JP4847772B2 - 水素含有ガス生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質部と、
改質バーナにて燃焼用燃料を燃焼させて、前記改質部を改質処理可能なように加熱する燃焼部とが設けられ、
前記燃焼部から排出された前記改質バーナの燃焼排ガスを、前記改質部とは異なる他処理部の温調用として通流させるように構成された水素含有ガス生成装置に関する。

かかる水素含有ガス生成装置は、改質バーナにて燃焼部内で燃焼用燃料を燃焼させて、改質部を改質処理可能なように加熱する状態で、その改質部にて、原燃料と水蒸気とを改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成することにより、水素含有ガスを生成するものであり、生成した水素含有ガスは、例えば、燃料電池における発電反応用の燃料ガスとして用いる。
そして、燃焼部から排出された改質バーナの燃焼排ガスを、改質部とは異なる他処理部の温調用として通流させて、他処理部をその他処理部における水素含有ガス生成に係わる所定の処理が可能なように温調するように構成してある（例えば、特許文献１参照。）。

ちなみに、前記特許文献１においては、他処理部として、供給される水を加熱して改質部に供給する水蒸気を生成する水蒸気生成部と、改質部にて生成された改質処理ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変成処理する変成部とを設け、燃焼部から排出された燃焼排ガスを、水蒸気生成部を水蒸気生成可能なように温調し、その水蒸気生成部の温調後に、変成部を変成処理可能なように温調するべく通流させるように構成してある。

そして、前記特許文献１には記載されていないが、このような水素含有ガス生成装置において、従来は、改質バーナに着火する着火時も着火後も空気比が同一となるように、制御手段を、改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節する燃料調節手段及び改質バーナへの燃焼用空気の供給量を調節する空気調節手段を制御するように構成していた。

特開２００３−１３９３０５号公報

しかしながら、従来では、上述したように、着火時も着火後も空気比が同一となる状態で改質バーナを燃焼させることに起因して、以下に説明するような問題があった。

即ち、改質部にて適切に改質処理を行わせるには、改質部を改質処理に適切な温度に加熱する必要があり、又、他処理部において処理を適切に行わせるには、他処理部での処理に適切な温度に温調する必要がある。
そして、このように改質部を加熱すると共に他処理部を温調するには、改質バーナに大きな空気比にて燃焼用空気を供給して、改質バーナの燃焼排ガスの量を多くすることにより、燃焼排ガスの保有熱量に対するその燃焼排ガスから改質部や他処理部に伝熱される伝熱量の割合（以下、伝熱比率と記載する場合がある）を小さくして、燃焼排ガスの流動に伴う伝熱量の分配を制御する必要がある。
しかしながら、一般にバーナに着火するには、空気比が１又は略１の小さい空気比にて燃焼用空気を供給するのが着火させ易いものであるので、大きい空気比にて燃焼用空気を供給する状態では、改質バーナを着火させ難い。特に、燃焼用燃料として、プロパンガスを主成分とするガスを用いる場合、このプロパンガスを主成分とするガスは、メタンガスを主成分とするガスに比べて燃焼し難いので、バーナに着火し難い。

そこで、着火性を向上するために、空気比を小さくすると、改質バーナの燃焼排ガス量が少なくなることから、燃焼排ガスからの改質部への伝熱比率が大きくなって、燃焼排ガスの流動に伴う伝熱量の減少が大きくなるので、改質部を適切な温度に加熱する状態では、他処理部での処理に適切な温度に温調し難くなり、水素含有ガスを適切に生成することができないという問題が生じる。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、改質バーナの着火を良好に行えながら、水素含有ガスを適切に生成し得る水素含有ガス生成装置を提供することにある。

本発明の水素含有ガス生成装置は、
供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質部と、
改質バーナにて燃焼用燃料を燃焼させて、前記改質部を改質処理可能なように加熱する燃焼部とが設けられ、
前記改質バーナが、メタンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料とする場合に、着火時及び着火後共に１．２〜１．４の範囲内の空気比で燃焼用燃料を安定して燃焼させることができるように構成され、
前記燃焼部から排出された前記改質バーナの燃焼排ガスを、前記改質部とは異なる他処理部の温調用として通流させるように構成された水素含有ガス生成装置であって、
第１特徴構成は、運転を制御する制御手段が、前記改質バーナを用いてプロパンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料として燃焼させるときに、前記改質バーナに着火する着火時よりも着火後の方が空気比が大きくなるように、前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節する燃料調節手段及び前記改質バーナへの燃焼用空気の供給量を調節する空気調節手段を制御するように構成されている点を特徴とする。

