(57)【要約】【課題】  バーナの保守、点検作業をより容易にする。【解決手段】  真空断熱容器２０の底部のベースプレート４６の中央部にバーナ１９ａを設け、その上側に、容器天井部付近まで延びる燃焼ガスダクト４８を設ける。燃焼ガスダクト４８の下部領域の外周に断熱材５１と円筒形状の空気流路形成装置５２を同心状に配設する。空気流路形成装置５２は、容器外部から供給される空気３０を、内部に流通させてからバーナ１９ａへ供給できる構成とする。燃焼ガスダクト４８の上部領域の外周側となる燃焼ガス流路５４の上部領域に改質器５を配設する。断熱材５１の断熱作用と空気流路形成装置５２を通す空気３０による熱交換作用により、燃焼ガスダクト４８を通る燃焼ガス４１からの熱の影響を防ぐようにしてある空気流路形成装置５２外周側の燃焼ガス流路５４の下部領域に、低温シフトコンバータ６とＣＯ選択酸化反応器７を配設させる。【選択図】図１
2007254163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空断熱容器の底部に設けるベースプレートの中央部にバーナを設け、該バーナの上側に、上記真空断熱容器の天井部付近まで延びるように設けた燃焼ガスダクトと、該燃焼ガスダクトの下部領域の外周に設けた断熱材と、該断熱材の外周に、上下方向に延びるように配設して、容器外部より取り入れる空気を、内部の空気流路に流通させてから上記バーナへ供給できるようにしてある円筒形状の空気流路形成装置と、上記燃焼ガスダクトの上部領域の外周側と空気流路形成装置の外周側に設けて、上記燃焼ガスダクトの上端に達した燃焼ガスを下方へ流通させる燃焼ガス流路と、該燃焼ガス流路の上部領域に設けた原料を水蒸気改質する改質器と、該改質器の下方位置に設けて改質器へ供給する水蒸気を発生させるようにしてある水蒸発器と、上記改質器の下流側に接続し且つ上記空気流路形成装置の外周となる燃焼ガス流路の下部領域に配設した低温シフトコンバータ及びＣＯ選択酸化反応器とを備えてなる構成を有することを特徴とする燃料処理装置。
【請求項２】
空気流路形成装置は、燃焼ガスダクトの下部領域と対応する高さ寸法を有する外筒部材と、上記外筒部材よりもやや低い高さ寸法の中間筒部材を、径方向に所要の隙間を隔ててベースプレート上に同心状に取り付け、更に、上記ベースプレートの所要寸法上方位置から上記外筒部材と対応する高さ位置まで上下方向に延びる内筒部材を、上記中間筒部材の内側に所要の隙間を隔てて同心状に配置して、該内筒部材の上端部と上記外筒部材の上端部とを、上記中間筒部材よりも上方に配したリング状の閉塞部材を介して連結し、且つベースプレートにおける上記外筒部材と中間筒部材の隙間に対応する所要位置に、容器外部より空気を供給するための空気取入口を設けてなる構成とした請求項１記載の燃料処理装置。
【請求項３】
燃焼ガスダクトの上部領域の内側に、外周面部に凹凸を有する伝熱促進部材を挿通させるように配設して、該伝熱促進部材の外周面部と上記燃焼ガスダクトの上部領域の内周面との間に、燃焼ガスの流れを乱しながら上昇させる隙間を形成させるようにした請求項１又は２記載の燃料処理装置。
【請求項４】
伝熱促進部材を、下端の閉塞された案内筒の外周にワイヤを巻きつけてなる構成とした請求項３記載の燃料処理装置。
【請求項５】
水蒸発器を、径の異なる複数の螺旋状の伝熱管からなる構成とすると共に、該各螺旋状の伝熱管を、燃焼ガスダクトの外周の円筒状の燃焼ガス流路に同心状に配設してなる構成とした請求項１、２、３又は４記載の燃料改質装置。
【請求項６】
水蒸発器の上流側に複数の水予熱器を設け、該各水予熱器を、燃焼ガス流路の下部領域にて低温シフトコンバータの内周側と外周側にそれぞれ形成される内周側燃焼ガス流路と外周側燃焼ガス流路に、該内周側燃焼ガス流路を通る燃焼ガスの流量と、外周側燃焼ガス流路を通る燃焼ガスの流量との流量比に応じた数に分配して配設するようにした請求項１、２、３、４又は５記載の燃料処理装置。
【請求項７】
真空断熱容器の外面の所要個所に、該容器外面の昇温を検出するための温度スイッチを設けるようにした請求項１、２、３、４、５又は６記載の燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ガスやＬＰＧ等を原料（原燃料）として改質処理を行い、燃料電池へ供給するための水素リッチな改質ガス（燃料ガス）を生成させる燃料処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、燃料を用いた他の発電方法に比して熱効率が高く、又、環境汚染が少ないため、有効な発電装置として期待されている。特に、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）は、１００℃以下という低温で発電が行なわれ、出力密度が高いので、他の形式の燃料電池に比して小型化でき、しかも、電池構成材料の劣化が少ないこと、起動が容易であること、等の長所があることから、近年、小規模な業務用あるいは家庭用等の発電装置として使用されるようになってきている。
【０００３】
上記固体高分子型燃料電池を用いた発電装置（ＰＥＦＣ発電装置）の一般的な構成は、以下のようにしてある。すなわち、図４に示す如く、電解質としてフッ素系のイオン交換膜が用いられている固体高分子電解質膜の両面をカソード（空気極）２とアノード（燃料極）３の両ガス拡散電極で挟持させてなるセルを、セパレータ（図示せず）を介し積層してスタックとしてなる構成として固体高分子型燃料電池１を形成する。上記固体高分子型燃料電池１におけるアノード３の入口側には、改質器５、低温シフトコンバータ６、ＣＯ選択酸化反応器（ＣＯ除去器）７を順に備えてなる燃料処理装置４と、加湿器８を設けている。これにより、燃料供給部より供給される都市ガス（天然ガス）やＬＰＧ等の原料（原燃料）９を、脱硫器１０にて脱硫した後、原料予熱器（原燃料気化器）１１にて予熱してから、水蒸発器１２より導かれる水蒸気１３と共に上記燃料処理装置４へ供給し、該燃料処理装置４の改質器５にておよそ７００℃前後に加熱して水蒸気改質を行わせる。得られる改質ガス（燃料ガス）１４を、低温シフトコンバータ６に導いておよそ２００〜２５０℃前後まで温度低下させてシフト反応させ、更に、上記ＣＯ選択酸化反応器７にておよそ１００〜１２０℃前後まで温度低下させてＣＯ除去処理するようにする。しかる後、上記燃料処理装置４より送出される改質ガス１４が、加湿器８にて加湿された後、上記固体高分子型燃料電池１のアノード３へ供給されるようにしてある。一方、上記カソード２の入口側には、酸化ガスとして空気１５が、圧縮器（空気ブロワ）１６で圧縮された後、上記加湿器８を経てから供給されるようにしてある。
