(57)【要約】【課題】燃料電池の耐久性の低下を招くことなく、燃料電池用改質装置の停止時に簡便な構成にて選択酸化触媒の劣化を抑制する。【解決手段】燃料電池用改質装置１０は、原燃料を改質して水素を主成分とする改質ガスを生成する改質部３０と、改質部３０で生成した改質ガスのＣＯ濃度をシフト反応により低減するＣＯ変成部６０と、ＣＯ変成部６０によりＣＯ濃度が低減された改質ガスのＣＯ濃度を選択酸化触媒を用いてさらに低減するＣＯ除去部７０と、ＣＯ除去部７０の上流側のガス流路に接続された空気供給用流路１０２を経由してガス流路に空気を導入可能な構成を備える。改質部３０への原燃料の供給を停止した後、ＣＯ除去部７０の上流側のガス流路に空気が導入される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原燃料を改質して水素を主成分とする改質ガスを生成する改質部と、
前記改質部で生成した改質ガスのＣＯ濃度をシフト反応により低減するＣＯ変成部と、
前記ＣＯ変成部によりＣＯ濃度が低減された改質ガスのＣＯ濃度を選択酸化触媒を用いてさらに低減するＣＯ除去部と、
前記ＣＯ除去部の上流側のガス流路に接続された空気供給用流路を経由して、前記ガス流路に空気を導入可能な空気供給部と、
を備え、
前記改質部への原燃料の供給を停止した後、前記ＣＯ除去部の上流側のガス流路に空気が導入されることを特徴とする燃料電池用改質装置。
【請求項２】
前記ＣＯ変成部から、前記空気供給用流路が接続された箇所までのガス流路の容積が、前記空気供給用流路が接続された箇所から前記ＣＯ除去部までのガス流路の容積に比べて小さい請求項１に記載の燃料電池用改質装置。
【請求項３】
前記ＣＯ変成部から、前記空気供給用流路が接続された箇所までのガス流路の容積が、前記空気供給用流路が接続された箇所から前記ＣＯ除去部までのガス流路の容積の１／６以下である請求項２に記載の燃料電池用改質装置。
【請求項４】
前記ガス流路に接続された部分の前記空気供給用流路は、前記ＣＯ除去部における選択酸化に用いられる空気を供給するための経路を兼ねている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃料電池用改質装置。
【請求項５】
前記空気供給用流路が接続された箇所に対して下流側に位置する前記ガス流路にガスの流れを拡散する拡散部が設けられている請求項４に記載の燃料電池用改質装置。
【請求項６】
前記空気供給部は、ノーマルオープン型の開閉弁を有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の燃料電池用改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原燃料を改質して燃料電池で使用される改質ガスを生成する燃料電池用改質装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー変換効率が高く、かつ、発電反応により有害物質を発生しない燃料電池が注目を浴びている。こうした燃料電池の一つとして、固体高分子形燃料電池が知られている。
【０００３】
固体高分子形燃料電池は、電解質膜である固体高分子膜を燃料極と空気極との間に配した基本構造を有し、燃料極に水素を含む燃料ガス、空気極に酸素を含む酸化剤ガスを供給し、以下の電気化学反応により発電する装置である。
【０００４】
燃料極：Ｈ２→２Ｈ＋+２ｅ−・・・・（１）
空気極：１／２Ｏ２+２Ｈ＋+２ｅ−→Ｈ２Ｏ・・・・（２）
実用的には、固体高分子形燃料電池の燃料となる水素は、比較的容易かつ安価に入手可能な天然ガス、ナフサ等の炭化水素系ガスまたはメタノール等のアルコール類の原燃料ガスと水蒸気とを混合して、改質部で改質することで得る手法が採用されている。改質により得られた水素ガスは燃料電池の燃料極に供給され、発電に用いられる。
【０００５】
図１は、従来の燃料電池システムの構成を示す概略図である。燃料電池システム３００は、原燃料から水素リッチな改質ガスを生成する燃料電池用改質装置３０２と、燃料電池４００とを有する。従来、燃料電池システム３００では、まず、原燃料（天然ガスやＬＰＧなどの炭化水素系ガス）が脱硫部３１０に供給され、原燃料から硫黄成分が除去される。
【０００６】