即ち、改質バーナは、メタンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料として燃焼させるときは、着火時及び着火後共に１．２〜１．４の範囲内の空気比で燃焼用燃料を安定して燃焼させることができるように構成されている。
そして、プロパンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料として燃焼させるときは、制御手段により、着火時よりも着火後の方が空気比が大きくなるように、改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節する燃料調節手段及び改質バーナへの燃焼用空気の供給量を調節する空気調節手段が制御される。

つまり、メタンガスは、プロパンガスに比べて、炭素の比率が小さくて燃焼し易いので、メタンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料として、着火時も着火後も、同じ大きな空気比にて適切に燃焼させることができるように、改質バーナを容易に設計することができる。
そして、メタンガスに比べて燃焼し難いプロパンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料とするときは、着火時よりも着火後の方が空気比が大きくなるように制御するようにすると、着火を良好に行うことができ、着火後は、燃焼排ガスの量を十分に多くしながら、安定燃焼させることができる。
つまり、プロパンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料の着火時は、改質バーナを着火させ易い小さい空気比にて燃焼用空気を供給することにより、改質バーナを良好に着火することができる。
プロパンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料の着火後は、着火時よりも空気比を大きくして、改質バーナの燃焼排ガスの量を多くすることにより、燃焼排ガスからの改質部への伝熱比率を小さくして、燃焼排ガスの流動に伴う他処理部への伝熱量の減少を抑制することができるので、改質部を改質処理に適切な温度に加熱すると共に、他処理部での処理に適切な温度に温調することができるものとなり、改質部にて適切に改質処理を行わせると共に、他処理部にて処理を適切に行わせることができる。
又、プロパンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料の着火後は、燃焼排ガスの流動に伴う改質部での伝熱量の減少を抑制することができることにより、改質バーナに着火して改質部を改質処理可能な温度に加熱する起動時において、改質部及び他処理部を夫々に適切な温度に加熱するのに要する時間を短縮することができるので、起動時間を短縮することができる。
従って、改質バーナの着火を良好に行えながら、水素含有ガスを適切に生成し得る水素含有ガス生成装置を提供することができるようになった。
加えて、メタンガスを主成分とするガス用及びプロパンガスを主成分とするガス用の夫々に専用の改質バーナを製作しなくても、一種類の改質バーナにて、メタンガスを主成分とするガス及びプロパンガスを主成分とするガス夫々を適切に燃焼させることができるので、水素含有ガス生成装置の低廉化を図ることができるようになった。

第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記改質バーナを用いてプロパンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料として燃焼させるときの着火時の空気比が１〜１．０５の範囲に設定され、着火後の空気比が１．２〜１．６の範囲に設定される点を特徴とする。

即ち、改質バーナを用いてプロパンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料として燃焼させるときの着火時は空気比１〜１．０５、つまり、理論空気量又は理論空気量よりやや多い量の燃焼用空気が供給されるので、改質バーナは良好に着火される。そして、着火後は、空気比１．２〜１．６の量の燃焼用空気が供給されるので、安定に燃焼させながら、燃焼排ガスの量を十分に多くすることができるので、改質部を改質処理に適切な温度に加熱することができると共に、他処理部での処理に適切な温度に温調することができて、水素含有ガスをより一層適切に生成することができる。

ちなみに、空気比が１．２よりも小さい場合は、安定燃焼性は向上させることができるものの、燃焼排ガスの量が少なくなるので、改質部及び他処理部の夫々を極力広い範囲にわたって夫々に適切な温度に加熱又は温調する面で不利となる。
一方、空気比が１．６よりも大きい場合は、燃焼排ガスの量をより多くすることができるものの、燃焼排ガス中の一酸化炭素及びハイドロカーボンの量が増加して、安定燃焼性が低下し、好ましくない。
従って、改質バーナの着火をより一層良好に行うことができながら、水素含有ガスをより一層適切に生成することができるようになった。

