(57)【要約】      （修正有）【課題】改質ハウジングの流入部に炭素析出が生じたとしても混合ガスを改質室に所要の通りに送給することができる改質装置の提供。【解決手段】改質用水を気化させるための気化器５２と、水蒸気を利用して燃料ガスを水蒸気改質するための改質器５４とを具備する改質装置。改質器５４は、改質室６０を規定する改質ハウジング６２と、改質ハウジング６２に充填された改質触媒６４とを備え、改質ハウジング６２は、燃料ガスと水蒸気との混合ガスが流入する複数の流入部を有しており、改質ハウジング６２の複数の流入部に対応して、混合ガスを送給するための混合ガス分岐流路６８，７０，７２が並列的に設けられ、開状態の混合ガス分岐流路６８，７０，７２を通して混合ガスが改質器５４の改質室６０に供給される炭化水素の改質装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
改質用水を気化させるための気化器と、水蒸気を利用して燃料ガスを水蒸気改質するための改質器と、を具備する改質装置であって、
前記改質器は、改質室を規定する改質ハウジングと、前記改質ハウジングに充填された改質触媒とを備え、前記改質ハウジングは、燃料ガスと水蒸気との混合ガスが流入する複数の流入部を有しており、
前記改質ハウジングの前記複数の流入部に対応して、混合ガスを送給するための混合ガス分岐流路が並列的に設けられ、開状態の前記混合ガス分岐流路を通して混合ガスが前記改質器の前記改質室に供給されることを特徴とする改質装置。
【請求項２】
前記改質ハウジングの前記複数の流入部に連通された複数の混合ガス分岐流路は、それらの１つが選択的に開状態となるように構成され、前記改質ハウジングの１つの流入部が閉塞状態になると、前記閉塞状態の前記流入部に接続された前記混合ガス分岐流路が閉状態になる一方、前記複数の混合ガス分岐流路のうち他の１つの混合ガス分岐流路が選択されて開状態となり、開状態の前記混合ガス分岐流路を通して混合ガスが供給されることを特徴とする請求項１に記載の改質装置。
【請求項３】
前記改質ハウジングの前記複数の流入部に連通された複数の混合ガス分岐流路は、それの１つ又は２つ以上が開状態となるように構成され、前記改質ハウジングの１つ又は２つ以上の流入部が閉塞状態になると、前記閉塞状態の前記流入部に接続された前記混合ガス分岐流路が開状態に保たれた状態において、前記複数の混合ガス分岐流路のうち他の１つの混合ガス分岐流路が追加的に開状態となり、開状態のこれら混合ガス分岐流路を通して混合ガスが供給されることを特徴とする請求項１に記載の改質装置。
【請求項４】
前記改質室に混合ガスを供給するための前記混合ガス分岐流路は、内側に配設された内側管部材及び前記内側管部材を覆う外側管部材からなる二重管部材を含み、前記二重管部材が前記気化器を通して前記改質器の前記改質室に連通され、前記二重管部材が前記混合ガス分岐流路の一部を構成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の改質装置。
【請求項５】
前記気化器は、水を気化させるための気化室を規定する気化ハウジングを備え、前記気化ハウジング及び前記改質ハウジングは一体的に構成され、前記改質ハウジングの前記複数の流入部に対応して、前記気化器の前記気化室が仕切り壁により複数の気化分室に仕切られており、前記気化分室が前記混合ガス分岐流路の一部を構成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の改質装置。
【請求項６】
前記改質器と前記気化器とが独立して配置され、前記改質ハウジングの前記複数の流入部と前記気化器とが分岐管部材を介して連通されており、前記分岐管部材が前記混合ガス分岐流路の一部を構成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の改質装置。
【請求項７】
前記改質ハウジングの前記複数の流入部に関連して、前記複数の流入部における閉塞状態を検知するための閉塞検知手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の改質装置。
【請求項８】
前記閉塞検知手段は、燃料ガスを供給するための燃料ポンプと、燃料ガス供給流路を通して供給される燃料ガスの流量を計測する燃料流量計と、前記燃料ポンプの能力値に基づいて閉塞状態の判定を行う閉塞判定手段とを含み、前記燃料ポンプは、前記燃料流量計による計測流量が設定供給流量よりも少ないときに前記燃料ポンプの能力値を増大させて燃料ガスの供給量を増やすように制御され、前記閉塞判定手段は、前記燃料ポンプの前記能力値が異常能力値を超えると閉塞発生と判定することを特徴とする請求項７に記載の改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素系の燃料ガスを水蒸気改質する改質装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体酸化物形燃料電池を備えた燃料電池システムでは、燃料ガスとして炭化水素系の燃料ガス（例えば、都市ガス）が用いられ、この燃料ガスが改質装置にて水蒸気改質され、改質装置にて改質された改質ガスが燃料電池（例えば、固体酸化物形燃料電池）の燃料極側に送給される。
【０００３】
この改質装置は、例えば、改質用水を気化させるための気化器と、燃料ガスを水蒸気改質するための改質器とを備え、気化器の気化ハウジングと改質器の改質ハウジングとが一体的に構成され、気化ハウジングにより規定される気化室と改質ハウジングにより規定される改質室とが、複数の貫通連通孔を有する仕切りプレートにより仕切られている（例えば、特許文献１参照）。この改質装置では、改質用水は水供給流路を通して気化器の気化室に供給され、また燃料ガスは燃料ガス供給流路を通して気化器の気化室に供給される。気化器（気化室）では、改質用水が気化されて水蒸気となり、この水蒸気と燃料ガスが混合されて混合ガスとなり、かかる混合ガスが仕切りプレートの複数の貫通連通孔を通して改質室に送給される。また、改質器（改質室）では、水蒸気を利用して燃料ガスが水蒸気改質され、水蒸気改質された改質ガスが下流側の燃料電池に送給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１３７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような改質装置においては、改質器の改質室に水蒸気改質を促進するための改質触媒が充填されているが、この改質触媒の表面に炭素が析出すると、改質触媒が劣化して改質性能が低下する問題がある。この炭素析出を抑制するには、改質触媒の種類と改質温度ごとに水蒸気の量（Ｓ）と燃料ガスの量（Ｃ）との混合比（S／C）を緻密に制御し、炭素析出の発生しない所定範囲に保って水蒸気改質を行う必要があるが、燃料電池の発電出力が大きく変動したときなどにおいては、水蒸気と燃料ガスの混合比（Ｓ／Ｃ）が所定範囲から少し外れるおそれがある。
