JP2003288930A

JP2003288930A - 燃料処理装置

Info

Publication number: JP2003288930A
Application number: JP2002090361A
Authority: JP
Inventors: Keisen So; 慶泉蘇
Original assignee: Ebara Ballard Corp
Current assignee: Ebara Ballard Corp
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2003-10-10
Anticipated expiration: 2022-03-28
Also published as: JP4128792B2

Abstract

(57)【要約】【課題】不活性ガスのパージを行わずに、充填触媒の
劣化を起こさずに、安全かつ経済的に停止する燃料処理
装置１０１を提供する。【解決手段】水蒸気Ｓと共に供給される原料ガスＧ１
を処理してＨ_２を主成分とする燃料ガスに改質する燃料
処理装置において、原料ガスをＨ_２とＣＯとを主成分と
する改質ガスＧ２とする改質部２と、改質ガスのＣＯ含
有量を減少させる変成部３と、改質部と変成部とを内部
に収納する収納容器４１と、収納容器の内部と外部との
間を、ガスの連通がないように遮断する遮断手段２８、
２９、３０と、原料ガスと水蒸気の流量を制御する制御
手段２１であって、水蒸気と共に供給されていた原料ガ
スの供給が停止された後にも所定の時間だけ水蒸気の供
給を継続し、水蒸気の供給停止ときに原料ガスの供給を
再開し所定の時間だけ原料ガスの供給を継続し、原料ガ
スの供給停止ときに遮断手段を作動させる制御手段とを
備える燃料処理装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メタン等炭化水素
を主成分とする原料ガスを改質して水素を主成分とする
改質ガスを生成させる燃料処理装置に関し、特に原料ガ
ス流量が毎時１０ｍ^３以下の小型の燃料処理装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、燃料処理装置により炭化水素を主
成分とする燃料ガスから水素を主成分とする改質ガスを
製造し、製造した改質ガスを燃料電池に供給して発電す
る燃料電池発電システムが開発、実用化されてきてい
る。用いる燃料電池がリン酸型燃料電池の場合、燃料処
理装置は主に改質触媒を充填し炭化水素の水蒸気改質反
応によって水素とＣＯを生成する改質部と、変成触媒を
充填し改質反応によって生成したＣＯをＣＯ変成反応に
よって水素とＣＯ_２に変成する変成部からなる。また、
用いる燃料電池が固体高分子型燃料電池の場合には、燃
料処理装置は前述の改質部と変成部に加え、選択酸化触
媒を充填しＣＯ変成反応後ガス中に残留するＣＯを空気
を用いて選択酸化する選択酸化部を設けてなる。

【０００３】前述の燃料電池発電システムあるいは燃料
処理装置を停止するときに、燃料処理装置内に保持され
ている改質ガスをパージしなければならない。そして、
パージ後に各触媒の被毒や劣化を起こさないようなガス
を封入するのがよい。従来から、窒素等の不活性ガスを
パージ用ガスとして用いるのが一般的であるが、この場
合、不活性ガスの供給手段を設ける必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、燃料電池発
電システムの発電規模が５０ｋＷ以下、あるいは燃料処
理装置に供給する原料ガスの流量が毎時１０ｍ^３以下の
ような小規模の燃料電池発電システムあるいは燃料処理
装置は、いわゆる分散発電設備として広くオフィス、店
舗や家庭に分散設置されるので、用いるパージガスの管
理や補充の面からして窒素等不活性ガスを用いる方式は
現実的ではない。

【０００５】また、小型の燃料処理装置の場合、高熱効
率化及びコンパクト化を図るために前述の改質部と変成
部を、場合によっては選択酸化部をも含めて一体化する
ことが一般的である。しかし、このような一体化構造の
燃料処理装置には、停止作動時の装置内パージは各部を
それぞれ独立して行うことができない制約がある。

【０００６】また、燃料処理装置を停止するときに、各
触媒とりわけ改質触媒が急激に冷えると熱的応力が発生
する。このような状態で燃料処理装置の起動・停止を繰
り返すと各触媒とりわけ改質触媒の粉化が起こり、その
結果、触媒が劣化するおそれがある。

【０００７】そこで本発明は、不活性ガスを用いたパー
ジを行わずに、充填触媒の劣化を起こすことなく、安全
にしかも経済的に停止することができる燃料処理装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題に鑑
み、本発明者が鋭意研鑽を重ねた結果、水蒸気と原料ガ
スとを利用した停止作動時の冷却手段及びパージ手段を
有する燃料処理装置を発明するに至った。具体的には、
以下に示す通りである。

【０００９】上記目的を達成するために請求項１に係る
発明による燃料処理装置１０１は、例えば図１に示すよ
うに、水蒸気Ｓと共に供給される原料ガスＧ１を処理し
て水素を主成分とする燃料ガスＧ２に改質する燃料処理
装置１０１において；原料ガスＧ１を水素と一酸化炭素
とを主成分とする改質ガスＧ２に改質する改質部２と；
改質ガスＧ２を変成して該改質ガスＧ２中の一酸化炭素
含有量を減少させる変成部３と；改質部２と変成部３と
を内部に収納する収納容器４１と；収納容器４１の内部
と外部との間を、ガスの連通がないように遮断する遮断
手段２６、２７、２８、２９、３０と；原料ガスＧ１と
水蒸気Ｓの流量を制御する制御手段２１であって、水蒸
気Ｓと共に供給されていた原料ガスＧ１の供給が停止さ
れた後にも所定の時間（Ｔ２−Ｔ１）（図２参照）だけ
水蒸気Ｓの供給を継続し、水蒸気Ｓの供給を停止した際
に原料ガスＧ１の供給を再開し所定の時間（Ｔ３−Ｔ
２）（図２参照）だけ原料ガスＧ１の供給を継続し、原
料ガスＧ１の供給を停止した際に遮断手段２６、３０を
作動させる制御手段２１とを備える。

