(57)【要約】  改質器中の触媒を迅速に加熱するための始動バーナー、加えてそれに関連する方法およびモジュールを開示する。
2008500258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の酸素添加フローと燃料とを混合し、燃料／空気の濃厚混合気を形成すること；
該燃料／空気の濃厚混合気に点火して、部分酸化された混合気を製造すること；
該部分酸化された混合気と、第二の酸素添加フローとを反応させ、最終的なガスを製造すること；および、
該最終的なガスを改質触媒中に流すことによって、改質触媒を加熱すること、
を含む方法。
【請求項２】
前記加熱する工程は、前記触媒を、最大約４００℃に加熱することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記加熱する工程は、前記触媒を、最大約３５０℃に加熱することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記加熱する工程は、前記触媒を、最大約３００℃に加熱することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第一の酸素添加フローは、空気を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第二の酸素添加フローは、空気を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第一の酸素添加フロー、および、前記第二の酸素添加フローは、同じ供給源から得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記加熱する工程は、前記触媒を、最大約３分で、望ましい温度に加熱することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記加熱する工程は、前記触媒を、最大約２分で、望ましい温度に加熱することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記加熱する工程は、前記触媒を、最大約１分で、望ましい温度に加熱することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記触媒を望ましい温度に加熱した後に、水（液体または気体のいずれかとして）と、前記燃料とを混合し、加湿した流体を形成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記触媒を望ましい温度に加熱した後に、前記第一の酸素添加フローの供給を停止させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第一の酸素添加フローの供給を停止させた後に、水（液体または気体のいずれかとして）と、前記燃料とを混合し、加湿した流体を形成することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記加湿した流体と、前記第二の酸素添加フローとを混合し、改質処理に使用するための反応性の混合気を形成することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
改質器で触媒を加熱するための始動バーナーであって：
バーナー室；
バーナー室の上流側にあり、流体が接触する第一の混合帯域（第一の混合帯域内で、第一の酸素添加フローと燃料フローとが混合され、混合気が形成される）；
第一の混合帯域の近傍にある点火装置（ここで、該混合気は点火され、バーナー室内で部分酸化された混合気が製造される）；および、
バーナー室の下流側にあり、流体が接触する第二の混合帯域（ここで、該部分酸化された混合気はさらに、第二の酸素添加フローと反応し、最終的なガスが製造され、  該最終的なガスは、触媒中を流れるように誘導される）、
を含む、上記バーナー。
【請求項１６】
前記第一の酸素添加フローは、補助バーナーからの排気流と熱交換する関係にある、請求項１５に記載の始動バーナー。
【請求項１７】
前記第二の酸素添加フローは、補助バーナーからの排気流と熱交換する関係にある、請求項１５に記載の始動バーナー。
【請求項１８】
前記燃料フローは、補助バーナーからの排気流と熱交換する関係にある、請求項１５に記載の始動バーナー。
【請求項１９】
前記始動バーナーは、改質器への着脱が可能である、請求項１５に記載の始動バーナー。
【請求項２０】
触媒を含む改質器；および、