【０００６】
このように触媒表面に炭素析出が発生すると、改質触媒が劣化するとともに、改質触媒間の空間が閉塞され、改質室の流路抵抗が増大するおそれがある。特に、この炭素析出は、改質室の流入部において発生し易く、この流入部付近で炭素析出が発生した場合、燃料ガス（混合ガス）の流入部が閉塞されるおそれが生じる。
【０００７】
本発明の目的は、改質ハウジングの流入部に炭素析出が生じたとしても混合ガスを改質室に所要の通りに送給することができる改質装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に記載の改質装置は、改質用水を気化させるための気化器と、水蒸気を利用して燃料ガスを水蒸気改質するための改質器と、を具備する改質装置であって、
前記改質器は、改質室を規定する改質ハウジングと、前記改質ハウジングに充填された改質触媒とを備え、前記改質ハウジングは、燃料ガスと水蒸気との混合ガスが流入する複数の流入部を有しており、
前記改質ハウジングの前記複数の流入部に対応して、混合ガスを送給するための混合ガス分岐流路が並列的に設けられ、開状態の前記混合ガス分岐流路を通して混合ガスが前記改質器の前記改質室に供給されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載の改質装置では、前記改質ハウジングの前記複数の流入部に連通された複数の混合ガス分岐流路は、それらの１つが選択的に開状態となるように構成され、前記改質ハウジングの１つの流入部が閉塞状態になると、前記閉塞状態の前記流入部に接続された前記混合ガス分岐流路が閉状態になる一方、前記複数の混合ガス分岐流路のうち他の１つの混合ガス分岐流路が選択されて開状態となり、開状態の前記混合ガス分岐流路を通して混合ガスが供給されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項３に記載の改質装置では、前記改質ハウジングの前記複数の流入部に連通された複数の混合ガス分岐流路は、それの１つ又は２つ以上が開状態となるように構成され、前記改質ハウジングの１つ又は２つ以上の流入部が閉塞状態になると、前記閉塞状態の前記流入部に接続された前記混合ガス分岐流路が開状態に保たれた状態において、前記複数の混合ガス分岐流路のうち他の１つの混合ガス分岐流路が追加的に開状態となり、開状態のこれら混合ガス分岐流路を通して混合ガスが供給されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項４に記載の改質装置では、前記改質室に混合ガスを供給するための前記混合ガス分岐流路は、内側に配設された内側管部材及び前記内側管部材を覆う外側管部材からなる二重管部材を含み、前記二重管部材が前記気化器を通して前記改質器の前記改質室に連通され、前記二重管部材が前記混合ガス分岐流路の一部を構成することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項５に記載の改質装置では、前記気化器は、水を気化させるための気化室を規定する気化ハウジングを備え、前記気化ハウジング及び前記改質ハウジングは一体的に構成され、前記改質ハウジングの前記複数の流入部に対応して、前記気化器の前記気化室が仕切り壁により複数の気化分室に仕切られており、前記気化分室が前記混合ガス分岐流路の一部を構成することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項６に記載の改質装置では、前記改質器と前記気化器とが独立して配置され、前記改質ハウジングの前記複数の流入部と前記気化器とが分岐管部材を介して連通されており、前記分岐管部材が前記混合ガス分岐流路の一部を構成することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項７に記載の改質装置では、前記改質ハウジングの前記複数の流入部に関連して、前記複数の流入部における閉塞状態を検知するための閉塞検知手段が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
更に、本発明の請求項８に記載の改質装置では、前記閉塞検知手段は、燃料ガスを供給するための燃料ポンプと、燃料ガス供給流路を通して供給される燃料ガスの流量を計測する燃料流量計と、前記燃料ポンプの能力値に基づいて閉塞状態の判定を行う閉塞判定手段とを含み、前記燃料ポンプは、前記燃料流量計による計測流量が設定供給流量よりも少ないときに前記燃料ポンプの能力値を増大させて燃料ガスの供給量を増やすように制御され、前記閉塞判定手段は、前記燃料ポンプの前記能力値が異常能力値を超えると閉塞発生と判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１に記載の改質装置によれば、改質用水を気化させるための気化器と、水蒸気を利用して燃料ガスを水蒸気改質するための改質器とを備え、改質器の改質ハウジングは、燃料ガスと水蒸気との混合ガスが流入する複数の流入部を有し、これら複数の流入部に対応して混合ガス分岐流路が並列的に設けられているので、改質ハウジングの流入部にて炭素析出が発生した場合に、他の混合ガス分岐流路を利用して他の流入部を通して改質ハウジング内に混合ガスを供給することができ、従って、炭素析出の影響を抑えて長期にわたって安定して改質室に混合ガスを供給することができる。
【００１７】
また、本発明の請求項２に記載の改質装置によれば、改質ハウジングの複数の流入部に連通された複数の混合ガス分岐流路は、それらの１つが選択的に開状態となるように構成されているので、１つの流入部が炭素析出により閉塞状態になると、閉塞状態の流入部に接続された混合ガス分岐流路が閉状態になる一方、複数の混合ガス分岐流路のうち他の１つの混合ガス分岐流路が選択されて開状態となり、これにより、他の１つの混合ガス分岐流路を通して改質室に混合ガスを所要の通りに供給することができる。
【００１８】
また、本発明の請求項３に記載の改質装置によれば、改質ハウジングの複数の流入部に連通された複数の混合ガス分岐流路は、それの１つ又は２つ以上が開状態となるように構成されているので、改質ハウジングの１つ又は２つ以上の流入部が閉塞状態になると、閉塞状態の流入部に接続された混合ガス分岐流路が開状態に保たれた状態において、複数の混合ガス分岐流路のうち他の１つの混合ガス分岐流路が追加的に開状態となり、これにより、主として追加的に開状態となった混合ガス分岐流路を通して改質室に混合ガスを所要の通りに供給することができる。
