(57)【要約】【課題】効率のよい触媒反応を生じることのできる触媒反応装置を提供する。【解決手段】複数の触媒担体３ａ〜３ｃを直列に連結した触媒反応装置において、触媒担体３に隣接し、最上流に配置した触媒担体３ａを含めて触媒担体３それぞれの上流側から下流側へ改質ガスをバイパスすることができるバイパス流路８を備える。また、触媒担体３に流通させる改質ガス流量とバイパス流路８に流通させる改質ガス流量を調整するバルブ５と、触媒担体３に流れる改質ガス流量を決定してバルブ５を制御するＣＯ除去コントローラ９と、を備える。【選択図】      図２
2004186009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の触媒担体を直列に連結した触媒反応装置において、
前記触媒担体に隣接し、最上流に配置した前記触媒担体を含めて前記触媒担体の上流側から下流側へ反応ガスをバイパスすることができるバイパス流路と、
前記触媒担体に流通させる反応ガス流量と前記バイパス流路に流通させる反応ガス流量を調整する流量調整手段と、
前記触媒担体に流れる反応ガス流量を決定して前記流量調整手段を制御する流量制御手段と、を備えることを特徴とする触媒反応装置。
【請求項２】
前記バイパス流路の少なくとも前記触媒担体に接する部分を、伝熱材料により構成する請求項１に記載の触媒反応装置。
【請求項３】
前記流量調整手段を三方弁により構成する請求項１に記載の触媒反応装置。
【請求項４】
前記最上流に配置した触媒担体の上流から流れてくる反応ガス流量を検出または推定する流量検知または推定手段を備え、
前記流量制御手段において、前記検知または推定した流量に応じて前記流量調整手段を制御する請求項１に記載の触媒反応装置。
【請求項５】
前記最上流に配置した触媒担体の上流から流れてくる反応ガス流量が多いほど、反応ガスが流通する前記触媒担体の数を増大する請求項４に記載の触媒反応装置。
【請求項６】
前記最上流の触媒担体の上流側から前記触媒担体をバイパスして反応ガスを排出するバイパス流路を備え、
前記バイパス流路により前記触媒担体の下流側にバイパスした反応ガスが、前記触媒担体を逆流してから、前記最上流の触媒担体の上流側から排出されるように構成する請求項１に記載の触媒反応装置。
【請求項７】
改質燃料を改質することにより生成した改質ガスを燃料ガスとして用いる燃料電池システムにおいて、
複数の触媒担体を直列に連結し、前記触媒担体において改質ガス中の一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去装置として、
前記触媒担体それぞれの上流側から下流側へ反応ガスをバイパスすることができるバイパス流路と、
前記触媒担体それぞれに対して、該触媒担体に流通させる反応ガス流量と前記バイパス流路に流通させる反応ガス流量を調整する流量調整手段と、を備え、
さらに、前記触媒担体それぞれに流れる反応ガス流量を決定して前記流量調整手段を制御する流量制御手段と、を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項８】
燃料電池システムの負荷を検出する手段を備え、
前記流量制御手段において、前記負荷の履歴に基づいて前記流量調整手段を制御する請求項７に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記流量制御手段において、前記負荷の履歴に基づいて、前記触媒担体それぞれの使用頻度が均一化されるように前記流量調整手段を制御する請求項８に記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
燃料電池システムの起動時には、前記流量制御手段において、前記最上流に配置した触媒担体の上流から流れてくる起動用のガスが、前記触媒担体全てをバイパスするように前記流量調整手段を制御する請求項７に記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
燃料電池システムの停止時には、前記流量制御手段において、前記最上流に配置した触媒担体の上流から流れてくるガスが、前記触媒担体全てをバイパスするように前記流量調整手段を制御する請求項７に記載の燃料電池システム。
【請求項１２】
複数の触媒担体を直列に連結した触媒反応装置において、
前記触媒担体それぞれの上流側から下流側へ反応ガスをバイパスすることができるバイパス流路と、
前記触媒担体それぞれに対して、前記触媒担体に流通させる反応ガス流量と前記バイパス流路に流通させる反応ガス流量を調整する流量調整手段と、
前記触媒担体それぞれに流れる反応ガス流量を決定して前記流量調整手段を制御する流量制御手段と、を備えることを特徴とする触媒反応装置。
【請求項１３】
前記流量制御手段において、前記最上流に配置した触媒担体の上流から流れてくる反応ガス量が多いほど、反応ガスを流す前記触媒担体の数が増えるように制御する請求項１２に記載の触媒反応装置。
【請求項１４】
前記触媒担体それぞれの使用頻度を検出する頻度検出手段を備え、
前記流量制御手段において、前記触媒担体のうち使用頻度が高いものはバイパスして、前記触媒担体のうち使用頻度が低いものに反応ガスを流すように制御する請求項１２に記載の触媒反応装置。
【請求項１５】
複数の触媒担体を直列に連結した触媒反応装置において、
最上流に配置した前記触媒担体を含めて前記触媒担体それぞれの上流側から下流側へ反応ガスをバイパスし、反応ガスが流れることによりバイパスした前記触媒担体を温めることのできるバイパス流路と、
前記触媒担体に流通させる反応ガス流量と前記バイパス流路に流通させる反応ガス流量を調整する流量調整手段と、