【００１０】このように構成すると、改質部２と、変成
部３とを備えるので、供給された原料ガスＧ１を水素と
一酸化炭素とを主成分とする改質ガスＧ２に改質し、変
成することができ、さらに収納容器４１と、遮断手段２
６、２７、２８、２９、３０と、制御手段２１とを備え
るので、制御手段２１によって以下の制御を行うことが
できる。すなわち、水蒸気Ｓと共に供給されていた原料
ガスＧ１の供給が停止された後にも所定の時間（Ｔ２−
Ｔ１）（図２参照）だけ水蒸気Ｓの供給を流量制御しな
がら継続し、さらに、水蒸気Ｓの供給を停止した際に原
料ガスＧ１の供給を再開し、所定の時間（Ｔ３−Ｔ２）
（図２参照）だけ原料ガスＧ１の供給を流量制御しなが
ら継続し、次に原料ガスＧ１の供給を停止した際に遮断
手段２６、３０を作動させ、収納容器４１の内部と外部
との間を、ガスの連通がないように遮断することができ
る。なお、水蒸気Ｓの流量を制御するとは、例えば水蒸
気Ｓを水蒸気供給部６により、蒸気供給部６に供給され
た水Ｗから発生させて供給する場合、水蒸気供給部６に
供給する水Ｗの量を制御することにより発生し供給され
る水蒸気Ｓの流量を制御する場合を含むものとする。

【００１１】水蒸気Ｓと共に供給されていた原料ガスＧ
１の供給が停止された後にも所定の時間（Ｔ２−Ｔ１）
だけ水蒸気Ｓの供給を流量制御しながら継続することに
より、改質部２、変成部３を冷却すると共に改質部２、
変成部３内に残留している改質ガスＧ２をパージするこ
とができる。水蒸気Ｓの供給を停止した際に原料ガスＧ
１の供給を再開し所定の時間（Ｔ３−Ｔ２）だけ原料ガ
スＧ１の供給を流量制御しながら継続することにより、
改質部２、変成部３内に残留する水蒸気Ｓが改質部２、
変成部３内で凝縮することを防ぐことができる。次に、
原料ガスＧ１の供給を停止した際に遮断手段２６、３０
を作動させ、収納容器４１の内部と外部との間を、ガス
の連通がないように遮断することができ、外気等の収納
容器４１の内部への逆流を防止し、改質部２、変成部３
の内部に異物（水分、カーボン等）等が存在しないよう
にし、次の燃料処理装置１０１のスムーズな起動に備え
ることができる。なお、収納容器４１は、改質部２と変
成部３とを一体に収納してもよいし、また、収納容器４
１は、改質部２と変成部３とを別々に収納し、改質部２
と変成部３とは改質されたガスＧ２を移送する配管で接
続されていてもよい。

【００１２】水蒸気Ｓの供給が継続される所定の時間
（Ｔ２−Ｔ１）は、供給した水蒸気Ｓによって、改質部
２、変成部３の温度を、原料ガスＧ１の供給を再開する
ことができる温度以下まで低下させることができる時間
とするとよい。再開した原料ガスＧ１の供給が継続され
る所定の時間（Ｔ３−Ｔ２）は、改質部２、変成部３内
に残留する水蒸気Ｓの分圧を外気温における水の飽和蒸
気圧以下に低下させることができる時間とするとよい。
原料ガスＧ１、例えば都市ガスは、通常−２０℃以下の
露点を有する乾燥ガスであるので、系内の水蒸気分圧を
下げるためのパージガスとして極めて好適である。

【００１３】請求項２に係る本発明による燃料処理装置
１０１は、請求項１に記載の燃料処理装置において、例
えば図１に示すように、制御手段２１は、原料ガスＧ１
の供給が停止された後に供給が継続される水蒸気Ｓの流
量を、改質部２の温度の冷却速度を所定の値に保つよう
に制御する。

【００１４】このように構成すると、制御手段２１によ
って水蒸気Ｓの流量を制御することにより、改質部２の
温度の冷却速度を、改質部２の改質触媒、変成部３の変
成触媒に有害な熱的応力が発生しないような穏やかな所
定の値に保つことができる。

【００１５】請求項３に係る発明による燃料処理装置１
０１は、請求項１または請求項２に記載の燃料処理装置
において、例えば図１に示すように、改質部２の温度を
検出する温度検出手段２２を備え；制御手段２１は、温
度検出手段２２で検出された温度に基いて、前記供給が
継続されている水蒸気Ｓの供給を停止し、原料ガスＧ１
の供給を再開する。

【００１６】このように構成すると、制御手段２１は、
温度検出手段２２で検出された温度に基いて、検出され
た温度が、例えば水蒸気Ｓの凝縮を起こす温度になる前
に、水蒸気Ｓの供給を停止し、原料ガスＧ１の供給を再
開するように制御することができる。

【００１７】請求項４に係る発明による燃料処理装置１
０１は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の
燃料処理装置において、例えば図１に示すように、制御
手段２１は、タイマー２３を有し；タイマー２３によ
り、水蒸気Ｓの供給が停止された後の時間経過に従っ
て、供給の再開された原料ガスＧ１の供給を停止し、遮
断手段２６、３０を作動させる。

【００１８】このように構成すると、制御手段２１がタ
イマー２３を有するので、タイマー２３により、水蒸気
Ｓの供給が停止された後の時間経過に従って、供給の再
開された原料ガスＧ１の供給を停止し、遮断手段２６、
３０を作動させ、外気等の収納容器４１への漏れ込みを
防ぐよう制御することができる。タイマー２３は、水蒸
気Ｓの供給の停止後、燃料処理装置１０１内に残留する
水蒸気Ｓの分圧が、外気温度における水の飽和蒸気圧よ
りも低くなるまでかかる必要最小時間経過後に作動する
ように設定することが望ましい。ここで、タイマー２３
により作動させるとは、タイマー２３からの信号により
作動させることに加えて、制御手段２１がタイマー２３
からの信号を受けて、作動させることを含む概念とす
る。

【００１９】請求項５に係る発明による燃料処理装置１
０１Ａは、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載
の燃料処理装置において、例えば図４に示すように、改
質部２に原料ガスＧ１を供給する原料ガス供給手段５
と；変成部３の下流側で、遮断手段２９の上流側に配置
された凝縮手段３１、３２；供給の再開された原料ガス
Ｇ１を凝縮手段３１、３２の下流側から原料ガス供給手
段５に戻すよう構成された戻し手段３３、３４とを備え
る。

【００２０】このように構成すると、凝縮手段３１、３
２と戻し手段３３、３４とを備えるので、凝縮手段３
３、３４によって、水蒸気Ｓと共に供給されていた原料
ガスＧ１の供給が停止された後にも所定の時間（Ｔ２−
Ｔ１）（図２参照）だけ継続して供給された水蒸気Ｓを
冷却し、該冷却により凝縮した水分Ｍを排出し、燃料電
池８に水蒸気Ｓを供給しないようにすることができ、戻
し手段３３、３４によって、供給の再開された原料ガス
Ｇ１を凝縮手段３１、３２の下流側から原料ガス供給手
段５に戻し、凝縮手段３１、３２によって水蒸気Ｓが除
去された原料ガスＧ１を原料ガス供給手段５に戻すこと
ができる。