硫黄成分が除去された原燃料は改質部３２０に供給される。改質部３２０は、バーナー３２２で熱した触媒に原燃料を通すことにより原燃料を水蒸気改質し、改質ガスを生成する。
【０００７】
改質部３２０の起動時には、改質部３２０を昇温するために、バーナー３２２に原燃料の一部が供給される。燃料電池４００が安定的に運転できるようになると、バーナー３２２への原燃料の供給を停止し、燃料電池４００から排出される電池オフガスをバーナー３２２に供給することにより、改質部３２０の昇温が図られる。バーナー３２２の燃焼により生じる排ガスは、気化部３３０において改質水と熱交換した後、燃料電池システム３００から外部へ排出される。また、バーナー３２２には、空気が供給され、バーナー３２２の燃焼に用いられる。
【０００８】
改質部３２０によって生成された改質ガスは、熱交換部３４０で原燃料に加えられる前の改質水（水蒸気）と熱交換した後、ＣＯ変成部３５０に供給される。ＣＯ変成部３５０では、シフト反応により一酸化炭素が水素に変成される。これにより、水素濃度が高められるとともに、ＣＯ濃度が低減される。
【０００９】
ＣＯ変成部３５０によりＣＯ濃度が低減された改質ガスは、熱交換部３４２で気化部３３０で気化された水蒸気と熱交換した後、ＣＯ除去部３６０に供給される。ＣＯ除去部３６０では、ＣＯ選択酸化触媒を用いたＣＯ酸化反応によりＣＯ濃度がさらに低減される。なお、ＣＯ変成部３５０によりＣＯ濃度が低減された改質ガスには、ＣＯ酸化反応に必要な空気が供給される。
【００１０】
ＣＯ除去部３６０によりＣＯ濃度がさらに低減された改質ガスは、熱交換部３４４で水蒸気と熱交換した後、燃料電池４００の燃料極に供給される。燃料電池４００の空気極には酸化剤として空気が供給され、水素と酸素による電気化学反応により発電が行われる。
【００１１】
改質部３２０における改質反応に必要な水蒸気は、燃料電池システム３００の外部から供給された改質水から生成される。具体的には、外部から供給された液体の改質水は、気化部３３０において、バーナー３２２からの排ガスと熱交換することにより気化し、水蒸気となる。気化部３３０により生成した水蒸気は、熱交換部３４２、ＣＯ除去部３６０、熱交換部３４４の順で改質ガスと熱交換した後、ＣＯ変成部３５０、熱交換部３４０の順で改質ガスとさらに熱交換したのち、脱硫された原燃料に混合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−２４７７３５号公報
【特許文献２】特開２００３−１２３０２号公報
【特許文献３】特開２００７−９５５４９号公報
【特許文献４】特開２００７−２３０８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来、燃料電池用改質装置に設けられた選択酸化触媒の劣化を抑制するため、層燃料電池用改質装置を停止する場合に実施される手法として、燃料電池用改質装置の入口側（原燃料供給口）および燃料電池用改質装置の出口側（改質ガスの出口部分）の弁を閉じる手法、燃料電池用改質装置の入口側から原燃料を導入して燃料電池用改質装置のガス流路内をパージする手法、燃料電池用改質装置の出口側から空気を導入して燃料電池用改質装置のガス流路内をパージする手法などがある。
【００１４】
燃料電池用改質装置の入口側および燃料電池用改質装置の出口側の弁を閉じる手法では、燃料電池用改質装置内部が温度降下による水の凝縮などにより減圧が生じる。これにより、燃料電池用改質装置内のガス流路を密閉する電磁弁などがダメージを受けやすくなる。
【００１５】
また、燃料電池用改質装置の入口側から原燃料を導入して燃料電池用改質装置のガス流路内をパージする手法では、原燃料がＬＰＧである場合に、改質器などの反応容器に残留するＬＰＧが起動時に熱分解温度以上に加熱されることがある。これにより、改質触媒上にコーキングが起こり、触媒性能が低下するという問題が発生する。
【００１６】
