位置に設置するときに、第１隔壁１３２における改質部１２２が構成されている部分に邪魔されることなく、ＣＯ低減部下棚板１２５を、ＣＯ低減触媒１５１が充填された部分に当接する位置まで導入していくことができる。
【0073】
そのため、触媒封止工程１０３で、改質部下棚板１２７とＣＯ低減部下棚板１２５とによって改質触媒１５０とＣＯ低減触媒１５１とを封止（所定位置に保持）する作業を連続して行うことができる。
【0074】
［１－３．効果］
以上のように、本実施の形態における水素生成装置１００は、鉛直方向に中心軸を有する筒状の加熱部隔壁１３１と、鉛直方向に中心軸を有し加熱部隔壁１３１の外周を囲む筒状の第１隔壁１３２との間に、蒸発部１２１と改質部１２２とが配置され、第１隔壁１３２における蒸発部１２１が構成されている部分と、鉛直方向に中心軸を有し蒸発部１２１の外周を囲む筒状の第２隔壁上１３４との間に、ＣＯ低減部１２３が配置されている。
以上のように、本実施の形態における水素生成装置１００は、鉛直方向に中心軸を有する筒状の加熱部隔壁１３１と、鉛直方向に中心軸を有し加熱部隔壁１３１の外周を囲む筒状の第１隔壁１３２との間に、蒸発部１２１と改質部１２２とが配置され、第１隔壁１３２における蒸発部１２１が構成されている部分と、鉛直方向に中心軸を有し蒸発部１２１の外周を囲む筒状の第２隔壁上１３４との間に、ＣＯ低減部１２３が配置されている。
【0075】
さらに、第１隔壁１３２における改質部１２２が構成されている部分と、鉛直方向に中心軸を有し上端が第２隔壁上１３４の下端と接続されて改質部１２２の外周と底部とを囲む有底筒状の第２隔壁下１３３との間に、リターン流路１４１が形成され、第１隔壁１３２における改質部１２２が構成されている部分の外径が、第１隔壁１３２における蒸発部１２１が構成されている部分の外径よりも大きも大きく構成されている。
【0076】
蒸発部１２１は、加熱部隔壁１３１を介して伝わる熱で原料ガスと水とを加熱して水を蒸発させるように構成され、改質部１２２は、蒸発部１２１の下方で加熱部隔壁１３１を介して伝わる熱で原料ガスと水蒸気との混合ガスから改質反応で一酸化炭素を含む一次水素含有ガスを生成するように構成されている。
【0077】
ＣＯ低減部１２３は、改質部１２２から流出した一次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を変成反応で低減することにより二次水素含有ガスを生成するように構成されている。
【0078】
リターン流路１４１は、改質部１２２から下方に流出した一次水素含有ガスの流れを上向きに変えてＣＯ低減部１２３に導く流路である。
【0079】
本開示における水素生成装置１００の一つ目の特徴は、第１隔壁１３２における蒸発部１２１が構成されている部分と、ＣＯ低減部１２３との間に、伝熱緩衝筒１３５を設けた
ことである。
ことである。
【0080】
伝熱緩衝筒１３５は、蒸発部１２１とＣＯ低減部１２３との間に空間が形成されるように構成された部材であり、鉛直方向に中心軸を有し、上下端部が、内周側に曲げられて第１隔壁１３２における蒸発部１２１が構成されている部分の外周面に固定されている。
【0081】
ＣＯ低減部１２３は、ＣＯ低減触媒１５１と、ＣＯ低減部下棚板１２５と、ＣＯ低減部上棚板１２４と、を備えている。ＣＯ低減触媒１５１は、第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５との間に充填される粒状の触媒である。ＣＯ低減部下棚板１２５は、ＣＯ低減触媒１５１を下から支えるように第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５との間に配置される棚板であり、ＣＯ低減部上棚板１２４は、ＣＯ低減触媒１５１を上から覆うように第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５との間に配置される棚板である。
【0082】
ＣＯ低減部下棚板１２５とＣＯ低減部上棚板１２４は、ドーナツ盤形状で、ＣＯ低減触媒１５１の粒子径より小さい通気孔が形成されている。
【0083】
本開示における水素生成装置１００のもう一つの特徴は、伝熱緩衝筒１３５におけるＣＯ低減触媒１５１とＣＯ低減部下棚板１２５とＣＯ低減部上棚板１２４が配置されている部分の外径を、第１隔壁１３２における改質部１２２が構成されている部分の外径よりも大きくしたことである。
【0084】
本実施の形態における水素生成装置１００において、改質部１２２が、改質部下棚板１２７と改質部上棚板１２６との間に、改質触媒１５０を保持する構造である場合の製造方法は、触媒充填準備工程１０１と、触媒充填工程１０２と触媒封止工程１０３と、を有する。
【0085】
