JP3804436B2

JP3804436B2 - 改質装置

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Publication number: JP3804436B2
Application number: JP2000343569A
Authority: JP
Inventors: 茂亀ヶ谷; 雅司的場
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2020-11-10
Also published as: JP2002154804A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池に水素を主成分とする改質ガスを供給する改質装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術と解決すべき課題】
改質装置を備えた燃料電池装置の従来例として、改質装置の水素収率の向上と煤発生の抑制を目的として、起動時に理論混合比の混合気を供給してグロープラグにより着火燃焼させ、この燃焼熱で改質触媒と反応ガスの加熱を行い、改質触媒での部分酸化反応によりＣＯを発生させるとともに、これと燃焼によって生じた水蒸気により水素へのシフト反応を行うようにしたものがある（特開平７−２１５７０２号公報参照）。
【０００３】
しかしながら、このように燃料を理論混合比付近で完全燃焼させると燃焼温度が高くなりＮＯｘが発生する。また、燃焼ガスで触媒を昇温しそれが暖まった後に燃料の供給とグロープラグによる着火を相互に繰り返すため、改質ガスの組成が安定しにくく、制御も複雑になるという問題が生じる。
【０００４】
一方、起動用燃焼機構を備えた燃料電池装置として、加熱用燃料を供給するインジェクタとその周囲から燃焼のための空気を供給する空気ノズルを備え、起動時には改質室に連通する燃焼室内で加熱用燃料を理論空燃比で完全燃焼させ、これを希釈空気と混合させた後に改質触媒部に直接供給するようにしたものが提案されている（特開２０００−６３１０１号公報参照）。
【０００５】
しかしながら、この装置では加熱用燃料を燃焼させた高温ガスに希釈空気を混合させるため、未燃炭化水素に着火して燃焼をさらに誘発する可能性がある。
【０００６】
本発明はこれら従来の問題点に着目してなされたもので、安定した改質ガス組成が得られる改質装置を提供することを目的としている。また、本発明は燃料電池および改質器の起動時間を確実に短縮でき、さらにＮＯｘの排出を抑制でき、耐熱性能にも優れた改質装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、燃料成分および水を含む原燃料の蒸気と空気とから水素を主成分とする改質ガスを生成する改質器と、前記改質器上流に位置し起動時に前記原燃料を燃焼させて改質反応用の燃料成分を含む高温ガスを生成し前記改質器に供給する起動用燃焼器とを備えた改質装置を構成する。
【０００８】
第２の発明は、前記第１の発明において、前記改質器下流に前記蒸発器を加熱する排水素燃焼器を、前記排水素燃焼器下流に前記原燃料を気化させる蒸発器を、それぞれ備え、起動時に前記起動用燃焼器で生成した前記高温ガスが、前記改質器、前記排水素燃焼器、前記蒸発器の順で流入するようにした。
【０００９】
第３の発明は、前記第１または第２の発明において、前記起動用燃焼器で前記燃料を過濃混合気状態で燃焼させることにより、前記高温ガス中に改質反応用の燃料成分を含むようにした。
【００１０】
第４の発明は、前記第３の発明の起動用燃焼器を、改質器に供給する前記高温ガス中に改質反応用の燃料と空気を供給することにより前記高温ガス中に改質反応用の燃料成分を含ませる混合器を備えたものとした。
【００１１】
第５の発明は、前記第４の発明の混合器を、追加供給する燃料と空気とにより、改質器入口の反応ガス温度を所定の温度範囲内に調整する構成とした。
【００１２】
第６の発明は、前記各発明において、蒸発器に原燃料の供給を開始した後、所定時間経過後に燃料電池ヘの改質ガスの供給を始めるとともに起動用燃焼器および混合器への燃料の供給を停止するように構成した。