【００１９】
また、本発明の請求項４に記載の改質装置によれば、混合ガス分岐流路が内側管部材及びこの内側管部材を覆う外側管部材からなる二重管部材を含み、この二重管部材が気化器を通して改質室に連通されているので、内側管部材の内側流路を通して例えば水蒸気（気化器を通して流れることにより水蒸気となる）を、また内側管部材と外側管部材との間の環状空間を通して例えば燃料ガスを供給することによって、混合ガスを改質室に供給することができる。
【００２０】
この場合、外側管部材の先端部が内側管部材よりも軸方向外側に突出するようにするのが望ましく、このように構成した場合、外側管部材の先端部の内側が混合空間として機能し、かかる混合空間にて、例えば内側管部材の内側空間を流れる水蒸気と、内側管部材と外側管部材との間の環状空間を流れる燃料ガスとが混合され、この混合ガスが導入部を通して改質室に供給される。
【００２１】
また、本発明の請求項５に記載の改質装置によれば、気化器の気化ハウジングと改質器の改質ハウジングとは一体的に構成され、改質ハウジングの複数の流入部に対応して、気化器の気化室が仕切り壁により複数の気化分室に仕切られているので、気化分室にて改質用水が気化されて水蒸気となり、この水蒸気と燃料ガスとが混合されて混合ガスとなり、このように生成された混合ガスが対応する流入部を通して改質室に供給される。
【００２２】
また、本発明の請求項６に記載の改質装置によれば、改質器と気化器とが独立して配置され、改質ハウジングの複数の流入部と気化器とが分岐管部材を介して連通されているので、気化室にて改質用水が気化されて水蒸気となり、この水蒸気と燃料ガスとが混合されて混合ガスとなり、かく生成された混合ガスが分岐管部材を通して対応する流入部を通して改質室に供給される。
【００２３】
また、本発明の請求項７に記載の改質装置によれば、改質ハウジングの複数の流入部に関連して閉塞検知手段が設けられているので、この閉塞検知手段によって、改質ハウジングの流入部における閉塞状態を検知することができる。
【００２４】
更に、本発明の請求項８に記載の改質装置によれば、閉塞検知手段は、燃料ガスを供給するための燃料ポンプと、燃料ガスの流量を計測する燃料流量計と、燃料ポンプの能力値に基づいて閉塞状態の判定を行う閉塞判定手段とを含み、この燃料ポンプは、燃料流量計による計測流量が設定供給流量よりも少ないときに燃料ポンプの能力値を増大させて燃料ガスの供給量を増やすように制御されるので、燃料ポンプの能力値に基づいて改質ハウジングの流入部における閉塞発生を検知することができる。即ち、燃料ポンプの能力値と改質ハウジングの流入部における閉塞状態との間に所定の関係があり、この能力値が大きくなって異常能力値を超えると閉塞発生と判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に従う改質装置の第１の実施形態を装備した燃料電池システムの一例を簡略的に示す全体図。
【図２】図１の燃料電池システムにおける改質装置及びそれに関連する構成を簡略的に示す簡略図。
【図３】図２の改質装置に用いられた二重管部材の一部を示す部分拡大断面図。
【図４】図１の燃料電池システムの制御系を示すブロック図。
【図５】図４の制御系による制御の流れを示すフローチャート。
【図６】本発明に従う改質装置の第２の実施形態及びそれに関連する構成を簡略的に示す簡略図。
【図７】本発明に従う改質装置の第３の実施形態及びそれに関連する構成を簡略的に示す簡略図。
【図８】燃料電池システムの制御系の他の実施形態を示すブロック図。
【図９】図８の制御系による制御の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に従う改質装置の種々の実施形態について説明する。まず、図１を参照して、本発明に従う改質装置の第１の実施形態を備えた燃料電池システムの一例について説明する。図１において、図示の燃料電池システム２は、燃料ガス（例えば、都市ガス）を水蒸気改質するための改質装置４と、改質装置４にて改質された改質ガス及び酸化材としての空気の酸化及び還元によって発電を行うセルスタック６と、酸化材としての空気をセルスタック６に送給するための空気ブロア８とを備えている。セルスタック６は、例えば、電気化学反応によって発電を行うための複数の固体酸化物形の燃料電池セルを配列して構成されている。セルスタック６の各燃料電池セルは、酸素イオンを伝導する固体電解質１０と、固体電解質１０の一方側（図１において右側）に設けられた燃料極１２と、固体電解質１０の他側（図１において左側）に設けられた酸素極１４とを備えている。
セルスタック６の燃料極１２側は、改質ガス送給流路１６を介して改質装置４に接続され、この改質装置４は、燃料ガス・水送給流路１７を介して燃料ガス供給流路１８及び水供給流路２０に接続されている。燃料ガス供給流路１８は、例えば、埋設管などの燃料ガス供給源（図示せず）に接続され、燃料ガス供給源からの燃料ガスは、後述するようにして燃料ガス供給流路１８を通して改質装置４に供給される。この燃料ガス供給流路１８には燃料ポンプ２２、脱硫器２４、開閉弁２６及び燃料流量計２８が配設されている。脱硫器２４は、燃料ガスに含まれている硫黄成分を除去し、燃料ポンプ２２は、燃料ガス供給流路１８を通して供給される燃料ガスを昇圧し、その回転数を制御することによって、燃料ガス供給流路１８を通して供給される燃料ガスの供給量が制御される。また、開閉弁２６は、燃料ガス供給流路１８を開閉し、燃料流量計２８は、燃料ガス供給流路１８を通して流れる燃料ガスの流量を計測する。
【００２７】
水供給流路２０は、例えば、純水タンクなどの改質用水供給源（図示せず）に接続され、改質用水供給源からの改質用水は、後述するようにしてこの水供給流路２０を通して改質装置４に供給される。水供給流路２０には水ポンプ３０が配設され、この水ポンプ３０は、改質用水を水供給流路２０を通して供給し、その回転数を制御することによって、水供給流路２０を通して供給される改質用水の供給量が制御される。
セルスタック６の空気極１４側は、空気送給流路３２を介して空気を予熱するための空気予熱器３４に接続され、この空気予熱器３４は、空気供給流路３６を介して空気ブロア８に接続され、空気ブロア８の回転数を制御することによって、空気供給流路３６を通して供給される空気の供給量が制御される。
セルスタック６の燃料極１２側及び空気極１４側の排出側には燃焼域４０が設けられ、この燃焼域４０にて、燃料極１２側から排出された反応燃料ガス（残余燃料ガスを含む）が空気極１４側から排出された空気（酸素を含む）により燃焼され、この燃焼熱を利用して改質器装置４が加熱される。この燃焼域４０は排気ガス流路４２を介して空気予熱器３４に接続され、この空気予熱器３４には排気ガス排出流路４４が接続されている。
