(57)【要約】【課題】  コスト上昇を伴うことなく、触媒の還元処理を実施することができる改質装置を提供する。【解決手段】  改質装置は、供給された燃料および改質水を内部に充填された触媒によって改質することにより水素を含む改質ガスを生成して導出する改質部と、供給された燃焼用燃料を燃焼させてその燃焼ガスによって改質部を加熱する燃焼部とを少なくとも備えてなる。この改質装置は、燃料および改質水に不活性ガスをさらに加えて改質部に供給することによって、改質装置内に充填された触媒が還元処理される（ステップ１０２〜１１４）。そして、続けて検査工程が実行される（ステップ１１６〜１２０）。【選択図】  図２
2005281009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された燃料および改質水を内部に充填された改質触媒によって水素を含む改質ガスを生成して導出する改質部と、供給された燃焼用燃料を燃焼させてその燃焼熱によって前記改質部を加熱する燃焼部とを少なくとも備えた改質装置において、
前記燃料および改質水に不活性ガスをさらに加えて前記改質部に供給することによって、前記改質装置内に充填された触媒を還元処理したことを特徴とする改質装置。
【請求項２】
請求項１において、改質装置には前記改質部から導出された改質ガス中の一酸化炭素を内部に充填されたシフト反応触媒によって水蒸気と反応させて水素ガスと二酸化炭素に変成するシフト反応部が設けられており、前記還元処理により前記シフト反応触媒を還元したことを特徴とする改質装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、改質装置には前記改質ガス中の一酸化炭素を内部に充填された一酸化炭素低減触媒によって低減する一酸化炭素低減部が設けられており、前記還元処理により前記一酸化炭素低減触媒を還元したことを特徴とする改質装置。
【請求項４】
供給された燃料および改質水を内部に充填された改質触媒によって水素を含む改質ガスを生成して導出する改質部と、供給された燃焼用燃料を燃焼させてその燃焼熱によって前記改質部を加熱する燃焼部とを少なくとも備えた改質装置の製造方法において、
前記燃料および改質水に不活性ガスをさらに加えて前記改質部に供給することによって、前記改質装置内に充填された触媒を還元処理する工程と、
所定量の前記燃料および改質水を前記改質部に供給し、改質装置から導出される改質ガス中のガス成分を測定し品質確認する検査工程とが設けられていることを特徴とする改質装置の製造方法。
【請求項５】
供給された燃料および改質水を内部に充填された改質触媒によって水素を含む改質ガスを生成して導出する改質部と、供給された燃焼用燃料を燃焼させてその燃焼熱によって前記改質部を加熱する燃焼部とを少なくとも備えた改質装置のメンテナンス方法において、
前記燃料および改質水に不活性ガスをさらに加えて前記改質部に供給することによって、前記改質装置内に充填された触媒を還元処理する工程と、
所定量の前記燃料および改質水を前記改質部に供給し、改質装置から導出される改質ガス中のガス成分を測定し品質確認する検査工程とが設けられていることを特徴とする改質装置のメンテナンス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給された燃料ガスおよび水蒸気から改質ガスを生成して該改質ガスを燃料電池に供給する改質装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
改質装置は、燃料電池などとともに燃料電池システムを構成するものであり、供給された燃料（例えば天然ガス、ＬＰガス、灯油、メタノールなど）および水蒸気からいわゆる水素リッチな改質ガスを生成してこの改質ガスを燃料電池に供給するものである。この改質装置としては、供給された燃料および改質水を内部に充填された触媒によって改質することにより水素を含む改質ガスを生成して導出する改質部と、供給された燃焼用燃料を燃焼させてその燃焼ガスによって改質部を加熱する燃焼部と、改質部から供給された改質ガス中の一酸化炭素を内部に充填された触媒によって低減する一酸化炭素低減部を少なくとも備えてなり、燃焼部を燃焼させて改質部を所定温度まで加熱した後、改質部に燃料および改質水を供給して改質ガスを生成するものがよく知られている。