前記触媒担体に流れる反応ガス流量を決定して前記流量調整手段を制御する流量制御手段と、を備えることを特徴とする触媒反応装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数の触媒を直列に接続することにより構成した触媒反応装置およびそれを用いた燃料電池システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の触媒反応装置として、反応器を直列に配置し、負荷、ここでは供給される反応ガス流量に応じて、反応ガスが反応器をバイパスするように構成したものが知られている。このように触媒反応装置においては、負荷により反応ガスを流通させる反応器の個数を選択して、負荷変動による過剰および過少な反応を防ぐことにより、原料ガス効率をよく改質することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３０２２１０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとしている問題点】
上記のような従来技術においては、低負荷から高負荷まで先頭の反応器を常に使用している。このため、前段反応器の触媒担体の早期劣化が起こって所望の触媒反応を十分に生じさせることができず、その結果、下流の燃料電池スタックの電力が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、効率のよい触媒反応を生じることのできる触媒反応装置およびそれを用いた燃料電池システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】
本発明は、複数の触媒担体を直列に連結した触媒反応装置において、最上流に配置した前記触媒担体を含めて、前記触媒担体それぞれの上流側から下流側へ反応ガスをバイパスすることができるバイパス流路を備える。また、前記触媒担体それぞれに対して、前記触媒担体に流通させる反応ガス流量と前記バイパス流路に流通させる反応ガス流量を調整する流量調整手段と、前記触媒担体それぞれに流れる反応ガス流量を決定して前記流量調整手段を制御する流量制御手段と、を備える。
【０００７】
または、複数の触媒担体を直列に連結した触媒反応装置において、前記触媒担体それぞれの上流側から下流側へ反応ガスをバイパスすることができるバイパス流路を備える。また、前記触媒担体それぞれに対して、前記触媒担体に流通させる反応ガス流量と前記バイパス流路に流通させる反応ガス流量を調整する流量調整手段と、前記触媒担体に流れる反応ガス流量を決定して前記流量調整手段を制御する流量制御手段と、を備える。
【０００８】
または、改質燃料を改質することにより生成した改質ガスを燃料ガスとして用いる燃料電池システムにおいて、複数の触媒担体を直列に連結し、前記触媒担体において改質ガス中の一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去装置を備える。一酸化炭素除去装置として、前記触媒担体それぞれの上流側から下流側へ反応ガスをバイパスすることができるバイパス流路を備える。また、前記触媒担体それぞれに対して、該触媒担体に流通させる反応ガス流量と前記バイパス流路に流通させる反応ガス流量を調整する流量調整手段と、を備える。さらに、前記触媒担体それぞれに流れる反応ガス流量を決定して前記流量調整手段を制御する流量制御手段と、を備える。
【０００９】
または、複数の触媒担体を直列に連結した触媒反応装置において、最上流に配置した前記触媒担体を含めて前記触媒担体それぞれの上流側から下流側へ反応ガスをバイパスし、反応ガスが流れることによりバイパスした前記触媒担体を温めることのできるバイパス流路を備える。また、前記触媒担体に流通させる反応ガス流量と前記バイパス流路に流通させる反応ガス流量を調整する流量調整手段と、前記触媒担体に流れる反応ガス流量を決定して前記流量調整手段を制御する流量制御手段と、を備える。
【００１０】
【作用及び効果】
触媒担体それぞれの上流側から下流側へ反応ガスをバイパスすることができるバイパス流路と、それぞれに対して、触媒担体に流通させる反応ガス流量とバイパス流路に流通させる反応ガス流量を調整する流量調整手段を制御する流量制御手段と、を備える。これにより、選択的に触媒担体をバイパスできるので、効率のよい触媒反応を生じることができる。
【００１１】
または、触媒担体それぞれの上流側から下流側へ反応ガスをバイパスすることができるバイパス流路を備える。このようなバイパスを流れる反応ガスにより、バイパスされる触媒担体を暖機することができる。これにより、バイパスされていた触媒担体における反応をすぐに開始することができるので、効率のよい触媒反応を生じることができる。
【００１２】
さらに、燃料電池システムの一酸化炭素除去装置に、触媒担体それぞれの上流側から下流側へ改質ガスをバイパスすることができるバイパス流路と、それぞれに対して、触媒担体に流通させる反応ガス流量とバイパス流路に流通させる改質ガス流量を調整する流量調整手段を制御する流量制御手段と、を備える。これにより、改質ガス中のＣＯを低減する際に、効率のよい反応を生じることができる。
【００１３】
さらに、反応ガスが流れることによりバイパスした触媒担体を温めることのできるバイパス流路を備えることで、バイパスした触媒担体を暖機することができる。これにより急な負荷変化に応じて、反応率を変化させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
第１の実施形態の触媒反応装置を用いる燃料電池システムの概略構成を図１に示す。
【００１５】
メタノール等の炭化水素系燃料と水および酸化剤ガス、ここでは空気を用いて水素を含む改質ガスを生成する改質反応装置１０１を備える。ここで生成した改質ガスにはＣＯが含まれるが、このＣＯは後段に備えた燃料電池スタック１０４の劣化原因となる。そこで、水を用いて改質ガス中のＣＯを低減するシフト反応装置１０２、酸素を用いて改質ガス中のＣＯをさらに低減するＣＯ除去装置１０３を備える。シフト反応装置１０２ではシフト反応（ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ２）が行われ、ＣＯ除去装置１０３ではＣＯの酸化反応（２ＣＯ＋Ｏ２→２ＣＯ２）が行われる。さらに、このようにＣＯが低減された改質ガスと酸化剤ガスを用いて電気化学反応を生じることにより発電を行う燃料電池スタック１０４を備える。
【００１６】
