(57)【要約】【課題】改質ガスが供給される燃料電池の劣化を防止し、燃料電池の耐久性を向上させるようにした燃料電池の改質装置を提供する。【解決手段】燃料を改質触媒で反応させて水素を含有した改質ガスに改質する改質器３２と、改質器と燃料電池１０を接続して改質された改質ガスを燃料電池に供給する改質ガス供給路（第１のアノードガス供給路３４ａ）とを備えた燃料電池の改質装置３０において、改質ガス供給路に改質ガス中の不溶性微粒子を捕集する多孔性フィルタ（フィルタ部６０のメインフィルタ）を配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を改質触媒で反応させて水素を含有した改質ガスに改質する改質器と、前記改質器と燃料電池を接続して前記改質された改質ガスを前記燃料電池に供給する改質ガス供給路とを備えた燃料電池の改質装置において、前記改質ガス供給路に前記改質ガス中の不溶性微粒子を捕集する多孔性フィルタを配置することを特徴とする燃料電池の改質装置。
【請求項２】
前記多孔性フィルタが、０．５μｍ以下の孔径を有することを特徴とする請求項１記載の燃料電池の改質装置。
【請求項３】
前記改質器において前記改質された改質ガスを排出させる改質ガス排出部と、前記燃料を燃焼させて前記改質触媒を加熱する燃焼バーナと、前記燃焼バーナに接続されて前記燃焼によって発生する燃焼排ガスを外部に排出させる燃焼排ガス排出路とを備えると共に、前記多孔性フィルタが、前記改質ガス排出部および前記燃焼排ガス排出路の少なくともいずれかの近傍に配置されることを特徴とする請求項１または２記載の燃料電池の改質装置。
【請求項４】
前記多孔性フィルタが、疎水性を有する素材から製作されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の燃料電池の改質装置。
【請求項５】
前記素材が、セラミック、金属繊維、マイクログラスファイバ、フッ素樹脂およびポリイミド樹脂の内の少なくともいずれかからなることを特徴とする請求項４記載の燃料電池の改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は燃料電池の改質装置に関し、より具体的には、改質ガスが供給される燃料電池の耐久性を向上させるようにした燃料電池の改質装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃料（例えば、都市ガスなど）を水素を含有した改質ガス（アノードガス）に改質して燃料電池に供給する燃料電池の改質装置において、改質ガスに含まれる一酸化炭素を除去することで、燃料電池の電極の触媒が一酸化炭素によって被毒するのを防止し、燃料電池の耐久性を向上させる技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３４６５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、改質ガスの中には、前記した一酸化炭素以外に、不溶性微粒子（例えば、二酸化ケイ素など）も含まれる。そのため、改質ガスが燃料電池の単電池を構成するＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly。膜・電極接合体）に供給されると、不溶性微粒子がＭＥＡの表面に付着して劣化の原因になるおそれがあった。しかしながら、上記した特許文献１記載の技術は、改質ガス中の不溶性微粒子による燃料電池の劣化について何等対策するものではなかった。