この燃料電池システム２は、内部が断熱材によって覆われた電池ハウジング４６を更に備え、この電池ハウジング４６は、高温に保持される高温空間４８を規定し、この高温空間４８内に、改質装置４、セルスタック６及び空気予熱器３４が収納されている。
【００２８】
この燃料電池システム２の稼動運転は、例えば、次のようにして行われる。燃料ガス供給流路１８からの燃料ガス及び水供給流路２０からの改質用水は、後述するようにして燃料ガス・水送給流路１７を通して改質装置４に供給される。改質装置４においては、後述するようにして燃料ガスが水蒸気改質され、水蒸気改質された改質ガスが改質ガス送給流路１６を通してセルスタック６の燃料極１２側に供給される。また、空気ブロア８からの空気は、空気供給流路３６を通して空気予熱器３４に供給され、この空気予熱器３４において排気ガスとの間で熱交換されて加温された後に、空気送給流路３２を通してセルスタック６の空気極１４側に送給される。
【００２９】
セルスタック６においては、燃料極１２側では改質ガスが酸化され、その空気極１４側では空気中の酸素が還元され、燃料極１２側の酸化及び空気極１４側の還元による電気化学反応により発電が行われる。
【００３０】
セルスタック６の燃料極１２からの反応燃料ガス及び空気極１４側からの空気は燃焼域４０に排出され、空気中の酸素を利用して余剰の燃料ガスが燃焼される。燃焼域４０からの排気ガスは、排気ガス流路４２を通して空気予熱器３４に送給され、この空気予熱器３４において空気ブロア８からの空気との熱交換に用いられた後、排気ガス排出流路４４を通して大気に排出される。
この燃料電池システム２においては、改質装置４及びそれに関連する構成は、図２及び図３に示すように構成されている。主として図２及び図３を参照して更に説明すると、図示の改質装置４は、改質用水を気化させるための気化器５２と、燃料ガスを水蒸気改質するための改質器５４とを備えている。気化器５２は、気化空間５６を規定する気化ハウジング５８を備え、また改質器５４は、改質室６０を規定する改質ハウジング６２を備え、この改質ハウジング６２（改質室６０）内に水蒸気改質を促進するための改質触媒６４が充填されている。この形態では、気化ハウジング５８と改質ハウジング６２とが一端的に構成されて気化・改質ハウジング６４を構成し、この気化・改質ハウジング６４内に、気化空間４６と改質室６０を仕切るための仕切りプレート６６が設けられている。
【００３１】
この実施形態では、仕切りプレート６６には、その幅方向（図２において左下から右上の方向）に間隔をおいて流入開口（図示せず）（即ち、改質ハウジング６２の流入部を構成する）が３つ設けられ、各流入開口に混合ガス流路、即ち第１〜第３混合ガス流路６８，７０，７２が接続されている。燃料ガス供給流路１８の下流側は３つに分岐され、第１〜第３燃料ガス分岐流路１８ａ，１８ｂ，１８ｃが第１〜第３混合ガス流路６８，７０，７２に連通されている。また、水供給流路２０の下流側も３つに分岐され、第１〜第３水分岐流路２０ａ，２０ｂ，２０ｃが第１〜第３混合ガス流路６８，７０，７２に連通されている。
【００３２】
燃料ガス供給流路１８には、第１〜第３燃料ガス分岐流路１８ａ，１８ｂ，１８ｃへの燃料ガスの供給を制御するための燃料ガス供給制御手段７４（図４参照）が設けられ、この燃料ガス供給制御手段７４は、第１〜第３燃料ガス分岐流路１８ａ，１８ｂ，１８ｃに配設された第１〜第３燃料開閉弁７６，７８，８０から構成されている。第１〜第３燃料開閉弁７６，７８，８０は、例えば電磁開閉弁から構成され、開状態のときには燃料ガスの供給を許容し、閉状態になると燃料ガスの供給を遮断する。
【００３３】
また、水供給流路２０には、第１〜第３水分岐流路２０ａ，２０ｂ，２０ｃへの改質用水の供給を制御するための水供給制御手段８２（図４参照）が設けられ、この水供給制御手段８２は、第１〜第３水分岐流路２０ａ，２０ｂ，２０ｃに配設された第１〜第３水開閉弁８４，８６，８８から構成されている。第１〜第３水開閉弁８４，８６，８８も、例えば電磁開閉弁から構成され、開状態のときには改質用水の供給を許容し、閉状態になると改質用水の供給を遮断する。
【００３４】
この実施形態では、改質ハウジング６２の各流入開口（流入部）に接続された第１〜第３混合ガス流路６８，７０，７２が二重管部材９０から構成されている。この二重管部材９０は、内側に配設された内側管部材９２と、この内側管部材９２を覆うように外周側に配設された外側管部材９４とから構成され、内側管部材９２の内側の内側空間９６が、例えば第１燃料ガス分岐流路１８ａ（又は第２燃料ガス分岐流路１８ｂ，第３燃料ガス分岐流路１８ｃ）に連通され、また内側管部材９２と外側官部材９４との間の環状空間９８が、例えば第１水分岐流路２０ａ（又は第２水分岐流路２０ｂ，第３水分岐流路２０ｃ）に連通され、従って、二重管部材９０の内側空間９６を通して改質用水（換言すると、改質に用いる水蒸気）が送給され、その環状空間９８を通して燃料ガスが送給される。
【００３５】
この実施形態では、外側管部材９４の一端部（先端部）は、内側管部材９２の一端（先端）よりも軸方向（図３において左方）外方に突出し、この外側管部材９４の一端部の内側に円筒状空間１００（後述する記載から理解される如く、混合空間として機能する）が設けられている。二重管部材９０（第１〜第３混合ガス６８，７０，７２）は、気化器５２の気化空間５６を通って仕切りプレート６６まで延び、その外側管部材９４が仕切りプレート６６の対応する流入開口（流入部）に接続される。
【００３６】
このように構成されているので、二重管部材９０（内側空間９６）内を流れる改質用水は、気化空間５６の熱によって気化されて水蒸気となり、また二重管部材９０（環状空間９８）内を流れる燃料ガスは、気化空間５６の熱によって加熱され、これら水蒸気と燃料ガスとが円筒状空間１００にて所要の通りに混合されて混合ガスとなり、かかる混合ガスが仕切りプレート６６の流入開口（流入部）を通して改質器５４（改質室６０）に送給される。
【００３７】
上述した燃料電池システム２は、例えば、図４に示す制御系により作動制御される。主として図４を参照して、この燃料電池システム２は、燃料ポンプ２２などを作動制御するためのコントローラ１０２を備えている。例えばマイクロプロセッサなどから構成されるコントローラ１０２は、燃料ガス流量演算手段１０４、水流量演算手段１０６、空気流量演算手段１０８、能力値演算手段１１０、閉塞判定手段１１２、弁切換信号生成手段１１４、停止信号生成手段１１６、作動制御手段１１８及びメモリ手段１２０を含んでいる。燃料ガス流量演算手段１０４は、セルスタック６の発電出力に対応する燃料ガスの供給流量を演算し、水流量演算手段１０６は、セルスタック６の発電出力に対応する改質用水の供給流量を演算し、また空気流量演算手段１０８は、セルスタック６の発電電力に対応する空気の供給流量を演算する。メモリ手段１２０には、発電電力と燃料ガス、改質用水及び空気の供給流量との関係を示す発電電力−流量マップが登録されており、燃料ガス流量演算手段１０４、水流量演算手段１０６及び空気流量演算手段１０８は、この発電電力−流量マップを用いて燃料ガス、改質用水及び空気の供給流量を演算し、作動制御手段１１８は、演算した燃料ガス供給流量、水供給流量及び空気供給流量となるように燃料ポンプ２２、水ポンプ３０及び空気ブロア８を所要の通りに制御する。