【００２１】凝縮手段３１、３２が、ガスを冷却する冷
却手段３１と、凝縮した水分Ｍを排出する気水分離手段
３２とから構成されるようにしてもよい。このようにす
ると、冷却手段３１によって、水蒸気Ｓと共に供給され
ていた原料ガスＧ１の供給が停止された後にも所定の時
間（Ｔ２−Ｔ１）（図２参照）だけ継続して供給された
水蒸気Ｓを冷却し、気水分離手段３２によって、該冷却
により凝縮した水分Ｍを排出し、燃料電池８に水蒸気Ｓ
を供給しないようにすることができる。

【００２２】また、本発明による燃料処理装置１０１
は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の燃料
処理装置において、例えば図１に示すように、水蒸気Ｓ
の供給を停止した際に供給が再開された原料ガスＧ１を
燃焼させる燃焼手段２４を備えてもよい。

【００２３】このように構成すると、燃焼手段２４を備
えるので、水蒸気Ｓの供給を停止した際に供給が再開さ
れた原料ガスＧ１を燃焼手段２４により燃焼させること
によって、当該原料ガスＧ１を大気に拡散させることな
く適切に処理することができる。

【００２４】さらに、本発明による燃料処理装置１０１
は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の燃料
処理装置において、例えば図１に示すように、改質部２
の上流側に備えられた、原料ガスＧ１を脱硫する脱硫装
置２５を備えてもよい。

【００２５】このように構成すると、脱硫装置２５を備
えるので、脱硫装置２５によって原料ガスＧ１を脱硫
し、各触媒の硫黄化合物による被毒または硫黄化合物の
大気放出を防ぐことができる。

【００２６】上記目的を達成するために燃料電池発電シ
ステム２０１は、例えば図１に示すように、請求項１乃
至請求項５のいずれか１項に記載の燃料処理装置１０１
と；燃料処理装置１０１で改質して得られた燃料ガスＧ
２を燃料とし、空気中の酸素を酸化剤として発電を行う
燃料電池スタック８とを備えてもよい。燃料電池スタッ
ク８は典型的には、固体高分子電解質型燃料電池スタッ
クである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号を付し、重複
した説明は省略する。

【００２８】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る
燃料処理装置１０１と、改質した原料ガス（改質ガスＧ
２）を用いて燃料電池発電を行う燃料電池スタックを含
む燃料電池８とを含んで構成される燃料電池発電システ
ム２０１のブロック図である。燃料処理装置１０１は、
原料ガス流量が毎時１０ｍ^３以下の小型の装置である。

【００２９】燃料処理装置１０１は、メタン等の炭化水
素を主成分とする原料ガスＧ１を改質反応により改質し
Ｈ_２とＣＯとを主成分とする改質ガスＧ２とする改質部
２と、改質ガスＧ２中のＣＯを変成反応によりＨ_２とＣ
Ｏ_２とに変成し、改質ガスＧ２中のＣＯを減少させる変
成部３と、変成後の改質ガスＧ２中のＣＯを選択酸化反
応により酸化して除去する選択酸化部４とが一体化され
て構成された、改質装置１を含んで構成される。改質装
置１は、収納容器４１内に、改質部２、変成部３、選択
酸化部４を一体に収容する。

【００３０】燃料処理装置１０１は、さらに原料ガスＧ
１を供給する原料ガス供給部５と、原料ガスＧ１から硫
黄化合物を除去する脱硫装置としての脱硫部２５と、原
料ガスＧ１を原料ガス供給部５に供給する第１原料ガス
供給流路１１と、原料ガスＧ１を原料ガス供給部５から
脱硫部２５へ導く第２原料ガス供給流路１３と、原料ガ
スＧ１を脱硫部２５から改質装置１の改質部２へ導く第
３原料ガス供給流路１８と、改質ガスＧ２を改質装置１
の選択酸化部４から燃料電池８へ導く改質ガス供給流路
１５とを含んで構成される。なお、燃料電池８は、選択
酸化部４を経た改質ガスＧ２を燃料ガスＧ２として用い
て燃料電池発電を行う。

【００３１】燃料処理装置１０１は、さらに、水Ｗの供
給を受ける水供給流路１２Ａと、水供給流路１２Ａから
水Ｗの供給を受け水蒸気Ｓを発生させ供給する水蒸気供
給部６と、水蒸気供給部６からの水蒸気Ｓを第３原料ガ
ス供給流路１８へ導く水蒸気供給流路１２Ｂと、選択酸
化用空気Ａを供給する選択酸化用空気供給部７と、選択
酸化用空気Ａを改質装置１の選択酸化部４に導く選択酸
化用空気供給流路１４と、改質装置１に供給されたパー
ジガスＰ（後述のように燃料処理装置１０１の通常運転
の停止後に水蒸気供給部６から供給される水蒸気Ｓによ
るパージのさらに後に原料ガス供給部５から供給される
原料ガスＧ１）を燃焼する燃焼手段としてのパージガス
燃焼部２４と、改質ガス供給流路１５から分岐し、パー
ジガスＰをパージガス燃焼部２４に導くパージガス排出
流路１６と、パージガス燃焼部２４から燃焼ガスＢを導
いて排出する燃焼ガス排出流路１７とを含んで構成され
る。

【００３２】第２原料ガス供給流路１３は、原料ガスＧ
１の供給量を制御し、さらに第２原料ガス供給流路１３
から改質部２へ外気等が逆流するのを防止する遮断手段
としての原料ガス供給制御弁２６を有する。改質ガス供
給流路１５は、燃料電池８への改質ガスＧ２の供給を遮
断する遮断手段としての改質ガス遮断弁２９を有する。
改質ガス遮断弁２９は、さらに改質ガス供給流路１５を
通って選択酸化部４にガス、外気等が逆流するのを防止
する。