【０００３】
この改質装置と燃料電池からなる燃料電池システムを組み立てて出荷する前に、触媒還元操作と出荷検査が続けて実施されている。触媒還元操作を実施するのは次の理由による。すなわち、改質装置に搭載される触媒は一般的に大気に曝された状態で保管されているため、触媒が酸化されていたり、触媒の表面が酸化されていたり、その表面に酸素が吸着されていたりする。これにより、改質装置の使用開始後しばらくの間は触媒の機能が十分に発揮されないという問題があった。そこで、使用開始当初から触媒の機能を十分に発揮させるために、改質装置を作動させる前（使用する前）に触媒の表面にある酸化物の酸素または表面に吸着されている酸素を除去する触媒還元操作を実施している。
【０００４】
この触媒還元操作は次のとおりである。
１．触媒が充填されたコンポーネント（改質部、一酸化炭素低減部）を所定の高温度に加熱する。
２．このコンポーネントに水素ガスと不活性ガスとの混合ガスを供給する。
３．水素ガス濃度は初めは低く徐々に高くし、所定の濃度に到達した後しばらくその濃度を維持する。このとき、水素ガス濃度は不活性ガスの供給量によって調整する。
【０００５】
４．そして、水素ガスの供給を停止し時間をおいて不活性ガスの供給を停止して触媒還元操作を終了する。
なお、ユーザ先に設置された燃料電池システムにおいても、触媒が充填されたコンポーネントを交換した後に触媒還元操作を実施する場合もある。
【０００６】
出荷検査は、触媒還元操作の終了後に引き続いて行われている。この出荷検査は次のように行われている。
１．燃料電池システムを通常運転させる。このとき、燃料は最大使用流量を供給され、改質水はそれに応じた量を供給される。
２．運転開始した後であって所定時間経過後に、改質装置の導出口でメタン濃度および水素濃度を測定し、それらが基準値であることを確認する。
【０００７】
また、燃料電池システムの起動時に水素側のガスラインに外部から窒素を通気する燃料電池システムは知られている（特許文献１参照）。具体的には、特許文献１の図４に示すように、燃料電池の起動時、まず、電磁弁１０１を開き、水素側のガスラインに外部から窒素を通気する（Ｓ１０１）。窒素はガスラインを通り、水素加湿器１０３経由で燃料電池本体１１５へ達する。そして、リサイクルラインを経由して再び水素加湿器１０３へ入り、そこから排気される。一方、ガス加湿用の一定量の水を、水素側排水タンク１１１及び水素生成水タンク１０５を通して水素加湿器１０３へ供給する（Ｓ１０２）。水素加湿器１０３は、その水を用いて、ガスラインに流れる窒素を加湿する。加湿された窒素は、燃料電池本体１１５の燃料極側へ入り、電解質（図示せず）を加湿し、未使用の水は水素加湿器１０３へリサイクルされる。起動途中において、ガスが完全に窒素に置換された後、窒素は外部から供給される水素に交換される（Ｓ１０３）。これにより、内部に残留するガスを不活性ガスにより置換して不純物の影響を抑え、燃料ガス及び酸化剤ガスの導入を毎回同一の条件で行うようにしている。
【特許文献１】特開２００２−２１６８２２号公報（第６、８頁、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した燃料電池システムの触媒還元操作においては、水素ガスを使用するので、安全対策などの観点から設備コストが非常にかかるという問題があった。また、触媒還元操作と出荷検査がこの順番で続けて実施されているが、触媒還元操作を一端終了させた後で出荷検査を行わなければならず時間がかかるので、できれば２つの工程を一連の工程として実施することによる工数短縮が要請されている。
【０００９】
なお、上述した特許文献１には、起動時に燃料電池に不活性ガスである窒素を供給することが示されているが、不活性ガスを単独で供給することが記載されているのみであり、また、不活性ガスの供給を燃料電池システムを起動する度に行うことにより、内部に残留するガスを不活性ガスにより置換して不純物の影響を抑え、燃料ガス及び酸化剤ガスの導入を毎回同一の条件で行うことが記載されている。
【００１０】