【０００４】
かかる構成としてあることにより、上記固体高分子型燃料電池１にて、アノード３側に供給される改質ガス１４中の水素と、カソード２側に供給される空気１５中の酸素とを電気化学反応（燃料電池反応）させて、この際発生する起電力を取り出すようにしてある。
【０００５】
上記固体高分子型燃料電池１による燃料電池反応の後、アノード３の出口より排出されるアノードオフガス１７には未反応の水素が残存している。そのために、上記アノードオフガス１７は、上記燃料処理装置４の改質器５に付設された図示しないバーナへ導いて燃焼させて、上記改質器５の改質室にて吸熱反応である水蒸気改質反応を進行させるための熱源として利用するようにしてある。
【０００６】
更に、上記アノードオフガス１７の発熱量が小さいことに鑑みて、上記燃料処理装置４のバーナには、燃料供給部より供給される都市ガスやＬＰＧ等の原料９の一部を追焚き燃料９ａとして供給して燃焼させることにより、上記燃料処理装置４を運転して改質器５にて原料９の水蒸気改質を行わせる際に上記アノードオフガス１７の発熱量のみでは不足する熱量を補うようにしてある。
【０００７】
一方、燃料処理装置４の起動時は、改質器５へ原料９を供給する前に、該改質器５を予め所要温度まで昇温させる必要がある。又、固体高分子型燃料電池１の運転開始前であるため、燃料処理装置４のバーナへのアノードオフガス１７の供給は行われない。そのために、上記燃料処理装置４の起動時には、該燃料処理装置４のバーナへ、上記都市ガスやＬＰＧ等の追焚き燃料９ａのみを燃焼用燃料として供給して燃焼させるようにしてある。１８は固体高分子型燃料電池１における冷却部である。
【０００８】
ところで、上記改質器５、シフトコンバータ６及びＣＯ選択酸化反応器７を備えてなる燃料処理装置４としては、図５及び図６に示す如く、改質器５とシフトコンバータ６とＣＯ選択酸化反応器７とを上下方向に直列に配置することにより軸方向の熱伸びを緩和できるようにすると共に、上記改質器５に関連するバーナ１９や水蒸発器１２、原料予熱器１１等を１つのユニットにまとめるようにした形式のものが従来提案されている。
【０００９】
すなわち、上記ユニット化された燃料処理装置４は、所要の高さ寸法を有し且つ上端を閉塞した容器内筒２０ａと容器外筒２０ｂとの間に真空断熱層２０ｃを備えた真空断熱容器２０の下端部に、ベースプレート２１の外周縁部の上側に設けたベース外筒２２の上端部が気密に連結してある。上記ベースプレート２１の中心部には、上記真空断熱容器２０の上下方向中間部付近まで立ち上がるベース内筒２３が設けてあり、該ベース内筒２３の上端部内側にバーナ（燃焼装置）１９が設けてある。
【００１０】
上記バーナ１９は、たとえば、図６に示す如く、中空円筒状として周壁の周方向所要間隔個所に上下方向多段に空気吹出し孔２５を穿設してなるバーナコーン２４を上記ベース内筒２３の上端部内側に同心状に配置し、上記ベース内筒２３とバーナコーン２４の上端部同士の間をリング状の閉塞板２６により閉塞させると共に、上記バーナコーン２４の下端部を底板（閉塞板）２７により閉止させてあり、図５に示す空気供給管２８よりダクト２９を経て上記ベース内筒２３の内側へ下端側から供給される空気３０を、上記ベース内筒２３の内部を通してバーナコーン２４の外周側へ導いた後、上記各空気吹出し孔２５を通してバーナコーン２４の内側へ供給できるようにしてある。
【００１１】
上記バーナコーン２４の中心部には、クラウンタワー３１が、底板２７と所要の隙間を隔てて中子状に配設してある。更に、上記ベース内筒２３の下側に設けて図示しないアノードオフガス配管を接続するようにしてある燃料ガス接続座３２に下端が接続してあるアノードオフガス供給管（燃料ガス供給管）３３が、上記ベース内筒２３の内側に挿通させて配設されていると共に、該アノードオフガス供給管３３の上端部が、上記バーナコーン２４の底板２７の中心部に貫通させて連通接続してある。更に、上記アノードオフガス供給管３３の上部寄り位置には、該アノードオフガス供給管３３の途中位置の側壁部を貫通させて該アノードオフガス供給管３３内に挿入した追焚き燃料供給管３４の先端部（上端部）が、同心状に収納させてある。これにより、燃料処理装置の通常運転時には、図示しない燃料電池より上記アノードオフガス配管、燃料ガス接続座３２を経た後、上記アノードオフガス供給管３３を通して供給されるアノードオフガス１７と、上記追焚き燃料供給管３４より供給される追焚き燃料９ａの混合燃料を、又、燃料処理装置の起動時には、上記追焚き燃料供給管３４より供給される追焚き燃料９ａのみを、上記クラウンタワー３１の下側を通して該クラウンタワー３１の外周に形成される環状の保炎スペースへ供給して、上記バーナコーン２４の空気吹出し孔２５より供給される空気３０を用いて燃焼させることができるようにしてある。
【００１２】
３５は上記バーナ１９の点火用のスパークロッドであり、該スパークロッド３５は、上記バーナコーン２４の底板２７の一側寄り位置に設けた開口部３６の下側に取り付けてある短管３７の内側に、該短管３７の底板３７ａを下方から貫通させるように取り付けてあり、上端部となる放電部３５ａのみを、上記底板２７の開口部３６を通してバーナコーン２４の内側へ所要寸法突出させるようにしてある。
【００１３】
更に、上記ベース内筒２３の上側に、上記真空断熱容器２０の容器内筒２０ａの天井部付近まで上下方向に延びる炉筒３８が接続してある。該炉筒３８の内側には、上記バーナ１９の所要寸法上方位置から炉筒３８の上端よりも所要寸法上方へ突出する位置まで上下方向に延びる下端の閉塞された案内筒３９が、同心状に挿通させて配設されると共に、該案内筒３９の上端部（突出端部）に、上記炉筒３８よりも大径の案内板４０が取り付けてある。これにより、上記バーナ１９におけるアノードオフガス１７や追焚き燃料９ａの燃焼により発生する高温（約１０００〜１２００℃）の燃焼ガス４１を、上記炉筒３８の内周面と案内筒４０の外周面との隙間を通して上昇させて炉筒３８の上端まで導いた後、上記案内板４０に案内させて該燃焼ガス４１のガス流れ方向を下向きに反転させて、上記容器内筒２０ａと、上記炉筒３８及びベース内筒２３との間に上下方向の円筒状の空間部として形成される燃焼ガス流路４２を、上記ベース外筒２２の側壁に設けた排気口４３へ向けて下向きに流通させることができるようにしてある。
