(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス状の燃料原料および／または改質ガスが通過するガス通路を形成する筒体と、前記筒体に対向するように設けられた基体と、前記基体に保持され位置決め穴を有する位置決め部とを具備しており、
前記筒体は、前記燃料原料を改質させて改質ガスを生成させる改質部を形成し、
前記改質部は、内周から外周に向かうにつれ、前記筒体として機能する第１筒、第２筒、第３筒、第４筒とを同軸的に配置しており、前記第１筒の上端部は蓋を介して前記第４筒の上端部と接合しており、前記第３筒と前記第４筒の下端部は前記基体に固定されており、前記第２筒と前記第３筒の上端部は接合しており、
前記筒体は、前記位置決め部の前記位置決め穴に挿入されて前記筒体の径方向の位置決めを行う位置決め突起を有することを特徴とする燃料電池用改質装置。
【請求項２】
前記ガス通路は、改質反応、シフト反応、ＣＯ酸化反応およびメタネーション反応のうちの少なくとも一つを促進させる触媒を担持した触媒担体を収容していることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用改質装置。
【請求項３】
前記筒体は底部を有しており、前記位置決め突起は前記筒体の前記底部に下方に向けて突出していることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池用改質装置。
【請求項４】
前記筒体の内周面は、燃焼火炎が発生する燃焼室を形成し、前記筒体の底部は前記燃焼火炎に対面することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用改質装置。
【請求項５】
前記位置決め部は、板状をなしており、これの厚み方向にガス通過性を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の燃料電池用改質装置。
【請求項６】
前記筒体のうち前記位置決め突起側において、前記位置決め突起以外の部分は拘束されていない非接触状態であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の燃料電池用改質装置。
【請求項７】
前記位置決め突起を形成する材料の熱膨張係数をα１とし、前記位置決め部を形成する材料の熱膨張係数をα２とするとき、α１／α２＝０．５〜３．０の範囲内とされていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の燃料電池用改質装置。
【請求項８】
前記位置決め部は、前記ガス通路に収容されている前記触媒担体の脱落を抑えることを特徴とする請求項２〜７の何れか一項に記載の燃料電池用改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は改質用燃料原料を改質させることにより改質ガスを生成する燃料電池用改質装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的には、上記した改質装置は、ガス状の燃料原料および／または改質ガスが通過するガス通路を形成する筒体を備えている。特許文献１には、外筒と外筒の内側に設けられた内筒とで形成された筒体と、筒体を構成する内筒と外筒との間の空間に装填された触媒担体で形成された触媒層とを有する改質装置が開示されている。このものによれば、筒体の一端部である上端部は固定されているが、筒体の他端部である下端部は自由端状とされている。このものによれば、筒体の他端部である下端部は自由端状とされているため、改質装置が運転されて筒体が高温に加熱されるときであっても、筒体に発生する熱膨張が吸収され易くなる利点が得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら熱膨張が吸収され易くなる反面、筒体の径方向において筒体が位置ずれするおそれがある。位置ずれは、改質装置の組立時においても、改質装置の使用時においても発生するおそれがある。このように径方向における筒体の位置ずれが発生すると、ガスが通過するガス通路の通路幅が変動したりするおそれがある。この場合、ガス通路におけるガス通過性が変動したり、ガス通路における温度ムラが発生したりするおそれがある。ガス通路に触媒担体が収容されている場合には、触媒による反応ムラが発生するおそれがある。
【０００４】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、改質装置の組立時においても、改質装置の使用時においても、径方向における筒体の位置ずれを抑制するのに有利な燃料電池用改質装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る燃料電池用改質装置は、ガス状の燃料原料および／または改質ガスが通過するガス通路を形成する筒体と、筒体に対向するように設けられた基体と、基体に保持され位置決め穴を有する位置決め部とを具備しており、
筒体は、位置決め部の位置決め穴に挿入されて筒体の径方向の位置決めを行う位置決め突起を有することを特徴とする。
【０００６】
筒体の位置決め突起は、位置決め部の位置決め穴に挿入され、筒体の径方向の位置決めを行う。このため改質装置の組立時においても、改質装置の使用時においても、径方向における筒体の位置ずれが抑制される。更に、筒体の位置決め突起が位置決め部の位置決め穴に挿入されているため、挿入方向における熱膨張を吸収する吸収作用が損なわれることが抑制される。
【０００７】
筒体は、ガス状の燃料原料および／または改質ガスが通過するガス通路を形成する。筒体の母材は金属でも、セラミックスでも良い。基体は、筒体に対向するように設けられている。基体の母材は金属でも、セラミックスでも良い。位置決め部は基体に保持されており、位置決め穴を有する。位置決め穴の数は単数でも、複数でも良い。位置決め穴は貫通孔でも、未貫通孔でも良い。筒体の位置決め突起は、位置決め部の位置決め穴に挿入され、筒体の径方向の位置決めを行う。挿入は、位置決め部の外壁面を位置決め穴の内壁面に接触させつつ圧入させる態様でも良いし、あるいは、位置決め部の外壁面と位置決め穴の内壁面との間に微小隙間を形成しつつ挿入させる態様でも良い。微小隙間は最大で５マイクロメートル以上、１０マイクロメートル以上、１００マイクロメートル以上、５００マイクロメートル以上とすることができる。位置決め突起は例えばピン状、軸状とすることができる。位置決め突起の数は単数でも、複数でも良い。位置決め突起の数は位置決め穴の数と同数とすることができる。
【０００８】
本発明に係る燃料電池用改質装置は、好ましくは、次の態様を含むことができる。
