特開 2024-38883 吸着装置

(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】P2024038883

(43)【公開日】2024-03-21

(54)【発明の名称】吸着装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/04 20060101AFI20240313BHJP

   H01M 8/0662 20160101ALI20240313BHJP

【ＦＩ】

B01D53/04 110

H01M8/0662

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022143220

(22)【出願日】2022-09-08

(71)【出願人】

【識別番号】000116574

【氏名又は名称】愛三工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤田 祐輝

【テーマコード（参考）】

4D012

5H127

【Ｆターム（参考）】

4D012BA02

4D012BA03

4D012CA07

4D012CB16

4D012CB17

4D012CE01

4D012CE02

4D012CF05

4D012CF10

4D012CG01

5H127AA06

5H127AA07

5H127AC02

5H127BA01

5H127BA02

5H127BA12

5H127BA17

5H127BA59

5H127BB02

5H127EE12

(57)【要約】

【課題】ガスに含まれる吸着対象の成分が下流側の吸着器よりも下流側へ流出することを抑制することができる技術を提供する。
【解決手段】第１吸着器を上流側の吸着器とし、第２吸着器を下流側の吸着器として、ガスに含まれる成分を上流側の第１吸着器と下流側の第２吸着器により吸着する第１吸着状態と、第２吸着器を上流側の吸着器とし、第３吸着器を下流側の吸着器として、ガスに含まれる成分を上流側の第２吸着器と下流側の第３吸着器により吸着する第２吸着状態と、第３吸着器を上流側の吸着器とし、第１吸着器を下流側の吸着器として、ガスに含まれる成分を上流側の第３吸着器と下流側の第１吸着器により吸着する第３吸着状態と、を切り替える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスに含まれる成分を吸着可能な吸着材を備える第１吸着器と、
ガスに含まれる成分を吸着可能な吸着材を備える第２吸着器と、
ガスに含まれる成分を吸着可能な吸着材を備える第３吸着器と、
前記第１吸着器と前記第２吸着器を接続する第１接続通路と、
前記第２吸着器と前記第３吸着器を接続する第２接続通路と、
前記第３吸着器と前記第１吸着器を接続する第３接続通路と、を備え、
上流側の吸着器と下流側の吸着器によりガスに含まれる成分を吸着する吸着装置であって、
前記第１吸着器を上流側の吸着器とし、前記第２吸着器を下流側の吸着器として、ガスに含まれる成分を上流側の前記第１吸着器と下流側の前記第２吸着器により吸着する第１吸着状態と、
前記第２吸着器を上流側の吸着器とし、前記第３吸着器を下流側の吸着器として、ガスに含まれる成分を上流側の前記第２吸着器と下流側の前記第３吸着器により吸着する第２吸着状態と、
前記第３吸着器を上流側の吸着器とし、前記第１吸着器を下流側の吸着器として、ガスに含まれる成分を上流側の前記第３吸着器と下流側の前記第１吸着器により吸着する第３吸着状態と、を切り替え可能な吸着装置。

【請求項2】

請求項１に記載の吸着装置であって、
前記第１接続通路と前記第２接続通路と前記第３接続通路とが合流する部分である合流部と、
前記合流部に配置された濃度センサであって、前記第１接続通路を流れるガスに含まれる成分の濃度と、前記第２接続通路を流れるガスに含まれる成分の濃度と、前記第３接続通路を流れるガスに含まれる成分の濃度と、を検出可能な前記濃度センサと、を備える吸着装置。