このような燃料電池システムの制御系の一部としてメインコントローラ１０５とＣＯ除去コントローラ９を備える。例えば燃料電池システムの車輌の動力として使用する場合には、アクセル開度等をメインコントローラ１０５に入力して燃料電池システムに要求される運転負荷を演算する。演算された運転負荷は各装置のコントローラ、ここでは例えばＣＯ除去コントローラ９に入力され、各装置を制御する。なお、各装置に入力される運転負荷は、燃料電池システムの運転負荷でもよいし、各装置の運転負荷でもよい。また、各装置のコントローラは、メインコントローラ１０５と別個のものでもよいし、メインコントローラ１０５に含まれていても良い。
【００１７】
次に、本実施形態に用いる触媒反応装置１０３の概略構成を図２に示す。触媒反応装置として、燃料電池システムの改質システムに用いるＣＯ除去装置１０３を示す。
【００１８】
改質ガスを導入する導入部１と、改質ガスのＣＯを低減する触媒反応を生じる触媒担体３、触媒担体３でＣＯを低減された改質ガスを排出する排出部２を備える。触媒担体３を複数に分割して構成する。ここでは三つの触媒担体３ａ〜３ｃに分割して構成し、触媒担体３ａ、３ｂの間には中間導出部４ｂ、触媒担体３ｂ、３ｃの間には中間導出部４ｃを構成する。なお、ここでは触媒担体３を触媒担体３ａ〜３ｃに分割したが、複数の触媒を直列に接続してもよい。
【００１９】
また、触媒担体３に沿ってパイパス流路８を構成する。パイパス流路８は触媒担体３に隣接して構成し、ここでは触媒担体３に対して対称的に配置される二つのパイパス流路８ａ、ｂを設ける。なお、パイパス流路８は二つに限らず、触媒担体３に接するように構成すればよい。例えば、触媒担体３を囲む一つの流路により構成することもできる。また、バイパス流路８の少なくとも触媒担体３に接する部分を伝熱材料により構成する。
【００２０】
このようなパイパス流路８を、導入部１および中間導出部４とを選択的に連通させる。つまり、導入部１とパイパス流路８との間にバルブ５ａを備え、中間導出部４ｂとパイパス流路８との間にバルブ５ｂ、中間導出部４ｃとパイパス流路５ｃとの間にバルブ５ｃを備える。これにより、各触媒担体３の上流側と下流側がバイパス流路８に連通するように構成される。
【００２１】
このように構成することで、バルブ５ａ〜ｃの開閉に応じて、触媒担体３ａ〜３ｃに導入する改質ガスの圧力、ひいては流量を調整することができる。例えば、これらのバルブ５ａ〜５ｃを調整することにより、触媒担体３それぞれへ選択的に改質ガスを供給することができる。
【００２２】
さらに、最下流に配置した触媒担体３ｃの下流側には、触媒担体３ｃを排出部２に選択的に連通させるバルブ５ｄを備える。これにより、触媒担体３ｃに改質ガスを流通させない場合に、５  ｄを閉じて、上流側から触媒担体３ｃに改質ガスが流入するのを防ぐことができる。
【００２３】
また、バルブ５ａ〜５ｄのパイパス流路８側の近傍には、各バルブ５ａ〜５ｄを介してバイパスされる改質ガスの圧力を検出する圧力センサ６ａ〜６ｄを備える。この圧力センサ６ａ〜６ｄの出力は、ＣＯ除去コントローラ９に入力される。ＣＯ除去コントローラ９では、この各部圧力とメインコントローラ１０５から入力される運転負荷とを用いて各触媒担体３に流入する改質ガスを演算し、これに応じて各バルブ５ａ〜５ｄの開度を出力する。
【００２４】
このような構成の触媒反応装置において流通する改質ガス流量の調整方法を図３に示すフローチャート（第１反応処理ルーチン）を用いて説明する。なお、ＣＯ除去コントローラ９には予め、負荷または負荷から求めた改質ガス流量に対する目標ＣＯ濃度（ＣＯｒ）までＣＯを低減するのに必要な触媒担体３の容積Ｖｒをマップデータ等として記憶させておく。また、本フローは触媒反応装置に改質ガスが供給されている間、所定時間毎に繰り返し行う。
【００２５】
ステップＳ３０１において、触媒反応装置に要求される負荷を入力する。ここでは、燃料電池システムに要求される負荷、例えば、燃料電池システムが車載される場合にはアクセルペダルの開度などから求めた負荷をＣＯ除去コントローラ９に入力する。この運転負荷ガスに応じて触媒反応装置に供給される改質ガス流量を推定することができる。ステップＳ３０２において、マップデータを用いて負荷に対してＣＯを目標値（ＣＯｒ）まで低減するのに必要な触媒担体３の容積Ｖｒを求める。次に、ステップＳ３０３において、触媒担体３ａ〜３ｃの各容積Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを読み込む。これは予め測定しておき、コントローラ９に記憶させておく。
【００２６】
ステップＳ３０４において、要求負荷に応じて設定される容積Ｖｒと触媒担体３ａの容積Ｖａとを比較する。ここで、容積ＶｒがＶａ以下（０＜Ｖｒ≦Ｖａ）であれば、改質ガスを触媒担体３ａに流すことでＣＯは既定値まで低減されると判断できるので、ステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５では、改質ガスを触媒担体３ａのみに流通させ、触媒担体３ｂ、３ｃに流さないように制御する。つまり、圧力センサ６ａ〜６ｄの出力から各部分の圧力Ｐａ〜Ｐｄを検出する。Ｐａ＞Ｐｃ、Ｐｄ＞Ｐｂとなるようにバルブ５ａ〜５ｄを調整する。
【００２７】
一方、ステップＳ３０４において、容積ＶｒがＶａより大きい場合（Ｖａ＜Ｖｒ）には、触媒担体３ａの容積のみでは不足すると判断してステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５において、容積Ｖｒと、触媒担体３ａ、３ｂの容積の合計（Ｖａ＋Ｖｂ）とを比較する。ここで、容積Ｖｒが容積の合計以下、つまり、Ｖａ＜Ｖｒ≦Ｖａ＋Ｖｂの場合には、改質ガスが触媒担体３ａ、３ｂを流通することで目標値ＣＯｒまでＣＯ濃度を低減できると判断する。そこで、ステップＳ３０７に進み、改質ガスを触媒担体３ａ、３ｂに流通させ、触媒担体３ｃをバイパスするように制御する。つまり、圧力センサ６ａ〜６ｄの出力から各部分の圧力Ｐａ〜Ｐｄを検出する。Ｐａ＞Ｐｂ、Ｐｄ＞Ｐｃとなるようにバルブ５ａ〜５ｄに信号を出力する。
【００２８】
一方、ステップＳ３０６において、容積Ｖｒが容積の合計Ｖａ＋Ｖｂより大きい場合（Ｖａ＋Ｖｂ＜Ｖｒ）には、触媒担体３ａ、３ｂでは不足すると判断してステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０８において、改質ガスを全ての触媒担体３に流通させるように制御する。つまり、圧力センサ６ａ〜６ｄの出力から各部分の圧力Ｐａ〜Ｐｄを検出する。Ｐａ＞Ｐｂ＞Ｐｃ＞Ｐｄとなるようにバルブ５ａ〜５ｄに信号を出力する。