【０００９】
・好ましくは、ガス通路は、改質反応、シフト反応、ＣＯ酸化反応およびメタネーション反応のうちの少なくとも一方を促進させる触媒を担持した触媒担体を収容している態様が採用できる。触媒担体は、改質反応を促進させる改質触媒を担持するものでも、シフト反応を促進させるシフト触媒を担持するものでも、酸化反応を促進させる酸化触媒を担持するものでも、メタネーション反応を促進させるメタネーション触媒を担持するものでも良い。位置決め部は、ガス通路に収容されている前記触媒担体の脱落を抑える機能を有する態様が採用できる。更に位置決め部は、ガス通路のガスの通過性を確保しつつ、ガス通路に収容されている前記触媒担体の脱落を抑える機能を有する態様が採用できる。
【００１０】
・好ましくは、筒体は底部を有しており、位置決め突起は筒体の底部に下方に向けて突出している態様が採用できる。この場合、位置決め突起のうちの少なくとも一部は、位置決め部の位置決め穴を形成する内壁面に対面または接触している態様が採用できる。この場合、筒体が高温となるときであっても、筒体の熱は位置決め突起を介して位置決め部側に伝熱される。このため筒体の過熱が抑制される。位置決め突起の周りに触媒担体が配置されているときには、位置決め突起により触媒担体を加熱させるのに有利となる。
【００１１】
・好ましくは、筒体の内周面は、燃焼火炎が発生する燃焼室を形成し、筒体の底部は燃焼火炎に対面する態様が採用できる。この場合、筒体の底部は燃焼火炎に対面するため、高温に加熱されがちである。このような場合であっても、位置決め突起の少なくとも一部が位置決め部の位置決め穴を形成する内壁面に接触していれば、筒体の熱は位置決め突起を介して位置決め部側に伝熱されることが期待される。このため筒体の過熱が抑制される。
【００１２】
・好ましくは、筒体のうち位置決め突起側において、位置決め突起以外の部分は拘束されていない非接触状態である態様が採用できる。筒体のうち位置決め突起側は自由状態またはそれに近い状態であり、径方向に変位し易い。このため改質装置の組立時において、筒体の位置決め突起が位置決め部の位置決め穴に挿入され、筒体の径方向の位置決めを行うことは、重要である。好ましくは、筒体は、燃料原料を改質させて改質ガスを生成させる改質部を形成する態様が採用できる。改質部は高温となる。位置決め突起により、改質部の同軸性が確保される。
【００１３】
・好ましくは、位置決め部は、板状をなしており、これの厚み方向にガス通過性を位置決め機能の他に有する態様が採用できる。位置決め部はパンチングメタル、網部材等のガス通過板で形成できる。位置決め部は、厚み方向に貫通すると共にガスが通過可能な複数の通孔を有している態様が採用できる。この場合、位置決め穴の径サイズは、通孔の径サイズと同一または相違する態様が採用できる。位置決め穴の径サイズが通孔の径サイズと相違すれば、通孔の他に、位置決め穴を形成することが好ましい。また、位置決め穴の径サイズが通孔の径サイズと同一であれば、通孔は位置決め穴を兼用することができる。
【００１４】
・好ましくは、位置決め突起を形成する材料の熱膨張係数をα１とし、位置決め部を形成する材料の熱膨張係数をα２とするとき、α１／α２＝０．５〜３．０の範囲内とされている態様が採用できる。この場合、改質装置が運転され内部が高温となり、熱膨張が発生するときであっても、位置決め突起と位置決め穴との関係が良好に維持される。例えば、位置決め突起が位置決め穴に圧入されているときであっても、位置決め突起と位置決め穴の内壁面との関係が良好に維持され、位置決め突起が位置決め穴に対して過剰に緩むことが抑制される。更に位置決め突起の径方向への熱膨張により位置決め部が損傷することが抑制される。なおα１／α２＝０．５〜１．５の範囲内、０．７〜１．５の範囲内、０．９〜１．１の範囲内とすることもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、改質装置の組立時においても、改質装置の使用時においても、径方向における筒体の位置ずれを抑制するのに有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１について図面を参照して具体的に説明する。本実施形態に係る改質装置は燃料電池システムに適用されている。
【００１７】
図１は改質装置１（触媒収容装置）の全体概念を示す。図２および図３は改質装置１の主要部を示す。図１に示すように、改質装置１は、燃焼室２０を形成する改質部２と、燃焼室２０に挿入（圧入）され改質部２を加熱する燃焼部２５と、蒸発部５０と、シフト部６０と、ＣＯ酸化部５３とをもつ。燃焼部２５には、燃焼用燃料（または燃料電池のアノードから排出されたアノードオフガス）および燃焼用空気が供給される。改質部２は、鉛直方向に沿った中心軸線Ｐ１をもつ筒形状をなしており、改質用燃料（改質用燃料原料）を水蒸気により改質させ、水素を主要成分とする（例えば２０モル％以上）改質ガスを生成する。改質用燃料がメタンを含む場合には、改質反応は下記の（１）式に基づく。
【００１８】
図２に示すように、改質部２は、外通路２１（ガス通路）と、外通路２１に対して内側となるように同軸的に形成された内通路２２（ガス通路）と、外通路２１の上部と内通路２２の上部とを繋ぐ折返通路２３（ガス通路）とを有する。内通路２２および外通路２１は第２断熱層４７で仕切られている。外通路２１の下部は改質部２の入口２ｉとされている。内通路２２の下部は改質部２の出口２ｐとされている。外通路２１および内通路２２には、改質触媒を担持した触媒担体２０ａが収容されている。従って外通路２１および内通路２２は触媒収容通路として機能する。触媒担体２０ａは粒状とされている。
【００１９】
図２に示すように、改質部２の外周側には、筒形状をなす第１断熱層４１が設けられている。第１断熱層４１は、改質部２に同軸的な周壁層４１ａと、改質部２の上部を覆う天井層４１ｃとを有する。天井層４１ｃには中間蓋４２が取り付けられている。第１断熱層４１の内周面および外周面は、燃焼室２０に連通する筒形状をなす第１燃焼通路４３および第２燃焼通路４４を同軸的にそれぞれ形成する。第２燃焼通路４４は、外部に連通する燃焼排ガス通路４５に連通する。更に第１断熱層４１で区画される第２燃焼通路４４の外周側には、改質水を蒸発させる蒸発部５０が同軸的に形成されている。蒸発部５０は、空間幅が狭いリング形状または筒形状の空間で形成されている。蒸発部５０の下部には、改質水を供給する水入口５０ｉが形成されている。蒸発部５０の上部には、改質水を加熱して生成した水蒸気を吐出する水蒸気出口５０ｐが形成されている。このため蒸発部５０において水および水蒸気は上向きに流れる。但し、蒸発部５０において水および水蒸気を下向きに流すことにしても良い。