第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、
前記制御手段が、前記改質バーナに着火後、前記燃焼部の温度が設定温度以上になると、着火時よりも空気比が大きくなるように前記燃料調節手段及び前記空気調節手段を制御するように構成されている点を特徴とする。

即ち、制御手段により、改質バーナに着火後、燃焼部の温度が設定温度以上になると、着火時よりも空気比が大きくなるように燃料調節手段及び空気調節手段が制御される。

つまり、前記設定温度として、燃焼部内で保炎が十分に行われて火炎が消え難くなる温度に設定する。
すると、着火後、燃焼部の温度が設定温度以上になって、燃焼部内での保炎が十分に行われて火炎が消え難くなった状態で、空気比が大きくされることになるので、空気比が大きくなっても安定して燃焼を継続させることができる。
従って、着火後の空気比の増大変更をより一層適切に行わせることができるようになった。

第４特徴構成は、上記第１〜第３特徴構成のいずれかに加えて、
前記改質バーナが、複数の第１噴出孔を備えた第１噴出管を有し、燃焼用燃料と燃焼用空気とが予混合された状態で前記第１噴出管に供給されるバーナであり、及び、前記第１噴出管の管径及び長さ並びに前記第１噴出孔の孔径が、メタンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料として、着火時及び着火後共に１．２〜１．４の範囲内の空気比で燃焼用燃料を安定して燃焼させることができるように構成されている点を特徴とする。

第５特徴構成は、上記第１〜第４特徴構成のいずれかに加えて、
前記改質部にて生成された改質処理ガスが発電用の燃料ガスとして燃料電池に供給され、且つ、その燃料電池から排出された排燃料ガスが燃焼用燃料として前記改質バーナに供給されるように構成され、
前記改質バーナが、複数の第１噴出孔を備えた第１噴出管と複数の第２噴出孔を備えた第２噴出管とを、前記第１噴出孔の噴出方向と前記第２噴出孔の噴出方向とが交差するように並べて設けて構成され、
前記改質バーナに着火して前記改質部を改質処理可能な温度に加熱する起動時は、プロパンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料として燃焼用空気と混合させた状態で前記第１噴出管に供給して燃焼させるように構成され、
前記燃料電池から排出された排燃料ガスを燃焼用燃料として燃焼させる通常時は、その排燃料ガスを前記第２噴出管に供給し且つ燃焼用空気を前記第１噴出管に供給するように構成されている点を特徴とする。

即ち、燃料電池から排出された排燃料ガスには水素ガスが含まれていて、燃焼し易いと共に燃焼速度が速いので、排燃料ガスを第２噴出管に供給すると共に燃焼用空気を第１噴出管に供給して、第２噴出孔から排燃料ガスを、第１噴出孔から燃焼用空気を互いに衝突させるように夫々噴出させることにより、逆火を防止しながら良好に燃焼させることができる。

一方、改質バーナに着火して改質部を改質処理可能な温度に加熱する起動時は、燃料ガスは未だ生成することができないので、排燃料ガスよりも燃焼速度が遅くて燃焼し難いプロパンガスを主成分とするガスを用いる。
そのプロパンガスを主成分とするガスを燃焼させるときは、燃焼用空気を予混合して、第１噴出管に供給して、第１噴出孔から噴出させることにより、リフトを抑制しながら良好に燃焼させることができる。
そして、そのプロパンガスを主成分とするガスを燃焼させるときは、着火時よりも着火後の方が空気比が大きくなるように燃焼用空気の供給量を調節することにより、着火を良好に行わせながら、その着火後は、燃焼排ガスの量を多くして、燃焼排ガスの流動に伴う改質部での伝熱量の減少を抑制することができるので、改質部及び他処理部を夫々に適切な温度に加熱するのに要する時間を短縮することができる。
従って、改質バーナに着火して改質部を改質処理可能な温度に加熱する起動時はプロパンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料として、及び、改質部にて改質処理ができるようになった通常時は燃料電池から排出された排燃料ガスを燃焼用燃料として、同一のバーナにて適切に燃焼させることができ、しかも、起動時間を短縮することができるようになった。