また、燃料電池用改質装置の出口側から空気を導入して燃料電池用改質装置のガス流路内をパージする手法では、空気の流入によってＣＯ除去部の選択酸化触媒が酸化する可能性がある。このため、選択酸化触媒の酸化を抑制するために、選択酸化触媒の下流側に犠牲酸化剤等を設ける必要が生じ、コストが増大するという問題が生じる。また、選択酸化触媒の下流側に犠牲酸化剤を設けた場合には、犠牲酸化剤の下流側から、空気が導入される燃料電池用改質装置の出口側までのガス流路に空気が残留する。このため、燃料電池用改質装置を起動する際に、当該ガス流路内に残存した空気が燃料電池に流入することにより、燃料電池の電極に用いられる触媒金属の酸化が進行し、燃料電池の耐久性が低下する。
【００１７】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料電池の耐久性の低下を招くことなく、燃料電池用改質装置の停止時に簡便な構成にて選択酸化触媒の劣化を抑制することのできる技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明のある態様は、燃料電池用改質装置である。当該燃料電池用改質装置は、原燃料を改質して水素を主成分とする改質ガスを生成する改質部と、改質部で生成した改質ガスのＣＯ濃度をシフト反応により低減するＣＯ変成部と、ＣＯ変成部によりＣＯ濃度が低減された改質ガスのＣＯ濃度を選択酸化触媒を用いてさらに低減するＣＯ除去部と、ＣＯ除去部の上流側のガス流路に接続された空気供給用流路を経由して、ガス流路に空気を導入可能な空気供給部と、を備え、改質部への原燃料の供給を停止した後、ＣＯ除去部の上流側のガス流路に空気が導入されることを特徴とする。
【００１９】
一般に、改質部およびＣＯ変成部の方がＣＯ除去部より温度が高く、容積も大きい。このため、燃料電池用改質装置の運転停止時において改質部およびＣＯ変成部は、水の凝縮および温度降下の影響が大きくなり、改質部およびＣＯ変成部の内部はＣＯ除去部に比べて減圧されやすくなる。この結果、ＣＯ除去部の上流側のガス流路に導入された空気は、ＣＯ変成部の側に流れ込みやすくなる。ＣＯ変成部に流入した空気は、シフト触媒が酸化することにより空気中の酸素が除去される。酸素が除去された空気は、改質部に自然に流入する。これによって、燃料電池用改質装置内のガス流路をパージすることなく、燃料電池用改質装置内が負圧になることを防止し、かつＣＯ除去部の下流側に犠牲酸化剤を設置することなく、ＣＯ除去部に用いられる選択酸化触媒の酸化を抑制することができる。なお、燃料電池用改質装置の運転停止時には、ガス流路内の減圧によりＣＯ変成部に順次空気が流入するため、ＣＯ変成部に用いられるシフト触媒の温度は速やかに低下する。このため、シフト触媒が酸化してもシンタリング（焼結）はほとんど生じず、シフト触媒の耐久性が大幅に低下するおそれはない。
【００２０】
上記態様の燃料電池用改質装置において、ＣＯ変成部から、空気供給用流路が接続された箇所までのガス流路の容積が、空気供給用流路が接続された箇所からＣＯ除去部までのガス流路の容積に比べて小さくてもよい。ＣＯ変成部から、空気供給用流路が接続された箇所までのガス流路の容積が、空気供給用流路が接続された箇所からＣＯ除去部までのガス流路の容積の１／６以下であってもよい。
【００２１】
上記態様の燃料電池用改質装置において、ガス流路に接続された部分の空気供給用流路は、ＣＯ除去部における選択酸化に用いられる空気を供給するための経路を兼ねていてもよい。
【００２２】
また、空気供給用流路が接続された箇所に対して下流側に位置するガス流路にガスの流れを拡散する拡散部が設けられていてもよい。
【００２３】
また、空気供給部は、ノーマルオープン型の開閉弁を有してもよい。
【００２４】
なお、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、燃料電池の耐久性の低下を招くことなく、燃料電池用改質装置の停止時に簡便な構成にて選択酸化触媒の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来の燃料電池システムの構成を示す概略図である。
【図２】実施の形態に係る燃料電池用改質装置を含む燃料電池システムの構成を示す概略図である。
【図３】拡散部の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２８】
図２は、実施の形態に係る燃料電池用改質装置１０を含む燃料電池システム１００の構成を示す概略図である。
【００２９】