本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、コスト上昇を伴うことなく、触媒の還元処理を実施することができる改質装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、供給された燃料および改質水を内部に充填された改質触媒によって水素を含む改質ガスを生成して導出する改質部と、供給された燃焼用燃料を燃焼させてその燃焼熱によって改質部を加熱する燃焼部とを少なくとも備えた改質装置において、燃料および改質水に不活性ガスをさらに加えて改質部に供給することによって、改質装置内に充填された触媒を還元処理したことである。
【００１２】
また、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、改質装置には改質部から導出された改質ガス中の一酸化炭素を内部に充填されたシフト反応触媒によって水蒸気と反応させて水素ガスと二酸化炭素に変成するシフト反応部が設けられており、還元処理によりシフト反応触媒を還元したことである。
【００１３】
また、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または請求項２において、改質装置には改質ガス中の一酸化炭素を内部に充填された一酸化炭素低減触媒によって低減する一酸化炭素低減部が設けられており、還元処理により一酸化炭素低減触媒を還元したことである。
【００１４】
また、請求項４に係る発明の構成上の特徴は、供給された燃料および改質水を内部に充填された改質触媒によって水素を含む改質ガスを生成して導出する改質部と、供給された燃焼用燃料を燃焼させてその燃焼熱によって改質部を加熱する燃焼部とを少なくとも備えた改質装置の製造方法において、燃料および改質水に不活性ガスをさらに加えて改質部に供給することによって、改質装置内に充填された触媒を還元処理する工程と、所定量の燃料および改質水を改質部に供給し、改質装置から導出される改質ガス中のガス成分を測定し品質確認する検査工程とが設けられていることである。
【００１５】
また、請求項５に係る発明の構成上の特徴は、供給された燃料および改質水を内部に充填された改質触媒によって水素を含む改質ガスを生成して導出する改質部と、供給された燃焼用燃料を燃焼させてその燃焼熱によって改質部を加熱する燃焼部とを少なくとも備えた改質装置のメンテナンス方法において、燃料および改質水に不活性ガスをさらに加えて改質部に供給することによって、改質装置内に充填された触媒を還元処理する工程と、所定量の燃料および改質水を改質部に供給し、改質装置から導出される改質ガス中のガス成分を測定し品質確認する検査工程とが設けられていることである。
【発明の効果】
【００１６】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、触媒を還元処理する際に、燃焼部を燃焼させて改質部を所定温度まで加熱した後、改質部に燃料および改質水を供給して改質させることにより水素ガスを生成させ、この水素ガスと、燃料および改質水と同時に改質部に供給される不活性ガスとの混合ガスによって改質装置内に充填された触媒を還元処理する。これによれば、外部から水素ガスを供給することなく、コスト上昇の伴わない触媒の還元処理を実施することができる。
【００１７】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、改質装置には改質部から導出された改質ガス中の一酸化炭素を内部に充填されたシフト反応触媒によって水蒸気と反応させて水素ガスと二酸化炭素に変成するシフト反応部が設けられており、還元処理によりシフト反応触媒を還元することにより、改質部の改質触媒の還元処理と同時にシフト反応部のシフト反応触媒も還元処理することができる。
【００１８】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、改質装置には改質ガス中の一酸化炭素を内部に充填された一酸化炭素低減触媒によって低減する一酸化炭素低減部が設けられており、還元処理により一酸化炭素低減触媒を還元することにより、改質部の改質触媒の還元処理と同時に一酸化炭素低減部の一酸化炭素低減触媒も還元処理することができ、また、改質部の改質触媒の還元処理およびシフト反応部のシフト反応触媒と同時に一酸化炭素低減部の一酸化炭素低減触媒も還元処理することができる。