触媒充填準備工程１０１は、後の工程で、改質触媒１５０とＣＯ低減触媒１５１を充填できるように、第１隔壁１３２に取り付け済みの第２隔壁上１３４の下端には、未だ第２隔壁下１３３を接合しておらず、加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２の間に改質部上棚板１２６を取り付け済みであるが、改質部下棚板１２７は未だ加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２の間に配置しておらず、第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５の間にＣＯ低減部上棚板１２４を取り付け済みであるが、ＣＯ低減部下棚板１２５は未だ第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５の間に配置していない状態まで、水素生成装置を製造して、水素生成装置の使用時の重力方向の上下を反転させる（上下逆にする）工程である。
【0086】
触媒充填工程１０２は、触媒充填準備工程１０１が完了した状態において、加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２と改質部上棚板１２６に囲まれた空間に改質触媒１５０を充填する作業と、第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５とＣＯ低減部上棚板１２４に囲まれた空間にＣＯ低減触媒１５１を充填する作業とを行う工程である。
【0087】
触媒充填準備工程１０１が完了した状態の水素生成装置は、加熱部隔壁１３１と第１隔壁１３２と改質部上棚板１２６に囲まれた空間と、第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５とＣＯ低減部上棚板１２４に囲まれた空間へそれぞれ、上から触媒を導入していくことができるので、改質触媒１５０とＣＯ低減触媒１５１の触媒充填を触媒充填工程１０２で続けて行うことができる。
【0088】
触媒封止工程１０３は、触媒充填工程１０２が完了した状態において、改質部下棚板１２７を、鉛直方向上部から改質触媒１５０が充填された部分に向けて導入して、改質触媒１５０が充填された部分の上端に当接する位置に設置する作業と、ＣＯ低減部下棚板１２５を、鉛直方向上部からＣＯ低減触媒１５１が充填された部分に向けて導入して、ＣＯ低
減触媒１５１が充填された部分の上端に当接する位置に設置する作業と、を行う工程である。
減触媒１５１が充填された部分の上端に当接する位置に設置する作業と、を行う工程である。
【0089】
伝熱緩衝筒１３５の外径は、第１隔壁１３２における改質部１２２が構成されている部分の外径よりも大きく構成されているため、伝熱緩衝筒１３５の外周側に設置するＣＯ低減部下棚板１２５の内径を、第１隔壁１３２における改質部１２２が構成されている部分の外径よりも大きくすることができる。
【0090】
したがって、ＣＯ低減部下棚板１２５を、第１隔壁１３２における改質部１２２が構成されている部分を通過させて所定位置に設置するときに、第１隔壁１３２における改質部１２２が構成されている部分に邪魔されることなく、ＣＯ低減部下棚板１２５を、ＣＯ低減触媒１５１が充填された部分に当接する位置まで導入していくことができる。
【0091】
そのため、触媒封止工程１０３で、改質部下棚板１２７とＣＯ低減部下棚板１２５とによって改質触媒１５０とＣＯ低減触媒１５１とを封止（所定位置に保持）する作業を連続して行うことができる。
【0092】
本実施の形態における水素生成装置１００は、蒸発部１２１とＣＯ低減部１２３との間に空間が介在するように、第１隔壁１３２に伝熱緩衝筒１３５を設けるとともに、伝熱緩衝筒１３５におけるＣＯ低減部１２３の構成部材が配置されている部分の外径を、第１隔壁１３２における改質部１２２が構成されている部分の外径よりも大きくしたことによって、以下の効果が得られる。
【0093】
すなわち、第２隔壁上１３４の下端に第２隔壁下１３３を接合しておらず、ＣＯ低減部上棚板１２４を取り付け済みであるが、ＣＯ低減触媒１５１とＣＯ低減部下棚板１２５は配置していない状態まで水素生成装置１００を製造して、水素生成装置１００の使用時の重力方向の上下を反転させた（上下逆にした）状態で、ＣＯ低減触媒１５１を充填した後に、改質部１２２の外径の大きさに邪魔されることなくＣＯ低減部下棚板１２５を所定位置に取り付けて、ＣＯ低減部上棚板１２４とＣＯ低減部下棚板１２５との間にＣＯ低減触媒１５１を保持させることができる。
【0094】
そのため、改質部１２２が、改質部下棚板１２７と改質部上棚板１２６との間に、改質触媒１５０を保持する構造であれば、改質部１２２の外径が蒸発部１２１の外径よりも大きくても、ＣＯ低減触媒１５１を充填して所定位置に保持する作業を、改質触媒１５０を充填して所定位置に保持する作業とともに、連続的に効率よく行うことができ、それによって製造コストの低減を図ることができる水素生成装置１００を提供できる。
【0095】