燃料電池用改質装置１０は、脱硫部２０、改質部３０、バーナー３２、気化部４０、熱交換部５０、ＣＯ変成部６０、およびＣＯ除去部７０を含む。
【００３０】
まず、原燃料（天然ガスやＬＰＧなどの炭化水素系ガス）が脱硫部２０に供給され、原燃料から硫黄成分が除去される。これにより、硫黄成分が改質部３０や燃料電池１２に含まれる触媒に対して触媒毒として作用し、硫黄被毒により燃料電池用改質装置１０の改質性能や燃料電池１２の発電性能が低下することが抑制される。脱硫部２０は、たとえば、触媒の存在化で硫黄成分を含む原燃料と水素とを反応させて硫黄成分を除去する、いわゆる水素化脱硫方式により原燃料の脱硫を行う。原燃料の供給量は、原燃料供給ポンプ１４の出力を調整することで適宜制御される。また、原燃料供給ポンプ１４の下流側に開閉弁１６が設けられており、開閉弁１６を閉じることにより、原燃料の流入を遮断することができる。
【００３１】
硫黄成分が除去された原燃料は改質部３０に供給される。改質部３０は、たとえば、アルミナ等の担体にルテニウム（Ｒｕ）などの金属触媒が担持された改質触媒からなる触媒層を有する。改質部３０において、バーナー３２で熱した改質触媒下で原燃料が水蒸気改質され、水素（燃料）を約８０％含有する改質ガスが生成する。なお、水蒸気改質時の反応温度は、たとえば約６５０℃〜７００℃の範囲である。
【００３２】
改質部３０の起動時には、改質部３０を昇温するために、バーナー３２に原燃料の一部が供給される。燃料電池１２が安定的に運転できるようになると、バーナー３２への原燃料の供給を停止し、燃料電池１２から排出される電池オフガスをバーナー３２に供給することにより、改質部３０の昇温が図られる。バーナー３２の燃焼により生じる排ガスは、気化部４０において改質水と熱交換した後、燃料電池システム１００から外部へ排出される。また、バーナー３２には、空気が供給され、バーナー３２の燃焼に用いられる。
【００３３】
改質部３０によって生成された改質ガスは、熱交換部５０を通過する際に気化部４０を経由した水蒸気と熱交換した後、ＣＯ変成部６０に供給される。ＣＯ変成部６０は、たとえば、酸化銅や酸化亜鉛のペレットからなるＣｕ−Ｚｎ系の触媒からなる触媒層を有し、ＣＯ変成部６０において、シフト反応により一酸化炭素が水素に変成される。これにより、改質ガスの水素濃度が高められるとともに、ＣＯ濃度が０．５％以下に低減される。なお、ＣＯ選択酸化反応は、たとえば、約７０℃〜１８０℃の範囲で行われる。
【００３４】
ＣＯ変成部６０によりＣＯ濃度が低減された改質ガスは、拡散部８０を通過した後、ＣＯ除去部７０に供給される。図３に、拡散部８０の具体例を示す。拡散部８０は、平板状の部材をひねることにより形成され、ＣＯ変成部６０からＣＯ除去部７０に至るガス流路（配管）内に設置されたひねり板である。拡散部８０が設けられた配管内をガスが通過する際に、ガスが拡散部８０に衝突することにより、ガスの拡散性が高められる。このため、改質ガスと選択酸化用の空気とが拡散部８０が設けられた配管内を通過することにより、改質ガスと選択酸化用の空気と混合性（ミキシング性）およびガス分散性を向上させることができる。この結果、ＣＯ除去部７０に用いられる選択酸化触媒全体を効率的にＣＯ除去に寄与させることができるため、ＣＯ除去部７０の耐久性を向上させることができる。見方を変えると、ＣＯ除去部７０の寿命が同等としつつ、ＣＯ除去部７０のコンパクト化を図ることができる。
【００３５】
図２の説明に戻り、ＣＯ除去部７０は、たとえば、アルミナ等の担体にＲｕを担持したＣＯ選択酸化触媒からなる触媒層を有し、ＣＯ選択酸化触媒を用いたＣＯ酸化反応により改質ガスのＣＯ濃度が１０ｐｐｍ程度にまで低減される。なお、ＣＯ変成部６０によりＣＯ濃度が低減された改質ガスには、ＣＯ酸化反応に必要な空気が供給される。具体的には、拡散部８０の上流側に位置するガス流路に空気供給用流路１０２が接続されている。空気供給用流路１０２は途中で空気供給用流路１０２ａ、空気供給用流路１０２ｂの二手に分岐している。燃料電池用改質装置１０の運転中に、空気供給用流路１０２ａを経由して、拡散部８０の上流側に位置するガス流路に空気が供給され、ＣＯ除去部７０におけるＣＯ酸化反応に利用される。空気供給用流路１０２ａには、空気供給用ポンプ１０４および開閉弁１０６が設けられており、空気供給用ポンプ１０４の出力を制御することにより、空気の供給量が調節可能になっている。また、開閉弁１０６を閉じることにより、拡散部８０の上流側に位置するガス流路への空気の流入が遮断される。