【００１９】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、改質装置の製造方法において、燃料および改質水に不活性ガスをさらに加えて改質部に供給することによって、改質装置内に充填された触媒を還元処理する工程と、所定量の燃料および改質水を改質部に供給し、改質装置から導出される改質ガス中のガス成分を測定し品質確認する検査工程とが設けられているので、十分高い触媒機能を発揮する改質装置を製造することができる。
【００２０】
上記のように構成した請求項５に係る発明においては、改質装置のメンテナンス方法において、燃料および改質水に不活性ガスをさらに加えて改質部に供給することによって、改質装置内に充填された触媒を還元処理する工程と、所定量の燃料および改質水を改質部に供給し、改質装置から導出される改質ガス中のガス成分を測定し品質確認する検査工程とが設けられているので、十分高い触媒機能を発揮する改質装置にメンテナンスすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明による改質装置の一実施の形態を適用した燃料電池システムについて説明する。図１はこの燃料電池システムの概要を示す概要図である。この燃料電池システムは、燃料電池１０と燃料電池１０に必要な水素ガスを生成して供給する改質装置２０を備えている。燃料電池１０の燃料極１１にはＣＯ浄化部６０から改質ガスが供給され、燃料電池１０の空気極１２には外部からの空気が供給され、燃料電池１０において改質ガス中の水素ガスと空気中の酸素ガスとが反応して発電するようになっている。
【００２２】
改質装置２０は、天然ガス、ＬＰガス、灯油、メタノールなどの燃料を水蒸気改質し、水素リッチな改質ガスを燃料電池１０に供給するものであり、バーナ２１、改質部２２、蒸発部２３、熱交換部２４、一酸化炭素シフト反応部（以下、ＣＯシフト部という）２５および一酸化炭素選択酸化反応部（以下、ＣＯ選択酸化部という）２６から構成されている。
【００２３】
バーナ２１は、起動時に外部から燃焼用燃料および燃焼用空気が供給され、または定常運転時に燃料電池１０の燃料極１１からアノードオフガス（燃料電池に供給され使用されずに排出された改質ガス）が供給され、供給された各ガスを燃焼して燃焼ガスを改質部２２に導出するものである。この燃焼ガスは改質部２２を（同改質部２２の触媒の活性温度域となるように）加熱し、その後蒸発部２３を通って蒸発部２３に供給される改質水を加熱して外部に排気される。
【００２４】
改質部２２は、外部から供給された燃料に蒸発部２３からの水蒸気（改質水）を混合した混合ガスを改質部２２に充填された改質触媒２２ａにより改質して水素ガスと一酸化炭素ガスを生成している（いわゆる水蒸気改質反応）。これと同時に、水蒸気改質反応にて生成された一酸化炭素と水蒸気を水素ガスと二酸化炭素とに変成している（いわゆる一酸化炭素シフト反応）。これら生成されたガス（いわゆる改質ガス）は熱交換部２４に導出される。なお、改質触媒２２ａとしてはＲｕ系やＮｉ系が使用されている。これらはアルミナ（γアルミナ）などの担体に担持された金属系の触媒である。また、改質部２２は、改質部２２内の温度（改質触媒２２ａの温度）を検出する第１温度センサ２２ｂを有している。
【００２５】
蒸発部２３は、改質水タンクＳｗから供給される改質水を燃焼ガスの熱により加熱して水蒸気化するものである。改質水タンクＳｗの改質水は、開閉電磁弁３１が開状態のときに改質水ポンプ３２の作動により蒸発部２３に送出される。改質水ポンプ３２は制御装置（図示省略）の指令によって送出量（供給量）が制御されている。
【００２６】
熱交換部２４は、燃料供給源Ｓｆから供給される燃料に蒸発部２３から導出される水蒸気を混合した混合ガスが供給され、また改質部２２から導出される改質ガスが供給されている。燃料供給源Ｓｆの燃料は、開閉電磁弁３３が開状態のときに燃料ポンプ３４の作動により熱交換部２４を通って改質部２２に送出される。燃料ポンプ３４は制御装置（図示省略）の指令によって送出量（供給量）が制御されている。熱交換部２４にて改質ガスと混合ガスとの間で熱交換が行われて、改質ガスは約６５０℃から２００〜３００℃まで降温され、混合ガスは約１００℃から５５０℃まで昇温される。
【００２７】