【００１４】
上記炉筒３８の外周に位置する燃焼ガス流路４２の上部領域には、縦長の円筒形状としてある改質器５が、周方向所要間隔で複数基、たとえば、６基配設されていると共に、該各改質器５の下方位置の燃焼ガス流路４２内に、上記改質器５へ供給する水蒸気１３（図４参照）を発生させるための水蒸発器１２が設けてある。更に、上記ベース内筒２３の外周に位置する燃焼ガス流路４２の下部領域に、上記改質器５の下流側に直列に接続する低温シフトコンバータ６とＣＯ選択酸化反応器７とが上方から順に配設されるようにしてある。４４は上記各改質器５が配設してある燃焼ガス流路４２の上部領域に設けた螺旋板であり、上記燃焼ガス流路４２の上部領域を上端側から下方へ向かう燃焼ガス４１を、上記螺旋板４４に沿わせて流通させることにより、該燃焼ガス４１を上記各改質器５に対して横切る方向へ流すことができるようにして、該各改質器５に対する燃焼ガス４１からの伝熱効率を高めることができるようにしてある。４５は上記低温シフトコンバータ６の外周に配設した原燃料気化器である。
【００１５】
以上の構成としてあることにより、上記バーナ１９で発生させた高温の燃焼ガス４１が上記炉筒３８の内周面と案内筒４０の外周面との隙間を通して上昇する際に高温に加熱される上記炉筒３８からの輻射（放射伝熱）と、上記炉筒３８の上端に達した後、上記燃焼ガス流路４２を螺旋板４４に沿って下向きに流れる燃焼ガス４１からの対流伝熱により、上記各改質器５が７００℃程度まで加熱されるようにしてあり、該各改質器５にて、原燃料気化器４５にて予熱されてから改質器５へ供給される原料ガス（図示せず）と、上記水蒸発器１２より供給される水蒸気（図示せず）とによる水蒸気改質反応を進行させて改質ガスが発生されるようにしてある。更に、上記各改質器５における水蒸気改質反応の熱源として供されて温度が低下された燃焼ガス４１は、その残存する熱が、上記水蒸発器１２にて上記各改質器５へ供給する水蒸気を発生させるための熱源として利用されるようになる。
【００１６】
上記各改質器５にて発生させた改質ガスは、上記低温シフトコンバータ６によるシフト反応と、上記ＣＯ選択酸化反応器７によるＣＯ除去処理が順次行われて、燃料電池へ供給するための改質ガスが生成される。この際、上記水蒸発器１２にて水蒸気を発生させるための熱源に供した後の燃焼ガス４１は２００〜２５０℃程度まで温度低下されるため、上記低温シフトコンバータ６におけるシフト反応を進行させる際に問題となることはない。更に、上記低温シフトコンバータ６の周囲を通過する際には、原燃料気化器４５における原料ガスの予熱に供されて燃焼ガス４１は更に温度低下されて、１００〜１２０℃となるため、上記ＣＯ選択酸化反応器７におけるＣＯ除去処理を進行させる際に問題となることはなく、上記ＣＯ選択酸化反応器７の周囲を通過した燃焼ガス４１は、ベース外筒２２の排気口４３より外部へ排気されるようになる（たとえば、特許文献１参照）。
【００１７】
【特許文献１】特開２００５−１２７６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
ところが、上記特許文献１に示されている燃料処理装置は、改質器５と低温シフトコンバータ６とＣＯ選択酸化反応器７とを一体にまとめた形式の燃料処理装置として優れているが、本発明者等は、上記の如き燃料処理装置を更に発展させて、バーナ１９の保守、点検作業をより容易に行うことができるようにするための改良を加えて本発明をなした。
【００１９】
したがって、本発明の目的とするところは、改質器と低温シフトコンバータとＣＯ選択酸化反応器とを上下方向に直列に配列して備えてなる構成を有すると共に、バーナの保守、点検作業をより容易に行うことが可能な燃料処理装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して真空断熱容器の底部に設けるベースプレートの中央部にバーナを設け、該バーナの上側に、上記真空断熱容器の天井部付近まで延びるように設けた燃焼ガスダクトと、該燃焼ガスダクトの下部領域の外周に設けた断熱材と、該断熱材の外周に、上下方向に延びるように配設して、容器外部より取り入れる空気を、内部の空気流路に流通させてから上記バーナへ供給できるようにしてある円筒形状の空気流路形成装置と、上記燃焼ガスダクトの上部領域の外周側と空気流路形成装置の外周側に設けて、上記燃焼ガスダクトの上端に達した燃焼ガスを下方へ流通させる燃焼ガス流路と、該燃焼ガス流路の上部領域に設けた原料を水蒸気改質する改質器と、該改質器の下方位置に設けて改質器へ供給する水蒸気を発生させるようにしてある水蒸発器と、上記改質器の下流側に接続し且つ上記空気流路形成装置の外周となる燃焼ガス流路の下部領域に配設した低温シフトコンバータ及びＣＯ選択酸化反応器とを備えてなる構成とする。
【００２１】
又、上記構成において、空気流路形成装置は、燃焼ガスダクトの下部領域と対応する高さ寸法を有する外筒部材と、上記外筒部材よりもやや低い高さ寸法の中間筒部材を、径方向に所要の隙間を隔ててベースプレート上に同心状に取り付け、更に、上記ベースプレートの所要寸法上方位置から上記外筒部材と対応する高さ位置まで上下方向に延びる内筒部材を、上記中間筒部材の内側に所要の隙間を隔てて同心状に配置して、該内筒部材の上端部と上記外筒部材の上端部とを、上記中間筒部材よりも上方に配したリング状の閉塞部材を介して連結し、且つベースプレートにおける上記外筒部材と中間筒部材の隙間に対応する所要位置に、容器外部より空気を供給するための空気取入口を設けてなる構成とする。
【００２２】
更に、上記各構成における燃焼ガスダクトの上部領域の内側に、外周面部に凹凸を有する伝熱促進部材を挿通させるように配設して、該伝熱促進部材の外周面部と上記燃焼ガスダクトの上部領域の内周面との間に、燃焼ガスの流れを乱しながら上昇させる隙間を形成させるようにした構成とする。具体的には、上記構成における伝熱促進部材を、下端の閉塞された案内筒の外周にワイヤを巻きつけてなる構成とする。