自己熱改質器の上流側にあり、流体が接触する始動バーナー；
を含むモジュールであって、
該バーナーは、燃料／空気混合気を燃焼させて第一の燃焼領域が製造され（ここで、該燃焼は濃厚である）、続いて、第二の燃焼領域が製造されるように適合させてあり、第二の燃焼領域で、第一の燃焼領域の生成物はさらに空気と反応し、希薄排気が製造され；該排気は、触媒中を流れるように誘導され、触媒を望ましい温度に加熱する、上記モジュール。
【請求項２１】
燃料および燃料電池の陽極の排気のいずれかまたは両方を燃焼させ、モジュール内の流体を昇温させるための熱が発生するように適合させた補助バーナーをさらに含む、請求項２０に記載のモジュール。
【請求項２２】
前記改質器は、自己熱改質器である、請求項２０に記載のモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、合衆国法典第３５巻第１１９条に基づき、２００４年５月１７日付けで出願された米国仮出願番号６０／５７１，９１０に対する優先権を主張し、その内容は、この参照により開示に含まれる。
【０００２】
発明の分野
本発明は、始動バーナー、加えて、それに関連する方法およびモジュールに関する。
【０００３】
背景
十分なエネルギー密度を有する燃料改質器は、現代の小型の設計を用いることによって自動車用途に適合させることができる。しかしながら、小型化すると、迅速な始動が供給されるとは限らない。低温の改質器を始動させることにおける限定要素の一つは、それらに含まれる触媒を望ましい着火温度に加熱することである。
【０００４】
要約
本発明は、改質器と連動させて使用するための始動バーナーに関する。一般的に言えば、本バーナーは、バーナー室、燃料および空気注入口、点火装置、ならびに、少なくとも第一および第二の混合帯域を含む。本バーナーにより、触媒（例えば、自己熱改質（ＡＴＲ）で用いられる触媒）を望ましい温度（例えば、触媒の着火温度）に加熱するのに適した高温のガスの放出が起こる。好ましくは、このような触媒は、約３分間またはそれより短い時間で、または、より一般的には、本バーナーを用いないで触媒を加熱するのに必要な時間のほぼ４分の１またはそれより短い時間で、望ましい温度に達する。
【０００５】
一形態において、本発明は、以下の４つの工程を含む方法を提供する：（１）第一の酸素添加フロー（例えば空気）と燃料とを混合し、燃料／空気の濃厚混合気（混合物）を形成すること；（２）該燃料／空気の濃厚混合気に点火して、部分酸化された混合気を製造すること；（３）該部分酸化された混合気と、第二の酸素添加フロー（例えば空気）とを反応させ、最終的なガスを製造すること；および、（４）該最終的なガスを改質触媒中に流すことによって、改質触媒を加熱すること。第一および第二の酸素添加フローは、同じ供給源から得てもよい。
【０００６】
いくつかの実施態様において、加熱工程は、触媒を、望ましい温度（例えば着火温度）に、最大約３分（例えば、最大２分間、または、最大約１分間）で加熱することを含んでいてもよい。望ましい温度は、最大４００℃（例えば、最大約３５０℃、最大約３００℃、または、最大約２５０℃）であってもよい。触媒を望ましい温度に加熱した後、第一の酸素添加フローの供給を止めることができ、次に、水（液体または気体のいずれかとして）と燃料とを混合して、加湿した流体を形成することができる。その後、この加湿した流体と、第二の酸素添加フローとを混合して、改質反応に使用するための反応性の混合気を形成することができる。また、水は、触媒を望ましい温度に加熱した後に、ただし第一の酸素添加流体の供給を停止させる前に、燃料と混合してもよい。
【０００７】
その他の形態において、本発明は、改質器で触媒を加熱するための始動バーナーを提供する。本始動バーナーは、バーナー室；バーナー室の上流側にあり、流体が接触する第一の混合帯域（第一の混合帯域内で、第一の酸素添加フローと燃料フローとが混合され、混合気が形成される）；第一の混合帯域の近傍にある点火装置（ここで、該混合気は点火され、バーナー室内で部分酸化された混合気が製造される）；および、バーナー室の下流側にあり、流体が接触する第二の混合帯域（ここで、該部分酸化された混合気はさらに、第二の酸素添加フローと反応し、最終的なガスが製造され、該最終的なガスは、触媒中を流れるように誘導される）、を含む。第一および第二の酸素添加フローならびに燃料フローはそれぞれ、補助バーナーからの排気流と熱交換する関係を有することができる。本始動バーナーは、改質器への着脱が可能である（すなわち、容易に、改質器と連結させることができ、さらに改質器から取り外すことができる）。本始動バーナーは、触媒床を通過した最終的なガスが、よごれていない希薄燃焼によって製造されるように構築し、適合させることができる。
