(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素を含む改質ガスを生成する改質器と、
改質ガスに含まれる一酸化炭素を除去する酸化触媒層を備えた一酸化炭素除去装置とを備えた燃料改質装置において、
前記一酸化炭素除去装置に原燃料と空気を理論空燃比よりも濃い状態で燃焼させることにより生成した、可燃性ガスを含有する燃焼ガスを供給する手段と、
前記一酸化炭素除去装置に酸化剤を供給する手段とを備え、
前記一酸化炭素除去装置の酸化触媒層の温度が所定温度以下の場合に、改質ガスと燃焼ガスと酸化剤を混合した混合ガスを一酸化炭素除去装置に供給する、
ことを特徴とする燃料改質装置。
【請求項２】
前記一酸化炭素除去装置の酸化触媒層の温度が所定温度以上の場合に、一酸化炭素除去装置への燃焼ガスの供給を停止する、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料改質装置。
【請求項３】
前記触媒層の温度を検出する手段と、前記燃焼ガスの導入量を調整する手段とを備え、触媒層の温度が所定値となるように燃焼ガスの導入量を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料改質装置。
【請求項４】
前記混合ガスの温度を検出する手段と、前記酸化触媒層の温度を検出する手段と、前記燃焼ガスの導入量を調整する手段と、前記酸化剤の導入量を調整する手段とを備え、混合ガスの温度が所定値となるように燃焼ガスの導入量を調整するとともに、酸化触媒層の温度が所定値となるように酸化剤の導入量を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料改質装置。
【請求項５】
前記一酸化炭素除去装置として、複数の一酸化炭素除去装置を直列に配置することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の燃料改質装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、炭化水素を含む改質用燃料を改質することにより、水素を含む改質ガスを生成する燃料改質装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の燃料改質装置は特開２０００−０６３１０４号公報に記載されるように改質器、一酸化炭素除去装置、蒸発器等から構成される。
【０００３】
ここで一酸化炭素除去装置には酸化触媒が充填されており、改質ガス中の一酸化炭素を優先的に酸化させて、改質ガス中の一酸化炭素濃度を低下させることができる。
【０００４】
しかしながら、従来の一酸化炭素除去装置では、燃料改質装置の起動時に酸化触媒層が活性化するまでに時間が掛かるという問題があり、これを解決するための手段として特開平５−３０３９７０号公報に記載のバーナーで生成した燃焼ガスを触媒層に導入したり、ヒーターを触媒層の近傍に設置する方法がある。また、特開平１１−６７２５６号公報には燃焼ガスと熱交換して高温となった空気を触媒層に導入する方法が、特開２０００−６３１０４号公報には一酸化炭素除去装置の上流に設置した燃焼器で、噴霧した燃料をグロープラグで着火、燃焼し、その燃焼ガスを触媒層に導入する方法が開示されている。
【０００５】
さらには、特開平８−１３３７０１号公報に記載の技術は、まず改質器を起動して改質ガスを生成し、この改質ガスに過剰量の酸化剤を混合して触媒層に導入して、触媒層が酸化反応することで、活性化するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来技術はそれぞれ課題を有している。
【０００７】
たとえば、特開平５−３０３９７０号公報や特開平１１−６７２５６号公報に記載の技術では導入された箇所が局部的に高温となり、触媒の耐熱温度、例えばＲｕをＡｌ2Ｏ3に担持させた触媒では３００℃を超えると触媒が焼結し、触媒の活性が低下するという問題が生じる。この問題を解決するには、触媒を耐熱温度以下に保持した上で、触媒層全体を所定温度（ＲｕをＡｌ2Ｏ3に担持させた触媒では１００〜２００℃）にするためには熱量を抑えて、加熱時間を長くする手立てしかなく、これでは起動時間に時間がかかるという問題が生じる。これは特開２０００−６３１０４号公報に記載された技術でも触媒層に供給される熱量には限度があるため、解決されない課題である。