【００１３】
第７の発明は、前記第３〜第６の発明において、混合器には高温ガスに追加的に燃料を供給するための燃料噴射弁と、この燃料噴射弁に対して高温ガス流の下流側に空気を供給する空気供給手段とを備えた。
【００１４】
第８の発明は、前記第７の発明の燃料噴射弁を、原燃料を高温ガスの流れに対向して供給する位置に備えるものとした。
【００１５】
第９の発明は、前記第７または第８の発明において、燃料噴射弁を、そのノズル部を混合器の側面から該混合器内部に突出させ、かつノズル噴口が混合器の略中心に位置するように所定の角度で設けられるものとした。
【００１６】
第１０の発明は、前記第７または第８の発明において、燃料噴射弁を、混合器の側面にノズル部が該混合器内部に突出しないように所定の角度で設けられるものとした。
【００１７】
第１１の発明は、前記第７から第９の発明において、燃料噴射弁を、混合器の端面の中心線上に設けられるものとした。
【００１８】
第１２の発明は、前記第７〜第１１の発明において、混合器を、燃料噴射弁の上流側において該燃料噴射弁から供給された燃料噴霧を捕獲しかつ燃焼ガスとの熱交換で気化させるための気化板を有するものとした。
【００１９】
第１３の発明は、前記第１２の発明の気化板を、小径の連通孔が多数開口する多孔板で構成されるものとした。
【００２０】
第１４の発明は、前記第１２の発明の気化板を、高温ガス流の下流に向かって拡径する互いに径の異なる複数の円錐板を同軸的に配置してなり、内側に位置する円錐板の外径は隣接する外側円錐板の内径よりも大きく形成され、最も内側の円錐板はその先端部が閉じた形状に形成されているものとした。
【００２１】
第１５の発明は、前記各発明の改質器を、生成した改質ガス中のＣＯを除去するＣＯ除去手段を備えるものとした。
【００２２】
第１６の発明は、前記第１〜第１４の発明において、排水素燃焼器を、燃料電池からの排水素ガスと排空気ガスを燃焼させる燃焼触媒を備えるものとした。
【００２４】
【発明の効果】
前記第１または第２の発明以下の各発明において、起動の当初には、起動用燃焼器に供給された原燃料と空気との混合気にグロープラグ等により着火し、これにより高温ガスを発生させる。改質器にはこのとき改質反応用の燃料成分が含まれるため、改質反応を開始するとともに改質器自体もこの反応熱により暖機が行われる。続いて、改質された改質ガスにより下流のＣＯ除去部を加熱し（第１５の発明の場合）、排水素燃焼器へ流入する（第２の発明の場合）。排水素燃焼器は、例えば第１６の発明として示したように燃焼触媒を有しているため、可燃ガスである改質ガスを燃焼することができ、排水素燃焼器の起動が開始される。最後に、触媒燃焼で高温となった燃焼ガスは蒸発器を加熱し、蒸発器において原料（原燃料、水）を蒸発させるのに必要な温度にまで加熱される。このような起動手順をとることにより、燃焼器によって発生させた高温ガスに燃料成分を含ませることにより各部を同時に昇温開始することができるので、改質装置全体を短時間で昇温・起動することができる。
【００２５】
第３または第４の発明によれば、高温ガス中に含む改質反応用の燃料成分を、燃料と空気とを理論混合比よりもリッチな過濃混合気として供給するものとして構成することができる。これにより燃焼ガス温度を低く抑えてＮＯｘの発生を防止できるとともに、燃焼器の耐熱性能を向上させることができる。
【００２６】
第５の発明によれば、前記混合器へ供給する燃料量と空気量を、例えば混合器出口近傍に設けた温度計により、改質器入口でのガス温度を所定値内に収めるように調整することにより起動時の昇温時間の変動を抑え、または改質性能の安定化を図ることができる。
【００２８】
第６の発明によれば、燃料を蒸発させる蒸発器に燃料の供給を開始した後、所定時間経過後に燃料電池への改質ガスの供給を開始するとともに、起動用燃焼器への燃料と空気および混合器への燃料の供給を停止するようにしたので、起動から定常運転への移行をスムーズに行うことができる。
【００２９】
第７の発明によれば、混合器に追加的に炭化水素成分を供給する燃料噴射弁に対して燃焼ガス流の下流側に空気を供給する構成としたことから、燃料の気化を促進することができる。
【００３０】