【００２３】
上述の各構成における水蒸発器を、径の異なる複数の螺旋状の伝熱管からなる構成とすると共に、該各螺旋状の伝熱管を、燃焼ガスダクトの外周の円筒状の燃焼ガス流路に同心状に配設してなる構成とする。
【００２４】
又、上述の各構成において水蒸発器の上流側に複数の水予熱器を設け、該各水予熱器を、燃焼ガス流路の下部領域にて低温シフトコンバータの内周側と外周側にそれぞれ形成される内周側燃焼ガス流路と外周側燃焼ガス流路に、該内周側燃焼ガス流路を通る燃焼ガスの流量と、外周側燃焼ガス流路を通る燃焼ガスの流量との流量比に応じた数に分配して配設するようにした構成とする。
【００２５】
更に、上述の各構成において、真空断熱容器の外面の所要個所に、該容器外面の昇温を検出するための温度スイッチを設けるようにした構成とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の燃料処理装置によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）真空断熱容器の底部に設けるベースプレートの中央部にバーナを設け、該バーナの上側に、上記真空断熱容器の天井部付近まで延びるように設けた燃焼ガスダクトと、該燃焼ガスダクトの下部領域の外周に設けた断熱材と、該断熱材の外周に、上下方向に延びるように配設して、容器外部より取り入れる空気を、内部の空気流路に流通させてから上記バーナへ供給できるようにしてある円筒形状の空気流路形成装置と、上記燃焼ガスダクトの上部領域の外周側と空気流路形成装置の外周側に設けて、上記燃焼ガスダクトの上端に達した燃焼ガスを下方へ流通させる燃焼ガス流路と、該燃焼ガス流路の上部領域に設けた原料を水蒸気改質する改質器と、該改質器の下方位置に設けて改質器へ供給する水蒸気を発生させるようにしてある水蒸発器と、上記改質器の下流側に接続し且つ上記空気流路形成装置の外周となる燃焼ガス流路の下部領域に配設した低温シフトコンバータ及びＣＯ選択酸化反応器とを備えてなる構成としてあるので、上記バーナへアノードオフガスや追焚き燃料を供給して燃焼させて発生させる高温の燃焼ガスを、燃焼ガスダクトを通して上方へ導いた後、上記燃焼ガス流路を上端部から下方へ向けて流通させることにより、該燃焼ガス流路の上部領域に配されている改質器を所定温度まで加熱して、該改質器にて原料の水蒸気改質を行わせて改質ガスを生成させることができる。更に、上記改質器の加熱に供された後の燃焼ガスは、該改質器の下方に配設してある水蒸発器にて上記改質器へ供給するための水蒸気発生用の熱源として供することができる。一方、上記燃焼ガスダクトの下部領域の外周には、上記断熱材及び上記空気流路形成装置が設けてあることから、上記燃焼ガスダクトの下部領域から外周方向への熱の伝達は、断熱材にて抑えることができると共に、該断熱材を経て外周側へ伝えられる熱は、上記空気流路形成装置の空気流路を流通させる空気により冷却できる。しかも、該空気流路形成装置を流通するときに熱を受け取る空気は、バーナへ燃焼用の空気として供給して消費させることができるため、上記空気流路形成装置の外周側に配されている低温シフトコンバータやＣＯ選択酸化反応器が上記燃焼ガスダクトの下部領域を通る高温の燃焼ガスの熱の影響を受けて、それぞれシフト反応やＣＯ除去反応の至適温度範囲以上に加熱される虞を未然に防止できる。したがって、原料を改質器にて水蒸気改質した後、低温シフトコンバータでシフト反応させ、更に、ＣＯ選択酸化反応器にてＣＯ除去処理してなる改質ガスを生成させることができる。 
（２）しかも、上記バーナは、真空断熱容器の最下部となるベースプレートの直ぐ上側に配設してあるため、該バーナの保守、点検作業をより容易に行うことが可能となる。 
（３）空気流路形成装置は、燃焼ガスダクトの下部領域と対応する高さ寸法を有する外筒部材と、上記外筒部材よりもやや低い高さ寸法の中間筒部材を、所要の隙間を隔ててベースプレート上に同心状に取り付け、上記ベースプレートの所要寸法上方位置から上記外筒部材と対応する高さ位置まで上下方向に延びる内筒部材を、上記中間筒部材の内側に所要の隙間を隔てて同心状に配置して、該内筒部材の上端部と上記外筒部材の上端部とをリング状の閉塞部材を介して連結し、更に、ベースプレートにおける上記外筒部材と中間筒部材の隙間に対応する所要位置に、容器外部より空気を供給するための空気取入口を設けてなる構成とすることにより、周壁面のほぼ全面に亘る空気流路を径方向に２重に設けて、空気取入口より供給される空気を、外周側の空気流路を通して空気流路形成装置の下端部から上端部まで一旦上昇させてから、内周側の空気流路を通して内筒部材の下方となる空気流路形成装置の下端部まで再び下降させることができるようになるため、該空気流路形成装置を、全面に亘り冷却可能な構成とすることができる。 
（４）燃焼ガスダクトの上部領域の内側に、外周面部に凹凸を有する伝熱促進部材を挿通させるように配設して、該伝熱促進部材の外周面部と上記燃焼ガスダクトの上部領域の内周面との間に、燃焼ガスの流れを乱しながら上昇させる隙間を形成させるようにした構成とすることにより、燃焼ガスダクトの上部領域を効率よく加熱させて、該燃焼ガスダクトの上部領域からの輻射により、燃焼ガス流路の上部領域に配した改質器をより効率よく加熱させることができる。 
（５）伝熱促進部材を、下端の閉塞された案内筒の外周にワイヤを巻きつけてなる構成とすることにより、該伝熱促進部材の外周面部に容易に凹凸を形成することができる。 
（６）水蒸発器を、径の異なる複数の螺旋状の伝熱管からなる構成とすると共に、該各螺旋状の伝熱管を、燃焼ガスダクトの外周の円筒状の燃焼ガス流路に同心状に配設してなる構成とすることにより、円筒状の空間部として形成されている燃焼ガス流路内を流れる燃焼ガスとの熱交換をより効率よく行わせることができる。 
（７）水蒸発器の上流側に複数の水予熱器を設け、該各水予熱器を、燃焼ガス流路の下部領域にて低温シフトコンバータの内周側と外周側にそれぞれ形成される内周側燃焼ガス流路と外周側燃焼ガス流路に、該内周側燃焼ガス流路を通る燃焼ガスの流量と、外周側燃焼ガス流路を通る燃焼ガスの流量との流量比に応じた数に分配して配設するようにした構成とすることにより、各水予熱部で均等に水を予熱することができる。 