【請求項3】

請求項２に記載の吸着装置であって、
制御装置を更に備え、
前記制御装置は、
前記第１吸着状態のときに前記濃度センサの検出濃度が所定の第１基準濃度を超える場合に、吸着装置を前記第１吸着状態から前記第２吸着状態に切り替え、
前記第２吸着状態のときに前記濃度センサの検出濃度が所定の第２基準濃度を超える場合に、吸着装置を前記第２吸着状態から前記第３吸着状態に切り替え、
前記第３吸着状態のときに前記濃度センサの検出濃度が所定の第３基準濃度を超える場合に、吸着装置を前記第３吸着状態から前記第１吸着状態に切り替える、吸着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示する技術は、ガスに含まれる成分を吸着する吸着装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１にアンモニア除去設備が開示されている。特許文献１のアンモニア除去設備は、水素及びアンモニアを含有する混合ガス中のアンモニアを除去する第１のアンモニア除去装置と、第１のアンモニア除去装置の後段に設置されており、第１のアンモニア除去装置で処理された第１の処理ガスを処理する第２のアンモニア除去装置とを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１７／０９９１４３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のアンモニア除去設備では、第１のアンモニア除去装置と第２のアンモニア除去装置とのいずれもが破過することにより、第２のアンモニア除去装置よりも下流側へアンモニアが流出してしまうことが考えられる。本明細書は、ガスに含まれる吸着対象の成分が下流側の吸着器よりも下流側へ流出することを抑制することができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本技術の第１の態様では、吸着装置が、ガスに含まれる成分を吸着可能な吸着材を備える第１吸着器と、ガスに含まれる成分を吸着可能な吸着材を備える第２吸着器と、ガスに含まれる成分を吸着可能な吸着材を備える第３吸着器と、前記第１吸着器と前記第２吸着器を接続する第１接続通路と、前記第２吸着器と前記第３吸着器を接続する第２接続通路と、前記第３吸着器と前記第１吸着器を接続する第３接続通路と、を備え、上流側の吸着器と下流側の吸着器によりガスに含まれる成分を吸着する。吸着装置は、前記第１吸着器を上流側の吸着器とし、前記第２吸着器を下流側の吸着器として、ガスに含まれる成分を上流側の前記第１吸着器と下流側の前記第２吸着器により吸着する第１吸着状態と、前記第２吸着器を上流側の吸着器とし、前記第３吸着器を下流側の吸着器として、ガスに含まれる成分を上流側の前記第２吸着器と下流側の前記第３吸着器により吸着する第２吸着状態と、前記第３吸着器を上流側の吸着器とし、前記第１吸着器を下流側の吸着器として、ガスに含まれる成分を上流側の前記第３吸着器と下流側の前記第１吸着器により吸着する第３吸着状態と、を切り替え可能である。

【0006】

この構成によれば、第１吸着状態では、上流側の第１吸着器が破過したとしても下流側の第２吸着器によりガスに含まれる吸着対象の成分を吸着することができる。また、第１吸着状態から第２吸着状態に切り替えることにより、第２吸着状態では、上流側の第２吸着器が破過したとしても下流側の第３吸着器によりガスに含まれる吸着対象の成分を吸着することができる。また、第２吸着状態のうちに第１吸着器を新しい吸着器に交換することができる。また、第２吸着状態から第３吸着状態に切り替えることにより、第３吸着状態では、上流側の第３吸着器が破過したとしても下流側の第１吸着器によりガスに含まれる吸着対象の成分を吸着することができる。また、第３吸着状態のうちに第２吸着器を新しい吸着器に交換することができる。また、第３吸着状態から第１吸着状態に切り替えることにより、第１吸着状態では、上流側の第１吸着器が破過したとしても下流側の第２吸着器によりガスに含まれる吸着対象の成分を吸着することができる。また、第１吸着状態のうちに第３吸着器を新しい吸着器に交換することができる。以上のように第１吸着状態と第２吸着状態と第３吸着状態とを切り替えることにより、ガスに含まれる吸着対象の成分が下流側の吸着器よりも下流側へ流出することを抑制することができる。

【0007】

第２の態様では、上記第１の態様において、吸着装置が、前記第１接続通路と前記第２接続通路と前記第３接続通路とが合流する部分である合流部と、前記合流部に配置された濃度センサであって、前記第１接続通路を流れるガスに含まれる成分の濃度と、前記第２接続通路を流れるガスに含まれる成分の濃度と、前記第３接続通路を流れるガスに含まれる成分の濃度と、を検出可能な前記濃度センサと、を備えてもよい。

【0008】

この構成によれば、複数の接続通路について１つの濃度センサにより濃度を検出することができる。

【0009】

第３の態様では、上記第２の態様において、吸着装置が、制御装置を更に備え、前記制御装置が、前記第１吸着状態のときに前記濃度センサの検出濃度が所定の第１基準濃度を超える場合に、吸着装置を前記第１吸着状態から前記第２吸着状態に切り替え、前記第２吸着状態のときに前記濃度センサの検出濃度が所定の第２基準濃度を超える場合に、吸着装置を前記第２吸着状態から前記第３吸着状態に切り替え、前記第３吸着状態のときに前記濃度センサの検出濃度が所定の第３基準濃度を超える場合に、吸着装置を前記第３吸着状態から前記第１吸着状態に切り替えてもよい。

【0010】

この構成によれば、第１吸着状態と第２吸着状態と第３吸着状態とを適切なタイミングで切り替えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施例の燃料電池システムを模式的に示す図。