以下、図面に基づいて、本発明を燃料電池用の水素含有ガス生成装置に適用した場合の実施形態を説明する。
図１及び図２は、本発明に係る水素含有ガス生成装置Ｐを備えた燃料電池発電装置を示し、この燃料電池発電装置は、炭化水素系の原燃料ガスを原料として水素ガスを主成分とする燃料ガスを生成する前記水素含有ガス生成装置Ｐと、その水素含有ガス生成装置Ｐにて生成された燃料ガスが供給されて発電する燃料電池Ｇと、運転を制御する制御手段としての制御部Ｃとを備えて構成してある。

そして、この水素含有ガス生成装置Ｐは、原燃料ガスとして、プロパンガスを主成分とするガス、所謂、ＬＰガスを用いるように構成してある。

前記燃料電池Ｇは、周知であるので詳細な説明及び図示は省略して簡単に説明すると、燃料電池Ｇは、例えば、固体高分子膜を電解質層とするセルの複数を積層状態に設けた固体高分子型に構成し、各セルの燃料極に前記水素含有ガス生成装置Ｐから燃料ガスを供給し、各セルの酸素極に反応用送風機３６から空気を供給して、水素と酸素との電気化学的な反応により発電を行うように構成してある。

水素含有ガス生成装置Ｐは、炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫室１と、供給される水を加熱して蒸発させて水蒸気を生成する水蒸気生成室２と、脱硫室１で脱硫処理された原燃料ガスを水蒸気生成室２で生成された水蒸気を用いて改質処理して水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質部としての改質室３と、改質バーナ１７にて燃焼用燃料を燃焼させて、改質室３を改質処理可能なように加熱する燃焼部としての燃焼室６と、改質室３から供給される改質処理ガス中の一酸化炭素ガスを水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理する変成室４と、その変成室４から供給される改質処理ガス中に残っている一酸化炭素ガスを選択的に酸化処理する選択酸化室５等を備えて構成して、一酸化炭素ガス含有量の少ない水素含有ガスを生成するように構成してある。

更に、水素含有ガス生成装置Ｐには、前記改質室３から排出される改質処理ガスを通流させて改質室３を加熱する改質室加熱用通流室７、前記燃焼室６から排出される燃焼排ガスを通流させてその燃焼排ガスにより前記水蒸気生成室２を水蒸気生成可能なように加熱する加熱用排ガス通流室８、その加熱用排ガス通流室８から排出される燃焼排ガスを通流させてその燃焼排ガスにより前記変成室４を温調する温調用排ガス通流室９、前記改質室加熱用通流室７から排出される高温の改質処理ガスにより前記脱硫室１にて脱硫された脱硫後の原燃料ガスを加熱する脱硫後原燃料用熱交換器Ｅａ、その脱硫後原燃料用熱交換器Ｅａにて熱交換後の改質処理ガスにより脱硫室１にて脱硫処理する原燃料ガスを加熱する脱硫前原燃料用熱交換器Ｅｂ、及び、前記温調用排ガス通流室９から排出される燃焼排ガスの排熱を前記改質バーナ１７に供給される燃焼用燃料及び燃焼用空気に回収するエコノマイザＥｃを設けてある。

つまり、燃焼室６から排出された改質バーナ１７の燃焼排ガスを温調用として通流させる他処理部として、前記水蒸気生成室２及び前記変成室４を設けてある。

前記脱硫後原燃料用熱交換器Ｅａは、前記改質室加熱用通流室７から排出された改質処理ガスを通流させる上流側熱交換用通流室１０と、前記脱硫室１にて脱硫処理されて改質室３に供給する脱硫後の原燃料ガスを通流させる脱硫後原燃料通流室１１とを熱交換自在に設けて構成し、前記脱硫前原燃料用熱交換部Ｅｂは、前記上流側熱交換用通流室１０から排出された改質処理ガスを通流させる下流側熱交換用通流室１２と、前記脱硫室１にて脱硫処理する原燃料ガスを通流させる脱硫前原燃料通流室１３とを熱交換自在に設けて構成してある。

又、前記エコノマイザＥｃは、前記温調用排ガス通流室９から排出される燃焼排ガスを通流させる排熱源排ガス通流室１４の一方側に、前記改質バーナ１７に供給される燃焼用燃料を通流させる燃焼用燃料通流室１５を、他方側に、前記改質バーナ１７に供給される燃焼用空気を通流させる燃焼用空気通流室１６を夫々、前記排熱源排ガス通流室１４と熱交換自在に設けて構成してある。