【００３８】
また、能力値演算手段１１０は、燃料ポンプ２２の能力値を演算し、閉塞判定手段１１２は、能力値演算手段１１０により演算した能力値に基づいて改質ハウジング６２の流入開口付近（流入部）に炭素析出が生じで閉塞状態であるかを判定する。この形態では、燃料流量計２８は、燃料ガス供給流路１８を通して供給される燃料ガスの流量を計測し、この計測信号がコントローラ１０２に送給される。改質ハウジング６２の流入開口付近に炭素析出が発生した場合、この流入開口付近の流路抵抗が大きくなって燃料ガスの供給流量が減少するが、このとき、作動制御手段１１８は、燃料ガスの供給流量を増大させて所要流量（発電電力に対応した供給流量）となるように燃料ポンプ２２の回転数を上昇させるように制御し、このようにして燃料ポンプ２２の回転数が上昇するとその能力値が大きくなる。
【００３９】
この実施形態では、通常状態（換言すると、改質ハウジング６２の流入開口付近に炭素析出が発生していない状態）のときには、燃料ポンプ２２は、定格出力の例えば２０％程度の能力値でもって運転されるように構成され、この流入開口付近の炭素析出により流路抵抗が上昇すると、この流路抵抗の上昇に伴い燃料ポンプ２２の能力値も上昇する。そして、この燃料ポンプ２２の能力値が異常能力値（この形態では、定格出力の例えば８０％程度に設定される）まで上昇すると、改質ハウジング６２の流入開口（流入部）付近が炭素析出によりほとんど閉塞された状態となる。この形態では、燃料ポンプ２２の異常能力値として８０％が設定され、この異常能力値がメモリ手段１２０に登録され、閉塞判定手段１１２は、この異常能力値と能力値演算手段１１０により演算された能力値とを比較し、この演算能力値が異常能力値以上になると閉塞発生と判定する。
【００４０】
更に、弁切換信号生成手段１１４は、閉塞判定手段１１２が後述するようにして閉塞発生と判定した（具体的には、一つ目と二つ目の流入開口付近が閉塞状態となった）ときに弁切換信号を生成し、また停止信号生成手段１１６は、閉塞判定手段１１２が後述するようにして閉塞発生と判定した（具体的には、３つ目の流入開口付近が閉塞状態となった）ときに停止信号を生成する。作動制御手段１１８は、燃料ポンプ２２，水ポンプ３０及び空気ブロア８を作動制御するとともに、燃料ガス供給制御手段７４（第１〜第３燃料開閉弁７６〜８０）及び水供給制御手段８２（第１〜第３水開閉弁８４〜８８）を後述するように開閉制御する。
【００４１】
上述した燃料電池システム２の稼働運転は、例えば、次のように行われる。主として図４とともに図５を参照して、燃料電池システム２を稼働運転したときは、燃料ガス供給制御手段７４及び水供給制御手段８２は、第１混合ガス流路６８を通して混合ガスを供給する第１切換状態に設定される（ステップＳ１）。即ち、作動制御手段１１８は、第１燃料開閉弁７６を開状態にする（第２及び第３燃料開閉弁７８，８０は閉状態に保持される）とともに、第１水開閉弁８４を開状態に保持する（第２及び第３水開閉弁８６，８８は閉状態に保持される）。
【００４２】
この第１切換状態においては、燃料ガス供給流路１８からの燃料ガスは、第１燃料ガス分岐流路１８ａ及び第１混合ガス流路６８（具体的には、二重管部材９０の環状空間９８）を通して供給され、また水供給流路２０からの改質用水は、第１水分岐流路２０ａ及び第１混合ガス流路６８（具体的には、二重管部材９０の内側空間９６）を通して供給される。従って、第１混合ガス流路６８（内側空間９６）を流れる改質用水は、気化空間５６を通して流れることにより気化されて水蒸気となり、また第１混合ガス流路６８（環状空間９８）を流れる燃料ガスは、気化空間５６を通して流れることにより加熱され、この水蒸気及び燃料ガスが外側管部材９４の一端側の混合空間１００にて混合されて改質ハウジング６２の流入開口（図示せず）を通して改質器５４の改質室６０に供給される。このように供給されるので、第１燃料ガス分岐流路１８ａ、第１水分岐流路２０ａ及び第１混合ガス流路６８が、混合ガスを改質器６２に送給するための第１混合ガス分岐流路を構成し、かかる第１混合ガス分岐流路を通して混合ガスが改質ハウジング６２の一側端側の流入部（第１流入部を構成する）から改質室６０に送給される。尚、このように供給された混合ガスは、改質室６０にて水蒸気を利用して水蒸気改質され、水蒸気改質された改質ガスが下流側のセルスタック６に送給される。
【００４３】
そして、このように改質ガスがセルスタック６に送給されて燃料電池システム２の発電運転が上述したように行われる（ステップＳ２）。この発電運転中においては、能力値演算手段１１０は、燃料ポンプ２２の出力状態から能力値を演算し（ステップＳ３）、閉塞判定手段１１２は、演算した能力値に基づいて閉塞状態が発生しているかを判定する（ステップＳ４）。
【００４４】
閉塞判定手段１１２は、メモリ手段１２０から異常能力値（例えば、８０％）を読出し、能力値演算手段１１０により演算された燃料ポンプ２２の能力値と異常能力値とを比較する。そして、この演算能力値が異常能力値以上になると、ステップＳ５からステップＳ６に進み、閉塞判定手段１１２は炭素析出による閉塞状態が発生しているとして閉塞発生と判定する。尚、演算能力値が異常能力値より小さいときには閉塞状態が発生しておらず、このときには、ステップＳ５からステップＳ２に戻り、第１切換状態での発電運転が継続して行われる。
【００４５】
改質器５４の第１流入部（図示せず）が閉塞状態となってステップＳ７に進むと、弁切換信号生成手段１１４は弁切換信号を生成し、燃料ガス供給制御手段７４及び水供給制御手段８２は、第２混合ガス流路７０を通して混合ガスを供給する第２切換状態に切り換えられる（ステップＳ８）。即ち、作動制御手段１１８は、第２燃料開閉弁７８を開状態にする（第１及び第３燃料開閉弁７６，８０は閉状態に保持される）とともに、第２水開閉弁８６を開状態に保持する（第１及び第３水開閉弁８４，８８は閉状態に保持される）。
【００４６】