【図2】実施例の燃料電池システムの第１運転（第１吸着状態）を示す図。

【図3】実施例の燃料電池システムの第２運転（第２吸着状態）を示す図。

【図4】実施例の燃料電池システムの第３運転（第３吸着状態）を示す図。

【図5】実施例の吸着装置の複数の弁の状態を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

実施例の燃料電池システム１及び吸着装置２について図面を参照して説明する。図１は、実施例の燃料電池システム１を模式的に示す図である。図１に示すように、燃料電池システム１は、制御装置５０と、改質器４と、吸着装置２と、燃料電池６とを備えている。

【0013】

制御装置５０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えており、記憶装置に記憶されている所定のプログラムに従って燃料電池システム１に関する様々な制御や処理を実行する。

【0014】

改質器４は、原料ガスの供給元（図示省略）から供給される原料ガス（例えば、気体アンモニア）を改質することにより改質ガスを生成する。原料ガスの改質のために用いられる触媒は、例えば、銅、ニッケル、ルテニウム等である。改質ガスには、原料ガスの改質により生成される水素が含まれる。また、改質ガスには、改質による副生成物のアンモニアや未分解のアンモニアが含まれる。

【0015】

吸着装置２は、改質器４と燃料電池６に接続されている。吸着装置２は、改質器４から供給される改質ガスに含まれるアンモニア（吸着対象の成分の一例）を吸着除去する装置である。吸着装置２によりアンモニアが吸着除去された改質ガスは燃料電池６に供給される。

【0016】

燃料電池６は、吸着装置２から供給される改質ガス（燃料ガス）と、空気の供給元（図示省略）から供給される空気とを用いて発電する。燃料電池６は、例えば、容器の内部に積み重ねられた複数の電池セル（図示省略）を備えており、各電池セルが、改質ガス（燃料ガス）に含まれる水素と、空気に含まれる酸素との化学反応により発電する。電池セルは、例えば、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ（Solid Oxide Fuel Cell））や固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ（Polymer Electrolyte Fuel Cell））であるが、これらに限定されない。

【0017】

吸着装置２について説明する。吸着装置２は、複数の吸着器（第１吸着器１０、第２吸着器１２、及び第３吸着器１４）を備えている。また、吸着装置２は、共通上流通路２０、第１上流通路２２、第２上流通路２４、第３上流通路２６、中間通路６０、第１下流通路３２、第２下流通路３４、第３下流通路３６、及び共通下流通路３０を備えている。更に、吸着装置２は、第１四方弁４０、第２四方弁４２、第１開閉弁４４、第２開閉弁４６、及び第３開閉弁４８を備えている。

【0018】

第１吸着器１０は、容器１０ａと、容器１０ａ内に収容されている吸着材１０ｂとを備えている。容器１０ａは、第１上流通路２２が接続されている第１ポート１０ｃと、中間通路６０が接続されている第２ポート１０ｄと、第１下流通路３２が接続されている第３ポート１０ｅとを備えている。容器１０ａ内に収容されている吸着材１０ｂは、容器１０ａ内に供給される改質ガスに含まれるアンモニアを吸着する能力を有している。吸着材１０ｂは、例えば、ゼオライトや活性炭等である。第１吸着器１０は、使用後に新しい第１吸着器１０に交換可能である。

【0019】

第２吸着器１２は、第１吸着器１０と同様に、容器１２ａと、容器１２ａ内に収容されている吸着材１２ｂとを備えている。容器１２ａは、第２上流通路２４が接続されている第１ポート１２ｃと、中間通路６０が接続されている第２ポート１２ｄと、第２下流通路３４が接続されている第３ポート１２ｅとを備えている。容器１２ａ内に収容されている吸着材１２ｂは、容器１２ａ内に供給される改質ガスに含まれるアンモニアを吸着する能力を有している。吸着材１２ｂは、例えば、ゼオライトや活性炭等である。第２吸着器１２は、使用後に新しい第２吸着器１２に交換可能である。

【0020】

第３吸着器１４は、接続される通路以外は第１吸着器１０又は第２吸着器１２と同様の構成である。そのため、第３吸着器１４については、第１吸着器１０及び第２吸着器１２と同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

【0021】

次に、吸着装置２の通路について説明する。共通上流通路２０は、その上流端が改質器４に接続され、下流端が第１四方弁４０に接続されている。共通上流通路２０は、改質器４で生成される改質ガスを改質器４から第１四方弁４０に供給する。