（８）真空断熱容器の外面の所要個所に、該容器外面の昇温を検出するための温度スイッチを設けるようにした構成とすることにより、容器外面の温度上昇に基づいて上記真空断熱容器の真空断熱層の真空度の悪化を検出することが可能になるため、該温度スイッチにて、予め設定してある所要の温度を超える場合に、燃料処理装置全体の運転を停止できるようにすれば、上記真空断熱容器の真空断熱層における真空度が何らかの原因で悪化して断熱性能が低下しても、上記真空断熱容器の内部から漏れる熱により外部機器が影響を受ける虞を未然に防止することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００２８】
図１乃至図３は本発明の燃料処理装置の実施の一形態を示すもので、図５に示したと同様の容器内筒２０ａと容器外筒２０ｂと真空断熱層２０ｃとからなる真空断熱容器２０の下端部に、外周寄りの所要個所に排気口４７を設けたベースプレート４６の外周縁部を、取り外し可能に気密に取り付け、上記真空断熱容器２０の最下部となる上記ベースプレート４６の中央部上側にバーナ１９ａを設ける。
【００２９】
上記バーナ１９ａの上側には、上記容器内筒２０ａの天井部付近まで上下方向に延びる燃焼ガスダクト４８を設ける。該燃焼ガスダクト４８は、上部の所要の長さ寸法の領域を、下部領域よりも所要寸法拡径させてなる拡径部４８ａとしてあり、該拡径部４８ａの内側に、下端が閉塞された所要長さの案内筒４９ａと、該案内筒４９ａの外周に螺旋状に巻きつけたワイヤ４９ｂとからなる伝熱促進部材４９を同心状に挿入配置して、上記案内筒４９ａの下端が上記拡径部４８ａの下端部に臨むようにする。これにより、上記燃焼ガスダクト４８の拡径部４８ａの内周面と、上記案内筒４９ａに巻きつけられているワイヤ４９ｂの存在により凹凸形状とされた上記伝熱促進部材４９の外周面との間に隙間を形成し、上記バーナ１９ａの燃焼により発生して燃焼ガスダクト４８を通して上方へ導かれる燃焼ガス４１を、該燃焼ガス４１の流れが層流とならないように乱しながら隙間を通して上向きに流通させることができるようにする。
【００３０】
上記伝熱促進部材４９の上端部となる案内筒４９ａの上端部（突出端部）には、上記燃焼ガスダクト４８の拡径部４８ａよりも大径の案内板５０を取り付けて、上記拡径部４８ａを通過して燃焼ガスダクト４８の上端に達した燃焼ガス４１を、上記案内板５０に案内させて、該燃焼ガス４１のガス流れ方向を下向きに反転させることができるようにする。
【００３１】
上記燃焼ガスダクト４８の下部領域の周りには、該燃焼ガスダクト４８の下部領域と対応するように上下方向に延びる円筒形状の空気流路形成装置５２を同心状に配置して上記ベースプレート４６の上面側に取り付ける。該空気流路形成装置５２には内部に空気流路５３ａ，５３ｂが形成させてあり、容器外部の空気供給管２８より供給される空気３０を、上記空気流路５３ａ，５３ｂを流通させた後、空気流路形成装置５２の下端部の内側に位置する上記ベースプレート４６中央部のバーナ１９ａへ供給できるようにする。上記燃焼ガスダクト４８の下部領域と上記空気流路形成装置５２との隙間には、断熱材５１を介装する。これにより、上記バーナ１９ａの燃焼により発生する高温の燃焼ガス４１が流通される上記燃焼ガスダクト４８の下部領域から外周方向への熱の伝達を、上記断熱材５１の断熱作用によって低減させ、更に、該断熱材５１を経て外周方向へ伝えられる熱は、上記空気流路形成装置５２の空気流路５３ａ，５３ｂを流通させる空気３０と熱交換させ、この熱交換により加熱される空気３０は、バーナ１９ａへ燃焼用の空気３０として供給して消費させることにより、上記空気流路形成装置５２の外周側への熱の伝達を防ぐことができるようにする。
【００３２】
上記容器内筒２０ａの内周面と、燃焼ガスダクト４８の拡径部４８ａの外周面、及び、上記空気流路形成装置５２の外周面との間には、上下方向に連通する円筒状の空間部として燃焼ガス流路５４を形成させ、上記燃焼ガスダクト４８の拡径部４８ａの外周に位置する燃焼ガス流路５４の上部領域には、図５に示したと同様に、周方向所要間隔で６基の改質器５を配設すると共に、該各改質器５の下方位置に、水蒸発器１２を設ける。更に、上記断熱材５１及び空気流路形成装置５２によって上記燃焼ガスダクト４８の下部領域からの熱の伝達が防がれている空気流路形成装置５２の外周に位置する燃焼ガス流路５４の下部領域に、水蒸発器１２と、上記各改質器５の下流側に接続する低温シフトコンバータ６及びＣＯ選択酸化反応器７を、上方から順に配設する構成とする。
【００３３】
詳述すると、上記空気流路形成装置５２は、図２に示す如く、ベースプレート４６上における排気口４７よりも中心寄りで、且つバーナ１９ａ及び燃焼ガスダクト４８の下部領域を所要の間隔を隔てて取り囲む径方向の所要位置に、上記燃焼ガスダクト４８の下部領域と対応する高さ寸法を有し且つ下端部を所要寸法拡径させた外筒部材５２ａと、高さ寸法を上記外筒部材５２ａよりもやや低く設定してある中間筒部材５２ｂを、径方向に所要の隙間を隔てて同心状に配置して、上記ベースプレート４６の上面にそれぞれ気密に取り付ける。上記中間筒部材５２ｂの内側には、上記ベースプレート４６の所要寸法上方位置から上記外筒部材５２ａと対応する高さ位置まで上下方向に延びる内筒部材５２ｃを、上記中間筒部材５２ｂと所要の隙間を隔てて同心状に配置し、該内筒部材５２ｃの上端部と、上記外筒部材５２ａの上端部とを、中間筒部材５２ｂよりも所要寸法上方位置に配したリング状の閉塞部材５２ｄを介して連結する。更に、上記ベースプレート４６における上記外筒部材５２ａの下端部取付個所と、上記中間筒部材５２ｂの下端部取付個所との間となる周方向の所要位置に、空気取入口５５を設けて、外部の図示しない空気供給部より供給される空気３０を導くための空気供給管２８を接続する。これにより、上記外筒部材５２ａと中間筒部材５２ｂとの間に、下端部の周方向所要個所が上記空気取入口５５に連通する円筒状の外周側空気流路５３ａを形成すると共に、上記中間筒部材５２ｂと内筒部材５２ｃとの間に、上端部が上記中間筒部材５２の上方を通して上記外周側空気流路５３と連通し且つ下端部が上記内筒部材５２ｃの下方を通して該内筒部材５２の内側の空間、すなわち、バーナ１９ａを設けるベースプレート４６の中心側に連通する円筒状の内周側空気流路５３ｂを形成する。これにより、上記空気供給管２８より空気取入口５５を経て供給される空気３０を、上記外周側空気流路５３ａを通して空気流路形成装置５２の下端部から上端部まで一旦上昇させてから、上記内周側空気流路５３ｂを通して空気流路形成装置５２の下端部まで再び下降させるようにして、該空気流路形成装置５２を全面に亘り冷却できるようにし、しかる後、上記空気流路形成装置５２の冷却に供された後の空気３０を、バーナ１９ａへ燃焼用の空気３０として供給できるようにしてある。