【００３３】水供給流路１２Ａは、遮断手段としての水
供給制御弁２７を有し、水供給制御弁２７は、水蒸気供
給部６への水Ｗの供給量を制御することにより、水蒸気
供給部６から改質部２への水蒸気Ｓの供給量を制御し、
さらに外気等が水供給流路１２Ａを経て水蒸気供給流路
１２Ｂから改質部２に逆流するのを防止する。水供給制
御弁２７は、水蒸気供給制御弁であるといってもよく、
水蒸気供給制御弁としても作用する。選択酸化用空気供
給流路１４は、遮断手段としての選択酸化用空気供給遮
断弁２８を有し、選択酸化用空気供給遮断弁２８は、選
択酸化部４への選択酸化用空気Ａの供給量を制御し、さ
らに選択酸化用空気供給流路１４から改質装置１に外気
等が逆流するのを防止する。パージガス排出流路１６
は、遮断手段としてのパージガス遮断弁３０を有し、パ
ージガス遮断弁３０は、改質ガス供給流路１５からパー
ジガス燃焼部２４へ供給するパージガスＰを遮断する。
パージガス遮断弁３０は、さらにパージガス排出流路１
６から改質ガス供給流路１５を通って選択酸化部４にガ
ス、外気等が逆流するのを防止する。なお、パージガス
燃焼部２４は、バーナー燃焼器であってもよいし、触媒
燃焼器であってもよい。

【００３４】パージガス燃焼部２４の代わりに、立ち上
げ時に燃料処理装置１０１を加熱し、通常運転時に改質
反応に熱を供給するために設けられる熱供給手段として
の燃焼器（不図示）を使用することもできるが、この場
合、燃料処理装置１０１が再加熱されないように対策す
ることが必要である。パージのために供給する原料ガス
Ｇ１の流量は、燃料処理装置１０１の定格稼動時の原料
ガスＧ１の流量以下であって、用いるパージガス燃焼手
段（本実施の形態ではパージガス燃焼部２４）の嫁動に
必要最小限の流量以上であるのが好ましい。なお、原料
ガスＧ１によるパージガスＰの燃焼手段を設けない場合
は原料ガスＧ１によるパージ量をできるだけ少なくし、
パージガスＰを大気中に安全に拡散させる対策が必要で
ある。原料ガスＧ１によるパージ量とは、他のガスをパ
ージするために供給される原料ガスＧ１の流量をいう。
なお、本明細書では流量とは、質量流量である。

【００３５】燃料処理装置１０１は、さらに改質部２の
温度を検出する温度検出手段としての温度検出器２２
と、制御手段としての制御部２１とを備える。温度検出
器２２は、改質部２の温度検出素子２２Ａと温度変換器
２２Ｂとを含んで構成される。制御部２１は、タイマー
２３を有する。制御部２１は、原料ガス供給部５と、水
蒸気供給部６と、選択酸化用空気供給部７とを作動さ
せ、原料ガス供給部５に原料ガスＧ１の供給、水蒸気供
給部６に水蒸気Ｓの供給、選択酸化用空気供給部７に選
択酸化用空気Ａの供給を行わせる。

【００３６】制御部２１は、原料ガス供給制御弁２６、
水供給制御弁２７、選択酸化用空気供給遮断弁２８、改
質ガス遮断弁２９、パージガス遮断弁３０、タイマー２
３を作動させる。

【００３７】次に燃料処理装置１０１の通常運転状態の
動作について説明する。燃料処理装置１０１の通常運転
時に、制御部２１による制御により、次の通り各機器の
動作が実施される。なお、通常運転時開始前に、パージ
ガス遮断弁３０は、閉となっている。原料ガス供給制御
弁２６を制御作動状態として開とし、原料ガス供給部５
を起動する。原料ガス供給部５は、メタン等炭化水素を
主成分とする原料ガスＧ１を、第２原料ガス供給流路１
３に供給し、原料ガス供給制御弁２６は、原料ガスＧ１
が所定量供給されるよう減圧する。減圧された原料ガス
Ｇ１は、脱硫部２５に送られる。脱硫部２５で、原料ガ
スＧ１中の硫黄化合物の除去が行われる。脱硫部２５を
出た原料ガスＧ１は、第３原料ガス供給流路１８を経て
改質部２に送られる。

【００３８】水供給制御弁２７を制御作動状態として開
とし、水蒸気供給部６を起動する。水蒸気供給部６は、
水蒸気Ｓを水蒸気供給流路１２Ｂに供給し、水供給制御
弁２７は、水蒸気Ｓが所定の流量が流れるよう制御す
る。水蒸気供給流路１２は、第３原料ガス供給流路１８
に接続され、供給された水蒸気Ｓは、第３原料ガス供給
流路１８を流れ、原料ガスＧ１とともに改質部２に送ら
れる。定格運転時における水蒸気Ｓの流量は、供給され
る原料ガスＧ１の流量の２．５倍以上４倍以下の範囲と
するとよい。改質部２において、改質反応が通常５５０
〜８００℃の温度範囲で行われ、炭化水素がＨ_２とＣＯ
に改質される。改質部２には、改質触媒（不図示）が充
填され改質反応を促進する。

【００３９】改質部２を出た改質ガスＧ２は、変成部３
に入り、通常１６０〜２８０℃の温度範囲で変成反応が
行われ、改質ガスＧ２中のＣＯがＨ_２とＣＯ_２に変成さ
れる。次いで、変成後の改質ガスＧ２が選択酸化部４に
入り、選択酸化部４で、ＣＯが選択酸化用空気供給部７
から選択酸化用空気供給遮断弁２８により流量制御され
選択酸化用空気供給流路１４を介して送られる所定流量
の選択酸化用空気Ａ中の酸素と、通常１００〜２５０℃
の温度範囲で選択酸化反応して酸化除去される。ここ
で、選択酸化用空気の供給流量は、改質ガスＧ２中のＣ
Ｏに対して、選択酸化用空気Ａ中の酸素のモル比、即ち
Ｏ_２／ＣＯが１．０〜３．０の範囲となるようにすると
よい。変成部３には、変成触媒（不図示）が充填され変
成反応を促進する。選択酸化部４には選択酸化用触媒
（不図示）が充填され、ＣＯの選択酸化を促進する。

【００４０】改質ガス遮断弁２９はこの時点で開となっ
ており、このようにして生成された改質ガスＧ２が選択
酸化部４から改質ガス供給流路１５を経て燃料電池８に
送られ、燃料電池発電が行われる。なお、混乱を避ける
ために図示していないが、吸熱反応である改質部２には
熱供給手段が、発熱反応である変成部３及び選択酸化部
４には冷却手段がそれぞれ設けられている。