【0022】

第１四方弁４０は、第１状態（図２参照）と第２状態（図３参照）と第３状態（図４参照）とに切り替え可能に構成されている。第１四方弁４０は、第１状態（図２参照）では、共通上流通路２０と第１上流通路２２を連通させる。第１四方弁４０が第１状態であるとき、共通上流通路２０を流れる改質ガスが第１四方弁４０を通じて第１上流通路２２に供給される。第１四方弁４０は、第２状態（図３参照）では、共通上流通路２０と第２上流通路２４を連通させる。第１四方弁４０が第２状態であるとき、共通上流通路２０を流れる改質ガスが第１四方弁４０を通じて第２上流通路２４に供給される。第１四方弁４０は、第３状態（図４参照）では、共通上流通路２０と第３上流通路２６を連通させる。第１四方弁４０が第３状態であるとき、共通上流通路２０を流れる改質ガスが第１四方弁４０を通じて第３上流通路２６に供給される。

【0023】

第１上流通路２２は、その上流端が第１四方弁４０に接続され、下流端が第１吸着器１０の第１ポート１０ｃに接続されている。第１上流通路２２は、第１四方弁４０が第１状態（図２参照）のときに改質ガスを第１吸着器１０に供給する。

【0024】

第２上流通路２４は、その上流端が第１四方弁４０に接続され、下流端が第２吸着器１２の第１ポート１２ｃに接続されている。第２上流通路２４は、第１四方弁４０が第２状態（図３参照）のときに改質ガスを第２吸着器１２に供給する。

【0025】

第３上流通路２６は、その上流端が第１四方弁４０に接続され、下流端が第３吸着器１４の第１ポート１４ｃに接続されている。第３上流通路２６は、第１四方弁４０が第３状態（図４参照）のときに改質ガスを第３吸着器１４に供給する。

【0026】

第１吸着器１０と第２吸着器１２と第３吸着器１４の間には中間通路６０が配置されている。中間通路６０は、第１吸着器１０と第２吸着器１２と第３吸着器１４に接続されている。中間通路６０は、第１部分６２、第２部分６４、及び第３部分６６を備えている。第１部分６２が第１吸着器１０に接続され、第２部分６４が第２吸着器１２に接続され、第３部分６６が第３吸着器１４に接続されている。また、中間通路６０は、第１部分６２と第２部分６４と第３部分６６が合流する合流部６８を備えている。

【0027】

第１部分６２は、一端が第１吸着器１０の第２ポート１０ｄに接続されており、第１吸着器１０から中間通路６０の合流部６８まで延びている。第２部分６４は、一端が第２吸着器１２の第２ポート１２ｄに接続されており、第２吸着器１２から中間通路６０の合流部６８まで延びている。第３部分６６は、一端が第３吸着器１４の第２ポート１４ｄに接続されており、第３吸着器１４から中間通路６０の合流部６８まで延びている。

【0028】

中間通路６０の第１部分６２と第２部分６４により第１接続通路７０が構成されている。第１接続通路７０は、第１吸着器１０と第２吸着器１２を接続する通路である。中間通路６０の第２部分６４と第３部分６６により第２接続通路７２が構成されている。第２接続通路７２は、第２吸着器１２と第３吸着器１４を接続する通路である。中間通路６０の第３部分６６と第１部分６２により第３接続通路７４が構成されている。第３接続通路７４は、第３吸着器１４と第１吸着器１０を接続する通路である。

【0029】

中間通路６０の第１部分６２には、第１部分６２を開閉する第１開閉弁４４が設けられている。第１開閉弁４４が開状態であるときに第１部分６２を改質ガスが流れる。中間通路６０の第２部分６４には、第２部分６４を開閉する第２開閉弁４６が設けられている。第２開閉弁４６が開状態であるときに第２部分６４を改質ガスが流れる。中間通路６０の第３部分６６には、第３部分６６を開閉する第３開閉弁４８が設けられている。第３開閉弁４８が開状態であるときに第３部分６６を改質ガスが流れる。

【0030】

合流部６８は、第１接続通路７０と第２接続通路７２と第３接続通路７４とが重なる部分である。合流部６８には濃度センサ５２が設けられている。濃度センサ５２は、合流部６８を流れる改質ガスに含まれるアンモニアの濃度を検出する。

【0031】

第１下流通路３２は、その上流端が第１吸着器１０の第３ポート１０ｅに接続され、下流端が第２四方弁４２に接続されている。第１下流通路３２は、第１吸着器１０でアンモニアが吸着除去された後の改質ガスを第２四方弁４２に供給する。