【０００８】
特開平８−１３３７０１号公報に記載の技術では、改質器が十分に起動するまでは可燃性ガス、すなわち酸化反応で自己発熱するための反応物の量が少なく、触媒層での酸化反応による発熱量が少ないため触媒層全体を適温にするまでの時間が掛かるという問題がある。
【０００９】
そこで本発明は、このような問題を解決する燃料改質装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、水素を含む改質ガスを生成する改質器と、改質ガスに含まれる一酸化炭素を除去する酸化触媒層を備えた一酸化炭素除去装置と、前記一酸化炭素除去装置に原燃料と空気を理論空燃比よりも濃い状態で燃焼させることにより生成した、可燃性ガスを含有する燃焼ガスを供給する手段と、前記一酸化炭素除去装置に酸化剤を供給する手段と、を備えた燃料改質装置において、前記一酸化炭素除去装置の触媒層の温度が所定温度以下の場合に、改質ガスと燃焼ガスと酸化剤を混合した混合ガスを一酸化炭素除去装置に供給する。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記一酸化炭素除去装置の酸化触媒層の温度が所定温度以上の場合に、一酸化炭素除去装置への燃焼ガスの供給を停止する。
【００１３】
第３の発明は、第１または２の発明において、前記酸化触媒層の温度を検出する手段と、前記高温ガスの導入量を調整する手段とを備え、酸化触媒層の温度が所定値となるように燃焼ガスの導入量を酸化触媒層毎に調整する。
【００１４】
第４の発明は、第１または２の発明において、前記混合ガスの温度を検出する手段と、前記酸化触媒層の温度を検出する手段と、前記燃焼ガスの導入量を調整する手段と、前記酸化剤の導入量を調整する手段とを備え、混合ガスの温度が所定値となるように燃焼ガスの導入量を調整するとともに、酸化触媒層の温度が所定値となるように酸化剤の導入量を調整する。
【００１５】
第５の発明は、第１から４のいずれか一つの発明において、前記一酸化炭素除去装置として、複数の一酸化炭素除去装置を直列に配置する。
【００１６】
【発明の効果】
第１および２の発明では、一酸化炭素除去装置の触媒層が所定温度に達していない場合に、改質器で生成される改質ガスと高温ガスと空気との混合ガスを一酸化炭素除去装置に供給するようにしたので、一酸化炭素除去装置の触媒層は高温の混合ガスによる加熱とともに、水素および一酸化炭素と酸素との反応熱によっても触媒層が加熱されることにより、触媒層が活性温度に達するまでの所要時間を短縮することが可能となる。
【００１７】
また、高温ガスは、原燃料と空気を理論空燃比よりも濃い状態で燃焼させることにより生成した、可燃性ガスを含有する燃焼ガスとしたので、改質器が十分に機能していない、改質ガス中の可燃性ガスの含有量が少ない場合でも一酸化炭素除去装置の酸化触媒層を加熱するための十分な反応熱を発生することができる。したがって酸化触媒層を活性温度までの時間を短縮することができる。
【００１８】
第３の発明では、酸化触媒層の温度が所定値となるように燃焼ガスの導入量を調整するようにしたので、酸化触媒層が耐熱温度を超えることを抑制しながら、起動時に酸化触媒層の温度が活性温度に達するまでの時間を短縮することができる。
【００１９】
第４の発明では、混合ガスの温度が所定値となるように燃焼ガスの導入量を調整するとともに、酸化触媒層の温度が所定値となるように酸化剤の導入量を調整するようにしたので、酸化触媒層が耐熱温度を超えることを抑制しながら、起動時に酸化触媒層の温度が活性温度に達するまでの時間を短縮することができる。
【００２０】
第５の発明では、複数の一酸化炭素除去装置を直列に配置するようにしたので、一酸化炭素の除去能力が向上するとともに、それぞれの一酸化炭素除去装置で酸化触媒層の温度制御を行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１から図３は本発明の燃料改質装置の構成図を示し、図１は起動運転時の状態を示し、図２は定常運転時の状態を示し、図３は改質器と起動燃焼器とプリミキサの作動概念図を示している。
【００２２】
まず図１の起動運転時の状態に基づいて説明する。
【００２３】