シフト反応部であるＣＯシフト部２５は、熱交換部２４から導出された改質ガスに含まれる一酸化炭素と水蒸気をその内部に充填されたシフト反応触媒２５ａにより反応させて水素ガスと二酸化炭素ガスとに変成している。これにより、改質ガスは一酸化炭素濃度が低減されてＣＯ選択酸化部２６に導出される。なお、シフト反応触媒２５ａとしては、Ｃｕ−Ｚｎ系が使用されている。この触媒は充填するときには酸化物の形態であり、触媒として作用させるためには還元処理して酸化銅を金属銅にする必要がある。また、ＣＯシフト部２５は、ＣＯシフト部２５内の温度（シフト反応触媒２５ａの温度）を検出する第２温度センサ２５ｂを有している。
【００２８】
一酸化炭素低減部であるＣＯ選択酸化部２６は、改質ガスに残留している一酸化炭素と外部からさらに供給されたＣＯ選択酸化用の酸化用空気とをその内部に充填された選択酸化触媒２６ａにより反応させて二酸化炭素を生成している。これにより、改質ガスは一酸化炭素濃度がさらに低減されて（１０ｐｐｍ以下）燃料電池１０の燃料極１１に導出される。なお、本実施の形態においては、一酸化炭素低減部はＣＯ選択酸化部２６で構成されているが、酸素を供給せずに一酸化炭素と水素を内部に充填されたメタネーション触媒によって反応させてメタンと水蒸気にする一酸化炭素メタネーション部で構成するようにしてもよい。選択酸化触媒２６ａおよびメタネーション触媒としては、Ｒｕ系やＰｔ系などの貴金属触媒が使用されている。これらは改質触媒２２ａと同様、担体に担持された金属系の触媒である。
【００２９】
また、改質部２２には、不活性ガス供給源Ｓｎ（例えば、不活性ガスが収容された高圧ボンベ）から不活性ガス（例えば窒素ガス）が供給されている。不活性ガス供給源Ｓｎの不活性ガスは、開閉電磁弁３３が開状態であり、かつ流量を調整できる電磁弁３５が開状態のときに改質部２２に圧出される。電磁弁３５は制御装置（図示省略）の指令によって流量（供給量）が制御されている。
【００３０】
上述した改質装置２０により生成された改質ガスは、燃料電池システムを起動してしばらくの間（起動時）は、ＣＯシフト部２５とＣＯ選択酸化部２６の各触媒はその活性温度域に達しておらず、改質ガスに含まれる一酸化炭素が低減できないため、燃料電池スタック１０に供給されずに開状態である開閉電磁弁４１を通って燃焼部２１に供給される。一方、ＣＯシフト部２５とＣＯ選択酸化部２６の各触媒がその活性温度域に達すると、改質ガスに含まれる一酸化炭素が低減されるので、開状態である開閉電磁弁４２を通って燃料電池スタック１０に供給される（定常時）。なお、起動時には開閉電磁弁４２，４３が閉状態であり、定常時には開閉電磁弁４１が閉状態である。
【００３１】
次に、このように作動する燃料電池システムの触媒の還元処理および出荷検査について説明する。これら触媒還元処理と出荷検査は、燃料電池システムを組み立て後であって出荷する前に、連続して実施されている。触媒還元処理を実施するのは次の理由による。すなわち、改質装置に搭載される触媒は一般的に大気に曝された状態で保管されているため、触媒が酸化されていたり、触媒の表面は酸化されていたり、その表面に酸素が吸着されていたりする。これにより、改質装置の使用開始後しばらくの間は触媒の機能が十分に発揮されないという問題があった。そこで、使用開始当初から触媒の機能を十分に発揮させるために、改質装置を作動させる前（使用する前）に触媒の酸化物の酸素または表面に吸着されている酸素を除去する触媒還元操作を実施している。
【００３２】
この触媒還元処理は次のとおりである。
１．図示しない起動スイッチをオンして燃料電池システムを起動する（ステップ１０２）。
２．燃焼用燃料および燃焼用空気を燃焼部２１に供給して燃焼し燃焼ガスを発生させる（ステップ１０４）。
３．燃焼ガスの加熱によって改質部２２が加熱される（ステップ１０６）。
４．第１温度センサ２２ｂによって検出される改質部２２内の温度が第１所定温度に到達すると、燃料、改質水および不活性ガスの改質部２２への供給が開始される（ステップ１０８）。具体的には、開閉電磁弁３１，３３が開状態とされ、改質水ポンプ３２および燃料ポンプ３４が作動されて燃料および改質水が改質部２２に供給されるとともに、電磁弁３５が開状態とされて不活性ガスも改質部２２に供給される。燃料、改質水および不活性ガスの改質部２２への供給開始時点においては、不活性ガスの濃度が高くなるようにすなわち生成される水素の濃度が低くなるように燃料、改質水および不活性ガスの供給量が調整されている。また、開閉電磁弁４２，４３が閉状態とされ、開閉電磁弁４１が開状態とされており、改質装置２０から導出される改質ガスおよび不活性ガスは、燃料電池１０に供給されないで開閉電磁弁４１を通って燃焼部２１に供給されている。