第８の発明によれば、燃料を高温ガスの流れに対向して供給でき、燃料と高温ガスとの相対速度が増加することに伴い熱伝達率が増大して気化時間が短縮し、これにより起動用燃焼器を軸方向に短縮して小型化することができる。
【００３１】
第９の発明によれば、前記第７または第８の発明の燃料噴射弁を、そのノズル部を混合器の側面から内部に突出させ、かつノズル噴口が混合器の略中心に位置するように所定の角度で設けたことから、高温ガスに対してガス組成調整用燃料を均等に噴射することができ、このためより均一なガス組成とすることができる。
【００３２】
第１０の発明によれば、前記第７または第８の発明の燃料噴射弁を、混合器の側面にノズル部が混合器内部に突出しないように所定の角度で設けたことから、該燃料噴射弁が高温ガスに晒される割合が比較的少なくなり、このため燃料噴射弁に要求される耐熱性能を低くすることができる。
【００３３】
第１１の発明によれば、前記第７ないし第９の発明の燃料噴射弁を、混合器の端面の中心線上に設ける構成により、既存の燃料噴射弁を利用することができ、均一なガス組成とすることができる。
【００３４】
第１２の発明によれば、前記第７ないし第１１の発明の混合器を、燃料噴射弁の上流側において該燃料噴射弁から供給された燃料噴霧を捕獲しかつ燃焼ガスとの熱交換で気化させるための気化板を備えたものとしたことから、気化しにくい比較的大粒径の燃料を確実に捕獲して気化促進を図ることができる。
【００３５】
第１３の発明によれば、前記第１２の発明の気化板を、小径の連通孔が多数開口する多孔板としたことから、比較的簡素な構成で未気化燃料を捕獲、気化促進することができる。
【００３６】
第１４の発明によれば、前記第１２の発明の気化板を、高温ガス流の下流に向かって拡径する互いに径の異なる複数の円錐板を同軸的に配置してなり、内側に位置する円錐板の外径は隣接する外側円錐板の内径よりも大きく形成され、最も内側の円錐板はその先端部が閉じた形状に形成されている構成としたことから、ガス組成調整用燃料を確実に捕獲して気化促進を図ることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明による改質装置の一実施形態を示している。図において、２２は燃料、たとえばメタノールおよび水を含有する原燃料を改質する改質器、２３はその下流にて改質器２２が発生した改質ガス中のＣＯ成分を図外の燃料電池（燃料電池スタック。図では符号２６のみを示す。）が許容する濃度まで低減するＣＯ除去部である。改質器２２の入口側には、起動時に前記燃料を燃焼させる起動用燃焼器２０と、そこで発生した高温ガスと改質器２２を起動するために必要な燃料と空気とを混合し気化させる混合器（以下「プリミキサ」と呼称する。）２１とが接続されている。前記のプリミキサ２１には燃料としてこの場合燃料としてメタノールが供給される構成であるが、炭化水素成分を含有する他の液体燃料を独立した燃料系統から供給するようにしてもよい。前記起動用燃焼器２０には原燃料が燃料噴射弁２９により供給されるとともに、コンプレッサ３４から供給される空気が供給弁３５により導入される。また起動用燃焼器２０には、前記燃料に着火するためのグロープラグ４０が起動用燃焼器２０内に挿入されている。同様に、プリミキサ２１にも燃料、空気がそれぞれガス組成調整用の燃料噴射弁３０、供給弁３６から供給される。
【００３８】
一方、ＣＯ除去部２３の下流には改質装置起動時に発生した改質ガスの全量を排水素燃焼器２７に供給する切替バルブ２４と、同時に燃料電池２６への改質ガスの流入を遮断する切替バルブ２５が設けられている。排水素燃焼器２７ではコンプレッサ３４から供給される空気を供給弁３８にて流量調整し、排水素燃焼器２７で混合後、触媒燃焼により高温の燃焼ガスを発生させる。その後、燃焼ガスは下流の蒸発器２８に流入し蒸発器２８を昇温させたのち外部へ排出される。また、ＣＯ除去部２３、排水素燃焼器２７の燃焼に必要な空気は、それぞれ供給弁３７、３８から供給される。なお、原燃料は燃料ポンプ３２および図外の圧力調整手段を介して所定圧力に加圧されて起動用燃焼器２０に供給される。
【００３９】