【００４１】次に、該燃料処理装置１０１の停止作動時
の動作を説明する。該燃料処理装置１０１を通常運転状
態から停止作動状態に切り換えたときに、制御部２１に
よる制御により、次の通り各機器の動作が実施される。

【００４２】原料ガス供給部５と、選択酸化用空気供給
部７を停止し、原料ガス供給制御弁２６、選択酸化用空
気供給遮断弁２８及び改質ガス遮断弁２９を閉にし、パ
ージガス遮断弁３０を開にする。次に、水蒸気供給部６
による水蒸気Ｓの供給流量を定格運転時の、１０分の１
以上２分の１以下、好ましくは約４分の１に水供給制御
弁２７により制御する。このようにすると改質部２の冷
却速度を穏やかな冷却速度とすることができる。そし
て、改質部２の温度検出部２２の温度検出素子２２Ａか
ら、温度変換器２２Ｂを介して送られてきた温度信号ｉ
１を受け、制御部２１が、改質部２の温度が所定の温度
に到達したと判断した場合は、水蒸気供給部６を停止し
水供給制御弁２７を閉にする。

【００４３】なお、測定された改質部２の温度と、改質
部２の所定の目標温度とを比較して、その差が小さくな
るように、水蒸気供給部６により供給される水蒸気Ｓに
よるパージ流量を変える（温度制御）代わりに、改質部
２の冷却速度が穏やかな値となるように、目標とする改
質部２の冷却速度を設定し、測定された改質部２の温度
から改質部２の冷却速度を計算し、この計算された冷却
速度と、目標とする改質部２の冷却速度とを比較し、そ
の差が小さくなるように水蒸気Ｓによるパージ流量を変
えることにより冷却速度制御を行ってもよい。このよう
にするとより正確に、改質部２の冷却速度を所定の値に
制御することができる。なお、水蒸気供給部６により供
給される水蒸気Ｓによるパージ流量を変えるのは、水蒸
気供給部６への水Ｗの供給量を水供給制御弁２７により
変えることにより行う。水蒸気Ｓによるパージ量とは、
他のガスをパージするために供給される水蒸気Ｓの流量
をいう。

【００４４】また、ここにいう所定の温度は、原料ガス
Ｇ１中の炭化水素成分が熱分解して改質触媒の表面に炭
素を析出する炭素析出温度より低く、パージのために供
給する水蒸気Ｓが凝縮する温度より高い温度であり、１
１０〜２５０℃、好ましくは１５０〜２００℃の範囲の
温度とするとよい。改質部２の温度が、炭化水素の熱分
解温度以上であるにもかかわらず、水蒸気Ｓによるパー
ジを停止し原料ガスＧ１によるパージを開始すると、原
料ガスＧ１中の炭化水素が熱分解して改質触媒の表面に
炭素を析出し、改質触媒を劣化させるおそれがある。し
かし、改質部２の温度が、パージのために供給する水蒸
気Ｓの凝縮温度以下になってから原料ガスＧ１によるパ
ージを開始すると、前記凝縮温度以下になってから原料
ガスＧ１によるパージを開始するまでの間に水蒸気Ｓが
各触媒の表面凹凸部に凝縮し、燃料処理装置１０１の再
起動時の温度上昇による凝縮水分の蒸発膨張により各触
媒、特に変成触媒が粉化することがある。

【００４５】制御部２１が、改質部２の温度が所定の温
度に到達したと判断すると同時に、さらに原料ガス供給
制御弁２６を開にし、原料ガス供給部５を起動し原料ガ
スＧ１の流量を定格運転時の約２分の１の流量に制御す
る。さらに、パージガス燃焼部２４を起動し、タイマー
２３が計時を始めるよう計時開始信号ｉ２をタイマー２
３に送る。そして、タイマー２３は、所定の時間（Ｔ３
−Ｔ２）（図２参照）を計測した時点で信号ｉ３を制御
部２１に送る。信号ｉ３を受け取った制御部２１は、原
料ガス供給制御弁２６と、選択酸化用空気供給遮断弁２
８と、改質ガス遮断弁２９と、パージガス遮断弁３０と
を閉にし、原料ガス供給部５を停止してパージガスＰの
供給を停止し、さらにパージガス燃焼部２４を停止す
る。原料ガス供給制御弁２６が閉になることにより、原
料ガスＧ１によるパージが停止する。選択酸化用空気供
給遮断弁２８、改質ガス遮断弁２９、パージガス遮断弁
３０を閉にすることにより改質装置１と外部との流通を
遮断し外気の改質装置１内への漏れ込みを防ぐことがで
きる。

【００４６】原料ガスＧ１によるパージを開始してから
改質装置１内の水蒸気が徐々に押し出されて水蒸気分圧
が低下する。タイマー２３によって設定する原料ガスＧ
１によるパージ時間は、改質装置１内に残留する水蒸気
Ｓの分圧が外気温における水の飽和蒸気庄よりも低くな
るまでに要する最少時間とする。パージ時間は、一般
に、改質装置１の内容積の１０〜３０倍量の原料ガスを
流すのに要する時間とすることが好ましい。なお、タイ
マー２３は、水蒸気Ｓの供給が停止された直後に計測を
開始する。

【００４７】改質装置１と外部との流通を遮断してか
ら、改質装置１が徐々に外気温度まで自然冷却するが、
装置内温度低下によって封入されている原料ガスＧ１が
収縮し内圧が低下する。改質装置１の内圧が大気圧より
も低くなると空気の漏れ込みが防ぎにくくなるので、原
料ガスＧ１の供給圧力、すなわち原料ガスＧ１によるパ
ージの停止時の原料ガス封入圧を、冷却収縮により改質
装置１の内圧が低下しても大気圧以下にならないような
圧力とすることが望ましい。

【００４８】原料ガスＧ１に必要な最小封入圧は次式に
よって決定する。すなわち、Ｐi＝１０１．３×（Ｔi＋
２７３．１５）／（Ｔ0＋２７３．１５）である。こ
こで、Ｐi（ｋＰａ）は、封入圧、Ｔ0（℃）は、外気温
度、Ｔi（℃）は、原料ガスＧ１によるガスパージ終了
時の改質部２の温度である。