本発明の燃料改質装置は原燃料を改質する改質器１と、改質器１から供給される改質ガス中の一酸化炭素濃度を燃料電池スタック２の許容濃度まで低減する一酸化炭素除去装置３と、起動時に原燃料を燃焼し、高温ガスを生成する起動燃焼器４と、この高温ガスと原燃料を混合し、混合したガスを気化し、改質器１に供給するプリミキサ５から主要部が構成される。
【００２４】
図示しない燃料タンクに接続する燃料ポンプ２０から供給された原燃料（例えばメタノールなどの炭化水素系燃料）は、調整弁６を介して起動燃焼器４に導入される。一方、起動燃焼器４にはコンプレッサ７から空気が調整弁８を介して導入される。起動燃焼器４には点火手段としてグロープラグ９が備えられており、起動燃焼器４内に導入された原燃料と空気の混合ガスを点火、燃焼させる。この燃焼によって高温ガスが生成されてプリミキサ５へ供給される。
【００２５】
高温ガスが供給されたプリミキサ５には、さらに燃料ポンプ２０からの原燃料とコンプレッサ７からの空気が調整弁１１、空気調整弁１２を介して供給される。プリミキサ５では原燃料と空気の混合ガスが高温ガスによって気化され、これらが改質器１に供給される。
【００２６】
改質器１は触媒層を備えており、改質器１に供給された混合ガスは所定温度域において触媒層で酸化反応と改質反応(吸熱反応)とが同時に生じ、水素を含む改質ガスが生成される。
【００２７】
改質器１の改質ガスを一酸化炭素除去装置３に送り込む通路には高温ガス調整弁１０と空気調整弁１８が設けられ、一酸化炭素除去装置３の触媒温度が所定温以下の時に起動燃焼器４で生成された高温ガスが高温ガス調整弁１０を介して、さらにコンプレッサ７から供給される空気が空気調整弁１８を介して導入され、これらが一酸化炭素除去装置３に供給される。
【００２８】
一酸化炭素除去装置３の内部には一酸化炭素を選択的に酸化する触媒物質を担体にコーティングした触媒層を充填する。たとえば、ＲｕやＰｔなどの貴金属をＡｌ2Ｏ3などに担持させ、セラミック製や金属製のハニカムにコーティングしたものである。
【００２９】
一酸化炭素除去装置３に供給された改質ガス中の一酸化炭素は触媒によって反応して低減される。
【００３０】
ところで燃料改質装置起動時には、一酸化炭素除去装置３の下流に設置された切換弁１５が閉じ一酸化炭素が除去された改質ガスは燃料電池スタック２には供給されず、一酸化炭素除去装置３の下流に設置された切換弁１４を介して全量が排水素燃焼器１３に供給される。この排水素燃焼器１３は外部に余剰水素が排出されるのを防ぐもので、余剰水素を完全に燃焼させる。排水素燃焼器１３にはコンプレッサ７からの空気が空気調整弁１９を介して供給され、改質ガスと空気との混合ガスを、排水素燃焼器１３に備えられた触媒によって燃焼し、高温ガスを発生する。この高温ガスは下流に配置された原燃料を加熱気化させるための蒸発器１７に流入し、蒸発器１７を昇温させた後、外部に放出される。
【００３１】
なお図１中破線で示した経路は起動時には使用されない経路を示し、例えば後述する定常運転時に使用されるものである。
【００３２】
次に図２を用いて本発明の燃料改質装置の定常運転時の構成について説明する。
【００３３】
定常時において起動燃焼器４の作動を停止し、プリミキサ５には蒸発器１７からの気化燃料とコンプレッサ７からの空気が供給される。プリミキサ５内で高温燃料と空気が混合し、改質器１に供給される。
【００３４】
改質器１は起動時と同様に水素を含む改質ガスを生成する。改質器１を流出した改質ガスにコンプレッサ７からの空気が空気調整弁１８を介して混合し、一酸化炭素除去装置３に導入される。
【００３５】
一酸化炭素除去装置３は起動時と同様に所定濃度、すなわち燃料電池スタック２が許容する一酸化炭素濃度まで一酸化炭素を除去し、改質ガスを切換弁１５を通して全て燃料電池スタック２に供給する。
【００３６】
燃料電池スタック２で発電に使用される改質ガス以外の余剰の改質ガスは燃料電池スタック２から排水素燃焼器１３に送られる。改質ガスは排水素燃焼器１３で触媒燃焼により高温ガスとなり、蒸発器１７に供給される。
【００３７】
蒸発器１７は高温ガスによって昇温されるとともに、燃料ポンプ２０から供給される原燃料と、水ポンプ２４から供給される水が、それぞれの調整弁２１、２２を介して蒸発器１７に供給され、昇温された蒸発器１７において熱交換されることにより気化し、プリミキサ５に流入する。
【００３８】
なお定常時において、起動燃焼器４とプリミキサ５への原燃料の供給は停止されている。
【００３９】
図３には起動燃焼器４とプリミキサ５と改質器１の作動概念図を示す。