図２は、起動が終了して定常運転状態に移行した後の状態を示している。ＣＯ除去部２３を出た改質ガスは、切替バルブ２４を閉じ、切替バルブ２５を開くことにより全量燃料電池２６へ送られる。燃料電池２６で発電に使われなかった残りの改質ガスは排水素燃焼器２７に戻され、触媒燃焼により高温の燃焼ガスとなった後、蒸発器２８に入りこれを昇温する。この時、蒸発器２８へ燃料と水がそれぞれの供給弁３１、３３から供給され、加熱された蒸発器２８において熱交換されることにより気化し、プリミキサ２１へ流入する。前記気化したガスはプリミキサ２１で改質に必要な組成とするため供給弁３６から供給された空気と混合し改質器２２に送られる。なお、この時起動用燃焼器２０、プリミキサ２１への燃料の供給は停止される。
【００４０】
次に、図１を用いて起動時の状態を説明する。また、前記起動用燃焼器２０の構成を図３に、起動手順を図４にそれぞれ示す。まず、図１において、燃料電池２６への改質ガスの流入が切替弁２５により遮断されるとともに、全量を排水素燃焼器２７へ供給する切替弁２４が開く。次に燃料のポンプ３２を起動し、所定圧に調圧する。起動用燃焼器２０のグロープラグ４０に通電され、コンプレッサ３４も起動され、排水素燃焼器２７への空気も供給弁３８により流量調整して供給される。これに引き続き燃料と空気がそれぞれ燃料噴射弁２９、供給弁３５から供給、混合され、グロープラグ４０により着火し高温ガスを発生する。このとき、温度検出器５０での温度検出結果に基づき、燃料、空気量を調整して所定のガス温度に調整される。この高温ガスはプリミキサ２１に入るとともに燃料噴射弁３０、供給弁３６からそれぞれ供給される燃料と空気を混合し原燃料を気化する。このとき供給される燃料と空気の量により後流の改質器２２で改質反応を開始する組成に調整される。改質器２２に流入した高温ガスは改質反応により改質器を昇温させながらＣＯ除去部２３へ流入する。改質ガスは、ＣＯ除去部２３入口で供給弁３７から供給される空気により所定の温度、組成に調整された後、ＣＯ除去部に供給されるため、反応による自己発熱によりＣＯ除去部２３を昇温したのち、排水素燃焼器２７に流入する。排水素燃焼器で改質ガスは空気と混合し、触媒反応により改質ガスの燃焼が行われるとともに、発熱により昇温した燃焼ガスを蒸発器２８へ送る。蒸発器２８はこの燃焼ガスにより加熱、昇温するが、燃焼ガスは蒸発器との熱交換により温度が低下するため初めは蒸発器２８の出口温度（温度検出器５２で検出）は低いが、改質装置の暖機が進むとともに上昇する。前記温度検出器５２の値が所定値を超えた場合、蒸発器２８に燃料と水を供給弁３１、３３から供給するとともに起動用燃焼器２０への燃料、空気の供給を停止し、プリミキサ２１への燃料の供給も停止する。同時に、燃料電池２６への改質ガスの供給を切替弁２５を開放することにより行う。このとき切替弁２４は遮断され、排水素燃焼器２７側への改質ガスの流入を遮断する。以後、改質器２２には蒸発器２８で気化した原料蒸気が供給され、改質反応を持続する。また蒸発器の加熱は燃料電池２６にて余った改質ガスを図示しない流路より流入し排水素燃焼器２７で触媒燃焼することにより行い、定常運転状態を持続する。
【００４１】
上記構成において、起動用燃焼器２０で着火する混合気状態を原燃料の理論混合比よりも過濃な混合気状態とすることにより、図７に示すように火炎温度（ガス温度）を低くし、燃焼によるＮＯｘの発生を防止することができる。なお、排水素燃焼器２７では反対に図１の供給弁３８から空気を導入して理論混合比からリーン側の希薄燃焼を行うことにより燃焼ガス温度を所定値以内に収めて、蒸発器２８の過熱を防止し、かつ可燃ガス成分を完全燃焼させてエミッションを低下させる。また、起動用燃焼器２０で発生した高温ガスに、プリミキサ２１にて燃料噴射弁３０、供給弁３６からそれぞれ供給される燃料と空気とを混合して燃料を気化するとき、供給される燃料と空気の量により後流の改質器２２で改質反応を開始する組成に調整することに加え、温度検出器５１を用いて概略一定の温度範囲内に調整することにより、より安定した改質反応を行わせている。
【００４２】