５．改質部２２内の温度が第２所定温度に到達するまで、生成される水素の濃度が徐々に高くなるように、燃料、改質水および不活性ガスの供給量が調整される（ステップ１１０）。
６．改質部２２内の温度が第２所定温度である状態を所定時間だけ維持するように燃料、改質水および不活性ガスの供給量が調整される（ステップ１１２）。５．６．の処理中に改質ガス中の水素によって、各触媒２２ａ，２５ａ，２６ａの表面にある酸化物の酸素または表面に吸着されている酸素が除去される。
７．所定時間経過後、電磁弁３５が閉状態とされ不活性ガスの供給が停止されて触媒還元処理が終了する（ステップ１１４）。
【００３３】
なお、上述した第２所定温度および所定時間は、改質部２２，ＣＯシフト部２５，ＣＯ選択酸化部２６に充填された各触媒２２ａ，２５ａ，２６ａに吸着された酸素または同触媒と化合した酸素を各触媒２２ａ，２５ａ，２６ａから引き離すのに必要な温度および時間に設定されているので、還元処理は、改質部２２，ＣＯシフト部２５，ＣＯ選択酸化部２６に充填された各触媒２２ａ，２５ａ，２６ａに吸着された酸素または同触媒と化合した酸素を各触媒２２ａ，２５ａ，２６ａから引き離すのに必要な温度の下、必要な時間だけ行われることになる。
【００３４】
そして、出荷検査は、改質装置２０から導出される改質ガス中のガス成分を測定し品質確認する検査工程であり、触媒還元処理の終了後に引き続いて連続して行われている。この出荷検査は次のように行われている。
８．燃料電池システムを定常運転させる（ステップ１１６）。第２温度センサ２５ｂによって検出されるＣＯシフト部２５内の温度が第３所定温度に到達していること、すなわち改質ガス中の一酸化炭素が所定量以下であることを確認する。所定値以下であれば、定常運転であるとしてその状態で次の処理を実行できるが、所定値より大きければ、所定値以下となるのを待って次の処理を実行する。
９．燃料が所定量を供給され、改質水がそれに応じた量を供給される（ステップ１１８）。
１０．しばらくして改質装置２０の導出口でメタン濃度および水素濃度、またはメタン濃度および一酸化炭素（ＣＯ）濃度を測定し、それらが燃料の供給量に対応した基準値であることを確認する（ステップ１２０）。
【００３５】
上述した説明から理解できるように、この実施の形態においては、触媒を還元処理する際に、燃焼部２１を燃焼させて改質部２２を第１所定温度まで加熱した後、改質部２２に燃料および改質水を供給して改質させることにより水素ガスを生成させ、この水素ガスと、燃料および改質水と同時に改質部２２に供給される不活性ガスとの混合ガスによって改質装置２０内に充填された各触媒２２ａ，２５ａ，２６ａを還元処理する。これによれば、外部から水素ガスを供給することなく、コスト上昇の伴わない触媒の還元処理を実施することができる。
【００３６】
また、還元処理は、改質部２２、ＣＯシフト部２５およびＣＯ選択酸化部２６に充填された各触媒２２ａ，２５ａ，２６ａに吸着された酸素または同触媒と化合した酸素を各触媒２２ａ，２５ａ，２６ａから引き離すのに必要な温度の下、必要な時間だけ行われることにより、各触媒２２ａ，２５ａ，２６ａを確実に還元処理することができる。
【００３７】
改質触媒２２ａおよびシフト反応触媒２５ａは、酸化物が存在する状態で通常運転が実施されると、急激な発熱反応（酸化物と水素が反応し、水が生成する反応）により、触媒耐熱温度を超え、触媒が著しく劣化するが、上述の還元処理が施された触媒は酸化物が存在しないのでこのような触媒劣化を起こすことはない。
【００３８】
また、触媒に吸着された酸素または同触媒と化合した酸素を触媒から引き離すのに必要な温度および時間は、各触媒２２ａ，２５ａ，２６ａのなかで最も触媒活性温度域が高いすなわち耐熱温度が高い改質部２２の改質触媒２２ａを想定して設定されているので、ＣＯシフト部２５およびＣＯ選択酸化部２６の各触媒２５ａ，２６ａも確実に還元処理することができる。
【００３９】
また、燃料、改質水および不活性ガスの各供給量を調整することにより、生成される水素の濃度を調整することにより、容易かつ的確に水素濃度を調整することができる。