【０００４】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、改質ガスが供給される燃料電池の劣化を防止し、燃料電池の耐久性を向上させるようにした燃料電池の改質装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、燃料を改質触媒で反応させて水素を含有した改質ガスに改質する改質器と、前記改質器と燃料電池を接続して前記改質された改質ガスを前記燃料電池に供給する改質ガス供給路とを備えた燃料電池の改質装置において、前記改質ガス供給路に前記改質ガス中の不溶性微粒子を捕集する多孔性フィルタを配置するように構成した。
【０００６】
請求項２にあっては、前記多孔性フィルタが、０．５μｍ以下の孔径を有するように構成した。
【０００７】
請求項３にあっては、前記改質器において前記改質された改質ガスを排出させる改質ガス排出部と、前記燃料を燃焼させて前記改質触媒を加熱する燃焼バーナと、前記燃焼バーナに接続されて前記燃焼によって発生する燃焼排ガスを外部に排出させる燃焼排ガス排出路とを備えると共に、前記多孔性フィルタが、前記改質ガス排出部および前記燃焼排ガス排出路の少なくともいずれかの近傍に配置されるように構成した。
【０００８】
請求項４にあっては、前記多孔性フィルタが、疎水性を有する素材から製作されるように構成した。
【０００９】
請求項５にあっては、前記素材が、セラミック、金属繊維、マイクログラスファイバ、フッ素樹脂およびポリイミド樹脂の内の少なくともいずれかからなるように構成した。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る燃料電池の改質装置にあっては、改質器と燃料電池を接続して改質された改質ガスを燃料電池に供給する改質ガス供給路に、改質ガス中の不溶性微粒子を捕集する多孔性フィルタを配置するように構成、即ち、改質ガスに含まれる不溶性微粒子が燃料電池（具体的には、燃料電池のＭＥＡ）に供給されないように構成したので、不溶性微粒子がＭＥＡの表面に付着して燃料電池が劣化するのを防止でき、燃料電池の耐久性を向上させることができる。
【００１１】
請求項２に係る燃料電池の改質装置にあっては、多孔性フィルタが、０．５μｍ以下の孔径を有するように構成したので、上記した効果に加え、多孔性フィルタは不溶性微粒子を確実に捕集することができる。即ち、改質ガス中の不溶性微粒子の最小粒径は０．５μｍであるため、多孔性フィルタを上記の如く構成することで、不溶性微粒子を確実に捕集でき、よって燃料電池が劣化するのを効果的に防止することができると共に、燃料電池の耐久性を一層向上させることができる。
【００１２】
請求項３に係る燃料電池の改質装置にあっては、改質器において改質された改質ガスを排出させる改質ガス排出部と、燃料を燃焼させて改質触媒を加熱する燃焼バーナと、燃焼バーナに接続されて燃焼によって発生する燃焼排ガスを外部に排出させる燃焼排ガス排出路とを備えると共に、多孔性フィルタが、改質ガス排出部および燃焼排ガス排出路の少なくともいずれかの近傍に配置、即ち、燃料電池の改質装置において高温となる部位の近傍に配置されるように構成したので、上記した効果に加え、改質ガスが多量の水分（水蒸気）を含む場合であっても、多孔性フィルタでの結露を回避でき、結露水（凝縮水）による目詰まりなどによって圧力損失が増加するのを防止することができる。
【００１３】
請求項４に係る燃料電池の改質装置にあっては、多孔性フィルタが、疎水性を有する素材から製作されるように構成したので、上記した効果に加え、水分を多量に含む改質ガスが多孔性フィルタを通過する場合であっても、多孔性フィルタはその水分を含む（吸収する）ことなく、不溶性微粒子を確実に捕集でき、よって燃料電池が劣化するのを効果的に防止することができると共に、燃料電池の耐久性をより一層向上させることができる。
【００１４】