【００４９】改質部２の充填される改質触媒と、変成部
３に充填される変成触媒にそれぞれニッケル系触媒と銅
−亜鉛系触媒を用いる場合では、燃料処理装置１０１の
停止作動中に空気が漏れ込むと、ニッケル系改質触媒及
び銅−亜鉛系変成触媒が空気中の酸素によって酸化され
る。すると、燃料処理装置１０１の起動・停止を繰り返
す間に前記改質触媒、特に変成触媒が徐々に劣化するこ
とが知られている。よって、燃料処理装置１０１の停止
作動中は、選択酸化用空気供給遮断弁２８、改質ガス遮
断弁２９、パージガス遮断弁３０を遮断し、さらにパー
ジ停止時の原料ガスＧ１の封入圧を、冷却収縮により改
質装置１の内圧が低下しても大気圧以下にならないよう
な圧力とすることにより、改質部２、変成部３への空気
の漏れ込みを避けることが望ましい。

【００５０】また、パージに供給する原料ガスＧ１を脱
硫する手段（具体的には脱硫部２５）を改質装置１の前
段に設けているので、燃料処理装置１０１の各触媒の硫
黄化合物による被毒及び硫黄化合物の大気放出を防ぐこ
とができる。

【００５１】図２に、本発明による改質装置１の停止作
動時における水蒸気流量及び原料ガス流量の経時変化の
一例を概念的に示す。図中のゾーンＡは、通常の定格運
転を表し、原料ガスＧ１及び水蒸気Ｓが供給されてい
る。Ｔ１時に、原料ガスＧ１の供給が停止されゾーンＢ
に移行する。Ｔ１時に水蒸気Ｓによるパージが開始され
る。図中水蒸気Ｓによるパージ流量は定格運転時の４分
の１である。Ｔ２時に水蒸気Ｓによるパージが停止さ
れ、ゾーンＣに移行する。Ｔ２時に原料ガスＧ１による
パージが開始され、Ｔ３時に停止される。原料ガスＧ１
によるパージ量は、図中、定格運転時の２分の１であ
る。

【００５２】ゾーンＢに、水蒸気Ｓによるパージを改質
部２の冷却速度が一定になるように行った場合の水蒸気
Ｓの典型的変化を破線にて示す。水蒸気Ｓによるパージ
をし始めた段階では改質部２の温度が高いので少量の供
給量で冷却速度を確保できるが、改質部２の温度が低下
するにつれ、冷却速度を一定に保つにはより多量の供給
量が必要となることがわかる。

【００５３】図３に、改質部温度の経時変化の一例を概
念的に示す。図中のゾーンＡは、通常の定格運転を表
す。改質部２の温度は５５０〜８００℃である。Ｔ１時
に水蒸気Ｓによるパージが開始され、改質部２の温度が
徐々に低下する。Ｔ２時に、改質部２の温度が好ましく
は１３０〜１６０℃になった所で水蒸気Ｓによるパージ
が停止される。温度の低下はその後緩慢になる。

【００５４】本実施の形態の燃料処理装置１０１は、供
給された原料ガスＧ１を改質部２で水素と一酸化炭素と
を主成分とする改質ガスＧ２に改質し、変成部３で、改
質ガスＧ２を変成して該改質ガスＧ２中の一酸化炭素含
有量を減少させるので、変成後の改質ガスＧ２を燃料電
池８の燃料として使用することができる。また、本実施
の形態の燃料処理装置１０１は、前述のように実用的か
つ効果的な停止作動時の水蒸気Ｓによる冷却、原料ガス
Ｇ１によるパージを行うので、安全にしかも経済的に停
止することができる。また、従来装置の停止作動時のパ
ージに必要であった窒素等不活性ガスの貯蔵や管理を不
要とすることができ、また、改質部２の冷却速度を緩和
し、および改質装置１での水分凝縮を排除することによ
り、装置の起動・停止の繰り返しによる各種充填触媒の
劣化を防ぐことができ、ひいては燃料処理装置１０１の
長寿命化を図ることができる。

【００５５】図４は、本発明の第２の実施の形態に係る
燃料処理装置１０１Ａと、燃料電池８とを含んで構成さ
れる燃料電池発電システム２０１Ａのブロック図であ
る。燃料処理装置１０１Ａは、原料ガス流量が毎時１０
ｍ^３以下である小型の装置である。以下本実施の形態の
燃料処理装置１０１Ａを含む燃料電池発電システム２０
１Ａについて、前述の燃料電池発電システム２０１と相
違する点を説明し、同一である点はその説明を省略す
る。

【００５６】燃料処理装置１０１Ａは、選択酸化部４の
下流側に、凝縮手段としての、あるいは冷却手段として
の冷却部３１と、凝縮手段としての、あるいは気水分離
手段としての気水分離器３２と、戻し手段としての循環
流路３３とを備える。しかし、燃料処理装置１０１Ａ
は、改質装置１にパージされたパージガスＰを燃焼する
パージガス燃焼部２４と、パージガス遮断弁３０（図１
参照）とを備えていない。また、改質ガス供給流路１５
から分岐し、パージガスＰをパージガス燃焼部２４（図
１参照）に導くパージガス排出流路１６（図１参照）
と、パージガス燃焼部２４から燃焼ガスＢを導いて排出
する燃焼ガス排出流路１７（図１参照）とを備えていな
い。

【００５７】冷却部３１は、選択酸化部４の下流側の改
質ガス供給流路１５中に、遮断弁２９の上流側に配置さ
れている。冷却部３１には、冷媒Ｒ（例えば、冷却水）
を冷却部３１に供給する冷媒供給流路３７と、冷媒Ｒを
冷却部３１から排出する冷媒排出流路３８とが接続さ
れ、冷媒排出流路３８には冷却部３１を流れる冷媒Ｒの
流量を制御する冷媒制御弁３９が設置されている。冷媒
制御弁３９は制御部２１により制御される。冷媒制御弁
３９によって、通常運転時に、改質ガスＧ２の露点が所
定の値になるよう調整することができる。ここで所定の
値は、燃料電池８が固体高分子型燃料電池の場合は、５
０〜９０℃であるのが一般的である。また、冷媒制御弁
３９は、燃料処理装置１０１Ａが停止作動状態のとき
に、水蒸気Ｓによるパージ、その後の原料ガスＧ１によ
るパージが行われている間、冷媒Ｒの冷却部３１へ流量
を制御する。

【００５８】燃料処理装置１０１Ａが停止作動状態のと
きであって、水蒸気Ｓによるパージが行われている間、
およびその後の原料ガスＧ１によるパージが行われてい
る間に、冷却部３１に冷媒Ｒが供給され、冷却部３１に
導入される水蒸気Ｓ、パージガスＰ（原料ガスＧ１）が
好ましくは大気温度付近になるように冷却される。