図５に第２、第３の実施形態を示す。本実施形態は第１の実施形態に対しプリミキサ２１への空気導入位置を起動用燃焼器２０で発生した高温ガスと燃料噴射弁３０から供給される燃料が混合および気化した後に供給弁３６から行うようにしたものである。これにより高温ガスによる液体の燃料の気化を促進し安定した改質反応を行わせることができる。第３の実施形態における起動手順としては、図６にも示したように、原料を蒸発させる蒸発器２８に原料の供給を開始した後、所定時間後に燃料電池２６への改質ガスの供給を開始するとともに、起動用燃焼器２０の燃料と空気、およびプリミキサ２１への燃料の供給を停止するようにした点が第１の実施形態とは異なり、この操作により、起動から定常運転への移行をよりスムーズに行うことができる。
【００４３】
図８及び図１５は本発明の第４〜第８の実施形態である。これらは主に起動用燃焼器２０に関する種々の構成例を示している。なお各図に共通する部分については同一の符号を付して示してある。図８に示した実施形態では、起動用燃焼器２０の上流側端面の燃焼器中心線上に燃料供給用の燃料噴射弁２９を設けると共に、プリミキサ２１に燃料を噴射供給する第２の燃料噴射弁３０は、そのノズル部３０ａを起動用燃焼器２０と一体的に構成されたプリミキサ２１の側面から内部に突出させ、ノズル噴口がプリミキサ略中心にて前記第１の燃料噴射弁２９のノズル部２９ａと対向的に位置するように所定の角度で設けられている。この構成により、起動用燃焼器２０での高温ガスに対してガス組成調整用の原燃料を燃料噴射弁３０を介して空間的に均等に噴射し、均一なガス組成を得ている。
【００４４】
図９に示した実施形態では、ガス組成調整用の燃料噴射弁３０はそのノズル部３０ａがプリミキサ２１の内部に突出しないようにプリミキサ側面に所定の角度で設けてある。これにより、燃料噴射弁３０が高温の燃焼ガスに晒される割合が比較的少なくなるため、熱的強度を比較的低く設定することが可能となる。
【００４５】
図１０に示した実施形態では、プリミキサ２１の側面から改質器２２への高温ガス導入路３７を形成すると共に、この迂回通路構成により設けたプリミキサ２１端面側の空間にガス組成調整用の燃料噴射弁３０を配置して、プリミキサ２１端面の略中心部から燃料を噴射供給するようにしたものである。これにより燃料噴射弁３０として特殊なノズル構造あるいは角度設定が不要な既存の噴射弁を適用可能とし、かつ均一なガス組成を得られるようにしている。また、噴射弁は、メタノールが気化した後の比較的低温のガスに接するだけなので、熱的強度を低く設定できる。
【００４６】
図１１に示した実施形態では、起動用燃焼器２０とプリミキサ２１との間に、図１２に示したように多数の孔４３を開口させた多孔板構成の気化板４２を設けてある。このような気化板４２を設けることにより、未気化メタノールを捕獲し、その気化を促進することができる。
【００４７】
図１３に示した実施形態では、円錐板を組み合わせた態様の気化板４２を設けたものである。すなわち、この気化板４２は、図１４または図１５にも示したように、高温ガス流Ｇの下流に向かって拡径する互いに径の異なる複数の円錐板４２ａ〜４２ｆを同軸的に配置してなり、内側に位置する円錐板の外径は隣接する外側円錐板の内径よりも大きく形成され、最も内側の円錐板４２ａはその先端部が閉じた形状に形成されている。このような気化板４２の構成によれば、起動用燃焼器２０からプリミキサ２１へと向かう高温ガスの流れをスムーズにしつつ、気化板４２により未気化燃料を確実に捕獲してその気化促進を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示すブロック図（起動運転状態）。
【図２】前記第１の実施形態の構成を示すブロック図（定常運転状態）。
【図３】前記第１の実施形態に係る起動用燃焼器およびプリミキサの概略構成図。
【図４】前記第１の実施形態の起動手順を示す流れ図。
【図５】本発明の第２、第３の実施形態に係る起動用燃焼器およびプリミキサの概略構成図。
【図６】前記第２の実施形態の起動手順を示す流れ図。
【図７】燃料−空気の混合比（空気過剰率）と火炎温度の関係を示す特性線図。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る起動用燃焼器およびプリミキサの概略構成図。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る起動用燃焼器およびプリミキサの概略構成図。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係る起動用燃焼器およびプリミキサの概略構成図。