【００２０】
蒸発部５０の外周側には、筒形状をなす第３断熱層４８を介して、筒形状をなすＣＯ酸化部５３が同軸的に隣設されている。第３断熱層４８は、ＣＯ酸化部５３の熱が蒸発部５０に伝達されることを抑制し、ＣＯ酸化部５３の温度を確保するのに有効である。ＣＯ酸化部５３の下部には、後述する混合室８１に連通する入口５３ｉが形成されている。ＣＯ酸化部５３の上部には、燃料電池のアノードに連通する出口５３ｐが形成されている。
【００２１】
図１に示すように、燃焼室２０で燃焼された燃焼ガスは、第１燃焼通路４３を下降し，第２燃焼通路４４を上昇して流れ、燃焼排ガス通路４５から外部に向けて排出される。蒸発部５０は第２燃焼通路４４を流れる燃焼ガスにより加熱される。
【００２２】
更に、図１に示すように、改質装置１は、改質部２の下方に配置された熱交換部５４と、熱交換部５４の下方に配置されたシフト部６０と、シフト部６０と熱交換部５４との間に配置された電気式のヒータをもつ暖機部５５（過剰に低温のとき作動）とを備えている。ここで、改質部２の下流（下方）に熱交換部５４が設けられている。熱交換部５４の下流（下方）にシフト部６０が設けられている。熱交換部５４は、互いに熱交換可能な第１熱交換通路５４ａおよび第２熱交換通路５４ｃを有する。熱交換部５４は、燃料原料としての改質用燃料（例えば炭化水素系ガス）を供給する原料入口５４ｉと、蒸発部５０で生成された水蒸気が供給される水蒸気入口５４ｋとを有する。
【００２３】
シフト部６０は、下記の（２）式に基づいて、水蒸気を利用するシフト反応を促進させ、改質ガスに含まれているＣＯを低減させる。ＣＯシフト部６０は、シフト反応を促進させるシフト触媒を有する触媒担体６０ａを有する。シフト触媒は例えば銅−亜鉛系触媒が採用されるが、これに限定されるものではない。触媒担体６０ａは粒状をなす。シフト部６０は、改質ガスを流す改質ガス通路を形成する改質ガス通路形成部材６１を有する。改質ガス通路形成部材６１は、内側の第１シフト通路６１ｆ（改質ガス通路）を形成する筒体として機能する内筒６２と、外側の第２シフト通路６１ｓ（改質ガス通路）を形成するように内筒６２に対して同軸的に配置された筒体として機能する外筒６３と、内筒６２の先端部（下端部）側に設けられた円形状をなす第１ガス通過板６４と、内筒６２の基端部（上端部）側に設けられたリング形状をなす第２ガス通過板６５と、外筒６３の下面開口および内筒６２の下面開口を閉鎖する閉鎖板６６とを有する。
【００２４】
第１シフト通路６１ｆおよび第２シフト通路６１ｓは、内筒６２で仕切られているため、内筒６２は仕切部材として機能する。第１シフト通路６１ｆおよび第２シフト通路６１ｓには、シフト触媒を担持した触媒担体６０ａが収容されている。
【００２５】
第１ガス通過板６４および閉鎖板６６は折返通路６７を形成し、第１シフト通路６１ｆの改質ガスを矢印Ｅ方向にＵターンさせて第２シフト通路６１ｓに流す。第１ガス通過板６４は、ガス通過性を確保しつつ、シフト触媒を担持した触媒担体６０ａが落下することを抑制する。第２ガス通過板６５は、ガス通過性を確保しつつ、シフト触媒を担持した触媒担体６０ａが飛散することを抑制する。外筒６３には、酸素を含む空気（酸素含有ガス）が供給される空気通路７０（酸素含有ガス通路）を形成する第１形成部材７１（酸素含有ガス通路形成部材）が設けられている。
【００２６】
ＣＯ酸化部５３は、シフト部６０の下流に配置されており、シフト部６０で浄化された改質ガスに含まれているＣＯを下記の式（３）に基づいて、酸化させて低減させる酸化反応を促進させるものである。このためＣＯ酸化部５３は、酸化反応を促進させる酸化触媒を有する触媒担体５３ａを有する。触媒担体５３ａは粒状とされている。酸化触媒は例えばルテニウム系、白金系、白金−ルテニウム系等の貴金属触媒が採用されるが、これに限定されるものではない。
式（１）…ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→３Ｈ２＋ＣＯ
式（２）…ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ２
式（３）…ＣＯ＋１／２Ｏ２→ＣＯ２
次に改質装置１を作動させるときについて図１を参照して説明する。この場合、燃焼用空気を燃焼部２５に供給すると共に、燃焼用燃料を燃焼部２５に供給する。これにより燃焼部２５が着火され、燃焼室２０において燃料火炎２５ｃが生成される。燃焼用燃料としては気体燃料でも、液体燃料でも、粉化燃料でも良い。具体的には、炭化水素系燃料、アルコール系燃料が採用できる。例えば、炭化水素系の都市ガス、ＬＰＧ、灯油、メタノール、ジメチルエーテル、ガソリン、バイオガス等が採用できる。燃焼部２５により改質部２が改質反応に適するように高温（例えば４００〜９００℃）に加熱される。改質部２と共に蒸発部５０も加熱される。燃焼用燃料としては気体燃料でも、液体燃料でも、粉化燃料でも良い。具体的には、炭化水素系燃料、アルコール系燃料が採用できる。例えば、炭化水素系の都市ガス、ＬＰＧ、灯油、メタノール、ジメチルエーテル、ガソリン、バイオガス等が採用できる。改質用燃料としては気体燃料でも、液体燃料でも良い。具体的には、炭化水素系燃料、アルコール系燃料が採用できる。例えば、炭化水素系の都市ガス、ＬＰＧ、灯油、メタノール、ジメチルエーテル、ガソリン、バイオガス等が採用できる。
【００２７】
改質部２が適温領域にされたら、改質水（改質反応前の水）が蒸発部５０の水入口５０ｉに供給される。改質水は蒸発部５０において加熱されて水蒸気化される。生成された水蒸気は、蒸発部５０を上昇し、蒸発部５０の水蒸気出口５０ｐから水蒸気通路７５を経て熱交換部５４の水蒸気入口５４ｋを介して合流域５６に到達する。これに対して、改質用燃料（燃料原料）は熱交換部５４の原料入口５４ｉから熱交換部５４の合流域５６に供給される。これにより合流域５６において、改質用燃料と水蒸気とが合流して混合される。合流した混合流体が熱交換部５４の低温側の第１熱交換通路５４ａを流れて改質部２の外通路２１の入口２ｉに至る。このとき改質部２の内通路２２の出口２ｐから吐出された高温の改質ガスは、熱交換部５４の第２熱交換通路５４ｃを流れる。このため相対的に高温の改質ガスと、改質ガスよりも相対的に低温の混合流体とは互いに熱交換される。従って、改質反応前の混合流体が予熱される。混合流体は改質部２の外通路２１に流入して矢印Ａ方向（上向き，図２参照）に流れ、折返通路２３をＵターンして内通路２２に流入して矢印Ｂ方向（下向き，図２参照）に流れる。このとき水蒸気および改質用燃料が混合した混合流体は、上記した（１）に示す改質反応により、水素リッチ（２０モル％以上）な改質ガスとなる。この改質ガスは一酸化炭素を含む可能性がある。