図２に示すように、水素含有ガス生成装置Ｐは、流体を処理する処理室Ｓを形成する複数の扁平状の容器Ｂを横方向に積層状に並べ、それら複数の容器Ｂを容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で前記容器並び方向両側から押し付け手段（図示省略）にて押し付けて構成してある。
前記容器Ｂは、図３ないし図５にも示すように、前記容器並び方向に位置する一対の容器形成部材５１を、その周辺部を溶接接続して構成し、前記一対の容器形成部材５１の少なくとも一方を、周辺部を接続代として中央部が膨出する皿状に形成してある。

そして、前記複数の容器Ｂにて形成される複数の処理室Ｓにより、前記脱硫、水蒸気生成、改質、変成、選択酸化、燃焼の各室１，２，３，４，５，６、及び、前記改質室加熱用、加熱用排ガス、温調用排ガス、上流側熱交換用、脱硫後原燃料、下流側熱交換用、脱硫前原燃料用、排熱源排ガス、燃焼用燃料、燃焼用空気の各通流室７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６を構成してある。

この実施形態では、前記複数の容器Ｂを、前記一対の容器形成部材５１の夫々を前記皿状の容器形成部材５１とする状態に形成し、且つ、前記一対の容器形成部材５１の間に仕切り部材５２を位置させた状態で周辺部を溶接接続して、前記仕切り部材５２の両側に前記処理室Ｓを備えるように構成してある。
そして、前記複数の容器Ｂのうちの一部を、前記皿状の容器形成部材５１の背部に積層状態で位置させる一つの皿状の補助容器形成部材５３を、その周辺部を隣接するものの背部に溶接することにより、前記容器並び方向に複数の処理室Ｓを形成する多処理室型の容器Ｂｍに構成してある。この多処理室型の容器Ｂｍを、図４及び図５に示す
又、前記複数の容器Ｂのうちの残部を、前記補助容器形成部材５３を設けない基本型の容器Ｂｓとしてある。この基本型の容器Ｂｓを、図３に示す。

前記皿状の容器形成部材５１、仕切り部材５２及び皿状の補助容器形成部材５３は、夫々、ステンレス等の耐熱金属製であり、前記皿状の容器形成部材５１及び皿状の補助容器形成部材５３は、その耐熱金属からなる板材をプレス成形して皿状に形成する。

この実施形態では、７個の容器Ｂを並べて、水素含有ガス生成装置Ｐを構成してある。
尚、７個の容器Ｂの区別が明確になるように、便宜上、容器を示す符合Ｂの後に、図２において左からの並び順を示す符合１，２，３……………７を付す。

そして、この実施形態では、左から２個目の容器Ｂ２、４個目の容器Ｂ４、右端の容器Ｂ７を基本型の容器Ｂｓとしてある。

又、左端の容器Ｂ１は、一対の皿状の容器形成部材５１のうち、左側の皿状の容器形成部材５１の背部に前記補助容器形成部材５３を設けて、３個の処理室Ｓを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理室型の容器Ｂｍとし、左から３個目の容器Ｂ３は、図４にも示すように、一対の皿状の容器形成部材５１のうち、右側の皿状の容器形成部材５１の背部に前記補助容器形成部材５３を設けて、３個の処理室Ｓを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理室型の容器Ｂｍとし、左から５個目の容器Ｂ５は、図５にも示すように、一対の皿状の容器形成部材５１の両方の背部夫々に前記補助容器形成部材５３を設けて、４個の処理室Ｓを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理室型の容器Ｂｍとし、左から６個目の容器Ｂ６も、左から５個目の容器Ｂ５と同様に、４個の処理室Ｓを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理室型の容器Ｂｍとしてある。

図２に示すように、左端の容器Ｂ１（処理室Ｓを３個備えた多処理室型の容器Ｂｍ）において、左端の処理室Ｓにて前記燃焼用燃料通流室１５を構成し、中央の処理室Ｓにて前記排熱源排ガス通流室１４を構成し、右端の処理室Ｓにて前記燃焼用空気通流室１６を構成して、この左端の容器Ｂ１にて前記エコノマイザＥｃを構成してある。