【００３６】
一方、空気供給用流路１０２ａには、開閉弁１０８が設けられている。開閉弁１０８は、具体的にはノーマルオープン型の電磁弁である。すなわち、燃料電池用改質装置１０の運転中には、開閉弁１０８は閉じられているが、燃料電池用改質装置１０の運転が停止されると、開閉弁１０８は開放状態となり、空気供給用流路１０２ｂを経由して、拡散部８０の上流側に位置するガス流路に空気が供給される。
【００３７】
ＣＯ変成部６０から、空気供給用流路１０２が接続された箇所までのガス流路の容積は、空気供給用流路１０２が接続された箇所からＣＯ除去部７０までのガス流路の容積に比べて小さいことが望ましい。より望ましくは、ＣＯ変成部６０から、空気供給用流路１０２が接続された箇所までのガス流路の容積が、空気供給用流路１０２が接続された箇所からＣＯ除去部７０までのガス流路の容積の１／６以下である。これによれば、燃料電池用改質装置１０の運転が停止され、空気供給用流路１０２ｂを経由して拡散部８０の上流側に位置するガス流路に空気が供給される際に、ＣＯ除去部７０に空気が流入することが抑制される。この結果、ＣＯ除去部７０に用いられる選択酸化触媒が酸化により性能劣化することが抑制される。
【００３８】
ＣＯ変成部６０から、空気供給用流路１０２が接続された箇所までのガス流路の容積を、空気供給用流路１０２が接続された箇所からＣＯ除去部７０までのガス流路の容積に比べて小さくするということは、ガス流路の径が一定とすると、空気供給用流路１０２が接続された箇所からＣＯ除去部７０までのガス流路の方が、ＣＯ変成部６０から、空気供給用流路１０２が接続された箇所までのガス流路より長いことを意味する。この構成によれば、空気供給用流路１０２が接続された箇所からＣＯ除去部７０までのガス流路を改質ガスと改質ガスと選択酸化用の空気とが通過する過程で両者の混合性を向上させることができる。
【００３９】
また、ＣＯ変成部６０から、空気供給用流路１０２が接続された箇所までのガス流路の容積が必要以上に大きいと、当該部分に溜まった空気がＣＯ除去部７０に流入することにより、ＣＯ除去部７０に用いられる選択酸化触媒の酸化が進みやすくなる。このため、ＣＯ変成部６０から、空気供給用流路１０２が接続された箇所までのガス流路の容積は１０ｃｍ３以下が望ましい。
【００４０】
以上を踏まえると、ＣＯ変成部６０から、空気供給用流路１０２が接続された箇所までのガス流路の容積の典型例は６ｃｍ３である。また、空気供給用流路１０２が接続された箇所からＣＯ除去部７０までのガス流路の容積の典型例は４３．５ｃｍ３である。
【００４１】
なお、ＣＯ変成部６０とＣＯ除去部７０の間に設けられるガス流路の径が細いほどガス流路の容積を小さくでき、かつ改質ガスと選択酸化用の空気との混合性が向上するため有利であるが、ガス流路の径が細すぎるとガス流路における圧損が大きくなる。このため、ＣＯ変成部６０とＣＯ除去部７０の間に設けられるガス流路の径としては、６〜１２ｍｍが好ましく、典型的には、３／８インチである。
【００４２】
ＣＯ除去部７０によりＣＯ濃度がさらに低減された改質ガスは、燃料電池１２の燃料極に供給される。ＣＯ除去部７０の下流側には、開閉弁１８が設けられており、開閉弁１８を閉じることにより、ＣＯ除去部７０から燃料電池１２へのガスの流通を遮断することができる。燃料電池１２は、たとえば、固体高分子形燃料電池であり、燃料極と空気極との間に固体高分子電解質膜が設けられた膜電極接合体（単セル）が複数積層された積層体を有する。燃料電池１２の空気極には酸化剤として空気が供給され、水素と酸素による電気化学反応により発電が行われる。燃料電池１２の空気極への空気の供給量は、空気供給用ポンプ１１２の出力を制御することにより調整される。また、空気供給用ポンプ１１２の上流側には、開閉弁１１０が設けられており、開閉弁１１０を閉じることにより、燃料電池１２の空気極への空気の流入を遮断することができる。
【００４３】