【００２８】
更に、改質反応を経た高温の改質ガスは、改質部２の内通路２２の出口２ｐから熱交換部５４に矢印Ｃ方向（図２参照）に流入する。即ち、高温の改質ガスは、熱交換部５４の高温側の第２熱交換通路５４ｃを通過することにより、低温側の第１熱交換通路５４ａの混合流体を加熱する。更に、改質ガスは、暖機部５５を経て、シフト部６０の入口６０ｉからシフト部６０の第１シフト通路６１ｆに矢印Ｄ方向（図４参照）に流入する。シフト部６０においては、上記した式（２）に示すように、水蒸気を利用したシフト反応が行われる。これにより改質ガスに含まれている一酸化炭素が低減され、改質ガスは浄化される。
【００２９】
更に、シフト部６０において浄化された改質ガスは、シフト部６０において矢印Ｅ，Ｇ方向（図４参照）に流れ、混合室８１に至る。更に、改質ガスは混合室８１を流れ、混合室８１の出口８１ｐから通路８５を矢印Ｈ，Ｉ方向（図２参照）に流れ、入口５３ｉからＣＯ酸化部５３内に流入する。ＣＯ酸化部５３においては、改質ガスは矢印Ｊ方向（上向き，図２参照）に流れる。ＣＯ酸化部５３において、上記した式（３）に示すように、酸素を利用した酸化反応（ＣＯ＋１／２Ｏ２→ＣＯ２）が行われる。この結果、改質ガスに含まれているＣＯが浄化されて更に低減される。このように浄化された改質ガスは、ＣＯ酸化部５３の出口５３ｐからアノードガスとして、燃料電池の燃料極（アノード）に供給される。カソードガスとして機能する空気は、燃料電池の酸化剤極（カソード）に供給される。これにより燃料電池において発電反応が発生し、電気エネルギが生成される。アノードガスの発電反応後のオフガス（燃料電池のアノードから排出されたガス）は、発電反応が行われなかった水素を含むことがある。このためオフガスは燃焼部２５に供給されて燃焼され、燃焼部２５の熱源となる。なお、改質装置１の全体は、断熱材料で形成された外殻状をなす被覆層２００（図１参照）で被覆されている。
【００３０】
更に本実施形態の改質装置１について、図２を参照して説明を加える。改質装置１は、内周から外周に向かうにつれて、筒体として機能する第１筒９１、第２筒９２、第３筒９３、第４筒９４、第５筒９５、第６筒９６、第７筒９７、第８筒９８および第９筒９９を中心軸線Ｐ１に対して同軸的に有する。各筒９１〜９９はほぼ円筒形状をなしており、金属（例えばステンレス鋼）で形成されている。ここで、改質部２は、第１筒９１と、第２筒９２と、第３筒９３と、第４筒９４とを同軸的に配置している。第１筒９１は改質部２の最内層の筒体を構成している。第１筒９１は、有底形状をなしており、下側の底部９１ｃと、底部９１ｃの下面の中央において溶接または取付具で固定された下向き（中心軸線Ｐ１と平行）に突出する単数の位置決めピン９１ｅ（位置決め突起）とを有する。位置決めピン９１ｅは中心軸線Ｐ１上において中心軸線Ｐ１に沿って突出しており、ステンレス等の金属またはセラミックスで形成されている。
【００３１】
図３に示すように、第１筒９１の外周面と第２筒９２の内周面とで、改質用の触媒担体２０ａが収容されている筒状をなす内通路２２（触媒通路）が形成されている。第３筒９３の外周面と第４筒９４の内周面とで、改質用の触媒担体２０ａが収容されている筒状をなす外通路２１（触媒通路）が形成されている。第４筒９４の外周面と第１断熱層４１の内周面とで、リング形状または筒形状をなす第１燃焼通路４３が形成されている。第５筒９５の内周面は第１断熱層４１を被覆している。第５筒９５の外周面と第６筒９６の内周面とで、リング形状または筒形状をなす第２燃焼通路４４が形成されている。第６筒９６の上面開口は主蓋４９で閉鎖されている。第６筒９６の外周面と第７筒９７の内周面とで、リング形状または筒形状の空間で形成された蒸発部５０が形成されている。第７筒９７の外周面と第８筒９８の内周面とで、リング形状または筒状をなす第３断熱層４８が被覆されている。第８筒９８の外周面と第９筒９９の内周面とで、筒状をなすＣＯ酸化部５３が形成されている。
【００３２】
図２に示すように、各筒の下方には金属製の主基体８６（基体）が配置されている。但し主基体８６はセラミックス製としても良い。主基体８６は、改質部２の外通路２１に連通する第１連通孔８６ｆと、改質部２の内通路２２に連通する第２連通孔８６ｓとを有する。第３筒９３の下端部、第４筒９４の下端部、第６筒９６の下端部は、金属製の主基体８６に溶接等で固定されている。第１筒９１および第２筒９２の下端部は主基体８６に非接触であり、主基体８６に固定されていない。第１筒９１の上端部と第４筒９４の上端部とには、リング形状の蓋８８が溶接等で接合されている。
【００３３】
図３に示すように、改質部２の外通路２１の下部には、ガス通過性をもつ第１ガス通過板１１０が配置されている。第１ガス通過板１１０は中心軸線Ｐ１に対して同軸的なリング形状をなしており、厚み方向に貫通する多数の通孔１１０ｍを有する金属製のパンチングメタルまたは網部材で形成されている。第１ガス通過板１１０は、外通路２１に収容されている触媒担体２０ａが落下することを抑制する。主基体８６には副基体８７が載せられている。副基体８７は耐火材または金属で形成されている。副基体８７と主基体８６との間には、改質ガスを通過させるためにガス通過性をもつ主ガス通過板１５０が保持されている。主ガス通過板１５０は、内通路２２に収容されている触媒担体２０ａが落下することを抑制する。
【００３４】
図３に示すように、第２筒９２の下端部９２ｄは主ガス通過板１５０に接近しつつも非接触とされている。よって下端部９２ｄと主ガス通過板１５０との間に微小隙間９２ｘ（図３参照）が形成されている。故に第２筒９２が軸長方向に熱膨張したとしても、第２筒９２の下端部９２ｄは主ガス通過板１５０に接触しない。故に第２筒９２の下端部９２ｄおよび主ガス通過板１５０の損傷が抑制されている。微小隙間９２ｘは触媒担体２０ａが洩れない大きさとされている。
【００３５】
ところで、図２および図３から理解できるように、第１筒９１の上端部（一端部）は、蓋８８を介して第４筒９４の上端部（一端部）に溶接または取付具等で固定されている。従って組立時において溶接前または取付具取り付け前の段階では、第１筒９１の上端部（一端部）は自由端状である。更に改質装置１の組立時においても使用時においても、図２および図３から理解できるように、改質部２０を構成する第１筒９１および第２筒９２の下端部は、主基体８６および副基体８７に非接触であり、主基体８６および副基体８７に固定されておらず、自由端状である。このため改質装置１の組立時において、第１筒９１の径方向の位置決めを精度よく実施させるには、必ずしも容易ではない。従って、本実施形態のように改質装置１の組立時において、上記したように第１筒９１の位置決めピン９１ｅを主ガス通過板１５０の位置決め穴１５０ｅに挿入し、径方向の高い位置決め性を実現できることは、意義がある。