【００４０】
燃料ポンプ２１から供給される原燃料とコンプレッサ７から供給される空気はそれぞれ調整弁６、８によって調圧されてからインジェクタ２７Ａ、スワラー２７Ｂを介して、起動燃焼器４内に噴射される。原燃料と空気からなる混合ガスはグロープラグ９によって着火燃焼し、高温ガスとなる。この高温ガスは起動燃焼器４内に設置された温度検出器２３によって測温され、所定温度となるように燃料量、空気量を調整することができる。
【００４１】
所定温度の高温ガスはプリミキサ５に流入し、ここでさらに原燃料と空気が調整弁１１、１２を介してインジェクタ２８Ａ、スワラー２８Ｂにより噴射されて、高温ガスと混合する。
【００４２】
この混合ガスは改質器１に導入され、触媒からなる改質部に供給されて、水素を含む改質ガスが生成される。
【００４３】
次に作用について説明する。
【００４４】
一酸化炭素除去装置３の温度が所定温度に達していない場合には、図１のように改質器１で生成された改質ガスに空気調整弁１８からのこの空気と、さらに起動燃焼器４からの高温ガスを調整弁１０を介して導入し、混合した上で一酸化炭素除去装置３に供給する。
【００４５】
なお一酸化炭素除去装置３の温度が所定値以下であると判断する手段としては、触媒層に設置した温度検出器２５、あるいは改質ガスの温度を検出する温度検出器２６の出力をもとに図示しないコントローラによって判断させてもよいし、起動時においては温度を検出せずに所定温度以下であると判断してもよい。
【００４６】
起動時に一酸化炭素除去装置３の触媒層に導入される改質ガス、空気、高温ガスの混合ガスは高温ガスによって高温となっており、高温の混合ガスの熱が触媒層に伝熱されることで、触媒層が徐々に加熱される。
【００４７】
一方、改質器１の起動直後は改質器１の触媒層の活性が低く、改質ガス中の水素や一酸化炭素などの可燃性ガスの濃度が低い。また未反応のメタノールガスは十分に昇温されていない改質器１の触媒層や配管に凝縮するため、一酸化炭素除去装置３に導入されない。
【００４８】
このような状態から改質器１の触媒層の活性が高まるに従って、改質ガス中の水素や一酸化炭素の割合が徐々に増加し、一酸化炭素除去装置３に導入されるようになる。一酸化炭素除去装置３の触媒層で水素と一酸化炭素は、空気調整弁１８から導入された空気中の酸素と反応して反応熱を発生する。この反応熱によって触媒層の温度は上昇する。
【００４９】
したがって、一酸化炭素除去装置３の触媒層は高温の混合ガスによる加熱と併行して、水素および一酸化炭素と酸素との反応熱によっても触媒層が自己加熱されることにより、触媒層が活性温度に達するまでの所要時間を短縮することが可能となる。
【００５０】
一酸化炭素除去装置３が所定温度に達している定常時においては図２に示したように、改質器１で生成した改質ガスに空気調整弁１８から空気を導入した上で、一酸化炭素除去装置３の触媒層に改質ガスを導入する。この場合、一酸化炭素除去装置３の触媒は十分に活性化しているので、起動燃焼器４から高温ガスを導入する必要はなく、一酸化炭素を効率よく反応除去できる。
【００５１】
次に本発明の第２の実施形態を説明する。これは第１の実施形態に対して、起動用燃焼器４で燃焼する原燃料と空気の混合ガスの混合比を理論空燃比よりも濃い状態、すなわちリッチ状態に設定したものである。
【００５２】
図４を用いて説明すると、まずリーン状態の混合ガスを燃焼すると（図４中のリーン燃焼）、燃焼ガスには可燃性ガスがほとんど存在しないが、図４中リッチ燃焼で示したリッチ状態の混合ガスを燃焼した場合には、可燃性ガスが存在し、例えば、混合ガスが燃焼した際の火炎温度が９００℃の時には、燃焼ガス中には約２５ｖｏｌ％の水素と約１５ｖｏｌ％の一酸化炭素が存在している。
【００５３】
この燃焼ガスを第１実施形態の起動燃焼器４から排出される高温ガスとして用いることによって、改質器１が十分に機能していない、改質ガス中の可燃性ガスの含有量が少ない場合でも一酸化炭素除去装置３の触媒層を加熱するための十分な反応熱を発生することのできる可燃性ガスを含む燃焼ガスを一酸化炭素除去装置３に導入することができる。
【００５４】
すなわち、燃料改質装置の起動直後から可燃性ガスを含む燃焼ガスを一酸化炭素除去装置３に導入することによって、一酸化炭素除去装置３の触媒層を自己発熱による反応熱によって十分に加熱することができる。したがって触媒層全体の温度が触媒の活性温度に達するまでの時間をさらに短縮することができる。