【００２９】
このように各バルブ５ａ〜５ｄを調整して各触媒担体３ａ〜３ｃを流通する改質ガスを調整したら本フローを終了し、所定時間後に再び繰り返す。
【００３０】
なお、本実施形態においては、ＶｒとＶａならびにＶｂとの関係と、圧力センサ６ａ〜６ｄの出力とからそれぞれのバルブ５ａ〜５ｄの開度を制御しているが、バルブ５ａ〜５ｄを全開、全閉切換制御するものでも良い。
【００３１】
次に本実施形態における効果を説明する。
【００３２】
複数の触媒担体３ａ〜３ｃを直列に連結した触媒反応装置において、触媒担体３に隣接し、最上流に配置した触媒担体３ａを含めて触媒担体３それぞれの上流側から下流側へ改質ガスをバイパスすることができるバイパス流路８を備える。また、触媒担体３に流通させる改質ガス流量とバイパス流路８に流通させる改質ガス流量を調整するバルブ５と、触媒担体３に流れる改質ガス流量を決定してバルブ５を制御するＣＯ除去コントローラ９と、を備える。このようにバイパス流路８と触媒担体３を隣接して構成することで、触媒担体３をバイパスした改質ガスは、後段の触媒担体３に熱を供給する。これにより、後段の触媒担体３においても触媒反応を効率良く行うことができる。運転中は常に全ての触媒担体３ａ〜３ｃが暖機されている状態であり、急激な負荷変動においても、反応に必要な温度を得ることができる。これにより、燃料電池スタック１０４にＣＯ低減が不十分な改質ガスを流すことを抑制することができる。
【００３３】
また、バイパス流路８の少なくとも触媒担体３に接する部分を、伝熱材料により構成する。これにより、バイパス流路８を流れる改質ガスの熱が効率良く触媒担体３に伝わるので、改質ガスが流通していない触媒担体３を効率良く暖機することができる。
【００３４】
また、最上流に配置した触媒担体３ａの上流から流れてくる改質ガス流量を検出または推定する流量検知または推定手段（Ｓ３０１）を備え、ＣＯ除去コントローラ９において、検知または推定した流量に応じてバルブ５を制御する。これにより、要求される触媒反応に応じて用いる触媒担体３を選択することができるので、効率のよい処理を行うことができる。
【００３５】
さらに、最上流に配置した触媒担体３の上流から流れてくる改質ガス流量が多いほど、改質ガスが流通する触媒担体３を増大する。これにより、触媒反応の要求が大きいほど多くの触媒を用いて反応を生じることができるので、確実に且つ効率よくＣＯを低減することができる。
【００３６】
改質燃料を改質することにより生成した改質ガスを燃料ガスとして用いる燃料電池システムにおいて、複数の触媒担体３を直列に連結し、触媒担体３において改質ガス中のＣＯを除去するＣＯ除去装置１０３を用いる。ＣＯ除去装置１０３を、最上流に配置した触媒担体３ａを含めて、触媒担体３それぞれの上流側から下流側へ改質ガスをバイパスすることができるバイパス流路８と、触媒担体３それぞれに対して、触媒担体３に流通させる改質ガス流量とバイパス流路８に流通させる改質ガス流量を調整するバルブ５を備える。さらに、触媒担体３それぞれに流れる改質ガス流量を決定してバルブ５を制御するＣＯ除去コントローラ９を備える。これにより、ＣＯ除去装置１０３において、後段の触媒担体３に改質ガスが流入する際にも効率のよいＣＯ酸化反応を生じることができるので、燃料電池スタック１０４に供給する改質ガス中のＣＯを低減することができる。その結果、燃料電池スタック１０４の劣化を抑制し、要求される電力を生じることができる。
【００３７】
複数の触媒担体を直列に連結した触媒反応装置において、最上流に配置した触媒担体３を含めて触媒担体３それぞれの上流側から下流側へ改質ガスをバイパスし、改質ガスが流れることによりバイパスした触媒担体３を温めることのできるバイパス流路８を備える。また、触媒担体３に流通させる改質ガス流量とバイパス流路８に流通させる改質ガス流量を調整するバルブ５と、触媒担体３に流れる改質ガス流量を決定してバルブ５を制御するＣＯ除去コントローラ９を備える。これにより、バイパス流路８を流れる際に改質ガスはバイパスする触媒担体３を暖機することができるので、バイパスされた触媒担体３に改質ガスを流通させる場合にも、すぐに効率のよい反応を生じることができる。
【００３８】
なお、本実施形態に用いる触媒は、酸化反応を促進する触媒であればどのようなものでもよく、具体的には白金等の燃焼触媒が挙げられる。
【００３９】
次に、第２の実施形態について説明する。ここでは、触媒反応装置を第１の実施形態と同様の構成とする。各触媒担体３ａ〜３ｃを流通する改質ガスの流量を図４に示したフローチャート（第２反応処理ルーチン）を用いて説明する。以下、第１の実施形態と異なる部分のみを説明する。
【００４０】
中間導出部４ｂ、４ｃにはそれぞれＣＯセンサ７ｂ、７ｃを備える。また、導入部１にはＣＯセンサ７ａを備える。
【００４１】
また、コントローラ９に、予め、目標とするＣＯ濃度、つまりここでは燃料電池スタックに供給しても出力の低下を引き起こさない最低のＣＯ濃度である目標濃度ＣＯｒを記憶させておく。また、本フローはＣＯ除去装置１０３に改質ガスが供給されている間、所定時間毎に繰り返し行う。
【００４２】
ステップＳ４０１において、各ＣＯセンサ７ａ〜ｃの出力から、導入部１におけるＣＯの濃度ＣＯａ、中間導出部４ｂ、４ｃにおけるＣＯの各濃度ＣＯｂ、ＣＯｃを検出する。ステップＳ４０２において、目標濃度ＣＯｒと導入部１における濃度ＣＯａとを比較する。ＣＯａがＣＯｒ以下であればＣＯを低減する必要がないと判断することができる、言い換えれば、導入部１の改質ガスのＣＯ濃度が要求される濃度に達していれば、導入された改質ガスの処理を行う必要がないと判断することができる。よって、ステップＳ４０３に進み、改質ガスが触媒担体３ａ〜３ｃをバイパスするように制御する。つまり、圧力センサ６ａ〜６ｄの出力からＰｂ、Ｐｃ、Ｐｄ＞Ｐａとなるようにバルブ５ａ〜５ｄの信号を出力する。
【００４３】