【図１１】本発明の第７の実施形態に係る起動用燃焼器およびプリミキサの概略構成図。
【図１２】前記第７の実施形態に適用される気化板の正面図。
【図１３】本発明の第８の実施形態に係る起動用燃焼器およびプリミキサの概略構成図。
【図１４】前記第８の実施形態に適用される気化板の側面断面図。
【図１５】前記第８の実施形態に適用される気化板の正面図。
【符号の説明】
２０起動用燃焼器
２１プリミキサ（混合器）
２２改質器
２３ＣＯ除去部
２４切替バルブ
２５切替バルブ
２６燃料電池（スタック）
２７排水素燃焼器
２８蒸発器
２９燃料噴射弁
３０燃料噴射弁（ガス組成調整用）
３０ａノズル部
３１供給弁
３２ポンプ
３４コンプレッサ
３５供給弁
３６供給弁
３７供給弁
３８供給弁
４０グロープラグ
４２気化板

Claims

燃料成分および水を含む原燃料の蒸気と空気とから水素を主成分とする改質ガスを生成する改質器と、
前記改質器上流に位置し起動時に前記原燃料を燃焼させて改質反応用の燃料成分を含む高温ガスを生成し前記改質器に供給する起動用燃焼器と
を備えることを特徴とする改質装置。
前記改質器下流に前記蒸発器を加熱する排水素燃焼器を、
前記排水素燃焼器下流に前記原燃料を気化させる蒸発器を、それぞれ備え、
起動時に前記起動用燃焼器で生成した前記高温ガスが、前記改質器、前記排水素燃焼器、前記蒸発器の順で流入するようにした請求項１に記載の改質装置。
前記起動用燃焼器で前記燃料を過濃混合気状態で燃焼させることにより、前記高温ガス中に改質反応用の燃料成分を含むようにした請求項１または請求項２に記載の改質装置。
前記起動用燃焼器は、改質器に供給する前記高温ガス中に改質反応用の燃料と空気を供給することにより前記高温ガス中に改質反応用の燃料成分を含ませる混合器を備えた請求項３に記載の改質装置。
前記混合器は、追加供給する燃料と空気とにより、改質器入口の反応ガス温度を所定の温度範囲内に調整する構成である請求項４に記載の改質装置。
前記蒸発器に原燃料の供給を開始した後、所定時間経過後に燃料電池ヘの改質ガスの供給を始めるとともに起動用燃焼器および混合器への燃料の供給を停止するように構成されている請求項１から請求項５のいずれかに記載の改質装置。
前記混合器は高温ガスに追加的に燃料を供給するための燃料噴射弁と、この燃料噴射弁に対して高温ガス流の下流側に空気を供給する空気供給手段とを備える請求項４から請求項６のいずれかに記載の改質装置。
前記燃料噴射弁は、原燃料を高温ガスの流れに対向して供給する位置に備える請求項７に記載の改質装置。
前記燃料噴射弁は、そのノズル部を混合器の側面から該混合器内部に突出させ、かつノズル噴口が起動用燃焼器の略中心に位置するように所定の角度で設けられる請求項７または請求項８に記載の改質装置。
前記燃料噴射弁は、混合器の側面にノズル部が該混合器内部に突出しないように所定の角度で設けられる請求項７または請求項８に記載の改質装置。
前記燃料噴射弁は、混合器の端面の中心線上に設けられる請求項７から請求項９のいずれかに記載の改質装置。
前記混合器は、燃料噴射弁の上流側において該燃料噴射弁から供給された燃料噴霧を捕獲しかつ燃焼ガスとの熱交換で気化させるための気化板を有する請求項７から請求項１１のいずれかに記載の改質装置。
前記気化板は、小径の連通孔が多数開口する多孔板で構成される請求項１２に記載の改質装置。
前記気化板は、高温ガス流の下流に向かって拡径する互いに径の異なる複数の円錐板を同軸的に配置してなり、内側に位置する円錐板の外径は隣接する外側円錐板の内径よりも大きく形成され、最も内側の円錐板はその先端部が閉じた形状に形成されている請求項１２に記載の改質装置。
前記改質器は、生成した改質ガス中のＣＯを除去するＣＯ除去手段を備える請求項１から請求項１４のいずれかに記載の改質装置。
前記排水素燃焼器は、燃料電池からの排水素ガスと排空気ガスを燃焼させる燃焼触媒を備える請求項１から請求項１４のいずれかに記載の改質装置。