改質部３０における改質反応に必要な水蒸気は、燃料電池システム１００の外部から供給された改質水から生成される。改質水は、逆浸透膜とイオン交換樹脂等を備えた水処理装置（図示せず）により上水を処理することにより生成される。水処理装置により上水の導電率が低下するとともに、有機物の混入が抑制される。改質水の供給量は、改質水供給ポンプ９０の出力を調整することで適宜制御される。
【００４４】
外部から供給された液体の改質水は、ＣＯ変成部６０で改質ガスと熱交換することにより昇温した後、気化部４０に供給される。改質水は、ＣＯ変成部６０において改質ガスと熱交換する際に蒸発し始める。さらに、気化部４０において、バーナー３２からの排ガスと熱交換することにより気化が完了する。気化部４０で気化された水蒸気は、熱交換部５０を通過する際に加熱されて過熱蒸気となった後、脱硫部２０の下流側で原燃料に加えられる。
【００４５】
（起動時の動作）
燃料電池用改質装置１０の起動時には、原燃料供給ポンプ１４が駆動されるとともに、開閉弁１６が開放され、脱硫部２０に原燃料が供給される。原燃料は脱硫部２０で脱硫された後、水蒸気とともに改質部３０に供給され、改質反応により水素を含む改質ガスが生成される。改質部３０で生成した改質ガスは熱交換部５０を通過した後、ＣＯ変成部６０に供給され、改質ガス中のＣＯ濃度がシフト反応により低減される。シフト反応部の出口ガスはＣＯ除去部７０に供給される。また、開閉弁１０６が開放されるとともに、空気供給用ポンプ１０４を駆動させることにより、選択酸化反応用の空気が拡散部８０の上流側のガス流路に供給される。なお、このとき、開閉弁１０８は閉じられている。また、開閉弁１８は開放されており、水素を含む改質ガスが燃料電池１２に供給される。燃料電池１２への改質ガスの供給が開始された後、開閉弁１１０が開放されるとともに、空気供給用ポンプ１１２を駆動させることにより、燃料電池１２に空気が供給される。
【００４６】
（停止時の動作）
次に、燃料電池用改質装置１０を停止する場合の手順について説明する。燃料電池用改質装置１０の停止に際して、まず、原燃料供給ポンプ１４の駆動が停止されるとともに、開閉弁１６を閉じることにより、燃料電池用改質装置１０への原燃料の供給が停止される。これと並行して、改質水供給ポンプ９０の駆動が停止され、燃料電池用改質装置１０への改質水の供給が停止される。また、バーナー３２の燃料用の燃料および空気の供給が停止される。
【００４７】
さらに、開閉弁１０６を閉じることにより選択酸化反応用の空気の供給を停止し、開閉弁１１０を閉じることにより燃料電池１２への空気の供給を停止する。また、開閉弁１８を閉じることにより燃料電池１２への改質ガスの供給を停止する。また、開閉弁１０８への電力供給が停止することにともない開閉弁１０８開放状態となることにより、空気供給用流路１０２、１０２ｂが大気開放される。これにより、燃料電池用改質装置１０の温度が低下するにともなって、空気供給用流路１０２からＣＯ変成部６０とＣＯ除去部７０との間のガス流路に空気が流入する。
【００４８】
上述したように、ＣＯ変成部６０から、空気供給用流路１０２が接続された箇所までのガス流路の容積を、空気供給用流路１０２が接続された箇所からＣＯ除去部７０までのガス流路の容積に比べて小さくすることにより、空気供給用流路１０２からガス流路に流入した空気はＣＯ変成部６０の方へ流れやすくなり、ＣＯ変成部６０においてシフト触媒が酸化することにより空気中の酸素が除去される。酸素が除去された空気は、改質部３０に自然に流入する。これによって、燃料電池用改質装置１０内のガス流路をパージすることなく、燃料電池用改質装置１０内が負圧になることを防止し、かつＣＯ除去部７０の下流側に犠牲酸化剤を設置することなく、ＣＯ除去部７０に用いられる選択酸化触媒の酸化を抑制することができる。
【００４９】
本発明は、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうるものである。
【符号の説明】
【００５０】
１０  燃料電池用改質装置、１２  燃料電池、２０  脱硫部、３０  改質部、３２  バーナー、４０  気化部、５０  熱交換部、６０  ＣＯ変成部、７０  ＣＯ除去部、８０  拡散部、１００  燃料電池システム
【図１】
2010257916.tif 000003
【図２】
2010257916.tif 000004
【図３】
2010257916.tif 000005