【0032】

第２下流通路３４は、その上流端が第２吸着器１２の第３ポート１２ｅに接続され、下流端が第２四方弁４２に接続されている。第２下流通路３４は、第２吸着器１２でアンモニアが吸着除去された後の改質ガスを第２四方弁４２に供給する。

【0033】

第３下流通路３６は、その上流端が第３吸着器１４の第３ポート１４ｅに接続され、下流端が第２四方弁４２に接続されている。第３下流通路３６は、第３吸着器１４でアンモニアが吸着除去された後の改質ガスを第２四方弁４２に供給する。

【0034】

第２四方弁４２は、第１状態（図２参照）と第２状態（図３参照）と第３状態（図４参照）とに切り替え可能に構成されている。第２四方弁４２は、第１状態（図２参照）では、第２下流通路３４と共通下流通路３０を連通させる。第２四方弁４２が第１状態（図２参照）であるとき、第２下流通路３４を流れる改質ガスが第２四方弁４２を通じて共通下流通路３０に供給される。第２四方弁４２は、第２状態（図３参照）では、第３下流通路３６と共通下流通路３０を連通させる。第２四方弁４２が第２状態（図３参照）であるとき、第３下流通路３６を流れる改質ガスが第２四方弁４２を通じて共通下流通路３０に供給される。第２四方弁４２は、第３状態（図４参照）では、第１下流通路３２と共通下流通路３０を連通させる。第２四方弁４２が第３状態（図４参照）であるとき、第１下流通路３２を流れる改質ガスが第２四方弁４２を通じて共通下流通路３０に供給される。

【0035】

共通下流通路３０は、その上流端が第２四方弁４２に接続され、下流端が燃料電池６に接続されている。共通下流通路３０は、吸着装置２の吸着器（１０、１２、１４）によりアンモニアが吸着除去された後の改質ガス（燃料ガス）を燃料電池６に供給する。

【0036】

（燃料電池システム１の動作）
次に、燃料電池システム１の動作について説明する。燃料電池システム１では、制御装置５０が吸着装置２の複数の弁（４０、４２、４４、４６、４８）を制御することにより、以下に説明する第１運転と第２運転と第３運転を順に実行する。

【0037】

（第１運転；図２、図５）
まず、第１運転について説明する。燃料電池システム１では、制御装置５０が所定の場合に吸着装置２の複数の弁（４０、４２、４４、４６、４８）の状態を切り替えることにより、燃料電池システム１の運転を第１運転に移行させる。第１運転は、改質器４で生成される改質ガスに含まれるアンモニアをまず先に第１吸着器１０で吸着し、続いて第２吸着器１２で吸着する運転である。第１運転（第１吸着状態）では、改質ガスの流れ方向において、第１吸着器１０が上流側に位置し、第２吸着器１２が下流側に位置する。なお、第１運転では、第３吸着器１４が使用されない。

【0038】

第１運転（第１吸着状態）では、図２及び図５に示すように、第１四方弁４０と第２四方弁４２が第１状態であり、第１開閉弁４４と第２開閉弁４６が開状態であり、第３開閉弁４８が閉状態である。

【0039】

第１運転では、第１四方弁４０が第１状態なので、改質器４で生成される改質ガスが、共通上流通路２０と第１上流通路２２を流れて第１吸着器１０に供給される。改質ガスが第１吸着器１０を通過するときに、改質ガスに含まれるアンモニアが第１吸着器１０の吸着材１０ｂに吸着される。

【0040】

また、第１運転では、第１開閉弁４４と第２開閉弁４６が開状態なので、第１吸着器１０から排出される改質ガスが、第１接続通路７０（即ち、中間通路６０の第１部分６２と第２部分６４）を流れて第２吸着器１２に供給される。改質ガスが第２吸着器１２を通過するときに、改質ガスに含まれるアンモニアが第２吸着器１２の吸着材１２ｂに吸着される。なお、第１運転では、第３開閉弁４８が閉状態なので第３吸着器１４に改質ガスが供給されない。

【0041】

第２吸着器１２から排出される改質ガスは、第２四方弁４２が第１状態なので、第２下流通路３４と共通下流通路３０を流れて燃料電池６に供給される。燃料電池６は、共通下流通路３０から供給される改質ガスを用いて発電する。