【００３４】
上記バーナ１９ａは、上記空気流路形成装置５２の内筒部材５２ｃの下端部の内側に、図６に示したと同様に、中空円筒状として周壁の周方向所要間隔個所に上下方向多段に空気吹出し孔２５を穿設して下端部を底板（閉塞板）２７により閉止させてなるバーナコーン２４を同心状に配置して、該バーナコーン２４の上端部と上記内筒部材５２ｃの内周面との間をリング状の閉塞板２６により閉塞させた構成としてある。これにより、上記空気流路形成装置５２の内筒部材５２ｃの下方を通して供給される空気３０を、上記内筒部材５２ｃの内側にて上記バーナコーン２４の外周側へ導いた後、上記各空気吹出し孔２５を通してバーナコーン２４の内側へ供給できるようにしてある。
【００３５】
上記バーナコーン２４の中心部には、クラウンタワー３１を、底板２７と所要の隙間を隔てて中子状に配設する。又、上記バーナコーン２４の底板２７の中心部には、上記ベースプレート４６の中心部に上下方向に貫通させて設けた短管状の燃料供給管５６の上端部を連通接続する。上記燃料供給管５６におけるベースプレート４６よりも下方に突出する下端部の一側位置には、図示しない燃料電池のアノードより排出されるアノードオフガス１７を導くアノードオフガス配管５７を、ドレンチャンバ５８を介して連通接続する。更に、上記燃料供給管５６の内側には、該燃料供給管５６の底部を貫通させて挿入した追焚き燃料供給管３４の先端部を、同心状に収納させる。これにより、燃料処理装置の通常運転時には、上記アノードオフガス配管５７より上記ドレンチャンバ５８を経てドレンが除去された後に上記燃料供給管５６へ供給されるアノードオフガス１７と、上記追焚き燃料供給管３４より供給される追焚き燃料９ａの混合燃料を、又、燃料処理装置の起動時には、上記追焚き燃料供給管３４より供給される追焚き燃料９ａのみを、上記クラウンタワー３１の下側を通して該クラウンタワー３１の外周に形成される環状の保炎スペースへ供給して、上記バーナコーン２４の空気吹出し孔２５より供給される空気３０を用いて燃焼させて、高温の燃焼ガス４１を発生させることができるようにしてある。
【００３６】
上記バーナ１９ａの点火用のスパークロッド３５は、上記バーナコーン２４の底板２７の一側寄り位置に設けた開口部３６の下側にベースプレート４６まで達するように取り付けてある筒状部材５９の内側に、ベースプレート４６を貫通させて下方から挿入するように設置すると共に、該スパークロッド３５の上端部となる放電部３５ａのみを、上記底板２７の開口部３６を通してバーナコーン２４の内側へ所要寸法突出するよう配置して、上記クラウンタワー３１又はバーナコーン２４の底板２７との間にスパークを発生させることができるようにしてある。
【００３７】
上記燃焼ガスダクト４８の下端部は、上記バーナコーン２４の上端部に連結するようにしてある。これにより、上記燃焼ガスダクト４８の外周面と、上記空気流路形成装置５２の内筒部材５２ｃの内周面との間に、上記バーナ１９ａの上端部のリング状の閉塞板２６によって下端が閉塞される円筒状の空間を形成して、この円筒状の空間に、上記燃焼ガスダクト４８の外周に設ける断熱材５１を収納させるようにしてある。
【００３８】
上記水蒸発器１２は、上記円筒状の空間部として形成されている燃焼ガス流路５４内に設けてある。該燃焼ガス流路５４を上方から下方へ向けて流れる燃焼ガス４１との熱交換を効率よく行わせることができるようにするという観点からは、図３（イ）（ロ）に示す如く、蒸発器伝熱管を、並列接続された螺旋径が互いに相違する複数の螺旋状伝熱管、たとえば、螺旋径を大径、中間径、小径とした３本の螺旋状伝熱管６０ａ，６０ｂ，６０ｃとして、上記円筒状の燃焼ガス流路５４内に、上記各伝熱管６０ａ，６０ｂ，６０ｃを、同心状に配置してなる構成とすることが好ましい。
【００３９】
更に、燃焼ガス流路５４における水蒸発器１２の設置個所を燃焼ガス５１が流通する際の流通抵抗を抑えるという観点からは、上記各螺旋状伝熱管６０ａ，６０ｂ，６０ｃの螺旋ピッチをほぼ同等とすると共に、径方向に隣接する各螺旋状伝熱管６０ａ，６０ｂ，６０ｃ同士の高さ位置を、上下方向にずらした配置とさせることが好ましい。
【００４０】
上記のように、水蒸発器１２に複数系列の蒸発器伝熱管を設ける場合には、該各蒸発器伝熱管の上流側位置に個別に水予熱部を設けると共に、該複数の水予熱部を、燃焼ガス流路５４の下部領域にて低温シフトコンバータ６の内周側と外周側にそれぞれ分割されて形成される内周側燃焼ガス流路５４ａと外周側燃焼ガス流路５４ｂに、該内周側燃焼ガス流路５４ａと外周側燃焼ガス流路５４ｂに分配されて流通させられる燃焼ガス４１の流量比に応じた分配数でそれぞれ配設するようにする。
【００４１】
すなわち、たとえば、上述したように水蒸発器１２に３系列の螺旋状伝熱管６０ａ，６０ｂ，６０ｃを設ける場合には、低温シフトコンバータ６の内周面と上記空気流路形成装置５２の外周面との間に形成される内周側燃焼ガス流路５４ａと、低温シフトコンバータ６の外周面と容器内筒２０ａの内周面との間に形成される外周側燃焼ガス流路５４ｂの流路面積比が１：２となるように、該低温シフトコンバータ６の内径及び外径を予め設定するようにし、上記水蒸発器１２の各螺旋状伝熱管６０ａ，６０ｂ，６０ｃの上流側にそれぞれ設ける３系統の水予熱部６１のうち、１系統の水予熱部６１を上記内周側燃焼ガス流路５４ａに配設し、残る２系統の水予熱部６１を上記外周側燃焼ガス流路５４ｂに配設するようにする。このようにして、燃焼ガス流路５４を上方から流れてきて低温シフトコンバータ６の配設位置に達した燃焼ガス４１を、上記内周側と外周側の各燃焼ガス流路５４ａと５４ｂへ、流量比がほぼ１：２となるように分配されて流通させるようにする。これにより、上記内周側燃焼ガス流路５４ａを流通する燃焼ガス４１の有する熱量の総和と、外周側燃焼ガス流路５４ｂを流通する燃焼ガス４１の有する熱量の総和との比が、ほぼ１：２となって、内周側燃焼ガス流路５４ａ内に配設してある１系統の水予熱部６１で予熱すべき水の量と、外周側燃焼ガス流路５４ｂ内に配設してある２系統の水予熱部６１で予熱すべき水の量との比に対応するようにし、該各水予熱部６１にてほぼ均等に水の予熱を行うことができるようにする。