一方、ステップＳ４０２において、ＣＯａがＣＯより大きいと判断されたら、改質ガスを触媒反応により処理する必要があると判断できる。つまり、改質ガスを少なくとも触媒担体３ａに流通させると判断することができる。よって、ステップＳ４０４に進み、中間導出部４ｂにおけるＣＯ濃度ＣＯｂと目標濃度Ｃｒとを比較する。ここで、ＣＯｂがＣＯｒ以下であれば、触媒担体３ａを通過した時点で、ＣＯｒに達することができたと判断することができるので、ステップＳ４０５に進む。ステップＳ４０５では、改質ガスを触媒担体３ａに流通させ、触媒担体３ｂ、３ｃをバイパスするように制御する。つまり、Ｐａ＞Ｐｃ、Ｐｄ＞Ｐｂとなるように、バルブ５ａ〜５ｄに信号を出力する。
【００４４】
一方、ステップＳ４０４において、ＣＯｂがＣＯより大きいと判断されたら、触媒担体３ａを通過した時点で、改質ガスを触媒反応によりさらに処理する必要があると判断できる。つまり、改質ガスを少なくとも触媒担体３ａ、３ｂに流通させると判断することができる。よって、ステップＳ４０６に進み、中間導出部４ｃにおけるＣＯ濃度ＣＯｃと目標濃度ＣＯｒとを比較する。ここで、ＣＯｃがＣＯｒ以下であれば、触媒担体３ａ、３ｂを通過した時点で、ＣＯｒに達することができたと判断することができるので、ステップＳ４０７に進む。ステップＳ４０７では、改質ガスを触媒担体３ａ、３ｂに流通させ、触媒担体３ｃをバイパスするように制御する。つまり、Ｐａ＞Ｐｂ、Ｐｄ＞Ｐｃとなるように、バルブ５ａ〜５ｄに信号を出力する。
【００４５】
一方、ステップＳ４０６において、ＣＯｃがＣＯｒより大きいと判断されたら、触媒担体３ａ、３ｂを通過した時点で、改質ガスを触媒反応によりさらに処理する必要があると判断できる。つまり、改質ガスを触媒担体３ａ〜３ｃに流通させると判断することができる。よって、ステップＳ４０８に進み、改質ガスが全ての触媒担体３ａ〜３ｃを流通するように制御する。つまり、Ｐａ＞Ｐｂ＞Ｐｃ＞Ｐｄとなるように、バルブ５ａ〜５ｂに信号を出力する。
【００４６】
このように、各バルブ５ａ〜５ｄを調整して各触媒担体３ａ〜３ｃを流通する改質ガスを調整したら本フローを終了し、所定時間後に再び繰り返す。
【００４７】
次に、本実施形態の効果を説明する。
【００４８】
ここでは、ＣＯ濃度を検出し、この検出結果に基づいて改質ガスを供給する触媒担体３を設定しているため、確実に導出部２までにＣＯをＣＯｒ以下に低減することが可能である。負荷変動に対する応答も、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
次に、第３の実施形態について説明する。本実施形態で用いるＣＯ除去装置１０３の構成を図５に示す。
【００５０】
ここでは、導入部１に、導入部１とパイパス流路８を連通させるか、導入部１と触媒担体３ａを連通させるかを選択する三方弁１０ａを備える。また、中間導出部４ｂに、触媒担体３ａと触媒担体３ｂを連通させるか、触媒担体３ａとパイパス流路８を連通させるか、パイパス流路８と触媒担体３ｂを連通させるかを選択する三方弁１０ｂを備える。中間導出部４ｃには、触媒担体３ｂと触媒担体３ｃを連通させるか、触媒担体３ｂとパイパス流路８を連通させるか、パイパス流路８と触媒担体３ｃを連通させるかを選択する三方弁１０ｃを備える。さらに排出部２には、触媒担体３ｃと排出側を連通させるか、パイパス流路８と排出側を連通させるかを選択する三方弁１０ｄを備える。また、中間導出部４ｂとバイパス流路８を接続する位置に、上流のバイパス流路８からのガスを引き続きバイパス流路８を通過させるか、バイパス流路８と触媒担体３ｂを連通させるか、触媒担体３ａとパイパス流路８を連通させるかを選択する三方弁１０ｇを備える。また、中間導出部４ｃとバイパス流路８を接続する位置に、上流のバイパス流路８からのガスを引き続きバイパス流路８を通過させるか、バイパス流路８と触媒担体３ｃを連通させるか、触媒担体３ｂとパイパス流路８を連通させるかを選択する三方弁１０ｈを備える。なお、ここでは三方弁１０を備えたが、同等の役割を果すものであればこれに限らず、例えば複数のバルブ等により構成することもできる。また、第１の実施形態と同様に、パイパス流路８は各触媒担体３に隣接して構成する。
【００５１】
また、ＣＯ除去コントローラ９には負荷履歴の記憶手段を備える。ここでは、負荷履歴として各触媒担体３ａ〜３ｃの使用頻度Ｒａ〜Ｒｃを記憶しておく。なお、ここでいう使用頻度とは改質ガスを流した時間および流量の関数とし、使用する触媒担体３、改質ガス流量、流通時間より求めることができる。本実施形態は負荷信号およびこの負荷履歴に基づき、改質ガスを流通させる触媒担体３ａ〜３ｃを制御する。
【００５２】
このような構成のＣＯ除去装置１０３の制御方法を図６のフローチャート（第３反応処理ルーチン）を用いて説明する。なお、ここで行う制御の各三方弁１０の開閉パターンを図７に示す。ここで、図７中における、「０」、「１」はそれぞれ、各三方弁の１０の開閉状態を示している。「１」は、導入部１と排出部２とを触媒担体３ａ〜３ｃを通過して繋ぐ主流路を上流側から下流側へ連通する状態であり、対して「０」は、主流路とバイパスとが連通する状態であることを示している。三方弁１０ｂ、１０ｃに対しては連通状態の選択が３通りあるが、それぞれ上流側の触媒担体３ａまたは３ｂとパイパス流路８を連通する際には−０、パイパス流路８と下流側の触媒担体３ｂまたは３ｃとを連通する際には＋０とする。なお、１０ａ、１０ｄについては、それぞれ導入側からバイパス側、バイパス側から排出側へという状態を「０」のみで示す。
【００５３】
また、三方弁１０ｇ、１０ｈに対しても連通状態の選択が３通りあるが、それぞれ上流側から下流側へバイパス流路８を連通させる場合は「１」、触媒担体３ａまたは３ｂとパイパス流路８を連通する際には−０、パイパス流路８と下流側の触媒担体３ｂまたは３ｃとを連通する際には＋０とする。
【００５４】
また、ＣＯ低減を一つの触媒担体３（３ａ）のみで行える場合を低負荷運転、一つ触媒担体３のみでは行えないが二つ触媒担体３（３ａ、３ｂ）を用いると行える場合を中負荷運転、三つの触媒担体３すべてを用いなければ行えない場合を高負荷運転とする。
【００５５】