【００５５】
次に図５に示す第３の実施形態を説明する。これは一酸化炭素除去装置３に備えた温度検出器２５を用いて、一酸化炭素除去装置３の触媒層の温度を活性温度に維持するように制御するものである。
【００５６】
温度検出器２５から出力される信号はコントローラ３０に入力され、検出した温度が触媒の活性下限温度未満の場合に高温ガス調整弁１０を開き、一酸化炭素除去装置３に燃焼ガスを導入する。
【００５７】
なお触媒層の活性温度範囲は、ＲｕをＡｌ2Ｏ3に担持させた触媒では１００〜２００℃であるので、下限温度は１００℃とする。
【００５８】
高温ガスが一酸化炭素除去装置３に導入され、触媒層が昇温し、活性下限温度に近づくと、図６に示すように高温ガスの導入量を徐々に少なくし、触媒層の温度が活性温度より高くなりすぎないようにコントローラ３０が高温ガス調整弁１０を制御する。なお図１と同一部材に同符号を付し、説明を省略する。
【００５９】
このコントローラ３０の制御内容を図７に示すフローチャートを用いて説明する。
【００６０】
まずステップＳ１で起動燃焼器４を起動する。続いてステップＳ２で温度検出器２５を用いて触媒層の温度を検出し、ステップＳ３で入力した触媒温度に基づき、高温ガスの導入量を図６から算出する。
【００６１】
ステップＳ４では、ステップＳ３で求めた高温ガスの導入量に対応する高温ガス調整弁１０の開度を調整する。
【００６２】
ステップＳ５で高温ガス導入後の触媒層の温度を温度検出器２５で再検出し、ステップＳ６では、触媒層の温度が活性下限温度、例えばＲｕをＡｌ2Ｏ3に担持させた触媒では１００℃以上かどうかを判定し、１００℃以上の場合にはステップＳ７に進み高温ガス調整弁１０を閉じて制御を終了する。
【００６３】
１００℃未満の場合には、ステップＳ３に戻り、高温ガスを導入し、触媒層の温度が１００℃以上になるまで制御を継続する。
【００６４】
図８は、触媒層内の温度分布と高温ガスの導入量との関係を示している。高温ガスの導入によってまず触媒層の入り口付近の温度が上昇し、続いて出口付近の温度が活性温度に達する。これはまず入り口付近で活発に発熱反応が生じ、入り口付近の温度が上昇し、追って発熱反応が出口側に移動していくためである。
【００６５】
なお本実施形態では、高温ガスの導入量を図６に示すようにステップ状に制御しているが、より細かく制御し、滑らかな曲線状に制御してもよい。
【００６６】
このような制御を行うことによって触媒層が耐熱温度を超えることを抑制しながら、起動時に触媒層の温度が活性温度に達するまでの時間を短縮することができる。
【００６７】
次に図９に示す第４の実施形態について説明する。
【００６８】
これは第３の実施形態の構成に加えて、一酸化炭素除去装置３に導入される、改質ガスと高温ガス調整弁１０から供給される高温ガスと空気調整弁１８から供給される空気との混合ガスの温度を一酸化炭素除去装置３の上流に設置された温度検出器２６によって検出し、混合ガスの温度が触媒層の活性温度を維持するようにコントローラ３０が空気調整弁１８の開度を制御するものである。
【００６９】
混合ガスの温度を検出した温度検出器２６の信号はコントローラ３０に送られ、図６に示すように混合ガスの温度が触媒層の活性下限温度に近づくほど高温ガス調整弁１０の開度を絞り、高温ガスの導入量を少なくするように制御する。
【００７０】
一方、触媒層の温度を検出する温度検出器２５は、その検出信号をコントローラ３０に出力する。触媒層の温度が活性下限温度未満の場合にはコントローラ３０は空気調整弁１８の開度を大きくするように指令を出力し、空気調整弁１８の開度は増加し、空気量が増加する。図１０に示すように触媒層の温度が低ければ低いほど空気調整弁１８の開度は大きくし、空気導入量を増やし、活性下限温度に近づくほど空気調整弁１８の開度を絞り、空気の導入量を少なく制御する。図１０では空気導入量と温度計検出値との関係をステップ状としてが、曲線状としてより精度を向上することも可能である。
【００７１】
図１１のフローチャートを用いて本実施形態のコントローラの制御内容を説明する。
【００７２】
まずステップＳ１で起動燃焼器４を始動する。
【００７３】
続いて制御はステップＳ２とステップＳ８とに分かれ、ステップＳ２では温度検出器２６を用いて混合ガスの温度を検出する。
【００７４】