この第２切換状態においては、上述した記載から容易に理解される如く、燃料ガス供給流路１８からの燃料ガスは、第２燃料ガス分岐流路１８ｂ及び第２混合ガス流路７０（二重管部材９０の環状空間９８）を通して供給され、また水供給流路２０からの改質用水は、第２水分岐流路２０ｂ及び第２混合ガス流路７０（二重管部材９０の内側空間９６）を通して供給され、このようにして気化器５２の気化空間５６を通して流れることにより、改質用水は気化されて水蒸気となり、この水蒸気及び燃料ガスが混合空間１００にて混合された後に改質ハウジング６２の流入開口（図示せず）を通して改質器５４に供給される。このように供給されるので、第２燃料ガス分岐流路１８ｂ、第２水分岐流路２０ｂ及び第２混合ガス流路７０が、混合ガスを改質器６２に送給するための第２混合ガス分岐流路を構成し、かかる第２混合ガス分岐流路を通して混合ガスが改質ハウジング６２の中央部の流入部（第２流入部を構成する）から改質室６０に送給される。
【００４７】
そして、改質器５４にて水蒸気改質された改質ガスがセルスタック６に送給されて燃料電池システム２の発電運転が上述したように行われる（ステップＳ９）。この発電運転中においては、上述したと同様に、能力値演算手段１１０は、燃料ポンプ２２の出力状態から能力値を演算し（ステップＳ１０）、閉塞判定手段１１２は、演算した能力値に基づいて閉塞状態が発生しているかを判定する（ステップＳ１１）。
【００４８】
そして、この演算能力値が異常能力値（例えば、８０％）以上になると、ステップＳ１２からステップＳ１３に進み、閉塞判定手段１１２は炭素析出による閉塞状態が発生しているとして閉塞発生と判定する。かく閉塞発生と判定されると、弁切換信号生成手段１１４は弁切換信号を生成し（ステップＳ１４）、この弁切換信号に基づいて、燃料ガス供給制御手段７４及び水供給制御手段８２は、第３混合ガス流路７２を通して混合ガスを供給する第３切換状態に切り換えられる（ステップＳ１５）。即ち、作動制御手段１１８は、第３燃料開閉弁８０を開状態にする（第１及び第２燃料開閉弁７６，７８は閉状態に保持される）とともに、第３水開閉弁８８を開状態に保持する（第１及び第２水開閉弁８４，８６は閉状態に保持される）。
【００４９】
この第３切換状態においては、燃料ガス供給流路１８からの燃料ガスは、第３燃料ガス分岐流路１８ｃ及び第３混合ガス流路７０（二重管部材９０の環状空間９８）を通して供給され、また水供給流路２０からの改質用水は、第３水分岐流路２０ｃ及び第２混合ガス流路７０（二重管部材９０の内側空間９６）を通して供給され、このようにして気化器５２の気化空間５６を通して流れることにより、改質用水は気化されて水蒸気となり、この水蒸気及び燃料ガスが混合空間１００にて混合された後に改質ハウジング６２の流入開口（図示せず）を通して改質器５４に供給される。このように供給されるので、第３燃料ガス分岐流路１８ｃ、第３水分岐流路２０ｃ及び第２混合ガス流路７０が、混合ガスを改質器６２に送給するための第３混合ガス分岐流路を構成し、かかる第３混合ガス分岐流路を通して混合ガスが改質ハウジング６２の他側端側の流入部（第３流入部を構成する）から改質室６０に送給される。
【００５０】
そして、水蒸気改質された改質ガスがセルスタック６に送給されて燃料電池システム２の発電運転が上述したように行われる（ステップＳ１６）。この発電運転中においては、ステップＳ１６からステップＳ１９が繰り返し遂行され、上述したと同様にして閉塞状態の判定が行われる。
【００５１】
そして、この演算能力値が異常能力値（例えば、８０％）以上になると、ステップＳ１９からステップＳ２０に進み、閉塞判定手段１１２は炭素析出による閉塞状態が発生しているとして閉塞発生と判定する。かく閉塞発生と判定されると、改質器５４の全ての流入部（第１〜第３流入部）が閉塞状態となり、この場合、停止信号生成手段１１６が停止信号を生成し（ステップＳ２１）、この停止信号に基づいて、作動制御手段１１８は燃料電池システム２を運転停止する。
【００５２】
次いで、図６を参照して、本発明に従う改質装置の第２の実施形態について説明する。尚、以下の実施形態において、上述した第１の実施形態と実質上同一の部材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００５３】
図６において、この第２の実施形態の改質装置４Ａは、気化器５２Ａと改質器５４Ａを備え、気化器５２Ａは、気化室５６Ａを規定する気化ハウジング５８Ａを備え、また改質器５４Ａは、改質室６０Ａを規定する改質ハウジング６２Ａを備え、気化ハウジング５８Ａ及び改質ハウジング６２Ａが一体的に構成されて気化・改質ハウジングを構成し、気化・改質ハウジング内に配設された仕切りプレート６６Ａ（例えば、多数の貫通孔を有するパンチングプレートから構成される）により気化室５６Ａと改質室６０Ａとに仕切られている。
【００５４】
この第２の実施形態では、気化器５２Ａの気化室５６Ａにて改質用水の気化が行われ、また気化された水蒸気と燃料ガスとの混合が行われるように構成されている。このことに関連して、気化器５２Ａの気化室５６Ａが、幅方向（図６において上下方向）に間隔をおいて配設された仕切り壁１３２，１３４により３つの気化分室、即ち第１〜第３気化分室５６ａ，５６ｂ，５６ｃに仕切られ、仕切りプレート６６Ａの第１気化分室５６ａに位置する部位が改質ハウジング６２Ａの第１流入部として機能し、その第２気化分室５６ｂ（又は第３気化分室５６ｃ）に位置する部位が改質ハウジング６２Ａの第２流入部（又は第３流入部）として機能する。
【００５５】
この第２の実施形態でも、燃料ガス供給流路１８の下流側は３つに分岐され、第１〜第３燃料ガス分岐流路１８ａ，１８ｂ，１８ｃが気化器５２Ａの対応する第１〜第３気化分室５６ａ，５６ｂ，５６ｃに連通されている。また、水供給流路２０の下流側も３つに分岐され、第１〜第３水分岐流路２０ａ，２０ｂ，２０ｃが気化器５２Ａの対応する第１〜第３気化分室５６ａ，５６ｂ，５６ｃに連通されている。
【００５６】
また、上述した第１の実施形態と同様に、燃料ガス供給流路１８には、第１〜第３燃料ガス分岐流路１８ａ，１８ｂ，１８ｃへの燃料ガスの供給を制御するための燃料ガス供給制御手段７４（図４参照）が設けられ、この燃料ガス供給制御手段７４は、第１〜第３燃料ガス分岐流路１８ａ，１８ｂ，１８ｃに配設された第１〜第３燃料開閉弁７６，７８，８０から構成されている。また、水供給流路２０には、第１〜第３水分岐流路２０ａ，２０ｂ，２０ｃへの改質用水の供給を制御するための水供給制御手段８２（図４参照）が設けられ、この水供給制御手段８２は、第１〜第３水分岐流路２０ａ，２０ｂ，２０ｃに配設された第１〜第３水開閉弁８４，８６，８８から構成されている。この第２の実施形態においけるその他の構成は、上述の第１の実施形態と実質上同一である。
【００５７】