【0042】

燃料電池システム１では、中間通路６０の合流部６８を流れる改質ガスに含まれるアンモニアの濃度が濃度センサ５２によって検出される。制御装置５０は、第１運転の実行中の濃度センサ５２の検出濃度（即ち、第１吸着器１０から排出される改質ガスに含まれるアンモニアの濃度）が所定の第１基準濃度を超える場合に、燃料電池システム１の運転を第１運転から第２運転に切り替える。制御装置５０は、吸着装置２の複数の弁（４０、４２、４４、４６、４８）の状態を切り替えることにより、燃料電池システム１の運転を第２運転に移行させる。所定の第１基準濃度は、例えば、第１吸着器１０が破過したことを示す濃度に設定される。

【0043】

上述した第１運転（第１吸着状態）では、第３吸着器１４がアンモニアの吸着のために使用されないので、第１運転の実行中にユーザが第３吸着器１４を交換することができる。例えば、後述する第３運転で使用した第３吸着器１４を吸着装置２から取り外し、未使用の新しい第３吸着器１４を吸着装置２に取り付けることができる。第３吸着器１４が交換された場合は、その後の運転では交換後の新しい第３吸着器１４が使用される。変形例では、第３吸着器１４を吸着装置２から取り外さずに、容器１４ａ内の吸着材１４ｂを交換してもよい。

【0044】

また、制御装置５０は、第１運転の実行中に第３吸着器１４が交換された場合のみ、燃料電池システム１の運転を第２運転に移行させてもよい。例えば、制御装置５０は、着脱センサ（図示省略）によって第３吸着器１４が着脱されたことが検出された場合のみ、燃料電池システム１の運転を第２運転に移行させてもよい。

【0045】

（第２運転；図３、図５）
次に、第２運転について説明する。燃料電池システム１では、制御装置５０が所定の場合に吸着装置２の複数の弁（４０、４２、４４、４６、４８）の状態を切り替えることにより、燃料電池システム１の運転を第１運転から第２運転に移行させる。第２運転は、改質器４で生成される改質ガスに含まれるアンモニアをまず先に第２吸着器１２で吸着し、続いて第３吸着器１４で吸着する運転である。第２運転（第２吸着状態）では、改質ガスの流れ方向において、第２吸着器１２が上流側に位置し、第３吸着器１４が下流側に位置する。なお、第２運転では、第１吸着器１０が使用されない。

【0046】

第２運転（第２吸着状態）では、図３及び図５に示すように、第１四方弁４０と第２四方弁４２が第２状態であり、第２開閉弁４６と第３開閉弁４８が開状態であり、第１開閉弁４４が閉状態である。

【0047】

第２運転では、第１四方弁４０が第２状態なので、改質器４で生成される改質ガスが、共通上流通路２０と第２上流通路２４を流れて第２吸着器１２に供給される。改質ガスが第２吸着器１２を通過するときに、改質ガスに含まれるアンモニアが第２吸着器１２の吸着材１２ｂに吸着される。

【0048】

また、第２運転では、第２開閉弁４６と第３開閉弁４８が開状態なので、第２吸着器１２から排出される改質ガスが、第２接続通路７２（即ち、中間通路６０の第２部分６４と第３部分６６）を流れて第３吸着器１４に供給される。改質ガスが第３吸着器１４を通過するときに、改質ガスに含まれるアンモニアが第３吸着器１４の吸着材１４ｂに吸着される。なお、第２運転では、第１開閉弁４４が閉状態なので第１吸着器１０に改質ガスが供給されない。

【0049】

第３吸着器１４から排出される改質ガスは、第２四方弁４２が第２状態なので、第３下流通路３６と共通下流通路３０を流れて燃料電池６に供給される。燃料電池６は、共通下流通路３０から供給される改質ガスを用いて発電する。

【0050】

燃料電池システム１では、中間通路６０の合流部６８を流れる改質ガスに含まれるアンモニアの濃度が濃度センサ５２によって検出される。制御装置５０は、第２運転の実行中の濃度センサ５２の検出濃度（即ち、第２吸着器１２から排出される改質ガスに含まれるアンモニアの濃度）が所定の第２基準濃度を超える場合に、燃料電池システム１の運転を第２運転から第３運転に切り替える。制御装置５０は、吸着装置２の複数の弁（４０、４２、４４、４６、４８）の状態を切り替えることにより、燃料電池システム１の運転を第３運転に移行させる。所定の第２基準濃度は、例えば、第２吸着器１２が破過したことを示す濃度に設定される。第２基準濃度は、上述した第１基準濃度と同じ濃度であっても、異なる濃度であってもよい。