ステップＳ３で、検出した混合ガスの温度から高温ガスの導入量を図６から算出する。
【００７５】
ステップＳ４では、ステップＳ３で算出した高温ガスの導入量に基づいて高温ガス調整弁１０の開度を制御する。
【００７６】
続いてステップＳ５で温度検出器２５を用いて触媒層の温度を検出する。
【００７７】
ステップＳ６で、触媒層の温度が活性下限温度（例えばＲｕをＡｌ2Ｏ3に担持させた触媒では１００℃）以上かどうかを判定する。触媒層の温度が１００℃以上の場合にはステップＳ７に進み、高温ガス調整弁１０を閉じて制御を終了する。１００℃未満の場合にはステップＳ３に戻り、触媒層の温度が１００℃以上になるまで制御を継続する。
【００７８】
一方、ステップＳ８では、温度検出器２５を用いて触媒層の温度を検出する。ステップＳ９で検出した触媒層の温度に基づいて図８から空気導入量を算出する。
【００７９】
ステップＳ１０で、算出した空気導入量に基づき空気調整弁１８の開度を調整する。
【００８０】
ステップＳ１１では、温度検出器２５を用いて触媒層の温度を検出する。
【００８１】
ステップＳ１２で、触媒層の温度が活性下限温度（例えばＲｕをＡｌ2Ｏ3に担持させた触媒では１００℃）以上かどうかを判定する。触媒層の温度が１００℃以上の場合にはステップＳ１３に進み、空気調整弁１８の開度制御を図示しない定常運転時の制御内容にして、制御を終了する。１００℃未満の場合にはステップＳ９に戻り、触媒層の温度が１００℃以上になるまで制御を継続する。
【００８２】
図１２は、触媒層内の温度分布と高温ガスおよび空気の導入量との関係を示している。高温ガスおよび空気の導入によってまず触媒層の入り口付近の温度が上昇し、続いて出口付近の温度が活性温度に達する。これはまず入り口付近で活発に発熱反応が生じ、入り口付近の温度が上昇し、追って発熱反応が出口側に移動していくためである。しかしながら第３の実施形態に対して出口側の温度上昇の遅れが本実施形態では小さくなっている。これは空気の導入によってさらに触媒層での発熱反応が促進されたためである。
【００８３】
このような制御を行うことによって、触媒層が耐熱温度を超えることを抑制しながら、起動時に触媒層の温度が活性温度に達するまでの時間をさらに短縮することができる。
【００８４】
またこの実施形態では単一の一酸化炭素除去装置３を用いたが、一酸化炭素除去装置３を複数直列に配列することも可能である。
【００８５】
改質器１の下流に複数の一酸化炭素除去装置３を直列に配置し、それぞれの上流に高温ガス調整弁１０と空気調整弁１８を配置する。また温度検出器２５、２６について、他の実施形態と同様にそれぞれの一酸化炭素除去装置３に備える。
【００８６】
このような構成とすることによって、一酸化炭素の除去能力が向上するとともに、それぞれの一酸化炭素除去装置３で触媒層の温度制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施形態での燃料改質装置の起動時の構成を示す図である。
【図２】  同じく燃料改質装置の定常時の構成を示す図である。
【図３】  同じく起動燃焼器、プリミキサ、改質器の作動概念図である。
【図４】  同じく原燃料の空気過剰率と火炎温度の関係示す図である。
【図５】  第２の実施形態での燃料改質装置の起動時の構成を示す図である。
【図６】  同じく高温ガスの導入量の制御パターンを示す図である。
【図７】  同じく高温ガスの導入時の制御内容を示すフローチャートである。
【図８】  同じく触媒層内の温度分布と高温ガスの導入量との関係を示す図である。
【図９】  第３の実施形態での燃料改質装置の起動時の構成を示す図である。
【図１０】  同じく空気の導入量の制御パターンを示す図である。
【図１１】  同じく高温ガスおよび空気の導入時の制御内容を示すフローチャートである。
【図１２】  同じく触媒層内の温度分布と高温ガスおよび空気の導入量との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  改質器
２  燃料電池スタック
３  一酸化炭素除去装置
４  起動燃焼器
５  プリミキサ
１３  排水素燃焼器
１７  蒸発器
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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