請求項５に係る燃料電池の改質装置にあっては、素材が、セラミック、金属繊維、マイクログラスファイバ、フッ素樹脂およびポリイミド樹脂の内の少なくともいずれかからなるように構成したので、請求項４で述べた効果をより確実に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面に即してこの発明に係る燃料電池の改質装置の最良の実施の形態について説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、この発明の実施例に係る燃料電池の改質装置を説明するための概略図である。
【００１７】
図１において、符号１０は燃料電池（スタック）を示す。燃料電池１０は、電解質膜（固体高分子膜）をカソード極（空気極）およびアノード極（燃料極）で挟持してなるＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly。膜・電極接合体）と、ＭＥＡの外側に配置されるセパレータ（いずれも図示せず）とから構成される単電池（セル）を複数個積層して形成された、公知の固体高分子型燃料電池である。
【００１８】
燃料電池１０には、カソード極にカソードガス（反応空気）を供給するカソードガス供給系１２と、アノード極にアノードガス（改質ガス）を供給するアノードガス供給系１４と、燃料電池１０で発生する電力を制御する電力制御系１６が接続される。
【００１９】
カソードガス供給系１２は、燃料電池１０のカソードガス供給口（図示せず）に接続されてカソードガスを供給するカソードガス供給路２０を備える。カソードガス供給路２０には、空気を吸引してカソードガスとして燃料電池１０に圧送するカソードガスポンプ２２と、カソードガスポンプ２２の下流側においてカソードガスを燃料電池１０から排出されるカソードガス（以下「カソードオフガス」という）などによって加湿する加湿器２４が設置される。尚、この明細書において「上流」「下流」とは、そこを流れる気体あるいは液体（流体）などの流れ方向における上流、下流を意味する。
【００２０】
カソードガス供給系１２はさらに、その一端が燃料電池１０のカソードオフガス排出口（図示せず）に接続される一方、他端が大気に開放され、燃料電池１０で生成されるカソードオフガスを外部に排出させるカソードオフガス排出路２６を有する。カソードオフガス排出路２６の途中には、前記した加湿器２４が配置される。
【００２１】
アノードガス供給系１４は、改質用燃料（燃料。例えば、メタンを主成分とする都市ガス）を水素を含有したアノードガスに改質して燃料電池１０に供給する改質装置３０を備える。改質装置３０は、改質用燃料を改質触媒（図示せず）で反応させてアノードガスに改質する改質器３２と、改質器３２と燃料電池１０（具体的には、燃料電池１０のアノードガス供給口（図示せず））を接続して改質されたアノードガスを燃料電池１０に供給する第１のアノードガス供給路（改質ガス供給路）３４ａと、燃料電池１０（具体的には、図示しない燃料電池１０のアノードオフガス排出口）と改質器３２（正確には、後述する改質器３２の燃焼バーナ）を接続して燃料電池１０で生成されるアノードオフガスを排出するアノードオフガス排出路３６からなる。
【００２２】
改質器３２は、改質用燃料が供給される改質用燃料供給口３２ａと、改質用の水（以下「改質用水」という）が供給される改質用水供給口３２ｂと、改質されたアノードガスを排出させるアノードガス排出口（改質ガス排出部）３２ｃと、加熱用燃料（燃料。例えば都市ガス）を燃焼させて前記した改質触媒などを加熱する燃焼バーナ３２ｄと、燃焼バーナ３２ｄでの燃焼によって発生する燃焼排ガスを排出させる燃焼排ガス排出口３２ｅを備える。
【００２３】