ステップＳ６０１において、ステップＳ３０１と同様に、ＣＯ除去装置１０３に要求される運転負荷を入力する。ここでは燃料電池システムの運転負荷から求めることができ、ＣＯ除去装置１０３に導入される改質ガス流量に相当する。ステップＳ６０２において、ステップＳ３０２と同様に、要求される負荷に基づいて、ＣＯを目標濃度ＣＯｒにまで低減するのに必要な触媒の容積Ｖｒを求める。次に、ステップＳ６０３において、ステップＳ３０３と同様に、予め記憶させておいた触媒担体３ａ〜３ｃの容積を呼び出す。また、負荷履歴として記憶した各触媒担体３の使用頻度Ｒを呼び出す。
【００５６】
ステップＳ６０４において、容積Ｖｒと触媒担体３ａの容積Ｖａとの比較を行う。Ｖｒ≦Ｖａであれば、低負荷であると判断してステップＳ６０５に進む。ステップＳ６０５で、触媒担体３ａの使用頻度Ｒａと触媒担体３ｂの使用頻度Ｒｂとを、負荷履歴により比較する。ここでは、例えば使用頻度の比率を２倍としている。使用頻度Ｒａが使用頻度Ｒｂの２倍よりも小さければ、ステップＳ６０６において、図６のパターン１の処理を行う。つまり、三方弁１０ａ、１０ｃ、１０ｈを１、三方弁１０ｂ、１０ｇを−０、１０ｄを０とする。これにより、改質ガスは三方バルブ１０ａを介して触媒担体３ａに供給された後、三方弁１０ｂから三方弁１０ｇを介してパイパス流路８側に流通し、三方弁１０ｄから排出部２を介して排出される。つまり、Ｖｒ≦Ｖａ、Ｒａ＜２×Ｒｂの場合には、触媒担体３ｂ、３ｃをバイパスして触媒担体３ａで改質ガス処理を行う。
【００５７】
一方、ステップＳ６０５において、Ｒａ≧２×Ｒｂの場合には、触媒担体３ａの使用頻度が多いと判断できるので、触媒担体３ａを用いた触媒反応を避ける。そこで、ステップＳ６０７において、触媒担体３ｂの使用頻度Ｒｂと触媒担体３ｃの使用頻度Ｒｃとを比較する。Ｒｂ＜２×Ｒｃであれば、ステップＳ６０８に進み、パターン２を行う。つまり、三方弁１０ａ、１０ｄを０、三方弁１０ｂ、１０ｇを＋０、三方弁１０ｃ、１０ｈを−０とする。これにより、改質ガスは三方弁１０ａからパイパス流路８側に流通し、三方弁１０ｇ、１０ｂを介して触媒担体３ｂに供給される。触媒担体３ｂから、三方弁１０ｃ、１０ｈを介して再びパイパス流路８を流通して三方弁１０ｄから排出部２に排出される。つまり、Ｖｒ≦Ｖａ、Ｒｂ＜２×Ｒｃの場合には、触媒担体３ａ、３ｃをバイパスして触媒担体３ｂで改質ガス処理を行う。
【００５８】
一方、ステップＳ６０７において、Ｒｂ≧２×Ｒｃであれば、ステップＳ６０９に進み、パターン３を行う。つまり、三方弁１０ａを０、三方弁１０ｃ、１０ｈを＋０、三方弁１０ｂ、１０ｄ、１０ｇを１とする。これにより、改質ガスは三方弁１０ａからパイパス流路８に流通し、三方弁１０ｇ、１０ｈ、１０ｃを介して触媒担体３ｃに供給され、三方弁１０ｄを介して排出される。Ｖｒ≦Ｖａ、Ｒｂ≧２×Ｒｃの場合には、触媒担体３ａ、３ｂをバイパスして触媒担体３ｃで改質ガス処理を行う。
【００５９】
ステップＳ６０４において、Ｖｒ＞Ｖａであると判断されたら、ステップＳ６１０に進み、ＶｒとＶａ＋Ｖｂを比較する。Ｖｒ≦Ｖａ＋Ｖｂであれば、ＣＯ除去装置１０３には中負荷がかかっていると判断する。つまり、二つの触媒担体３を用いて改質ガスの処理を行うと判断してステップＳ６１１に進む。
【００６０】
ステップＳ６１１では触媒担体３ｂの使用頻度Ｒｂと、触媒担体３ｃの使用頻度Ｒｃとを比較する。Ｒｂ＜２×Ｒｃであると判断されたらステップＳ６１２に進み、三方弁１０をパターン４にセットする。つまり、三方弁１０ａ、１０ｂ、１０ｇを１、三方弁１０ｃ、１０ｈを−０、三方弁１０ｄを０とする。これにより、改質ガスは、導入部１から触媒担体３ａ、触媒担体３ｂを流れ、三方弁１０ｃ、１０ｈを介してバイパス流路８を流れる。パイパス流路８から三方弁１０ｄを介して排出部２から排出される。Ｖａ＜Ｖｒ≦Ｖａ＋Ｖｂ、Ｒｂ＜２×Ｒｃの場合には、触媒担体３ａ、触媒担体３ｂの順番に改質ガスが流れてＣＯを低減する。
【００６１】
一方、ステップＳ６１１において、Ｒｂ≧２×Ｒｃの場合には、ステップＳ６１３に進む。ステップＳ６１３では、触媒担体３ａの使用頻度Ｒａと、触媒担体３ｂの使用頻度Ｒｂを比較する。Ｒａ＜２×Ｒｂであると判断されたら、ステップＳ６１４に進み三方弁１０をパターン６にセットする。つまり、三方弁１０ａ、１０ｄを１とし、三方弁１０ｂ、１０ｇを−０、三方弁１０ｃ、１０ｈを＋０とする。これにより、改質ガスは、導入部１から触媒担体３ａへ流れ、三方弁１０ｂ、１０ｇを介してパイパス流路８に供給される。パイパス流路８から三方弁１０ｈ、１０ｃを介して触媒担体３ｃへ導入されてから排出部２を介して排出される。Ｖａ＜Ｖｒ≦Ｖａ＋Ｖｂ、Ｒａ＜２×Ｒｂの場合には、触媒担体３ａ、触媒担体３ｃの順番に改質ガスが流れてＣＯを低減する。
【００６２】
一方ステップＳ６１３において、Ｒａ≧２×Ｒｂの場合には、ステップＳ６１５に進んで、三方弁１０をパターン５にセットする。つまり、三方弁１０ａを０、三方弁１０ｂ、１０ｇを＋０、三方弁１０ｃ、１０ｄ、１０ｈを１とする。改質ガスは三方弁１０ａからパイパス流路８、三方弁１０ｇ、１０ｂを介して触媒担体３ｂ、触媒担体３ｃに導入されてから排出部２から排出される。Ｖａ＜Ｖｒ≦Ｖａ＋Ｖｂ、Ｒａ≧２×Ｒｂの場合には、触媒担体３ｂ、触媒担体３ｃの順番に改質ガスが流れてＣＯを低減する。
【００６３】
ステップＳ６１０において、Ｖｒ＞Ｖａ＋Ｖｂである場合には、ＣＯ除去装置１０３は高負荷運転が要求されると判断する。そこで、ステップＳ６１６に進み、三方弁１０をパターン７にセットする。つまり、三方弁１０ａ〜ｄ、１０ｇ、１０ｈを１にセットする。改質ガスは導入部１から触媒担体３ａ、３ｂ、３ｃを通って排出部２を介して排出される。Ｖｒ＞Ｖａ＋Ｖｂである場合には、全ての触媒担体３に改質ガスを流通させる。
【００６４】
燃料電池システム運転時には、このような制御を繰り返し行う。
【００６５】
次に、本実施形態の効果を説明する。
【００６６】
複数の触媒担体３を直列に連結したＣＯ除去装置１０３において、最上流に配置した触媒担体３ａを含めて、触媒担体３それぞれの上流側から下流側へ改質ガスをバイパスすることができるバイパス流路８を備える。また、触媒担体３それぞれに対して、触媒担体３に流通させる改質ガス流量とバイパス流路８に流通させる改質ガス流量を調整する三方弁１０と、触媒担体３それぞれに流れる改質ガス流量を決定して三方弁１０を制御するＣＯ除去コントローラ９と、を備える。これにより、触媒担体３に選択的に改質ガスを供給することができるので、後段の触媒担体３を使用することができ、触媒を有効に利用することができるとともに、効率のよい触媒反応を生じることができる。