【００４２】
上記ＣＯ選択酸化反応器７の出口部となる下端部に接続して改質ガス１４を回収するための改質ガス配管６２は、ベースプレート４６の排気口４７を挿通させて該ベースプレート４６の下方位置へ引き出すように配置すると共に、上記ベースプレート４６の排気口４７の下側に、上記排気口４７を挿通させてベースプレート４６の下方位置へ導いた改質ガス配管６２と、上記ベースプレート４６の下方位置にて先端部をドレンチャンバ５８に接続してあるアノードオフガス配管５７とを覆う箱型の排気ダクト６３を設ける。更に、該排気ダクト６３に接続する最終排気ガス管６４の内側に、上記改質ガス配管６２とアノードオフガス配管５７とを所要の長さ範囲に亘り挿通させるように配設してなる構成とすることにより、上記真空断熱容器２０内より排気口４７を通して排出される最終排気ガス４１ａを、上記排気ダクト６３、最終排気ガス管６４を通して排出させる際に、該最終排気ガス４１ａに残存する熱により、上記改質ガス配管６４を流通する改質ガス１４、及び、アノードオフガス配管５７を流通するアノードオフガス１７を共に保温することができるようにしてある。
【００４３】
更に、上記ＣＯ選択酸化反応器７と低温シフトコンバータ６は共に発熱反応の反応器であるため、ＣＯ選択酸化反応器７に冷却水配管６５を装備すると共に、低温シフトコンバータ６に冷却水配管６６を装備して、該各冷却水配管６５と６６を冷却水供給ライン６７に直列に接続して、該冷却水供給ライン６７より供給される冷却水により上記ＣＯ選択酸化反応器７と低温シフトコンバータ６を順に冷却できるようにし、更に、上記各冷却水配管６５と６６の間にチェック弁６８を設けて、該チェック弁６８にてＣＯ選択酸化反応器７側の冷却水配管６５に流通させる冷却水を加圧することにより、沸点を上昇させて上記ＣＯ選択酸化反応器７を至適温度である１００〜１２０℃前後の温度範囲に保持できるようにしてある。
【００４４】
上記ＣＯ選択酸化反応器７の冷却に供された後の冷却水は、至適温度範囲がおよそ２００〜２５０℃前後とされている低温シフトコンバータ６の冷却に供されて更に加熱されると、水蒸気が発生されるようになる。このために、原料供給ライン７０より低温シフトコンバータ６の上側に設けた原料予熱器７１を経て供給される原料９と、上記水蒸発器１２にて発生させる水蒸気１３とを混合してから各改質器５へ分配して供給するための混合ヘッダ６９に、上記低温シフトコンバータ６の冷却水配管６６の下流側を接続するようにして、上記ＣＯ選択酸化反応器７と低温シフトコンバータ６の冷却に供した後に発生する水蒸気を、上記各改質器５における原料９の水蒸気改質に利用できるようにしてある。
【００４５】
更に又、真空断熱容器２０の容器外筒２０ｂの外面における所要個所に温度スイッチ７２を設けて、上記容器外筒２０ｂの表面温度が所要の設定温度、たとえば、６０〜１００℃程度の温度範囲となるように予め設定してある温度よりも上昇する場合に、燃料処理装置全体の運転を停止できるようにしてもよい。このようにすれば、上記真空断熱容器２０の真空断熱層２０ｃにおける真空度が何らかの原因で悪化（低下）した場合に、この真空度の悪化を、真空断熱容器２０の断熱性能の低下に伴って生じる上記容器外筒２０ｂの温度上昇として上記温度スイッチ７２により検出できるようになるため、上記真空断熱容器２０の内部の熱が外部へ漏れて外部機器に影響を及ぼすようになる虞を未然に防止できるようになる。
【００４６】
７３はアノードオフガス配管５７の下流側端部に接続した窒素ガス供給ラインであり、該窒素ガス供給ライン７３より上記アノードオフガス配管５７内へごく微量の窒素ガス７４を常時供給することにより、該アノードオフガス配管５７よりバーナ１９ａへ向かう一定の気流を常に発生させることができるようにして、燃料処理装置の運転開始初期の暖機中、すなわち、燃料電池にてアノードオフガス１７が発生せずに、追焚き燃料９ａのみでバーナ１９ａを運転させる際に、上記追焚き燃料９ａの拡散によるアノードオフガス配管５７側への流入を未然に防止できるようにしてある。
【００４７】
燃焼ガス流路５４における各改質器５を配設してある上部領域には、図５に示した螺旋板４４と同様に、該燃焼ガス流路５４を上方から下方へ向かう燃焼ガス４１の流れを各改質器５を径方向に横切るように流通させるための螺旋板４４を、１条又は多重螺旋を描くように複数条、たとえば、二重螺旋を描くように２条配設するようにして、上記各改質器５に対して燃焼ガス４１より対流伝熱が行われるときに、各改質器５ごとに付与される熱量をより均等化させることができるようにしてある。
【００４８】
７５は上記各水予熱器６１の上流側に接続した蒸発器給水ライン、７６は上記ＣＯ選択酸化反応器７へ空気７７を供給する空気ラインである。その他、図４、図５び図６に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００４９】
以上の構成としてある燃料処理装置を運転するためにバーナ１９ａへアノードオフガス１７や追焚き燃料９ａを供給して燃焼させると、高温の燃焼ガス４１が燃焼ガスダクト４８を通して上方へ導かれ、該燃焼ガスダクト４８の拡径部４８ａと伝熱促進部材４９との隙間を、ワイヤ４９ｂによって形成されている凹凸によって流れを乱されながら通過すると、上記燃焼ガスダクト４８の拡径部４８ａが加熱されて、該拡径部４８ａからの輻射によりその周りに配置されている各改質器５が加熱される。更に、上記燃焼ガスダクト４８の上端まで導かれた後、燃焼ガス流路５４の上部領域を下方に向かう燃焼ガス４１が、螺旋板４４に沿って各改質器５横切るようにして流通されるときに、該燃焼ガス４１からの対流伝熱により上記各改質器５の加熱が行われ、これにより、該各加熱器５にて、混合ヘッダ６９より供給される原料９と水蒸気１３による水蒸気改質反応が行われて改質ガス１４が生成される。