【０００８】
さらにその他の形態において、本発明は、触媒を含む改質器（例えば自己熱改質器）、および、改質器の上流側にあり、流体が接触する始動バーナーを含むモジュールを提供する。本始動バーナーは、燃料／空気混合気を燃焼させて第一の燃焼領域（ここで、該燃焼は濃厚である）が製造され、続いて第二の燃焼領域が製造されるように適合されており、第二の燃焼領域で、第一の燃焼領域の生成物はさらに空気と反応し、希薄排気が製造され；該排気は、触媒中を流れるように誘導され、触媒を望ましい温度に加熱する。本モジュールは、燃料および燃料電池の陽極の排気のいずれかまたは両方を燃焼させ、モジュール内の流体を昇温させるための熱が発生するように適合させた補助バーナーをさらに含んでいてもよい。
【０００９】
本発明の、これらのおよびその他の形態は、以下の好ましい発明の詳細な説明と添付の図面から、当業者であればより容易に理解されるであろう。
【００１０】
図面の説明
本発明は、添付の図面を数回参照することによって、より容易に理解することができ、ここで：
図１は、改質器システムの一実施態様のフローを一般的に説明した概略図であり；
図２は、本発明の具体的な実施態様の断面図であり；
図３は、計算された始動時間の減少のグラフであり；
図４は、モデル化された稼働における触媒床の温度対時間のグラフであり；および、
図５は、実際の稼働における触媒床の温度対時間のグラフである。
【００１１】
詳細な説明
本発明は、多くの様々な形態の実施態様で解釈することができるが、本発明の開示は、単に原理の例証とみなされるという理解の下で、この開示は少なくとも１つの好ましい実施態様と可能性のあるその他の実施態様を詳細に説明するものであり、本発明の広範な形態を説明された具体的な実施態様に限定することは目的としない。
【００１２】
一般的に、ＡＴＲ型の燃料改質器、または、それに関連する型の改質器（例えば部分酸化型の改質器）は、改質触媒床またはその入口にある専用の空隙で、改質しようとする燃料の一部を酸化することによって吸熱性の水蒸気改質反応に必要な熱を生成する。その他の主要な型の燃料改質器は、水蒸気改質器であり、これは、酸素がなく改質触媒床で燃焼が起こらないため、全ての熱は、触媒床が入っている壁を伝って、または、同様の間接的な経路によって反応に供給される。水蒸気改質は、特により高い水素濃度を有する改質物の製造においてＡＴＲを上回るある種の利点を有するが、本質的に、触媒室の壁を介した水蒸気改質器の加熱は遅い。ＡＴＲ反応装置は、ＡＴＲ反応それ自身でより迅速に高温に加熱することが可能だが、まず、反応が高度に発熱性になって触媒温度が迅速に上昇し始めるように、触媒的に有効になる着火温度までＡＴＲ触媒を加熱しなければならない。この始動工程のために、すなわち触媒の着火温度までの加熱を促進するために、始動バーナーを用いることができる。
【００１３】
図１は、本システムにおける、始動中のフローの好ましい形態を示す。右上に、自己熱改質器１０があり、これは、下流側のシステムへの出口１２、触媒部１８、および、注入部１５を有し、この注入部１５には、酸素添加フロー（好ましくは空気（「ＡＴＲ空気」））の第一の注入口２０、および、第二のフローを入れる第二の注入口３０が取り付けられ、始動中に、酸素添加されたガス（好ましくは空気）と、始動バーナー３２を通過する燃料との混合気を含む。典型的には、バーナー３２は、点火装置３４を含む。この実施例における燃料はガソリンだが、燃料電池のための水素を製造するための改質器に使用するのに適したあらゆる炭化水素またはアルコールが可能である。
【００１４】
本始動バーナーのための燃料／空気混合気は、調節された燃料および空気源、総空気供給４４から分岐した空気ライン４２から形成される。燃料と空気が混合され、第一の熱交換器３８（「ＨＸ３」）で、システムの補助バーナーまたは「テールガス燃焼装置」（ＴＧＣ）５０の排気６２との熱交換によって予熱される。通常、排気は、この熱交換工程の後に放出される。ＴＧＣ５０（点火装置５２を有する）は、始動中、空気フロー５４および燃料フロー５６の制御型の供給源（これらは、ＴＧＣ５０に入る前に混合されていることが多い）によって供給される。必要に応じて、燃料フロー５６の予蒸発のために供給がなされてもよい。ここで留意すべきは、始動後、ＴＧＣ５０に燃料供給されることは通常ないが、ＴＧＣ５０は一般的に、燃料電池からの廃水素（例えば燃料電池の陽極の排気）を熱に変換するために用いられ、この熱はシステム中の様々な流体を予熱するために用いられる、ということである。