【００４０】
また、改質装置２０には改質部２２から導出された改質ガス中の一酸化炭素を内部に充填されたシフト反応触媒２５ａによって水蒸気と反応させて水素ガスと二酸化炭素に変成するシフト反応部２５が設けられており、上述した還元処理を実施することにより、改質部２２の改質触媒２２ａの還元処理と同時にシフト反応部２５のシフト反応触媒２５ａも還元処理することができる。
【００４１】
また、改質装置２０には改質ガス中の一酸化炭素を内部に充填された一酸化炭素低減触媒２６ａによって低減する一酸化炭素低減部２６が設けられており、上述した還元処理を実施することにより、改質部２２の改質触媒２２ａの還元処理およびシフト反応部のシフト反応触媒と同時に一酸化炭素低減部２６の一酸化炭素低減触媒２６ａも還元処理することができる。
【００４２】
なお、上述した改質装置２０からシフト反応部２５が削除された構造のものにおいては、上述した還元処理を実施することにより、改質部２２の改質触媒２２ａの還元処理と同時に一酸化炭素低減部２６の一酸化炭素低減触媒２６ａも還元処理することができる。
【００４３】
また、改質装置の製造時においては、触媒還元処理と検査工程が、触媒還元処理を燃料および改質水の供給の停止を伴う終了処理をすることなく、不活性ガスの供給を停止する処理を実行するだけで還元処理の終了後連続して検査工程を行うことができる。したがって、２つの工程を一連の工程として実施することによって工数を短縮することができる。
【００４４】
また、改質装置の製造方法において、燃料および改質水に不活性ガスをさらに加えて改質部２２に供給することによって、改質装置２０内に充填された各触媒２２ａ，２５ａ，２６ａを還元処理する工程と、所定量の燃料および改質水を改質部に供給し、改質装置２０から導出される改質ガス中のガス成分を測定し品質確認する検査工程とが設けられているので、十分高い触媒機能を発揮する改質装置を製造することができる。
【００４５】
なお、上述した実施の形態においては、触媒に吸着された酸素または同触媒と化合した酸素を触媒から引き離すのに必要な温度および時間は、改質部２２の改質触媒２２ａを想定して設定されたが、各触媒２５ａ，２６ａを想定して設定するようにしてもよい。これによれば、その触媒に重きをおいて還元処理をすることができる。
【００４６】
また、本発明を、改質装置の製造時において触媒還元処理と出荷検査を実施する場合に適用するようにしたが、これに限らず、改質装置に対して触媒還元処理と出荷検査を実施する他の場合に適用することができる。例えば、改質装置のメンテナンス時（改質装置の据え付けなどを含む）などに適用可能である。この場合、改質装置２０をメンテナンスする際に、メンテナンスの終了後に、燃料および改質水に不活性ガスをさらに加えて改質部２２に供給することによって、改質装置２０内に充填された各触媒２２ａ，２５ａ，２６ａを還元処理する工程と、所定量の燃料および改質水を改質部２２に供給し、改質装置２０から導出される改質ガス中のガス成分を測定し品質確認する検査工程とが設けるようにすればよく、これにより、十分高い触媒機能を発揮する改質装置にメンテナンスすることができる。
【００４７】
また、本発明は、改質装置の製造、メンテナンス時でなく、燃料電池システムの製造時、メンテナンス時（燃料電池システムの据え付けなどを含む）においても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による改質装置を適用した燃料電池システムの一実施の形態の概要を示す概要図である。
【図２】図１に示す改質装置の触媒の還元処理および出荷検査を示す工程図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０…燃料電池、１１…燃料極、１２…空気極、２０…改質装置、２１…燃焼部、２２…改質部、２２ａ…改質触媒、２３…蒸発部、２４…熱交換部、２５…ＣＯシフト部、２５ａ…シフト反応触媒、２６…ＣＯ選択酸化部、２６ａ…選択酸化触媒、３１，３３，４１，４２，４３…開閉電磁弁、３２…改質水ポンプ、３４…燃料ポンプ、３５…電磁弁、Ｓｆ…燃料供給源、Ｓｎ…不活性ガス供給源、Ｓｗ…改質水タンク。
【図１】
2005281009.tif 000003
【図２】
2005281009.tif 000004