この第２の改質装置４Ａにおいては、例えば、第１切換状態のときに、燃料ガス供給制御手段７４の第１燃料開閉弁７６が開状態に保持される（このとき、第２及び第３燃料開閉弁７８，８０は閉状態に保持される）とともに、水供給制御手段８２の第１水開閉弁８４が開状態に保持される（このとき、第２及び第３水開閉弁８６，８８は閉状態に保持される）。従って、燃料ガス供給流路１８からの燃料ガスは、第１燃料ガス分岐流路１８ａを通して気化器５２Ａの第１気化分室５６ａ供給され、また水供給流路２０からの改質用水は、第１水分岐流路２０ａを通してこの第１気化分室５６ａに供給される。そして、この第１気化分室５６ａに供給された改質用水は、気化されて水蒸気となり、この第１気化分室５６ａにて加熱された燃料ガスと混合されて混合ガスとなり、この混合ガスが第１流入部から改質器５４Ａの改質室６０Ａに供給される。このように送給されるので、第１燃料ガス分岐流路１８ａ、第１水分岐流路２０ａ及び第１気化分室５６ａが第１混合ガス分岐流路を構成する。
【００５８】
また、第２切換状態のときには、燃料ガス供給制御手段７４の第２燃料開閉弁７８及び水供給制御手段８２の第２水開閉弁８６が開状態に保持され、燃料ガス供給流路１８からの燃料ガスは、第２燃料ガス分岐流路１８ｂを通して気化器５２Ａの第２気化分室５６ｂ供給され、また水供給流路２０からの改質用水は、第２水分岐流路２０ｂを通してこの第２気化分室５６ｂに供給され、この第２気化分室５６ｂにて混合された混合ガスが第２流入部から改質器５４Ａの改質室６０Ａに供給され、第２燃料ガス分岐流路１８ｂ、第２水分岐流路２０ｂ及び第２気化分室５６ｂが第２混合ガス分岐流路を構成する。
【００５９】
更に、第３切換状態のときには、燃料ガス供給制御手段７４の第３燃料開閉弁８０及び水供給制御手段８２の第３水開閉弁８８が開状態に保持され、燃料ガス供給流路１８からの燃料ガスは、第３燃料ガス分岐流路１８ｃを通して気化器５２Ａの第３気化分室５６ｃ供給され、また水供給流路２０からの改質用水は、第３水分岐流路２０ｃを通してこの第３気化分室５６ｃに供給され、この第３気化分室５６ｃにて混合された混合ガスが第３流入部から改質器５４Ａの改質室６０Ａに供給され、第３燃料ガス分岐流路１８ｃ、第３水分岐流路２０ｃ及び第３気化分室５６ｃが第３混合ガス分岐流路を構成する。
【００６０】
この第３の実施形態の改質装置４Ａにおいても、相互に並列的に配設された第１〜第３混合ガス分岐流路が選択的に切り換られて改質器５４Ａの改質室６０Ａに混合ガスが供給されるので、第１の実施形態と同様の作用効果が達成される。
【００６１】
次に、図７を参照して、本発明に従う改質装置の第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態では、気化器と改質器とが別個に構成され、気化器にて生成された混合ガスが改質器に送給されるように構成されている。
【００６２】
図７において、この第３の実施形態の改質装置４Ｂでは、気化器５２Ｂと改質器５４Ｂとが別体に構成され、気化器５２Ｂと改質器５４Ｂとがガス送給流路１４２を規定する分岐管部材１５２を介して接続されている。改質器５４Ｂの改質ハウジング６０Ｂには、その幅方向に間隔をおいて３つの流入開口（図示せず）（流入部を構成する）が設けられ、このことに対応して、ガス送給流路１４２（分岐管部材１５２）の下流側は３つに分岐され、第１〜第３ガス分岐流路１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ（第１〜第３分岐管部により規定される）が、改質ハウジング６２Ｂの対応する流入開口（流入部）に接続されている。
【００６３】
また、ガス送給流路１４２には、第１〜第３ガス分岐流路１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃへの混合ガスの供給を制御するための混合ガス供給制御弁１４４が設けられ、この混合ガス供給制御弁１４４は、第１〜第３ガス分岐流路１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃに配設された第１〜第３開閉弁１４６，１４８，１５０から構成されている。この場合、燃料ガス供給流路１８及び水供給流路２０は気化器５２Ｂの気化ハウジング５８Ｂに接続される。この第３の実施形態のその他の構成は、上述した第１の実施形態と実質上同一である。
【００６４】
この第３の改質装置４Ｂにおいては、例えば、第１切換状態のときに、混合ガス供給制御弁１４４の第１開閉弁１４６が開状態に保持される（このとき、第２及び第３開閉弁１４８，１５０は閉状態に保持される）。燃料ガスは燃料ガス供給流路１８を通して気化器５２Ｂに供給され、また改質用水は水供給流路２０を通して気化器５２Ｂに供給される。気化器５２Ｂでは、改質用水が気化されて水蒸気となり、この気化器５２Ｂで加熱された燃料ガスと混合されて混合ガスとなり、この混合ガスがガス送給流路１４２の第１ガス分岐流路１４２ａを通して改質器５６Ｂに供給され、この第１ガス分岐流路１４２ａが第１混合ガス分岐流路として機能する。
【００６５】
また、第２切換状態のときには、混合ガス供給制御弁１４４の第２開閉弁１４８が開状態に保持される（このとき、第１及び第３開閉弁１４６，１５０は閉状態に保持される）。従って、気化器５２Ｂからの混合ガスは、ガス送給流路１４２の第２ガス分岐流路１４２ｂを通して改質器５６Ｂに供給され、この第２ガス分岐流路１４２ｂが第２混合ガス分岐流路として機能する。
【００６６】
更に、第３切換状態のときには、混合ガス供給制御弁１４４の第３開閉弁１５０が開状態に保持される（このとき、第１及び第２開閉弁１４６，１４８は閉状態に保持される）。従って、気化器５２Ｂからの混合ガスは、ガス送給流路１４２の第３ガス分岐流路１４２ｃを通して改質器５６Ｂに供給され、この第３ガス分岐流路１４２ｃが第３混合ガス分岐流路として機能する。
【００６７】
この第３の実施形態の改質装置４Ｂにおいても、相互に並列的に配設された第１〜第３混合ガス分岐流路が選択的に切り換られて改質器５４Ｂに混合ガスが供給されるので、第１の実施形態と同様の作用効果が達成される。
【００６８】
第１（第２）の実施形態の改質装置４（４Ａ）では、第１〜第３混合ガス分岐流路の１つを選択的に開状態にするように制御しているが、このような制御に代えて、例えば次のように開閉制御するようにしてもよく、このような制御は、上述の第３の実施形態にも同様に適用することができる。
【００６９】
燃料電池システム２の制御系の変形態様を示す図８及び図９において、この制御系では、コントローラ１０２Ｃは、弁切換信号生成手段１１４に代えて、開放信号を生成する開放信号生成手段１６２を備え、このことに関連して、異常能力値として例えば５０％がメモリ手段１２０に登録される。この変形形態の制御系のその他の構成は、上述した第１の実施形態と実質上同一である。
【００７０】