改質用燃料供給口３２ａには、改質用燃料の供給源（図示せず）から改質用燃料を供給する改質用燃料供給路４０が接続されると共に、改質用水供給口３２ｂには、図示しない水源の水を改質用水として供給する改質用水供給路４２が接続される。改質用燃料供給路４０には、改質用燃料の付臭剤、例えば有機硫黄化合物などを除去する脱硫器４４が配置される一方、改質用水供給路４２には、改質用水を改質器３２に圧送する送水ポンプ４６が配置される。
【００２４】
アノードガス排出口３２ｃには、上記した第１のアノードガス供給路３４ａが接続される。また、燃焼バーナ３２ｄには、燃焼用の空気（以下「燃焼空気」という）などを供給する燃焼空気供給路５０が接続される。燃焼空気供給路５０には、空気を燃焼空気として圧送する燃焼空気ポンプ５２が設けられると共に、燃焼空気ポンプ５２の下流側において燃焼空気に加熱用燃料を供給する加熱用燃料供給路５４が接続される。
【００２５】
燃焼排ガス排出口３２ｅには、燃焼排ガスを外部に排出させる燃焼排ガス排出路５６が接続される。従って、燃焼排ガス排出路５６は、燃焼バーナ３２ｄに燃焼排ガス排出口３２ｅを介して接続されて燃焼によって発生する燃焼排ガスを外部に排出させる。
【００２６】
第１のアノードガス供給路３４ａには、アノードガス中の不溶性微粒子（例えば、二酸化ケイ素や酸化アルミニウム）などを捕集するフィルタ部６０が配置される。フィルタ部６０は、図１に示す如く、改質器３２のアノードガス排出口３２ｃの近傍、および前記した燃焼排ガス排出路５６の近傍に（燃焼排ガス排出路５６に隣接して）配置、換言すれば、改質装置３０において比較的高温となる部位の近傍に配置される（位置させられる）。
【００２７】
図２は図１に示すフィルタ部６０を表す斜視図であり、図３は図２に示すフィルタ部６０の分解斜視図である。尚、図２，３においては、紙面左側がアノードガスの上流側となるようにしてフィルタ部６０を表した。
【００２８】
図２および図３を参照してフィルタ部６０について説明すると、フィルタ部６０は、第１のアノードガス供給路３４ａの途中に介挿されるインラインフィルタである。フィルタ部６０は、図３に良く示すように、複数個（２個）のフィルタ（多孔性フィルタ）６０ａ，６０ｂと、フィルタ６０ａ，６０ｂを挟持する第１、第２のホルダ６０ｃ，６０ｄを備える。
【００２９】
第１のホルダ６０ｃとフィルタ６０ａの間、フィルタ６０ａ，６０ｂの間、およびフィルタ６０ｂと第２のホルダ６０ｄの間には、それぞれスペーサ６０ｅ，６０ｆ，６０ｇが介挿されると共に、第１のホルダ６０ｃとスペーサ６０ｅの間にはシート６０ｈが介挿される。即ち、フィルタ部６０は、アノードガスの上流側から、シート６０ｈ、スペーサ６０ｅ、フィルタ６０ａ、スペーサ６０ｆ、フィルタ６０ｂおよびスペーサ６０ｇの順に配置され、それらが第１、第２のホルダ６０ｃ，６０ｄによって挟持されてなる。尚、図３において、ホルダ６０ｃ，６０ｄ同士を締結固定させるボルトなどは、図示の簡略化のため省略した。
【００３０】
上記したフィルタ６０ａ，６０ｂは共に、直径約８０ｍｍ、厚さ約８ｍｍの円形状を呈し、疎水性を有する素材（具体的には、セラミック、金属繊維、マイクログラスファイバ、フッ素樹脂およびポリイミド樹脂の内の少なくともいずれかからなる素材）から製作される。フィルタ６０ａには約１．０μｍ程度の孔径の多くの孔が穿設される一方、フィルタ６０ｂには、フィルタ６０ａに比して小さい孔径（具体的には、０．５μｍ）の多くの孔が穿設される。
【００３１】
このように、フィルタ６０ａは１．０μｍの孔径を有する一方、フィルタ６０ｂは０．５μｍの孔径を有する多孔性のフィルタであり、アノードガスが通過するとき、アノードガス中の不溶性微粒子をその孔で捕集する。以下、孔径の大きいフィルタ６０ａを「サブフィルタ６０ａ」といい、孔径の小さいフィルタ６０ｂを「メインフィルタ６０ｂ」という。
【００３２】