【００３６】
更に改質装置１の使用時において、第１筒９１の上端部（一端部）が蓋８８で固定されていたとしても、第１筒９１の下端部（他端部）は、前述したように第２筒９２、主基体８６および副基体８７に対して非接触であり、自由端状とされている。自由端状であれば、改質装置１の使用時においても、内通路２２および外通路２１を流れるガスの圧力等の影響を受ける等して、第１筒９１の下端部（他端部）は径方向に変位するおそれがある。従って、上記したように第１筒９１の位置決めピン９１ｅを主ガス通過板１５０の位置決め穴１５０ｅに挿入して径方向に第１筒９１を拘束することは、上記した変位を抑制するために意義がある。
【００３７】
更に説明を加える。本実施形態によれば、主ガス通過板１５０（位置決め部）は、改質ガスを通過させるために、図３に示すように、厚み方向に貫通する多数の通孔１５０ｍを有するガス通過部材（例えばパンチングメタルまたは網部材）で形成されている。位置決め穴１５０ｅは円形状とされている。位置決めピン９１ｅも横断面で円形状とされている。ここで、第１筒９１の位置決めピン９１ｅは、主ガス通過板１５０の位置決め穴１５０ｅに貫通状態に挿入（圧入）され、位置決め穴１５０ｅに係合している。これにより位置決めピン９１ｅは第１筒９１の径方向に拘束される。よって改質装置１の組立時において、第１筒９１の径方向における位置決め精度が良好に確保される。故に、改質部２の主要要素を占める第１筒９１について、中心軸線Ｐ１に対する同軸性が良好に確保される。
【００３８】
故に、第１筒９１で形成される内通路２２の通路幅を、これの周方向においても、軸長方向においても、均一化させるのに貢献できる。このため内通路２２における改質触媒を担持した触媒担体２０ａの温度ムラが低減される。従って内通路２２における触媒担体２０ａの触媒反応のムラが低減される。故に、内通路２２における改質反応が良好に行われる。
【００３９】
上記したように内通路２２の通路幅をこれの周方向においても、軸長方向においても、均一化させるのに貢献できるのであれば、内通路２２に連通する外通路２１の通路幅についても、これの周方向においても、軸長方向においても、均一化させるのに貢献できる。このため外通路２１においても、改質触媒を担持した触媒担体２０ａの温度ムラが低減される。ひいては外通路２１における触媒担体２０ａの触媒反応のムラが低減される。よって、外通路２１における改質反応が良好に行われる。
【００４０】
ここで、第１筒９１の位置決めピン９１ｅ、主ガス通過板１５０の位置決め穴１５０ｅは、中心軸線Ｐ１に位置するように設定されている。このため、中心軸線Ｐ１に対する第１筒９１の同軸性を確実に高めることができる。図７に示すように、位置決めピン９１ｅには、先端に向かうにつれて外径が小さくなる傾斜案内面９１ｆを有する。このため位置決めピン９１ｅを主ガス通過板１５０（位置決め部）の位置決め穴１５０ｅに挿入する操作が容易となる。
【００４１】
更に本実施形態によれば、図２に示すように、第１筒９１の内周面は、燃焼火炎２５ｃを発生させる燃焼室２０を形成する。上記したように第１筒９１の径方向における高い同軸性が得られるため、径方向における燃焼室２０の位置ずれも抑制される。故に、良好な燃焼火炎２５ｃを生成させるのに有利であり、燃焼効率を高めることができる。
【００４２】
上記したように本実施形態によれば、第１筒９１の位置決めピン９１ｅは、主ガス通過板１５０（位置決め部）の位置決め穴１５０ｅに挿入され、第１筒９１の径方向の位置決めを行う。このため改質装置の組立時においても、改質装置の使用時においても、径方向における第１筒９１の位置ずれが効果的に抑制される。
【００４３】
更に、第１筒９１の位置決めピン９１ｅが主ガス通過板１５０（位置決め部）の位置決め穴１５０ｅに挿入されるだけであるため、第１筒９１の下端部は、中心軸線Ｐ１の延設方向に沿っては自由端状である。故に、第１筒９１の下端部は、中心軸線Ｐ１の直角方向には拘束されるものの、中心軸線Ｐ１が延設されている方向に沿っては自由端状である。換言すれば、改質装置１の組立時において、中心軸線Ｐ１が延設する方向において、位置決めピン９１ｅおよび第１筒９１の変位性が良好に確保されている。更に、中心軸線Ｐ１が延設する方向における熱膨張量が大きいときであっても、第１筒９１の熱膨張吸収作用が良好に獲得される。
【００４４】
また本実施形態によれば、第１筒９１は底部９１ｃを有する。位置決めピン９１ｅは、第１筒９１の底部９１ｃの中央において下方に向けて中心軸線Ｐ１ｉに沿って突出している。ここで、第１筒９１の内周面は、燃焼火炎が発生する燃焼室２０を形成するため、第１筒９１の底部９１ｃは燃焼火炎に対面し、高温に加熱されがちである。この点について本実施形態によれば、位置決めピン９１ｅの表面積に相当するぶん、第１筒９１の放熱面積が増加され、底部９１ｃの過熱が抑制される。更に、位置決めピン９１ｅのうちの少なくとも一部は、主ガス通過板１５０（位置決め部）の位置決め穴１５０ｅを形成する内壁面１５０ｈに接触する頻度が高い（図７参照）。すなわち、図７に示すように、位置決めピン９１ｅの外径をＤＡとし、位置決め穴１５０ｅの内径をＤＢとすると、ＤＡ＝ＤＢ、ＤＡ≒ＤＢとされている。この場合、第１筒９１の底部９１ｃが高温となるときであっても、第１筒９１の底部９１ｃの熱は、位置決めピン９１ｅを介して主ガス通過板１５０（位置決め部）側に伝熱され、ひいては主基体８６に伝熱されることが期待される。このため第１筒９１の底部９１ｃの過熱が一層抑制される。
さらに位置決めピン９１ｅ付近（改質部２０の出口２ｐ側）の触媒担体２０ａを加熱させることができ、改質反応に適する。なお、前記した『接触する』とは、位置決めピン９１ｅの外壁面がこれの周方向の全体にわたり位置決め穴１５０ｅの内壁面１５０ｈに接触する形態と、位置決めピン９１ｅの外壁面がこれの周方向の一部において位置決め穴１５０ｅの内壁面１５０ｈに接触する形態とを含む意味である。
【００４５】
このため改質部２のうち第１筒９１で形成される内通路２２の温度ムラを抑制するのに有利となる。ひいては内通路２２に装填されている改質触媒を担持した触媒担体２０ａの温度ムラを抑制するのに有利となる。よって改質触媒を担持した触媒担体２０ａにおける改質反応のムラを低減させるのに有利となる。
【００４６】
なお、位置決めピン９１ｅおよび主ガス通過板１５０が同一材質または同系材質であれば、位置決めピン９１ｅの熱膨張量および主ガス通過板１５０の熱膨張量を相応させ、上記した接触度を維持するのに有利となる。これに限らず、位置決めピン９１ｅおよび主ガス通過板１５０は互いに異材質で形成しても良い。