【００１５】
ＴＧＣ排気５８は、第二の熱交換器６０（「ＨＸ１」）に入り、そこをライン６２を介して出て、第一の熱交換器３８を通過し、次に、システムから排気される。「ＡＴＲ空気」、すなわち、通常の使用で自己熱改質反応のために空気が添加される経路を介して自己熱改質器に供給された空気は、ライン４８を介して第二の熱交換器６０に供給され、次にライン２０を介して改質器の注入部１５に供給される。始動のための稼働に必要な空気の体積は、典型的には、必ずではないが、フル稼働に必要な量より有意に少ない量と予想される。
【００１６】
本システムは、典型的には、水、水蒸気またはこれら２種の組み合わせのための注入口を有し、これは、システムが始動状態から通常の稼働に移行する際に、空気注入口４２の代わりに用いられると予想される。燃料４０と水蒸気または水は、好ましくは、第一の熱交換器３８に入る前に、特に燃料が液体であり気化させる必要がある場合に混合されると予想される。
【００１７】
システム中に２つのバーナー（すなわちＴＧＣと始動バーナー）を有することは、１つのバーナーのみとは対照的に、非効率的のようにみえる場合もある。しかしながら、実際には有利であり得る。その理由は、適切に設計されたシステムは、全ての構成要素を、通常の稼働での効率に適した大きさにすることができ、それと同時に、単に始動の際の始動バーナーへの空気のフィードを通常の稼働の際の水蒸気のフィードに変更することによって、始動手順から通常の運転手順に変換が可能である、ということである。このような設定を遂行することは、好ましいが必ずしも厳密に必要ではなく、それは好ましい機械システムの配置を説明した後により明確になるだろう。
【００１８】
図２は、図１のフロー図を有するシステムの現行の実施態様の概略図を示す（相対的な部品サイズなどは、必ずしも正確な縮尺ではない）。自己熱改質器、始動バーナーおよび熱交換器は、モジュール１００に近接して組み込まれている。モジュール１００は、改質触媒１１８を取り囲む第一の環状の壁１１０、第二の環状の壁１１２、第三の環状の壁１１４および第四の環状の壁１１６を有する。改質器を稼働させるために着火温度に昇温する必要があるのは、触媒１１８である。触媒の着火温度に速く到達すればするほど、始動の動作も速くなる。
【００１９】
３つの環状帯域：第一の帯域１５０、第二の帯域１５２、および、第三の帯域１５４は、４つの壁で仕切られている。各環状帯域は、以下で説明するような熱交換器の構成要素である。この実施態様において、らせん形のチューブ１２０（注入口（図示されず）と出口１２２を有する）は、第一の帯域１５０を通り抜けている。その他の実施態様（図示されず）において、らせん形のチューブ１２０は、追加のシェルで置き換えてもよく、さらに、このらせん形のチューブは、図示したものとは異なる環状帯域に位置していてもよいし、または、図示されたもの以外の異なる装置（例えば独立したＴＧＣ）中に位置していてもよい。
【００２０】
図２の下部において、チューブ１４２は、始動中の燃料および空気のための始動バーナー１３０への入口であり、連結部品（ここでは点線１３５で示される）でらせん形のチューブ１２０の出口１２２に連結される。チューブ１２０は、図１の第一の熱交換器３８における燃料／空気側に相当するものであり、これは、燃料／空気混合気とバーナーの排気とを平衡させる。図２において、ＴＧＣ排気１５８は、第一の環状帯域１５０中を流れ、らせん形のチューブ１２０に沿って帯域を通過し、それによって、らせん形のチューブ１２０中の燃料／空気混合気と熱交換する。この実施態様において、第一の熱交換器は、主として、チューブ１２０と帯域１５０（および、その壁１１０および１１２）とからなる。ＴＧＣ排気１５８は、この変換の後に、例えば出口１５９でシステムを出て、その際、加熱された燃料／空気混合気は、出口１２２からバーナー入口１４２へ通過する。
【００２１】
燃料／空気混合気は、チューブ１４２に入る間、点火装置１３４によって点火される。燃料／空気混合気は、ミキサー１３６または機能的に同等な手段によって渦巻を形成し、この渦を巻いて燃焼するガスはバーナーカップ１３０に移動し、そこで燃焼する。上述したように、空気は、好ましい酸素フローの源である。「空気」と述べられる場合、それは、あらゆる適切な酸素添加されたフローを意味することとする。
【００２２】