【００６７】
また、ＣＯ除去コントローラ９において、最上流に配置した触媒担体３ａの上流から流れてくる改質ガス量が多いほど、改質ガスを流す触媒担体３の数が増えるように制御する。これにより、要求される触媒反応に応じて触媒容積を用いることができるので、過度に反応を生じたり、反応の不足を生じたりするのを防ぐことができる。よって、効率のよいＣＯ除去装置１０３を提供することができる。
【００６８】
触媒担体３それぞれの使用頻度Ｒを検出する頻度検出手段（Ｓ６０３）を備え、ＣＯ除去コントローラ９において、触媒担体３のうち使用頻度Ｒが高いものはバイパスして、触媒担体３のうち使用頻度Ｒが低いものに改質ガスを流すように制御する。これにより、各触媒担体３の使用頻度Ｒを均一化することができるので、ある特定の触媒担体３、例えば最上流の触媒担体３ａが劣化するのを防ぎ、ＣＯ除去装置１０３全体の反応効率を均一化することができる。よって、要求される反応を生じやすくなり、改質ガスのＣＯを確実に低減することができる。
【００６９】
また、改質ガスをバイパスする流量とバイパスしない流量を調整する流量調整手段を三方弁１０により構成する。これにより、簡単な構造で上記のような効果を得ることができる。
【００７０】
燃料電池システムの負荷を検出する手段（Ｓ６０１）を備え、ＣＯ除去コントローラ９において、負荷履歴に基づいて三方弁１０を制御する。これにより、ＣＯ除去装置１０３に供給した改質ガス流量に応じて供給する触媒担体３を選択できるので、効率のよいＣＯ低減を行うことができる。
【００７１】
ＣＯ除去コントローラ９において、負荷履歴に基づいて、触媒担体３それぞれの使用頻度Ｒが均一化されるように三方弁１０を制御する。これにより、触媒担体３にどのぐらいの改質ガス流量が流れたか、つまり触媒担体３の劣化程度に応じて使用する触媒担体３を選択できるので、触媒状態を均一化することができる。これにより、ある触媒担体３が極端に劣化するのを防ぐことができ、ＣＯの低減不足が生じるのを抑制することができる。
【００７２】
第４の実施形態について説明する。ここで用いるＣＯ除去装置１０３の構成を図８に示す。以下、第３の実施形態と異なる部分のみを説明する。
【００７３】
第３の実施形態に、さらに、パイパス流路８に加えてパイパス流路１１を備える。パイパス流路１１は、触媒担体３をバイパスする流路であり、ここでは、改質ガスを触媒担体３ｃ、３ｂ、３ａの順番、つまり、逆方向に流通させた際に、触媒担体３ａから排出された改質ガスを排出するための流路とする。導入部１の三方弁１０ａの下流側と、排出部２の三方弁１０ｄの下流側とを連通するようにパイパス流路１１を構成する。ここで、導入部１の三方弁１０ａの下流側とパイパス流路１１との接続部には、三方弁１０ｅを備える。三方弁１０ｅは、導入部１の改質ガスを触媒担体３ａに流通するか、触媒担体３ａから排出された改質ガスをパイパス流路１１に流通させるかを選択する手段である。一方、排出部２の三方バルブ１０ｄの下流側とバイパス流路１１との接続部には、三方弁１０ｆを備える。三方弁１０ｆは、三方弁１０ｄを通過した改質ガスを排出するか、パイパス流路１１を流通した改質ガスを排出するか、を選択する手段である。
【００７４】
また、三方弁１０ｄでは、改質ガスを、触媒担体３ｃから排出部２を介して排出する（図６の開閉信号は１）、パイパス流路から排出部２を介して排出する（図６の開閉信号は−０）という選択のほかに、パイパス流路８からの改質ガスを触媒担体３ｃに導入する（図６の開閉信号は＋０）という選択を行う。
【００７５】
一般に触媒担体３に改質ガスを導入して反応を生じると、触媒担体３入口で反応が活発になる一方、出口では改質ガスが減少しているため、ほとんど反応が生じない。そのため、各触媒担体３は入口付近が出口付近に比べて劣化しやすい。そこで、本実施形態では、常に入口から出口に改質ガスを導入するのに対して、さらに劣化を抑制するために出口から入口にかけてガスを導入する。ここでは、高負荷時に触媒担体３ｃ、３ｂ、３ａの順番でガスを通過させ、各触媒担体３の入口付近が早期に劣化するのを防ぐ。
【００７６】
本ＣＯ除去装置１０３の制御フローを図９に示したフローチャート（第４反応処理ルーチン）を用いて説明する。なお、ここで行う制御の各三方弁１０の開閉パターンを図１２に示す。
【００７７】
ステップＳ９０１〜Ｓ９１５においては、第５実施形態のステップＳ６０１〜Ｓ６１５と同様の制御を行う。ただし、三方弁１０ｅ、１０ｆに関しては常に１とする。つまり、ステップＳ９０１〜Ｓ９１５においては、パイパス流路１１を用いず、改質ガスを順方向に流す。
【００７８】
ステップＳ９１０において、Ｖｒ＞Ｖａ＋Ｖｂ、つまり高負荷時であると判断されたらステップＳ９１６に進む。ステップＳ９１６では、触媒担体３ａの使用頻度Ｒａと触媒担体３ｃの使用頻度Ｒｃを比較する。Ｒａ＜２×Ｒｃの場合にはステップＳ９１７に進み、三方弁１０を図５のステップＳ６１６と同様にパターン７にセットする。つまり、改質ガスが触媒担体３ａ、３ｂ、３ｃの順番に流れるようにする。
【００７９】
一方、ステップＳ９１６において、Ｒａ≧２×Ｒｃである場合には、導入部１側の使用頻度が高いと推定できるので、ステップＳ９１８に進み三方弁１０をパターン８にセットする。つまり、三方弁１０ａ、１０ｅ、１０ｆを０、三方弁１０ｄを＋０、三方弁１０ｂ、１０ｃ、１０ｇ、１０ｈを１とする。改質ガスは、三方弁１０ａを介してパイパス流路８を流れ、三方弁１０ｄを介して触媒担体３ｃに導入される。さらに、触媒担体３ｃから触媒担体３ｂ、３ａを流れる際に触媒反応を生じ、三方弁１０ｅからパイパス流路１１を流れる。パイパス流路１１からは三方弁１０ｆを介して排出部２から排出される。Ｖｒ＞Ｖａ＋Ｖｂ、Ｒａ≧２×Ｒｃの場合には、改質ガスが触媒担体３ｃ、３ｂ、３ａの順番に流れるようにする。
【００８０】
次に、本実施形態の効果について説明する。ここでは第５の実施形態に加えて以下のような効果を得ることができる。
【００８１】