また、伝熱緩衝筒１３５によって蒸発部１２１とＣＯ低減部１２３との間に空間が形成されるので、内周側に充填されたＣＯ低減触媒１５１が蒸発部１２１との熱交換によって局所的に冷却される（ＣＯ低減触媒１５１において温度ムラが発生する）ことを抑制できる。
【0096】
そのことによって、ＣＯ低減触媒１５１全体を変成反応に適した温度にすることが容易になるので、二次水素含有ガスにおける一酸化炭素の濃度を従来よりも低減できたり、ＣＯ低減触媒１５１の充填量を従来よりも減らすことができたりする。
【0097】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素
を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素
を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
【0098】
そこで、以下、図３を用いて、他の実施の形態を例示する。
【0099】
実施の形態１では、触媒として改質触媒１５０とＣＯ低減触媒１５１を備える構成を説明した。
【0100】
図３のように、水素生成装置２００は、ＣＯ低減触媒１５１の下流（上方）にＣＯ低減部１２３から流出した二次水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を選択酸化反応でさらに低減することにより三次水素含有ガスを生成するＣＯ除去触媒を充填したＣＯ除去部１４２を設けてもよい。
【0101】
ＣＯ除去触媒は、直径が２～３ｍｍの粒状のＲｕ系の触媒である。ＣＯ除去触媒は、ＣＯ除去部下棚板１４４で下から支えられ（下方向への移動を制限され）、ＣＯ除去部上棚板１４３によって上から覆われ（上方向への移動を制限され）ており、ＣＯ除去部下棚板１４４とＣＯ除去部上棚板１４３との間に保持されている。
【0102】
ＣＯ除去部下棚板１４４およびＣＯ除去部上棚板１４３は、ともに、ＣＯ除去触媒の粒子径より小さい直径が１ｍｍの通気孔が形成されているドーナツ盤形状の板である。
【0103】
これにより、ＣＯ除去触媒によって、水素生成装置２００から排出（供給）される水素含有ガスに含まれる一酸化炭素の濃度を実施の形態１の水素生成装置１００よりもさらに低減することができる。そのため、信頼性の高い水素生成装置２００を提供することができる。
【0104】
ＣＯ除去触媒の充填作業は、充填の前にＣＯ除去部下棚板１４４を設置して、水素生成装置は使用時の向き（上下正常状態）で行い、ＣＯ除去触媒の充填後に、ＣＯ除去部上棚板１４３を設置することで、ＣＯ除去触媒をＣＯ除去部下棚板１４４とＣＯ除去部上棚板１４３との間に保持することができる。
【0105】
なお、上下正常状態で、ＣＯ除去触媒の充填後に、ＣＯ除去部上棚板１４３を設置するために、ＣＯ除去触媒の充填作業をするときは、第２隔壁上１３４と伝熱緩衝筒１３５との間に設置されたＣＯ除去部上棚板１４３の上方に、上からＣＯ除去触媒を充填してＣＯ除去部上棚板１４３を設置するのを妨害する障害物が存在しないように、第２隔壁上１３４などを構成しておく必要がある。
【0106】
なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【0107】
本開示は、加熱部隔壁と加熱部隔壁を囲む第１隔壁との間に蒸発部と改質部とが配置され、第１隔壁における蒸発部が構成されている部分と、その部分を囲む第２隔壁上との間にＣＯ低減部が配置され、第１隔壁における改質部が構成されている部分の外径が、第１隔壁における蒸発部が構成されている部分の外径よりも大きい水素生成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【0108】
１００ 水素生成装置
１０１ 触媒充填準備工程
１０２ 触媒充填工程
１０３ 触媒封止工程
１２０ 加熱部
１２１ 蒸発部
１２２ 改質部
１２３ ＣＯ低減部
１２４ ＣＯ低減部上棚板
１２５ ＣＯ低減部下棚板
１２６ 改質部上棚板
１２７ 改質部下棚板
１３０ 燃焼筒
１３１ 加熱部隔壁
１３２ 第１隔壁
１３３ 第２隔壁下
１３４ 第２隔壁上
１３５ 伝熱緩衝筒
１４０ 燃焼排ガス流路
１４１ リターン流路
１４２ ＣＯ除去部
１４３ ＣＯ除去部上棚板
１４４ ＣＯ除去部下棚板
１５０ 改質触媒
１５１ ＣＯ低減触媒
２００ 水素生成装置
１０１ 触媒充填準備工程
１０２ 触媒充填工程
１０３ 触媒封止工程
１２０ 加熱部
１２１ 蒸発部
１２２ 改質部
１２３ ＣＯ低減部
１２４ ＣＯ低減部上棚板
１２５ ＣＯ低減部下棚板
１２６ 改質部上棚板
１２７ 改質部下棚板
１３０ 燃焼筒
１３１ 加熱部隔壁
１３２ 第１隔壁
１３３ 第２隔壁下
１３４ 第２隔壁上
１３５ 伝熱緩衝筒
１４０ 燃焼排ガス流路
１４１ リターン流路
１４２ ＣＯ除去部
１４３ ＣＯ除去部上棚板
１４４ ＣＯ除去部下棚板
１５０ 改質触媒
１５１ ＣＯ低減触媒
２００ 水素生成装置
【図1】
【図2】
【図3】