燃料／空気混合気は、好ましくは濃厚（リッチ）であり、すなわち、燃料／空気の化学量論（ｐｈｉ）が、好ましくは、１より大きく、例えば約１．６〜約１．０５（例えば、約１．２）であり、これはなぜなら、濃厚な（燃料が過量の）燃料／空気混合気を燃焼させることは、過剰な加熱とＮＯｘ形成を防ぐためである。渦巻の動作は、点火装置１３４を火炎の開始時だけに用いて連続的に用いなくてもいいように、カップ１３０中に安定な火炎が持続されるように施すことができる。カップ１３０の上部は安定板１３７と連結されていてもよいし、さらに、現行の実施態様の場合のように、環状シェル１１４とさらに連結されていてもよい。
【００２３】
次に、渦を巻いている部分酸化された燃料／空気混合気は、バーナーカップ１３０を出て、ダイバータープレート１２６で方向転換させ、混合帯域１２８に入る。この帯域において、高温の部分酸化された燃料は、ＡＴＲ反応に通常用いられる空気ための入口の経路である第三の帯域１５４から入った過量の空気と混合される。
【００２４】
図１において、ＡＴＲ空気は、ライン４８を通過して第二の熱交換器６０に移動し、次に、ライン２０を介して自己熱改質器１０に移動する。図２（図１の物理的な実施態様）において、ＡＴＲ空気は、バーナーカップ１３０を環状に取り囲む入口１４４で、モジュール１００に入る。ＡＴＲ空気は、典型的には、システム外部にある供給源からきており、典型的には、バルブ（図示されず）で制御される。ＡＴＲ空気は、バーナーカップ１３０の壁１３２の外側の周囲の通路１４８を通過する際に予熱され、次に、第二の帯域１５２に入り、ここでＡＴＲ空気は、帯域１５０中でのＴＧＣ排気１５８の流動によってさらに加熱される。連結部１６０（改質器の上部）で、第二の帯域１５２は第三の帯域１５４に連結されており、この第三の帯域１５４は、第四の壁１１６を介して触媒１１８と熱交換する。ＡＴＲ空気は、出口１５６で帯域１５４を出て、混合帯域１２８中で、バーナーカップ１３０を出た部分酸化された燃料と反応する。混合帯域１２８は、ＡＴＲ空気と部分酸化された燃料とを十分に混合するために、混合翼１２４またはその他の補助装置を有していてもよい。このガス混合気は、この段階で過量の空気を含み（ｐｈｉは１未満；「希薄」）、多孔質の拡散プレート１２５を通過して、場合により混合スペース１２３を経由して触媒床１１８に移動する。過量の空気の存在下で、部分酸化された燃料中の炭化水素の二酸化炭素への変換は、ＮＯｘ形成と触媒へのダメージが防がれるような比較的低い温度で完了する。
【００２５】
次に、この希釈されたガスは、触媒床１１８（図１では１８）を通過してそれらを加熱する。触媒床またはモノリス１１８を加熱した後、排気は、改質器の端板１６４の窓のある区画または開口した区画１６２を通過して自己熱改質器帯域を出る。
【００２６】
この実施態様において、ＡＴＲ空気と燃やされた燃料とを混合するための装置の様々な部品は、単一の混合アセンブリの一部であり、このアセンブリは、部品１２４、１２５、１２６および１２８で構成され、これら部品はシェル１２７で一つにまとめられており、場合により、拡散プレート１２５と触媒１１８とを隔てるスペース１２３を形成するためのリング１２９をさらに有する。
【００２７】
上記したように、ＡＴＲ空気が第二の帯域１５２を通過する間に、その空気は、第二の壁１１２を介して、第一の（外部の）環状帯域１５０中を向流的に流れるＴＧＣ排気１５８と熱交換が行われる。この環状帯域と壁１１２の対が、図１の第二の熱交換器６０のコア部である。図２から明らかなように、説明された実施態様において、排気１５８と２つの熱交換器との相互作用は、図１で示された連続的な相互作用というよりはむしろ、同時である。
【００２８】
触媒が所定の温度（例えば着火温度）に達したら、極めて簡単にシステムを通常の稼働にシフトすることができる。注入口４２から始動バーナー３２への空気のフロー（図１）を止めてもよいし、さらに、システム中の他の場所で生成した水蒸気を、ライン４０から来た燃料と混合してもよく、その混合気は第一の熱交換器３８に流れる。また、注入口４２からの空気のフローを止めずに、水蒸気／燃料混合気を第一の熱交換器３８に送ってもよい。図２を参照すると、次に、改質のための水蒸気／空気混合気は、始動工程で用いられる燃料／空気混合気の通路を通るように見える。上記混合気は、らせん状のチューブ１２０を通って、出口１２２、バーナー入口１４２、バーナーカップ１３０に移動し、混合帯域１２８で、入口１５６からの調節されたの量の加熱したＡＴＲ空気と混合され、高温の触媒１１８に移動し、この段階で、自己熱改質が起こり、改質燃料の一部がＡＴＲ空気で同時に酸化されることにより生じる熱を吸収する。稼働のこの段階において、触媒１１８から外へ向かって流れる熱は、環状帯域１５４および１５２を通過して流れるＡＴＲ空気によって吸収され、それによって拡散した熱は改質器に戻る。