【００４７】
本実施形態によれば、位置決めピン９１ｅのアスペクト比（長さ／径）が大きく、位置決めピン９１ｅは長軸状であるため、第１筒９１の底部９１ｃの下方における改質ガスの通過性を損なうことが抑制される。アスペクト比は例えば２〜１００の範囲内、２〜５０の範囲内、３〜２０の範囲内で設定できる。位置決めピン９１ｅは第１筒９１の底部９１ｃに溶接または取付具で固定されているため、改質装置１の種類が変更されるときであっても、位置決めピン９１ｅの長さおよび／または径を変更すると共に、位置決め穴１５０ｅのサイズを変更すれば、対応することができる。
【００４８】
図３に示すように、ＣＯ酸化部５３のうち下部には、ガス通過性をもつ第２ガス通過板１２０が保持されている。ＣＯ酸化部５３のうち上部には、ガス通過性をもつ第３ガス通過板１３０が保持されている。第２ガス通過板１２０および第３ガス通過板１３０は、中心軸線Ｐ１に対して同軸的なリング形状をなしており、厚み方向に貫通する多数の通孔１２０ｍ，１３０ｍを有するパンチングメタルまたは網部材で形成されている。第２ガス通過板１２０は、ＣＯ酸化部５３の触媒担体５３ａが落下することを抑制する。第３ガス通過板１３０は、ＣＯ酸化部５３の触媒担体５３ａに対してガス通過性を確保しつつ蓋をしている。ＣＯ酸化部５３においては、第２ガス通過板１２０の下方にリング形状をなす下部空間５３ｄが形成されていると共に、第２ガス通過板１２０の上方にリング形状をなす上部空間５３ｕが形成されている。
【００４９】
図２および図３に示すように、第２燃焼通路４４には伝熱フィン４６が挿入されている。第６筒９６の下部には、径内方向に突出する突起９６ａ（係合体）が形成されている。突起９６ａは、第６筒９６の周方向において間隔を隔てて断続的に複数個設けられている。突起９６ａは、第５筒９５と第６筒９６との同軸性を高めるのに貢献できる。更に、伝熱フィン４６の落下は突起９６ａにより抑制されている。改質装置１の組立時に、改質装置１を構成する部品が上下逆に配置されることがある。このような場合であっても、中間蓋４２のフランジ部４２ｆにより伝熱フィン４６の落下が抑制される。
【００５０】
更に本実施形態によれば、図１および図４に示すように、混合室８１を有する混合部８０が設けられている。混合室８１はシフト部６０に隣設されつつシフト部６０の下流に設けられ、且つ、ＣＯ酸化部５３の上流に位置している。混合室８１の中心軸線は中心軸線Ｐ１と同軸である。混合室８１には、改質部２で生成された一酸化炭素を含む可能性がある改質ガス（シフト部６０を流れ且つＣＯ酸化部５３に供給される前の改質ガス）と、空気通路７０の入口７０ｉから空気（酸素含有ガス）とが供給されて混合される。
【００５１】
図４に示すように、混合室８１は、中心軸線Ｐ１の回りを１周するリング形状または筒形状の空間をなしている。改質ガス通路としての第２シフト通路６１ｓは、混合室８１の軸線（中心軸線Ｐ１）に対して延設された通路を形成している。従って、第２シフト通路６１ｓ（改質ガス通路）は、第２シフト通路６１ｓが延設されている方向に沿って、つまり矢印Ｇ方向（上向き）に沿って、改質ガスを流す。これに対して、酸素含有ガス通路として機能する空気通路７０は、空気（酸素含有ガス）を混合室８１の中心軸線Ｐ１に対して直角方向に沿って径内方向（矢印Ｒ方向）に向けて流す。
【００５２】
ここで、図４に示すように、混合室８１の内周側には方向変換部８２が設けられている。方向変換部８２は、改質ガス通路としての第２シフト通路６１ｓから供給される改質ガスと、空気とを互いに衝突させるように案内する機能を有する。具体的には、中心軸線Ｐ１を通る断面（図１および図４）において、方向変換部８２は、中心軸線Ｐ１の回りを１周するように設けられており、中心軸線Ｐ１に対してほぼ直状（断面直線状）に傾斜されている傾斜面８２ａを有する。中心軸線Ｐ１と平行な方向に対する傾斜面８２ａの傾斜角θ１は、２０〜８０度の範囲内、３０〜６０度の範囲内、あるいは、３５〜５５度の範囲内とすることができる。
【００５３】
図４に示すように、方向変換部８２は、混合室（改質部２）の中心軸線Ｐ１に対して傾斜されている。方向変換部８２は、重力方向の下方に向かうにつれて縮径するように傾斜している。すなわち方向変換部８２は、上方に向かうにつれて拡径するように傾斜している。空気が混合室８１に供給されていないとき、方向変換部８２は、第２シフト通路６１ｓを矢印Ｇ方向（中心軸線Ｐ１に沿った方向）に流れる改質ガスを、混合室８１において径外方向（矢印Ｓ方向）に指向させる。更に、改質ガスが流れていないとき、方向変換部８２は、空気通路７０を矢印Ｒ方向に流れる空気を、混合室８１において混合室８１の軸線（中心軸線Ｐ１）が延設されている方向（図４に示す矢印Ｔ方向）に指向させる。
【００５４】
この結果、混合室８１において、改質ガスと空気とを互いに対向させて衝突させるように、方向変換部８２は改質ガスおよび空気を案内させる。このため、混合室８１において改質ガスおよび空気同士が衝突流となり易い。故に、混合室８１において乱流化が進行し、混合室８１における改質ガスおよび空気同士の混合性を高めることができる。
【００５５】
本実施形態によれば、方向変換部８２は、内筒６２の基端部６２ｂを径外方向に円錐形状に拡径加工させることにより形成されている。上記したように方向変換部８２は内筒６２の一部分で形成されているため、別部品を必要とせず、部品の点数を低減できる。
【００５６】
上記した内筒６２は、シフト部６０の第１シフト通路６１ｆと混合部８０とを仕切る仕切部材として機能する。混合室８１は、シフト部６０の第１シフト通路６１ｆと混合部８０とを仕切る内筒６２（仕切部材）を用いて形成されている。この場合、内筒６２（仕切部材）を介してシフト部６０の第１シフト通路６１ｆおよび混合部８０は隣設されている。
【００５７】
図６は、混合状態を平面から視認する概念形態を模式的に示す。図６に示すように、混合室８１に供給された改質ガスは、方向変換部８２により径外方向（矢印Ｓ方向）に指向する。これに対して、空気通路７０の入口７０ｉから混合室８１に供給される空気は、径内方向（矢印Ｒ方向）に向かい、更に方向変換部８２に当たると、矢印Ｔ方向（図４参照）に指向する。このため、殊に空気通路７０の入口７０ｉ付近においては、空気と改質ガスとの対向流としての衝突度が高くなる。これにより混合室８１における乱流化が促進される。故に、混合室８１における空気と改質ガスとの均一混合性が増加する。殊に空気通路７０の入口７０ｉ付近においては、上記した均一混合性が増加する。
【００５８】