【００５０】
上記各改質器５の加熱に供された後の燃焼ガス４１は、上記各改質器５の下方に配設してある水蒸発器１２へ導かれて、水蒸気１３発生用の熱源として供される。この際、上記水蒸発器１２は、螺旋状伝熱管６０ａ，６０ｂ，６０ｃを同心状に配置してなる構成としてあるため、水蒸気１３を効率よく発生させることができる。
【００５１】
上記水蒸発器１２における水蒸気１３発生用の熱源として供されることにより２００〜２５０℃程度まで温度低下された燃焼ガス４１は、低温シフトコンバータ６の上側に設けてある原料予熱器７１にて原料９の予熱に供されると共に、上記低温シフトコンバータ６の内周側と外周側に形成される内周側燃焼ガス流路５４ａ及び外周側燃焼ガス流路５４ｂを通過するときに水予熱部６１における上記水蒸発器１２へ供給する水の予熱用熱源として利用され、しかる後、ＣＯ選択酸化反応器７の周囲を通過してベースプレート４６に設けてある排気口４７より排気ダクト６３、最終排気ガス管６４を通して排気される。
【００５２】
この際、上記バーナ１９ａにて発生される高温の燃焼ガス４１を流通させる燃焼ガスダクト４８の下部領域の外周には、上記断熱材５１及び上記空気流路形成装置５２を設けているため、上記燃焼ガスダクト４８の下部領域から外周方向への熱の伝達は、断熱材５１にて断熱されると共に、空気流路形成装置５２の空気流路５３ａ，５３ｂを流通させる空気３０により冷却できる。そのため、上記空気流路形成装置５２の外周側位置となる燃焼ガス流路５４の下部領域に配設してある上記低温シフトコンバータ６やＣＯ選択酸化反応器７が上記燃焼ガスダクト５４の下部領域を通る高温の燃焼ガス４１の熱の影響を受けて、それぞれシフト反応やＣＯ除去反応の至適温度範囲以上に加熱される虞は未然に防止される。
【００５３】
したがって、本発明の燃料処理装置によれば、原料９を改質器５にて水蒸気改質した後、低温シフトコンバータ６でシフト反応させ、更に、ＣＯ選択酸化反応器にてＣＯ除去処理してなる改質ガス１４を生成させることができる。
【００５４】
しかも、上記改質器５における水蒸気改質を行わせるための熱源となる燃焼ガス４１を発生させるバーナ１９ａを真空断熱容器２０の最下部となるベースプレート４６の直ぐ上側に設けるようにしてあるため、該バーナ１９ａの保守、点検作業をより容易に行うことが可能となる。
【００５５】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、燃焼ガス流路５４の上部領域に設ける改質器５の数は、該燃焼ガス流路５４の断面形状や、上記改質器５の断面積に応じて適宜変更してよい。燃焼ガスダクト４８は上部領域に拡径部４８ａを設けるものとして示したが、燃焼ガスダクト４８の上部領域からの輻射により改質器５を加熱できるようにすれば単なる直管状の形状としてもよい。又、該燃焼ガスダクト４８の上部領域の内側に挿入して設ける伝熱促進部材４９は、該伝熱促進部材４９の外周面部に沿って上方へ流れる燃焼ガス４１の流れを乱してガス流れが層流となることを防止できるような凹凸を外周面部に有していれば、案内筒４９ａの外周にワイヤ４９ｂを巻き付けてなる構成以外の構成のものを採用するようにしてもよい。
【００５６】
又、水蒸発器１２は、図３に示したように、複数の螺旋状伝熱管６０ａ，６０ｂ，６０ｃを同心状に配置してなる形式のものとすることが好ましいが、燃焼ガス流路５４ｂ内に設けて燃焼ガス４１の保有する熱を利用して水蒸気１３を発生させることができれば、いかなる形式のものを採用してもよい。又、図１においては、上記水蒸発器１２を、燃焼ガス流路５４における燃焼ガス４１の流通方向と平行流となる方向へ水を流すものとして示してあるが、対向流となる方向へ水を流通させる形式のものとしてもよい。
【００５７】
更に、ＣＯ選択酸化反応器７としては、水蒸気改質反応と逆反応であるメタネーションを行わせるメタネータを用いるようにしてもよい。
【００５８】
原料９として灯油等の留点が高い液体原料を使用する場合には、原料予熱器７１を、低温シフトコンバータ６の上側に代えて、低温シフトコンバータ６の内周側の内周側燃焼ガス流路５４ａに設けた水予熱部６１の位置に設けるようにしてもよい。
【００５９】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の燃料処理装置の実施の一形態を示す概要図である。
【図２】図１の装置のバーナ部分を拡大して示す切断側面図である。
【図３】図１の装置の水蒸発器における伝熱管の配置を示すもので、（イ）は概略平面図、（ロ）は概略切断側面図である。
【図４】一般的な固体高分子型燃料電池発電装置の概要を示す図である。
【図５】従来提案されている燃料処理装置の概要を示す切断側面図である。
【図６】図５の燃料処理装置のバーナ部分を拡大して示す切断側面図である。
【符号の説明】
【００６１】
５  改質器
６  低温シフトコンバータ
７  ＣＯ選択酸化反応器
９  原料
１２  水蒸発器
１３  水蒸気
１９ａ  バーナ
２０  真空断熱容器
３０  空気
４６  ベースプレート
４７  排気口
４８  燃焼ガスダクト
４８ａ  拡径部（上部領域）
４９  伝熱促進部材
４９ａ  案内筒
４９ｂ  ワイヤ
５１  断熱材
５２  空気流路形成装置
５２ａ  外筒部材
５２ｂ  中間筒部材
５２ｃ  内筒部材
５２ｄ  閉塞部材
５３ａ，５３ｂ  空気流路
５４  燃焼ガス流路
５４ａ  内周側燃焼ガス流路
５４ｂ  外周側燃焼ガス流路
５５  空気取入口
５７  アノードオフガス配管
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ  螺旋状伝熱管
６１  水予熱器
７２  温度スイッチ
【図１】
2007254163.tif 000003
【図２】
2007254163.tif 000004
【図３】
2007254163.tif 000005
【図４】
2007254163.tif 000006
【図５】
2007254163.tif 000007
【図６】
2007254163.tif 000008