ここで、上記したサブフィルタ６０ａとメインフィルタ６０ｂ、特にメインフィルタ６０ｂの孔径について説明する。フィルタは一般に、孔径が小さいほど不溶性微粒子を確実に捕集することができるが、その分だけフィルタにおける圧力損失が増加してしまう。従って、メインフィルタ６０ｂなどにあっては、不溶性微粒子を確実に捕集することができる一方、圧力損失が過度に増加しない孔径のものを選択する必要がある。
【００３３】
そこで、発明者らは実験によって、アノードガスに含まれる不溶性微粒子は最大粒径６．７μｍ、最小粒径０．５μｍ（平均粒径２．０μｍ）であることを知見した。従って、メインフィルタ６０ｂは、孔径を０．５μｍにすることで、通過するアノードガスの不溶性微粒子を確実に捕集することができると共に、圧力損失の増加を最小に抑えることが可能となる。
【００３４】
フィルタ部６０の説明を続けると、第１、第２のホルダ６０ｃ，６０ｄは共に、円盤形状を呈すると共に、第１のアノードガス供給路３４ａが接続される面（別言すれば、メインフィルタ６０ｂなどを挟持する面の反対側の面）６０ｃ１，６０ｄ１の中央付近には、第１のアノードガス供給路３４ａに接続自在な接続部６０ｃ２，６０ｄ２が形成される（図において、接続部６０ｄ２は見えず）。また、接続部６０ｃ２，６０ｄ２の中央付近には、アノードガスを流通させるアノードガス流通孔６０ｃ３，６０ｄ３が１個穿設される。第１、第２のホルダ６０ｃ，６０ｄの外周付近には、ボルト（図２にのみ示す）６０ｉが挿通されるべき挿通孔６０ｃ４，６０ｄ４が複数個（６個）穿設される。
【００３５】
スペーサ６０ｅ，６０ｆ，６０ｇは、図３に示す如く、リング状を呈し、その直径がメインフィルタ６０ｂなどと同様に約８０ｍｍとなるように設定される。また、シート６０ｈは直径約８０ｍｍの円形状を呈し、中央付近にはアノードガスを流通させるアノードガス流通孔６０ｈ１が１個穿設される。
【００３６】
これにより、第１のアノードガス供給路３４ａからフィルタ部６０に供給されたアノードガスは、第１のホルダ６０ｃのアノードガス流通孔６０ｃ３、シート６０ｈの流通孔６０ｈ１、スペーサ６０ｅ、サブフィルタ６０ａ、スペーサ６０ｆ、メインフィルタ６０ｂ、スペーサ６０ｇおよび第２のホルダ６０ｄのアノードガス流通孔６０ｄ３を通過した後、再度第１のアノードガス供給路３４ａを流通させられる。
【００３７】
図１の説明に戻ると、第１のアノードガス供給路３４ａにおいてフィルタ６０の下流側には、第１のアノードガス供給路３４ａを開閉する第１の開閉弁（電磁弁）６２が配置されると共に、その下流側には３方弁（電磁弁）６４が配置される。第１のアノードガス供給路３４ａは３方弁６４を介して第２のアノードガス供給路３４ｂに接続されると共に、第２のアノードガス供給路３４ｂの下流端はアノードオフガス排出路３６に接続される。３方弁６４は、非通電時に改質器３２から排出されるアノードガスを燃料電池１０に供給し、燃料電池１０において必要なアノードガスの量が減少したとき、通電されてアノードガスを第２のアノードガス供給路３４ｂを介してアノードオフガス排出路３６に供給するように設定される。
【００３８】
アノードオフガス排出路３６において第２のアノードガス供給路３４ｂの接続位置よりも上流側には、アノードオフガス排出路３６を開閉する第２の開閉弁（電磁弁）６６が配置される。尚、上記した第１および第２の開閉弁６２，６６はいずれも電磁弁からなり、燃料電池１０の非運転時に改質用燃料などが外部に流出するのを防止するため、燃料電池１０の運転終了時に全て閉弁されているものとする。
【００３９】