ここで、空気通路７０の入口７０ｉは、混合室８１において出口８１ｐから最も遠い位置に設けられている。空気通路７０の入口７０ｉから混合室８１に供給された空気は、混合室８１の周方向に沿って流れ、混合室８１の出口８１ｐから吐出される。上記したように空気と改質ガスとの混合室８１における混合性が向上すれば、空気を含む改質ガスが入口５３ｉからＣＯ酸化部５３に供給されたとき、ＣＯ酸化部５３におけるＣＯ酸化反応を良好に実施することができる。ここで、改質ガス（シフト部通過後のガス）量に対して混合する空気の量が圧倒的に少ないので、両者を均一に混合しにくい。また改質ガスの主要成分は水素であり、空気の主要成分は酸素と窒素であり、両者は比重がかなり異なり、両者を均一に混合しにくい。両者の反応を促進させるためには、均一に混合させることが重要である。上記した混合室８１に方向変換部８２を形成する構成を採用すれば、混合室８１における水素と酸素との均一混合性が向上される。なお、ＣＯ酸化部５３のうち下流においては、酸素濃度が低減されるため、メタネーション反応（ＣＯ＋３Ｈ２→ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ）によるＣＯ低減効果も期待できる。
【００５９】
更に本実施形態によれば、図１に示すように、空気が供給される混合室８１はシフト部６０の入口６０ｉおよび出口６０ｐに隣設されている。このためシフト部６０の入口６０ｉを空気（大気）により積極的に冷却させることを期待できる。この場合、発熱を伴うシフト反応を行うシフト部６０における高温化が抑制される。従って、シフト部６０によるシフト反応を促進させ、一酸化炭素を低減させるのに貢献することができる。ここで、シフト反応は発熱を伴い、上記した式（２）（ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ２）に基づく。シフト部６０が過剰に高温化されると、上記したシフト反応の進行が妨げられ易い。
【００６０】
なお、図４から理解できるように、シフト部６０の入口６０ｉにおいて、外周側を流れる改質ガスが方向変換部８２の傾斜面８２ｃに当たると、改質ガスは矢印ＫＡ方向（図４参照）に中心軸線Ｐ１に向けて指向するように案内される。
【００６１】
更に本実施形態によれば、図６に示すように、混合室８１は中心軸線Ｐ１の回りにリング形状（または筒形状）に延設されている。故に、混合室８１自体を流れる通路距離（入口７０ｉから出口８１ｐまでの通路距離）が確保される。故に、混合室８１において空気と改質ガスとを混合させる混合距離を確保でき、空気と改質ガスとを混合性を更に向上させるのに有利となる。
【００６２】
加えて本実施形態によれば、図１に示すように、シフト部６０に隣設されている混合部８０の混合室８１の出口８１ｐからＣＯ酸化部５３の入口５３ｉまで延設されている通路８５が延設されている。すなわち混合部８０の混合室８１はＣＯ酸化部５３の上流に配置されており、混合室８１とＣＯ酸化部５３とを繋ぐ通路８５の通路距離が存在している。このため、空気を含む改質ガスが通路８５を流れるとき、改質ガスと空気とを通路８５（ＣＯ酸化部５３の上流の配管）において拡散などで更に混合させることができ、混合性を更に一層高めることを期待できる。よってＣＯ酸化部５３における酸化反応性を向上させるのに有利となる。
【００６３】
更に本実施形態によれば、前述したように、図４に示すように、シフト部６０は、シフト触媒を担持した触媒担体６０ａを収容すると共に改質ガスを流す第１シフト通路６１ｆを形成する内筒６２と、シフト触媒を担持した触媒担体６０ａを収容すると共に改質ガスを流す第２シフト通路６１ｓを形成する外筒６３と、内筒６２の先端部６２ｃに対向するように内筒６２および外筒６３の軸直角方向に沿って配置された第１ガス通過板６４とを有する。第１ガス通過板６４は厚み方向に貫通する通孔６４ｍをもつ。
【００６４】
図５に示すように、隙間幅Ｋ１を有する微小隙間６８が内筒６２の先端部６２ｃと第１ガス通過板６４との間に形成されている。これにより内筒６２の軸線方向に沿った熱膨張が大きいときであっても、内筒６２の先端部６２ｃが第１ガス通過板６４が過剰に衝突しないようにされている。従って第１ガス通過板６４、内筒６２の薄肉化を図りつつ、これらの長寿命化および耐久性が確保される。殊に、多数の通孔６４ｍをもつ第１ガス通過板６４の変形が抑制される。
【００６５】
（実施形態２）
図８は実施形態２を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および作用効果を示す。図８に示すように、位置決めピン９１ｅは、主ガス通過板１５０（位置決め部）の位置決め穴１５０ｅに挿入されている。但し、位置決めピン９１ｅの外径をＤＡとし、位置決め穴１５０ｅの内径をＤＢとすると、ＤＡ＜ＤＢとされている。従って、位置決めピン９１ｅの外壁面と位置決め穴１５０ｅの内壁面との間には、微小隙間ΔＸ１，ΔＸ２が形成されている。ΔＸ，ΔＸ２はそれぞれ１ミリメートル以下とすることができる。殊に、０．５ミリメートル以下、０．１ミリメートル以下、０．０５ミリメートル以下が採用できる。微小隙間ΔＸ１，ΔＸ２が存在するため、中心軸線Ｐ１が延設されている方向にそって、位置決めピン９１ｅおよび第１筒９１は変位できるため、中心軸線Ｐ１の方向における熱膨張が大きいときであっても、その熱膨張に対して高い吸収機能が得られる。微小隙間ΔＸ１，ΔＸ２が形成されているため、径方向における拘束性が多少低下するものの、概略的な位置決め機能が得られ、実用上支障がない程度の第１筒９１の同軸性および位置決め性が得られる。更に位置決めピン９１ｅを位置決め穴１５０ｅに挿入する操作が容易となる。なお、微小隙間ΔＸ１，ΔＸ２が小さい方が高い拘束性および高い同軸性が得られ、更に、位置決めピン９１ｅから主ガス通過板１５０への輻射伝熱も期待できる。
【００６６】
（実施形態３）
図９は実施形態３を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および作用効果を示す。図９に示すように、位置決めピン９１ｅは、先端に向かうにつれて外径が小さくなる傾斜案内面９１ｆを有しており、主ガス通過板１５０（位置決め部）の位置決め穴１５０ｅに挿入されている。位置決めピン９１ｅのうち傾斜案内面９１ｆ以外の部位の外径をＤＡとし、位置決め穴１５０ｅの内径をＤＢとすると、ＤＡ＞ＤＢとされている。従って、位置決めピン９１ｅの傾斜案内面９１ｆは、位置決め穴１５０ｅの周縁に容易に接触する。よって、位置決めピン９１ｅの径方向における拘束性、位置決め性が確保される。
【００６７】
（実施形態４）