【００５９】気水分離器３２は、改質ガス供給流路１５
中の冷却部３１の下流側であって、遮断弁２９の上流側
に配置されている。気水分離器３２は、水分Ｍを排出す
る排出配管３６を有する。前述のように、燃料処理装置
１０１Ａが停止作動状態のときに、供給された水蒸気
Ｓ、パージガスＰが冷却部３１によって冷却されるが、
気水分離器３２は、この冷却により凝縮した水分Ｍを分
離して排出配管３６から排出する。

【００６０】循環流路３３は、気水分離器３２と遮断弁
２９との間で改質ガス供給流路１５から分岐し、原料ガ
スＧ１を第１原料ガス供給流路１１に導き、原料ガス供
給部５に戻して、原料ガスＧ１を循環させる。

【００６１】循環流路３３には、遮断手段としての循環
遮断弁３４が取り付けられている。循環遮断弁３４は閉
状態で、改質ガスＧ２が循環流路３３を流れるのを防止
し、改質ガスＧ２が第１原料ガス供給流路１１を経て原
料ガス供給部５に戻ることを防止する。さらに循環遮断
弁３４は開状態で、パージガスＰが循環流路３３を流れ
ることを可能にし、パージガスＰが第１原料ガス供給流
路１１を経て原料ガス供給部５に戻ることを可能にす
る。また、循環遮断弁３４は閉状態で、外気等が循環流
路から選択酸化部４に逆流するのを防止する。循環遮断
弁３４は、制御部２１によって制御され開閉作動する。
循環流路３３には、循環遮断弁３４の下流側に、絞り３
５（例えばニードル弁またはグローブ弁）が設置されて
いる。絞り３５は、循環流路３３を流れるパージガスＰ
の流量を安定化させる。循環流路３３を適切な流量のパ
ージガスＰが流れるよう絞り３５の開口面積を決めると
よい。

【００６２】次に、燃料処理装置１０１Ａの通常運転状
態の動作について、燃料処理装置１０１との相違点を説
明する。なお、通常運転時開始前には、循環遮断弁３４
は、閉となっている。よって、改質ガスＧ２（選択酸化
部４を出た原料ガスＧ１）は、循環流路３３を循環しな
い。改質ガスＧ２は選択酸化部４を出た後、冷却部３１
を通過し、さらに気水分離器３２を通過して、燃料電池
８に送られる。

【００６３】次に、燃料処理装置１０１Ａの停止作動時
の動作について、燃料処理装置１０１との相違点を説明
する。なお、燃料処理装置１０１Ａの通常運転後の停止
作動中に、水蒸気供給部６から水蒸気Ｓの供給が行わ
れ、およびその後に原料ガス供給部５から原料ガスＧ１
の供給が行われる。これは、燃料処理装置１０１の動作
と同様である。

【００６４】燃料処理装置１０１Ａの停止作動中に水蒸
気供給部６から水蒸気Ｓが供給されるときは、改質ガス
遮断弁２９は開の状態、循環遮断弁３４は閉の状態にあ
る。水蒸気Ｓは、選択酸化部４から改質ガス供給流路１
５に流れ込むが、水蒸気Ｓは冷却部３１で冷却されて凝
縮し、気水分離器３２で水分Ｍが除去され燃料電池８に
入り込むことはない。

【００６５】燃料処理装置１０１Ａの停止作動中に原料
ガス供給部５からパージガスＰが供給されるときは、改
質ガス遮断弁２９は閉の状態、循環遮断弁３４は開の状
態にある。パージガスＰは、改質ガス遮断弁２９に遮ら
れるため、燃料電池８に供給されることはない。パージ
ガスＰは、循環遮断弁３４が開であるので、循環流路３
３を流れて原料ガス供給部５に戻り燃料処理装置１０１
Ａ内を循環する。

【００６６】このときパージガスＰは、改質装置１内に
残留している水蒸気Ｓを徐々に押出し、押し出された水
蒸気は冷却部３１を通り、冷却部３１によって冷却され
る。パージガスＰの冷却部３１による冷却は、パージガ
スＰの温度が低くなり、なるべく大気温度に近づくよう
に行うとよい。また、冷却部３１に供給される冷媒Ｒの
温度は、水蒸気Ｓが水分Ｍとして凝縮するかぎりにおい
て、低い方が望ましい。冷却部３１を通った水蒸気Ｓ
は、気水分離器３２内で、凝縮した水分Ｍが除去され、
乾きガスとなったパージガスＰが循環流路３３を通って
原料ガス供給部５に戻される。

【００６７】パージガスＰの供給が開始されてから、Ｔ
３−Ｔ２時間経過後にパージガスの供給が停止される
が、この際に原料ガス供給制御弁２６、循環遮断弁３４
が閉となり、改質装置１と外部との流通を遮断し外気等
の改質装置１内への漏れ込みを防ぐことができる。

【００６８】本実施の形態の燃料処理装置１０１Ａによ
れば、冷却部３１と、気水分離器３２と、循環流路３３
とを備えたので、燃料処理装置１０１Ａの通常運転後に
Ｔ２−Ｔ１時間（図３参照）燃料処理装置内部を冷却す
るために供給される水蒸気Ｓを冷却部３１で冷却し、こ
の冷却により凝縮した水分Ｍを気水分離器３２で分離し
て排出し、燃料電池８に水蒸気Ｓを導かないようにする
ことができる。さらに、燃料処理装置１０１Ａの停止作
動中であって前述の水蒸気Ｓの供給後にＴ３−Ｔ２時間
だけ、供給されるパージガスＰによってパージされる燃
料処理装置１０１Ａ内に残留していた水蒸気Ｓを冷却部
３１によって冷却し、この冷却により凝縮した水分Ｍを
気水分離器３２で分離して排出し、水蒸気Ｓが含まれな
い、乾き状態のパージガスＰを循環流路３３を通って原
料ガス供給部５に戻すことができる。

【００６９】よって、本実施の形態の燃料処理装置１０
１Ａは、パージガスＰを原料ガス供給部５に戻すので、
パージガスＰの系外放出を確実に避けることができる。
また、パージガスＰを燃焼させるパージガス燃焼手段を
不要にすることができ、さらにパージに用いる原料ガス
Ｇ１の量を最小限とすることができる。なお、本実施の
形態では、原料ガス供給部５は、ブロワかコンプレサと
することが望ましく、循環流路３３である配管は、気水
分離器３２のパージガスＰ等の出口と、ブロワまたはコ
ンプレッサの吸引口とを連結するようアレンジするとよ
い。