アノードオフガス排出路３６において第２のアノードガス供給路３４ｂの接続位置よりも下流側には、熱交換器７０と気液分離器７２が配置される。熱交換器７０には、アノードオフガスを冷却する冷却水を供給する冷却水供給路７０ａが接続される。また、気液分離器７２は、熱交換器７０において冷却されたアノードオフガスを気体成分と液体成分（凝縮水）に分離する。気液分離器７２は、分離して得られた凝縮水を排出する排出路７２ａを備えると共に、排出路７２ａには、凝縮水の量に応じて排出路７２ａを開閉する第３の開閉弁（電磁弁）７２ｂが設置される。
【００４０】
このように、熱交換器７０と気液分離器７２は、アノードオフガスを冷却し、アノードオフガスに含まれる水分を凝縮させて除去する凝縮器として機能する。尚、排出路７２ａは加湿器２４に接続され、凝縮水はカソードガスの加湿用の水として利用される。また、気液分離器７２において水分が除去されたアノードオフガスは、加熱用の燃料として燃焼バーナ３２ｄに供給される。
【００４１】
電力制御系１６は、マイクロ・コンピュータなどからなる電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）７４と、燃料電池１０で発生する電力（直流電流）を所定の周波数の交流電流に変換して電気負荷（交流電源機器）７６に出力するインバータ８０などからなり、燃料電池１０で発生した電力を出力する出力端子８２に接続される。ＥＣＵ７４は、前記した送水ポンプ４６や各開閉弁６２，６６，７２ｂなどの補機類に信号線（図示せず）を介して接続され、それらの動作を制御する。
【００４２】
尚、燃料電池１０には、上記した各構成要素の他に、燃料電池１０を冷却する冷却系なども接続されるが、それらは本願の要旨と直接の関係を有しないので、図示および説明を省略する。
【００４３】
次いで、上記した構成を前提に、燃料電池１０の発電動作について燃料電池の改質装置３０を中心に説明する。
【００４４】
先ず燃料電池１０の始動指示がなされると（より詳しくは、オペレータによって始動スイッチ（図示せず）がオンされると）、改質装置３０の改質器３２においてアノードガスが生成される。具体的には、燃焼空気ポンプ５２を作動させて燃焼空気を燃焼バーナ３２ｄに供給する。燃焼空気には、加熱用燃料供給路５４を介して加熱用燃料が供給されて予混合ガスが生成され、燃焼バーナ３２ｄに供給される。燃焼バーナ３２ｄは供給された予混合ガスを点火電極（図示せず）によって点火（着火）して燃焼させ、その燃焼によって比較的高温の燃焼排ガスが発生する。燃焼排ガスは、改質触媒を加熱して昇温させた後、燃焼排ガス排出口３２ｅ、燃焼排ガス流路５６を介して大気中に排出（排気）される。
【００４５】
改質触媒が改質可能な温度（例えば、７００［℃］程度）まで加熱されると、第１、第２の開閉弁６２，６６を開弁させると共に、送水ポンプ４６を駆動させる。これにより、改質器３２の改質触媒には、改質用水が改質用水供給路４２を介して供給される。さらに、改質触媒には、改質用燃料が改質用燃料供給路４０、脱硫器４４を介して供給されて改質動作が開始される。具体的には、改質用水は燃焼バーナ３２ｄの燃焼排ガスなどによって加熱されて蒸発し、水蒸気となる。その水蒸気は改質用燃料と混合された後、改質可能な温度まで加熱された改質触媒に供給され、そこで水蒸気改質反応が起こる、即ち、混合された改質用燃料と水蒸気からアノードガスが生成される。
【００４６】
アノードガスは、改質器３２において一酸化炭素などが適宜に除去された後、アノードガス排出口３２ｃ、第１のアノードガス供給路３４ａを介してフィルタ部６０に供給される。改質器３２で生成されたアノードガスには、燃料電池１０での発電に利用される水素以外に、二酸化ケイ素などの不溶性微粒子が含まれるが、不溶性微粒子はフィルタ部６０よって捕集されて除去される。
【００４７】
具体的には、アノードガスに含まれる不溶性微粒子の内、粒径が１．０μｍ以上のものはサブフィルタ６０ａによって捕集されると共に、粒径が０．５μｍ以上１．０μｍ未満のものはメインフィルタ６０ｂによって捕集される。尚、アノードガス中の不溶性微粒子の最小粒径は、前述したように、０．５μｍであるため、不溶性微粒子がフィルタ部６０を通過することはない。