本実施形態は実施形態１と基本的には同様の構成および作用効果を示すため、図１〜図７を準用する。位置決めピン９１ｅを形成する材料の熱膨張係数をα１とし、主ガス通過板１５０（位置決め部）を形成する材料の熱膨張係数をα２とするとき、α１／α２＝０．５〜２．５の範囲内とされている。この場合、改質装置１が運転され内部が高温となり、熱膨張が発生するときであっても、図７から理解できるように、位置決めピン９１ｅと位置決め穴１５０ｅの内壁面１５０ｈとの接触状態が良好に維持される。すなわち、位置決めピン９１ｅと位置決め穴１５０ｅとの関係が良好に維持され、位置決めピン９１ｅが位置決め穴１５０ｅに対して過剰に緩むことが抑制される。なお、α１＞α２の場合には、位置決めピン９１ｅの熱膨張量が位置決め穴１５０ｅの熱膨張量よりも大きいため、上記した接触度が維持され易い、但し、またα１＜α２、α１＝α２でも良い。
【００６８】
（その他）
上記した実施形態１では、燃焼火炎２５ｃを発生させる燃焼室２０を形成する第１筒９１に位置決めピンを突設し、第１筒９１の位置決め性を高めているが、これに限らず、他の筒としても良い。筒が底部を有しない場合には、筒の下端部に位置決めピンを設けると良い。位置決めピン９１ｅおよび位置決め穴１５０ｅは中心軸線Ｐ１に設けられているが、これに限らず、径方向において中心軸線Ｐ１から離間した位置でも良い。要するに第１筒９１等の筒をこれの径方向に位置決めできる位置であれば良い。
【００６９】
実施形態１では、改質ガスを方向変換部８２に当てて混合室８１において径外方向に向けて方向変換させているが、これに限らず、改質ガスを方向変換部に当てて混合室において径内方向に向けて方向変換させ、空気と衝突させることにしても良い。この場合、空気を径外方向に指向するように混合室８１に供給する。混合室８１には空気を供給させているが、これに限らず、酸素ガスを供給させることにしても良い。酸素濃度を濃縮させた酸素富化ガスを供給させることにしても良い。方向変換部８２は、重力方向の下方に向かうにつれて縮径するように傾斜しているが、これに限らず、重力方向の上方に向かうにつれて縮径するように傾斜している構造とすることもできる。この場合、下向きに流れる改質ガスが方向変換部に当たり、方向変換される。混合室８１に空気を供給する空気通路７０の入口７０ｉの数は特に限定されるものではなく、複数個としても良い。
【００７０】
実施形態１では、改質部２は内通路２１および外通路２２の双方を有するが、これに限らず、いずれか一方のみとしても良い。蒸発部５０は改質部２と一体的であるが、これに限らず、蒸発部５０は改質部２から分離されていても良い。シフト部６０が改質部２に一体的に連設されているが、これに限らず、シフト部６０は改質部２から分離されていても良い。場合によっては、シフト部６０を廃止しても良い。暖機部５５は必要に応じて設ければ良い。改質部２がシフト部６０の上方に配置されているが、これに限らず、改質部２がＣＯシフト部６０の下方または横方に配置されていても良い。改質部２の上側に燃焼部２５が配置されているが、改質部２の下部側に配置されても良い。場合によっては、第１断熱層４１，第３断熱層４８を廃止しても良い。
【００７１】
実施形態１では、改質部２、ＣＯ酸化部５３および蒸発部５０が同軸的に配置されているが、同軸でなくても良く、非同軸タイプでも良い。各触媒は上記したものに限定されるものではない。上記した改質触媒を担持した触媒担体２０ａ、シフト触媒を担持した触媒担体６０ａ、酸化触媒を担持した触媒担体５３ａは、粒状とされているが、これに限らず、モノリス構造体としても良い。実施形態１では、混合室８１にはシフト触媒を担持した触媒担体６０ａが収容されていないが、場合によっては、収容しても良い。
【００７２】
被覆層２００、伝熱フィン４６、突起９６ａは、必要に応じて設ければ良い。本発明は上記した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。上記した記載から次の技術的思想も把握できる。
【００７３】
（付記項１）ガスが通過すると共に触媒を収容するガス通路を形成する筒体と、前記筒体に対向するように設けられた基体と、前記基体に保持され位置決め穴を有する位置決め部とを具備しており、前記筒体は、前記位置決め部の前記位置決め穴に挿入されて前記筒体の径方向の位置決めを行う位置決め突起を有することを特徴とする触媒収容装置。触媒収容装置の組立時においても、触媒収容装置の使用時においても、径方向における筒体の位置ずれを抑制するのに有利となる。このためガス通路の通路幅の変動が抑制される。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は燃料電池システムに使用される改質装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】実施形態１に係り、改質装置を示す断面図である。
【図２】実施形態１に係り、改質装置の改質部付近を示す断面図である。
【図３】実施形態１に係り、改質装置の改質部付近を拡大して示す断面図である。
【図４】実施形態１に係り、改質装置の混合室に隣設するＣＯシフト部付近を拡大して示す断面図である。
【図５】実施形態１に係り、ＣＯシフト部の内筒の先端部付近を拡大して示す断面図である。
【図６】実施形態１に係り、ＣＯシフト部の混合室における混合形態を模式化して示す断面図である。
【図７】実施形態１に係り、第１筒の位置決めピンが位置決め穴に挿入されている状態を示す断面図である。
【図８】実施形態２に係り、第１筒の位置決めピンが位置決め穴に挿入されている状態を示す断面図である。
【図９】実施形態３に係り、第１筒の位置決めピンが位置決め穴に挿入されている状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１は改質装置、２は改質部、２０ａは触媒担体、２０は燃焼室、２１は外通路（ガス通路）、２２は内通路（ガス通路）、２５は燃焼部、４１は第１断熱層、４３は第１燃焼通路、４４は第２燃焼通路、４６は伝熱フィン、５０は蒸発部、５３はＣＯ酸化部、５４は熱交換部、６０はシフト部、６１は改質ガス通路形成部材、６１ｆは第１シフト通路、６１ｓは第２シフト通路、６２は内筒、６３は外筒、６４は第１ガス通過板、６５は第２ガス通過板、６６は閉鎖板、７０は空気通路、７１は第１形成部材、７５は水蒸気通路、８０は混合部、８１は混合室、８２は方向変換部、８６は主基体（基体）、９１は第１筒（筒体）、９１ｃは底部、９１ｅは位置決めピン（位置決め突起）、１１０は第１ガス通過板、１２０は第２ガス通過板、１５０は主ガス通過板（位置決め部）、１５０ｅは位置決め穴、１５０ｍは通孔、１５０ｈは位置決め穴の内壁面を示す。
【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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