【００２９】
その他の構成要素を参照すると、モジュール１００は、一般的に、始動工程を開始させるために点火装置１３４をスパークさせる点火装置１３４と電力源を必要とする。モジュール１００の他の部分に、空気フローと改質器に向かう燃料との混合を開始または停止させるための装置が備え付けられていなければならない。また、通常のＡＴＲ改質器には、その燃料と混合されるように水蒸気を調節するための装置、および、燃料フローに対するＡＴＲ空気の体積の比率を調節するための装置も存在していなければならない。
【００３０】
図３は、モジュール１００から得られる触媒の温度上昇の速度亢進を予想するためのモデリングの結果を示す。本始動バーナーを使用すると、予想された始動時間は、１８分間から３分間に短縮される。図４は、触媒床における温度プロファイル（時間の関数として）を予想するためのモデリングの結果を示す。図５は、触媒床における実際の温度プロファイル（時間の関数として）を示しており、これは、モデリングの結果を確認したものである。上述の始動バーナーは、有意に始動時間を短くすることができる。
【００３１】
一実施態様において、上述の始動バーナーを備えた改質器の改善された実用性は、そのモジュラリティとアセンブリの容易さにある。例えば、混合アセンブリ（部品１２４〜１２９）は、１つのユニットとして形成することができ、次に、触媒１１８と共に単一のシェル（シェル１１６）に挿入することができる。同様に、始動バーナー全体は、アセンブリ（要素１４２、１３４、１３０、１３６、１３７）として形成することができ、シェル１１４と接着するか、または、単にはめ込むことによって連結することができる。熱交換ユニットは、チューブ１２０と共にシェル１１０および１１２で構成されていてもよい。次に、モジュールは、改質器をこれらの３つのアセンブリと組み合わせて、それぞれの間に適切な隔離要素、加えてベースのブロック１３８（これは、バーナーカップ１３０とその注入口チューブ１４２を安定化する働きがある）のような任意の部品を用いて、一体化することができる。
【００３２】
本発明の別個の始動バーナーを備えたモジュールのその他の重要な特性は、その効率である。始動バーナーによって放出された熱は、隣接する触媒に直接移動し、同時に、始動バーナーの排気の温度は、燃料／空気の濃厚混合気の燃焼の排気と、第二の酸素添加フローとを反応させることによって制御される。稼働の各段階で、始動期間と通常の稼働期間の両方において、薄型の同軸熱交換器は、システムからの熱の損失を最小化しながら、必要であれば熱を集中させるように作用する。特に、２つの環状帯域１５２および１５４は、ＴＧＣ排気から熱を運び、始動中に触媒１１８を昇温し、次に、通常の稼働中に触媒中で熱が保持されるように補助する。同様に、混合アセンブリは、始動段階と通常の稼働段階の両方で効率的に働く。「ＡＴＲ空気」は、典型的には、始動中は、本始動バーナーで予熱され、通常の稼働中は、ＴＧＣと自己熱改質器で予熱される。この熱交換パターンの切り換えは、いずれの高温の流体もバルブ調節することなく（ただし水蒸気注入口バルブの開口を除く）達成される。
【００３３】
上記の本発明の説明を把握すれば、当業者であれば多種多様な機能的に同等なバーナー／改質器の組み合わせを想定することができる。好ましい実施態様を参照しながら本発明を示し、説明したが、添付の請求項によって定義された本発明の本質および範囲から逸脱することなく、それらに形態や詳細の様々な変化がなされてもよいことは当業者には理解できるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】改質器システムの一実施態様のフローを一般的に説明した概略図である。
【図２】本発明の具体的な実施態様の断面図である。
【図３】計算された始動時間の減少のグラフである。
【図４】モデル化された稼働における触媒床の温度対時間のグラフである。
【図５】実際の稼働における触媒床の温度対時間のグラフである。
【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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【国際調査報告】
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