【００４８】
フィルタ部６０を通過したアノードガスは、第１の開閉弁６２と３方弁６４を介して燃料電池１２のアノード極に供給される。このとき、第１の開閉弁６２は、アノードガスの流量を調整してフィルタ部６０におけるアノードガスの温度が比較的高温となるように、その動作が制御される。具体的には、第１の開閉弁６２は、フィルタ部６０付近に設置されてアノードガスの温度や露点などを検出するセンサ（図示せず）の出力に基づき、フィルタ部６０のアノードガスの温度が比較的高温となるように（より具体的には、温度が９５℃、露点が６５℃の状態を保持するように）制御される。
【００４９】
また、前述したように、フィルタ部６０は、運転中に比較的高温となる部位（アノードガス排出口３２ｃおよび燃焼排ガス排出路５６）の近傍に配置される。これらの構成により、フィルタ部６０は比較的高温になるため、アノードガスが多量の水蒸気を含む場合であっても、フィルタ部６０のメインフィルタ６０ｂなどでの結露を回避することができる。
【００５０】
次いで、カソードガスポンプ２２を作動させる。これにより、カソードガスは、図示しないエアクリーナで粉塵が除去された後、カソードガス供給路２０を介して加湿器２４に流入させられる。カソードガスは、加湿器２４でカソードオフガスに含まれた水分などの供給を受けて所望の湿度となるまで加湿された後、燃料電池１０のカソード極に供給される。
【００５１】
燃料電池１０においては、アノード極に供給されたアノードガスをカソード極に供給されたカソードガスと電気化学反応させて発電動作が行われる。電気化学反応によって燃料電池１０で発生した電力は、出力端子８２から取り出され、その一部がＥＣＵ７４や送水ポンプ４６などの補機類の電源として使用されると共に、残部がインバータ８０を介して電気負荷７６に供給される。
【００５２】
燃料電池１０で生成されるカソードオフガスは、カソードオフガス排出路２６を介して加湿器２４に供給され、カソードガス供給路２０を流れるカソードガスを加湿した後、大気中に排出（排気）される。
【００５３】
燃料電池１０で生成されるアノードオフガス、正確には、燃料電池１０の発電動作において使用されずに排出されたアノードオフガスは、アノードオフガス排出路３６、第２の開閉弁６６を介してアノードオフガス熱交換器７０、気液分離器７２に供給され、適宜に水分が除去された後、改質器３２の燃焼バーナ３２ｄに加熱用の燃料として供給される。燃料電池１０において発電動作が開始されてアノードオフガスが燃焼バーナ３２ｄに供給されると、加熱用燃料供給路５４に設置される開閉弁（図示せず）を閉弁させ、加熱用燃料供給路５４を介する燃焼バーナ３２ｄへの加熱用燃料の供給を遮断（停止）する。
【００５４】
上記した如く、この発明の実施例にあっては、燃料（改質用燃料）を改質触媒で反応させて水素を含有した改質ガス（アノードガス）に改質する改質器３２と、前記改質器と燃料電池１０を接続して前記改質された改質ガスを前記燃料電池に供給する改質ガス供給路（第１のアノードガス供給路３４ａ）とを備えた燃料電池の改質装置３０において、前記改質ガス供給路に前記改質ガス中の不溶性微粒子を捕集する多孔性フィルタ（フィルタ部６０のメインフィルタ６０ｂ）を配置するように構成した。
【００５５】
このように、アノードガスに含まれる不溶性微粒子が燃料電池（具体的には、燃料電池のＭＥＡ）１０に供給されないように構成したので、不溶性微粒子がＭＥＡの表面に付着して燃料電池１０が劣化するのを防止でき、燃料電池１０の耐久性を向上させることができる。
【００５６】