この制御系による燃料電池システムの発電運転は、例えば、次のように行われる。燃料電池システム２を稼働運転したときは、燃料ガス供給制御手段７４及び水供給制御手段８２は、第１混合ガス流路６８を通して混合ガスを供給する第１切換状態に設定される（ステップＳ３１）。即ち、第１燃料開閉弁７６が開状態に保持される（第２及び第３燃料開閉弁７８，８０は閉状態に保持される）とともに、第１水開閉弁８４が開状態に保持され（第２及び第３水開閉弁８６，８８は閉状態に保持される）、燃料ガス供給流路１８からの燃料ガス及び水供給流路２０からの改質用水は、混合ガスとなって第１混合ガス分岐流路を通して改質器６２（６２Ａ）に送給され、この改質器６２（６２Ａ）にて水蒸気改質された改質ガスが下流側にセルスタック６に送給される。
【００７１】
そして、このように改質ガスがセルスタック６に送給されて燃料電池システム２の発電運転が行われ（ステップＳ３２）、この発電運転中においては、能力値演算手段１１０は、燃料ポンプ２２の出力状態から能力値を演算し（ステップＳ３３）、閉塞判定手段１１２は、演算した能力値に基づいて閉塞状態が発生しているかを判定する（ステップＳ４４）。これらステップＳ３２〜ステップＳ３５における稼働動作は、第１の実施形態におけるステップＳ２〜ステップＳ５における稼働動作と実質上同一である。
【００７２】
この変形形態では、燃料ポンプ２２の異常能力値として定格出力の５０％が設定され、能力値演算手段１１０による演算能力値が異常能力値（例えば、５０％）以上になると、ステップＳ３５からステップＳ３６に進み、閉塞判定手段１１２は炭素析出による閉塞状態がある程度発生しているとして閉塞発生と判定する。
【００７３】
このように閉塞発生と判定されると、弁開放信号生成手段１６２は弁開放信号を生成し、燃料ガス供給制御手段７４及び水供給制御手段８２は、第１混合ガス分岐流路に加えて第２混合ガス分岐流路を通して混合ガスを改質器６２（６２Ａ）に供給する第２切換状態に切り換えられる（ステップＳ３８）。即ち、第１燃料開閉弁７６が開状態に保持された状態において第２燃料開閉弁７８が開状態に保持される（第３燃料開閉弁８０は閉状態に保持される）とともに、第１水開閉弁８４が開状態に保持された状態において第２水開閉弁８６が開状態に保持される（第３水開閉弁８８は閉状態に保持される）。
【００７４】
この第２切換状態においては、燃料ガス供給流路１８からの燃料ガス及び水供給流路２０からの改質用水は、混合ガスとなって第１及び第２混合ガス分岐流路を通して改質器６２（６２Ａ）に供給され、このような混合ガスの供給状態でもって燃料電池システムの発電運転が行われる（ステップＳ３９）。
【００７５】
この発電運転中においては、上述したと同様に、能力値演算手段１１０は、燃料ポンプ２２の出力状態から能力値を演算し（ステップＳ４０）、閉塞判定手段１１２は、演算した能力値に基づいて閉塞状態が発生しているかを判定し（ステップＳ４１）、この演算能力値が異常能力値（例えば、５０％）以上になると、ステップＳ４２からステップＳ４３に進み、閉塞判定手段１１２は閉塞状態が発生しているとして閉塞発生と判定する。
【００７６】
かく閉塞発生と判定されると、弁開放信号生成手段１６２は弁開放信号を生成し（ステップＳ４４）、この弁開放信号に基づいて、燃料ガス供給制御手段７４及び水供給制御手段８２は、第１〜第３混合ガス分岐流路を通して混合ガスを改質器６２（６２Ａ）に供給する第３切換状態に切り換えられる（ステップＳ４５）。即ち、第１及び第２燃料開閉弁７６，７８が開状態に保持された状態において第３燃料開閉弁８０が開状態に保持されるとともに、第１及び第２水開閉弁８４，８６が開状態に保持された状態において第３水開閉弁８８が開状態に保持される。
【００７７】
この第３切換状態においては、燃料ガス供給流路１８からの燃料ガス及び水供給流路２０からの改質用水は、混合ガスとなって第１〜第３混合ガス分岐流路を通して改質器６２（６２Ａ）に供給され、このような供給状態において燃料電池システムの発電運転が上述したように行われる（ステップＳ４６）。
【００７８】
そして、この演算能力値が異常能力値（例えば、５０％）以上になると、ステップＳ４９からステップＳ５０に進み、閉塞判定手段１１２は、改質器６２（６２Ａ）の流入部の全てにおいて閉塞状態が発生しているとして閉塞発生と判定し、この判定に基づいて、停止信号生成手段１１６が停止信号を生成し（ステップＳ５１）、この停止信号に基づいて、作動制御手段１１８は燃料電池システム２を運転停止する。尚、停止信号生成手段１１６が停止信号を生成するときの異常能力値については、５０％に代えて、第１の実施形態と同様の８０％に設定するようにしてもよい。
【００７９】
この変形形態の制御系による制御を採用した場合、第１混合ガス分岐流路を通しての混合ガスの送給は、燃料電池システムの稼働運転中において常時行われるので、第１燃料ガス分岐流路１８ａに配設される第１燃料開閉弁７６と第１水分岐流路２０ａに配設される第１水開閉弁８４とを省略することができる。
【００８０】
以上、本発明に従う改質装置の各種実施形態を燃料電池システムに適用して説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【００８１】
例えば、上述した実施形態では、改質器に混合ガスを送給するための３つの混合ガス分岐流路を備えたものに適用して説明したが、このような構成に限定されず、２つ又は４つ以上の混合ガス分岐流路を備えたものに同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００８２】
２  燃料電池システム
４，４Ａ，４Ｂ  改質装置
１８  燃料ガス供給流路
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ  燃料ガス分岐流路
２０  水供給流路
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  水分岐流路
２２  燃料ポンプ
２８  燃料流量計
５２，５２Ａ，５２Ｂ  気化器
５４，５４Ａ，５４Ｂ  改質器
５６ａ，５６ｂ，５６ｃ  気化分室
５８，５８Ａ，５８Ｂ  気化ハウジング
６２，６２Ａ，６２Ｂ  改質ハウジング
６８，７０，７２  混合ガス流路
７４  燃料ガス供給制御手段
７６，７８，８０  燃料開閉弁
８２  水供給制御手段
８４，８６，８８  水開閉弁
９０  二重管部材
１０２，１０２Ｃ  コントローラ
１１０  能力値演算手段
１１２  閉塞判定手段
１１４  切換信号生成手段
１１６  停止信号生成手段
１１８  作動制御手段
１６２  弁開放信号生成手段
【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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