【００７０】図５は、本発明の第３の実施の形態に係
る、燃料処理装置１０１Ｂと、燃料電池スタックとして
の燃料電池８とを含んで構成される燃料電池発電システ
ム２０１Ｂのブロック図である。燃料処理装置１０１Ｂ
は、改質装置１Ｂが改質部２と変成部３とを一体化して
形成されている点、改質装置１Ｂと別体である選択酸化
部４（選択酸化触媒が充填されている）を改質装置１Ｂ
と改質ガス供給流路１９で接続する点で、前述の燃料処
理装置１０１Ａと相違するが、他の点では同一である。

【００７１】本実施の形態の燃料処理装置１０１Ｂは、
通常運転時には改質ガスＧ２が、停止作動時には主とし
て水蒸気Ｓおよび原料ガスＧ１（パージガスＰ）が、改
質装置１Ｂの改質部２の上流側から供給、あるいはパー
ジされた後に、変成部３から選択酸化部４へ改質ガス供
給流路１９を通って流れ込むことを除けば、前述の燃料
処理装置１０１Ａと、通常運転時及び停止作動時の動作
が同一である。

【００７２】前述のように、第２の実施の形態の燃料処
理装置１０１Ａは、改質部２と変成部３と選択酸化部４
が一体化した構造であり、本実施の形態の燃料処理装置
１０１Ｂは、改質部２と変成部３とが一体化した構造で
ある。このように改質装置１、１Ｂが一体化構造の燃料
処理装置１０１Ａ、１０１Ｂは、停止作動時の装置のパ
ージは各部をそれぞれ独立して行うことができない制約
があるが、前述のように改質部２の上流側にパージを行
うことにより、一体化構造の燃料処理装置１０１Ａ、１
０１Ｂの、各部に充填された触媒に適した水蒸気Ｓによ
るパージ、原料ガスＧ１によるパージを行うことができ
る。なお、改質装置１Ｂは、収納容器４１Ｂ内に、改質
部２、変成部３を一体に収容する。

【００７３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、改質部
と、変成部と、収納容器と、遮断手段と、制御手段とを
備えるので、供給された原料ガスを、水素を主成分とす
る改質ガスに改質し、燃料電池の燃料ガスとして使用す
ることができる。さらに水蒸気と共に供給されていた原
料ガスの供給が停止された後にも所定の時間だけ水蒸気
の供給を流量を制御して継続し、水蒸気の供給を停止し
た際に原料ガスの供給を再開し所定の時間だけ原料ガス
の供給を流量を制御して継続し、原料ガスの供給を停止
した際に、収納容器の内部と外部との間を、ガスの連通
がないように遮断手段を遮断させるので、燃料処理装置
を、不活性ガスを用いたパージを行わずに、充填触媒の
劣化を起こすことなく、安全にしかも経済的に停止する
よう制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図２】本発明による燃料処理装置の通常運転停止後の
原料ガス及び水蒸気流量の経時変化の一例を示す図であ
る。

【図３】本発明による燃料処理装置の通常運転停止後の
改質部温度の経時変化の一例を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図５】本発明の第３の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１、１Ｂ改質装置２改質部３変成部４選択酸化部５原料ガス供給部６水蒸気供給部７Ｂ選択酸化用空気供給部８燃料電池１１第１原料ガス供給流路１２Ａ水供給流路１２Ｂ水蒸気供給流路１３第２原料ガス供給流路１４選択酸化用空気供給流路１５改質ガス供給流路１６パージガス排出流路１７燃焼ガス排出流路１８第３原料ガス供給路１９改質ガス供給流路２１制御部２２温度検出器２３タイマー２４パージガス燃焼部２５脱硫部２６原料ガス供給制御弁２７水供給制御弁２８選択酸化用空気供給遮断弁２９改質ガス遮断弁３０パージガス遮断弁３１冷却部３２気水分離器３３循環流路３４循環遮断弁３５絞り１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ燃料処理装置２０１、２０１Ａ、２０１Ｂ燃料電池発電システムＡ選択酸化用空気Ｂ燃焼ガスＧ１原料ガスＧ２改質ガス（燃料ガス）Ｍ水分ＰパージガスＳ水蒸気Ｗ水

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水蒸気と共に供給される原料ガスを処理
して水素を主成分とする燃料ガスに改質する燃料処理装
置において；前記原料ガスを水素と一酸化炭素とを主成
分とする改質ガスに改質する改質部と；前記改質ガスを
変成して該改質ガス中の一酸化炭素含有量を減少させる
変成部と；前記改質部と前記変成部とを内部に収納する
収納容器と；前記収納容器の内部と外部との間を、ガス
の連通がないように遮断する遮断手段と；前記原料ガス
と水蒸気の流量を制御する制御手段であって、前記水蒸
気と共に供給されていた原料ガスの供給が停止された後
にも所定の時間だけ前記水蒸気の供給を継続し、前記水
蒸気の供給を停止した際に前記原料ガスの供給を再開し
所定の時間だけ前記原料ガスの供給を継続し、前記原料
ガスの供給を停止した際に前記遮断手段を作動させる制
御手段とを備える；燃料処理装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記原料ガスの供給が
停止された後に供給が継続される水蒸気の流量を、前記
改質部の温度の冷却速度を所定の値に保つように制御す
る、請求項１に記載の燃料処理装置。
【請求項３】前記改質部の温度を検出する温度検出手
段を備え；前記制御手段は、前記温度検出手段で検出さ
れた温度に基いて、前記供給が継続されている水蒸気の
供給を停止し、前記原料ガスの供給を再開する、請求項
１または請求項２に記載の燃料処理装置。
【請求項４】前記制御手段は、タイマーを有し；前記
タイマーにより、前記水蒸気の供給が停止された後の時
間経過に従って、前記供給の再開された原料ガスの供給
を停止し、前記遮断手段を作動させる；請求項１乃至請
求項３のいずれか１項に記載の燃料処理装置。
【請求項５】前記改質部に前記原料ガスを供給する原
料ガス供給手段と；前記変成部の下流側で、前記遮断手
段の上流側に配置された凝縮手段と；前記供給の再開さ
れた原料ガスを前記凝縮手段の下流側から前記原料ガス
供給手段に戻すよう構成された戻し手段とを備える；請
求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の燃料処理装
置。