また、前記多孔性フィルタ（メインフィルタ６０ｂ）が、０．５μｍ以下の孔径を有するように構成した。これにより、メインフィルタ６０ｂは不溶性微粒子を確実に捕集することができる。即ち、アノードガス中の不溶性微粒子の最小粒径は０．５μｍであるため、メインフィルタ６０ｂを上記の如く構成することで、不溶性微粒子を確実に捕集でき、よって燃料電池１０が劣化するのを効果的に防止することができると共に、燃料電池１０の耐久性を一層向上させることができる。
【００５７】
また、前記改質器３２において前記改質された改質ガスを排出させる改質ガス排出部（アノードガス排出口３２ｃ）と、前記燃料（加熱用燃料）を燃焼させて前記改質触媒を加熱する燃焼バーナ３２ｄと、前記燃焼バーナに接続されて前記燃焼によって発生する燃焼排ガスを外部に排出させる燃焼排ガス排出路５６とを備えると共に、前記多孔性フィルタ（メインフィルタ６０ｂ）が、前記改質ガス排出部および前記燃焼排ガス排出路の少なくともいずれかの近傍に配置されるように構成した。このように、メインフィルタ６０ｂが、燃料電池の改質装置３０において高温となる部位の近傍に配置されるように構成したので、アノードガスが多量の水分（水蒸気）を含む場合であっても、メインフィルタ６０ｂなどでの結露を回避でき、結露水（凝縮水）による目詰まりなどによって圧力損失が増加するのを防止することができる。
【００５８】
また、前記多孔性フィルタ（メインフィルタ６０ｂ）が、疎水性を有する素材から製作されるように構成した。これにより、水分を多量に含むアノードガスがメインフィルタ６０ｂを通過する場合であっても、メインフィルタ６０ｂはその水分を含む（吸収する）ことなく、不溶性微粒子を確実に捕集でき、よって燃料電池１０が劣化するのを効果的に防止することができると共に、燃料電池１０の耐久性をより一層向上させることができる。
【００５９】
また、前記素材が、セラミック、金属繊維、マイクログラスファイバ、フッ素樹脂およびポリイミド樹脂の内の少なくともいずれかからなるように構成したので、上記した効果をより一層得ることができる。
【００６０】
尚、上記実施例においては、フィルタ部６０が、アノードガス排出口３２ｃおよび燃焼排ガス排出路５６の近傍に配置されるように構成したが、要はフィルタ部６０が比較的高温となる部位に配置されるように構成すれば良く、その意味から、請求項３において「前記多孔性フィルタが、前記改質ガス排出部および前記燃焼排ガス排出路の少なくともいずれかの近傍に配置される」と記載した。
【００６１】
また、燃料電池１０を固体高分子型としたが、それに限られるものではなく、他の形式であってもよい。
【００６２】
また、改質用燃料や加熱用燃料として都市ガスを使用するように構成したが、それに限られるものではなく、ＬＰガスなどであってもよい。
【００６３】
また、フィルタ部９０におけるアノードガスの温度や露点、改質触媒の改質可能な温度など具体的に示したが、それらの数値は例示であって限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明の実施例に係る燃料電池の改質装置を説明するための概略図である。
【図２】図１に示すフィルタ部を表す斜視図である。
【図３】図２に示すフィルタ部の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  燃料電池、３０  改質装置、３２  改質器、３２ｃ  アノードガス排出口（改質ガス排出部）、３２ｄ  燃焼バーナ、３４ａ  第１のアノードガス供給路（改質ガス供給路）、５６  燃焼排ガス排出路、６０  フィルタ部、６０ｂ  メインフィルタ（多孔性フィルタ）
【図１】
2008277199.tif 000003
【図２】
2008277199.tif 000004
【図３】
2008277199.tif 000005