最上流の触媒担体３ａの上流側（導入部１）から各触媒担体３をバイパスして改質ガスを排出するバイパス流路１１を備え、バイパス流路８により触媒担体３の下流側にバイパスされた改質ガスが、触媒担体３を逆流してから、最上流の触媒担体３ａの上流側（導入部１）からバイパス流路１１を介して排出されるように構成する。これにより、触媒担体３毎の使用頻度を均一にするだけでなく、触媒担体３内の使用頻度も均一にすることができ、触媒担体の早期劣化を防ぐことができる。高負荷時に改質ガスを触媒担体３の前段から後段に向かって流すと、各段において反応が活発な上流側のみ早期劣化してしまう。これに対して、負荷履歴により改質ガスを後段から前段へ流通させることにより、各触媒担体３内の使用分布を低減することができ、触媒担体３の耐久性を向上することができる。
【００８２】
次に、第５の実施形態について説明する。ここでは、第１〜４の実施形態のいずいれかのＣＯ除去装置１０３を用いる。以下、用いた実施形態と異なる部分のみを説明する。
【００８３】
本実施形態で用いる制御を図１０のフローチャート（第５反応処理ルーチン）を用いて説明する。
【００８４】
ステップＳ１００１において、運転起動の信号がコントローラ９に入力されたかどうかを判断する。これは、例えば燃料電池システムを車載した場合に、イグニッションキーがＯＮとなっているかどうかにより判断する。運転起動の信号が入力されたら、続いてステップＳ１００２において、起動ガス流通の信号が入力されたかどうかを判断する。これは、例えば起動運転が開始して、燃料タンク等からの燃料ガスの供給が開始しているかどうかで判断することができる。
【００８５】
ステップＳ１００３において、全触媒担体３をバイパスするように制御する。つまり、第１、第２実施形態を用いた場合には、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ＞Ｐａとなるようにバルブ５ａ〜５ｄの信号を出力する。また、第３、第４実施形態を用いた場合には、三方弁１０ａを０、三方弁１０ｄを−０、三方弁１０ｂ、１０ｃ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈを１とする。これにより、触媒担体３を暖機することができる。ステップＳ１００４において、起動ガスの供給が停止、つまり起動運転が終了したら、第１〜４の実施形態において説明した第１〜４反応処理ルーチンのいずれか一つを実行する。
【００８６】
次に、本実施形態における効果を説明する。ここでは、第１〜４の実施形態に加えて以下のような効果を得ることができる。
【００８７】
燃料電池システムの起動時には、ＣＯ除去コントローラ９において、最上流に配置した触媒担体３ａの上流から流れてくる起動用のガスが、触媒担体３全てをバイパスするようにバルブ５または三方弁１０を制御する。これにより、起動時に全ての触媒担体３の暖機を行うことができる。また、起動ガスによる触媒の被毒を抑制することができ、触媒担体３の耐久性を向上することができる。
【００８８】
次に、第６の実施形態について説明する。ここでは第３の実施形態とことなる部分のみを説明する。
【００８９】
本実施形態で用いる制御を図１１のフローチャート（第６反応処理ルーチン）を用いて説明する。
【００９０】
ステップＳ１１０１において、運転停止の信号が入力されたかどうかを判断する。例えば、燃料電池システムが車載される場合には、イグニッションキーがＯＦＦになっているかどうかで判断することができる。運転停止の信号を検知したら、ステップＳ１１０２に進み、ステップＳ１００３と同様に全ての触媒担体３をバイパスするように信号を出力する。その後、第５の実施形態に示した第５反応処理ルーチンを実行する。
【００９１】
次に、本実施形態の効果について説明する。ここでは、第５の実施形態に加えて以下のような効果を得ることができる。
【００９２】
燃料電池システムの停止時には、ＣＯ除去コントローラ９において、最上流に配置した触媒担体３ａの上流から流れてくるガスが、触媒担体３全てをバイパスするようにバルブ５または三方弁１０を制御する。これにより、上流側に配置した改質器の停止に伴い本ＣＯ除去装置１０３に流入してくる触媒被毒成分をバイパスすることができるため、触媒担体３の耐久性を向上することができる。
【００９３】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術思想の範囲以内で、様々な変更が為し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に用いる燃料電池システムの概略構成図である。
【図２】第１の実施形態に用いる触媒反応装置の概略構成図である。
【図３】第１の実施形態に用いる第１反応処理ルーチンである。
【図４】第２の実施形態に用いる第２反応処理ルーチンである。
【図５】第３の実施形態に用いる触媒反応装置の概略構成図である。
【図６】第３の実施形態に用いる第３反応処理ルーチンである。
【図７】第３の実施形態に用いる三方弁の開閉例を示す図である。
【図８】第４の実施形態に用いる触媒反応装置の概略構成図である。
【図９】第４の実施形態に用いる第４反応処理ルーチンである。
【図１０】第５の実施形態に用いる第５反応処理ルーチンである。
【図１１】第６の実施形態に用いる第６反応処理ルーチンである。
【図１２】第４の実施形態に用いる三方弁の開閉例を示す図である。
【符号の説明】
３    触媒担体
５    バルブ（流量調整手段）
８    バイパス流路
９    ＣＯ除去コントローラ（流量制御手段）
１０  三方弁（流量調整手段）
１１  バイパス流路（逆バイパス流路）
【図１】
2004186009.tif 000003
【図２】
2004186009.tif 000004
【図３】
2004186009.tif 000005
【図４】
2004186009.tif 000006
【図５】
2004186009.tif 000007
【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】
2004186009.tif 000013
【図１２】
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