【0051】

上述した第２運転（第２吸着状態）では、第１吸着器１０がアンモニアの吸着のために使用されないので、第２運転の実行中にユーザが第１吸着器１０を交換することができる。例えば、上述した第１運転で使用した第１吸着器１０を吸着装置２から取り外し、未使用の新しい第１吸着器１０を吸着装置２に取り付けることができる。第１吸着器１０が交換された場合は、その後の運転では交換後の新しい第１吸着器１０が使用される。変形例では、第１吸着器１０を吸着装置２から取り外さずに、容器１０ａ内の吸着材１０ｂを交換してもよい。

【0052】

また、制御装置５０は、第２運転の実行中に第１吸着器１０が交換された場合のみ、燃料電池システム１の運転を第３運転に移行させてもよい。例えば、制御装置５０は、着脱センサ（図示省略）によって第１吸着器１０が着脱されたことが検出された場合のみ、燃料電池システム１の運転を第３運転に移行させてもよい。

【0053】

（第３運転；図４、図５）
次に、第３運転について説明する。燃料電池システム１では、制御装置５０が所定の場合に吸着装置２の複数の弁（４０、４２、４４、４６、４８）の状態を切り替えることにより、燃料電池システム１の運転を第２運転から第３運転に移行させる。第３運転は、改質器４で生成される改質ガスに含まれるアンモニアをまず先に第３吸着器１４で吸着し、続いて第１吸着器１０で吸着する運転である。第３運転では、改質ガスの流れ方向において、第３吸着器１４が上流側に位置し、第２吸着器１２が下流側に位置する。なお、第３運転では、第２吸着器１２が使用されない。

【0054】

第３運転（第３吸着状態）では、図４及び図５に示すように、第１四方弁４０と第２四方弁４２が第３状態であり、第３開閉弁４８と第１開閉弁４４が開状態であり、第２開閉弁４６が閉状態である。

【0055】

第３運転では、第１四方弁４０が第３状態なので、改質器４で生成される改質ガスが、共通上流通路２０と第３上流通路２６を流れて第３吸着器１４に供給される。改質ガスが第３吸着器１４を通過するときに、改質ガスに含まれるアンモニアが第３吸着器１４の吸着材１４ｂに吸着される。

【0056】

また、第３運転では、第３開閉弁４８と第１開閉弁４４が開状態なので、第３吸着器１４から排出される改質ガスが、第３接続通路７４（即ち、中間通路６０の第３部分６６と第１部分６２）を流れて第１吸着器１０に供給される。改質ガスが第１吸着器１０を通過するときに、改質ガスに含まれるアンモニアが第１吸着器１０の吸着材１０ｂに吸着される。なお、第３運転では、第２開閉弁４６が閉状態なので第２吸着器１２に改質ガスが供給されない。

【0057】

第１吸着器１０から排出される改質ガスは、第２四方弁４２が第３状態なので、第１下流通路３２と共通下流通路３０を流れて燃料電池６に供給される。燃料電池６は、共通下流通路３０から供給される改質ガスを用いて発電する。

【0058】

燃料電池システム１では、中間通路６０の合流部６８を流れる改質ガスに含まれるアンモニアの濃度が濃度センサ５２によって検出される。制御装置５０は、第３運転の実行中の濃度センサ５２の検出濃度（即ち、第３吸着器１４から排出される改質ガスに含まれるアンモニアの濃度）が所定の第３基準濃度を超える場合に、燃料電池システム１の運転を第３運転から第１運転に切り替える。制御装置５０は、吸着装置２の複数の弁（４０、４２、４４、４６、４８）の状態を切り替えることにより、燃料電池システム１の運転を第１運転に移行させる。所定の第３基準濃度は、例えば、第３吸着器１４が破過したことを示す濃度に設定される。第３基準濃度は、上述した第１基準濃度又は第２基準濃度と同じ濃度であっても、異なる濃度であってもよい。

【0059】

上述した第３運転（第３吸着状態）では、第２吸着器１２がアンモニアの吸着のために使用されないので、第３運転の実行中にユーザが第２吸着器１２を交換することができる。例えば、上述した第２運転で使用した第２吸着器１２を吸着装置２から取り外し、未使用の新しい第２吸着器１２を吸着装置２に取り付けることができる。第２吸着器１２が交換された場合は、その後の運転では交換後の新しい第２吸着器１２が使用される。変形例では、第２吸着器１２を吸着装置２から取り外さずに、容器１２ａ内の吸着材１２ｂを交換してもよい。

【0060】

また、制御装置５０は、第３運転の実行中に第２吸着器１２が交換された場合のみ、燃料電池システム１の運転を第１運転に移行させてもよい。例えば、制御装置５０は、着脱センサ（図示省略）によって第２吸着器１２が着脱されたことが検出された場合のみ、燃料電池システム１の運転を第１運転に移行させてもよい。

【0061】

（効果）
以上、実施例の燃料電池システム１及び吸着装置２について説明した。以上の説明から明らかなように、吸着装置２は、第１吸着器を上流側の吸着器とし、第２吸着器を下流側の吸着器として、ガスに含まれる成分を上流側の第１吸着器と下流側の第２吸着器により吸着する第１吸着状態（図２参照）と、第２吸着器を上流側の吸着器とし、第３吸着器を下流側の吸着器として、ガスに含まれる成分を上流側の第２吸着器と下流側の第３吸着器により吸着する第２吸着状態（図３参照）と、第３吸着器を上流側の吸着器とし、第１吸着器を下流側の吸着器として、ガスに含まれる成分を上流側の第３吸着器と下流側の第１吸着器により吸着する第３吸着状態（図４参照）と、を順に切り替え可能である。

【0062】

この構成によれば、第１吸着状態では、上流側の第１吸着器１０が破過したとしても下流側の第２吸着器１２によりガスに含まれるアンモニアを吸着することができる。また、第１吸着状態から第２吸着状態に切り替えることにより、第２吸着状態では、上流側の第２吸着器１２が破過したとしても下流側の第３吸着器１４によりガスに含まれるアンモニアを吸着することができる。また、第２吸着状態のうちに第１吸着器１０を新しい吸着器に交換することができる。また、第２吸着状態から第３吸着状態に切り替えることにより、第３吸着状態では、上流側の第３吸着器１４が破過したとしても下流側の第１吸着器１０によりガスに含まれるアンモニアを吸着することができる。また、第３吸着状態のうちに第２吸着器１２を新しい吸着器に交換することができる。また、第３吸着状態から第１吸着状態に切り替えることにより、第１吸着状態では、上流側の第１吸着器１０が破過したとしても下流側の第２吸着器１２によりガスに含まれるアンモニアを吸着することができる。また、第１吸着状態のうちに第３吸着器１４を新しい吸着器に交換することができる。以上のように第１吸着状態と第２吸着状態と第３吸着状態とを切り替えることにより、ガスに含まれるアンモニアが下流側の吸着器よりも下流側へ流出することを抑制することができる。

【0063】

また、吸着装置２は、第１接続通路７０と第２接続通路７２と第３接続通路７４とが合流する部分である合流部６８と、合流部６８に配置された濃度センサ５２とを備えている。濃度センサ５２は、第１接続通路７０を流れるガスに含まれるアンモニアの濃度と、第２接続通路７２を流れるガスに含まれるアンモニアの濃度と、第３接続通路７４を流れるガスに含まれるアンモニアの濃度とを検出可能である。この構成によれば、複数の接続通路７０、７２、７４について１つの濃度センサ５２により濃度を検出することができる。

【0064】

また、制御装置５０は、第１吸着状態のときに濃度センサ５２の検出濃度が第１基準濃度を超える場合に、吸着装置２を第１吸着状態から第２吸着状態に切り替え、第２吸着状態のときに濃度センサ５２の検出濃度が第２基準濃度を超える場合に、吸着装置２を第２吸着状態から第３吸着状態に切り替え、第３吸着状態のときに濃度センサ５２の検出濃度が所定の第３基準濃度を超える場合に、吸着装置２を第３吸着状態から第１吸着状態に切り替える。この構成によれば、第１吸着状態と第２吸着状態と第３吸着状態とを適切なタイミング（例えば、上流側の吸着器が破過したタイミング）で切り替えることができる。

【0065】

（変形例）
上記の実施例では３個の吸着器（第１吸着器１０、第２吸着器１２、第３吸着器１４）を用いたが、変形例では、４個以上の吸着器を用いてもよい。

【0066】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0067】

１：燃料電池システム、２：吸着装置、４：改質器、６：燃料電池、１０：第１吸着器、１２：第２吸着器、１４：第３吸着器、２０：共通上流通路、２２：第１上流通路、２４：第２上流通路、２６：第３上流通路、３０：共通下流通路、３２：第１下流通路、３４：第２下流通路、３６：第３下流通路、４０：第１四方弁、４２：第２四方弁、４４：第１開閉弁、４６：第２開閉弁、４８：第３開閉弁、５０：制御装置、５２：濃度センサ、６０：中間通路、６８：合流部、７０：第１接続通路、７２：第２接続通路、７４：第３接続通路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】