左から２個目の容器Ｂ２（処理室Ｓを前記容器並び方向に２個備えた基本型の容器Ｂｓ）における左側の処理室Ｓにて前記加熱用排ガス通流室８を構成し、右側の処理室Ｓにて前記水蒸気生成室２を構成してある。

図４にも示すように、左から３個目の容器Ｂ３（処理室Ｓを前記容器並び方向に３個備えた多処理室型の容器Ｂｍ）において、左端の処理室Ｓにて前記燃焼室６を構成し、中央の処理室Ｓにて前記改質室３を構成し、右端の処理室Ｓにて前記改質室加熱用通流室７を構成してある。

そして、左から３個目の容器Ｂ３の中央の処理室Ｓ内に、炭化水素系の原燃料ガスを水蒸気を用いて水素ガスを主成分とするガスに改質処理するルテニウム、ニッケル、白金等の改質反応用触媒１９を充填して、その処理室Ｓを改質室３に構成してある。

前記改質室３は、原燃料ガスと水蒸気とが混合状態で上端部から供給されて、下方側に向けて流動するように構成され、その改質室３として構成する処理室Ｓと前記改質室加熱用通流室７として構成する処理室Ｓとを仕切る皿状の容器形成部材５１の下端部には、容器並び方向に隣接するそれら処理室Ｓを連通する流体通過部５４を設けて、その流体通過部５４を通して、前記改質室３にて改質処理された改質処理ガスを前記改質室加熱用通流室７に流入させるように構成してある。
そして、前記改質室３の下端部分における改質反応用触媒１９の温度を検出するように改質温度センサＴｒを設けてある。

ちなみに、前記改質室３では、原燃料ガスがプロパンガスを主成分とするＬＰガスである場合は、改質反応用触媒１９の触媒作用により、例えば６００〜７５０°Ｃの範囲の改質処理温度の下で、プロパンガスと水蒸気とを下記の反応式（１）にて改質反応させて、水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成させる。

又、左から３個目の容器Ｂ３の左端の処理室Ｓにて構成する燃焼室６内における下端部に、その燃焼室６内にて燃焼用燃料を燃焼させるように、前記改質用バーナ１７を設けてある。
この改質用バーナ１７は、図４にも示すように、複数の第１噴出孔１７ａを長手方向に並べて列状に備えた第１噴出管１７Ａと複数の第２噴出孔１７ｂを長手方向に並べて列状に備えた第２噴出管１７Ｂとを第１噴出孔１７ａの噴出方向と第２噴出孔１７ｂの噴出方向とが交差するように並べて設けて構成してある。
更に、燃焼室６内における改質バーナ１７よりも上方側に、白金、パラジウム等から成る燃焼触媒を保持させた燃焼触媒保持体１８を配設してある。
そして、燃焼室６内の温度を検出するように、燃焼温度センサＴｆを設けてある。

前記改質バーナ１７に着火して改質室３を改質処理可能な温度に加熱する起動時は、改質室３に供給するのと同様の原燃料ガス（即ち、ＬＰガス）を燃焼用燃料として燃焼用空気と混合させた状態で第１噴出管１７Ａに供給して燃焼させるように構成し、前記燃料電池Ｇの燃料極から排出された排燃料ガスとしてのオフガスを燃焼用燃料として燃焼させる通常時は、そのオフガスを第２噴出管１７Ｂに供給し且つ燃焼用空気を第１噴出管１７Ａに供給するように構成してある。
又、前記改質室３を改質処理可能なように加熱するには、オフガスだけでは不足する場合、その不足分を補うように、原燃料ガスを燃焼用燃料として、燃焼用空気に混合させた状態で、第１噴出管１７Ａに追加供給するように構成してある。

左から４個目の容器Ｂ４（基本型の容器Ｂｓ）における左側の処理室Ｓにて前記上流側熱交換用通流室１０を構成し、右側の処理室Ｓにて前記脱硫後原燃料通流室１１を構成して、この左から４個目の容器Ｂ４にて、前記脱硫後原燃料用熱交換器Ｅａを構成してある。

図５にも示すように、左から５個目の容器Ｂ５（処理室Ｓを前記容器並び方向に４個備えた多処理室型の容器Ｂｍ）において、左端及び左から２個目の処理室Ｓの夫々は、炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫反応用触媒２０を充填して脱硫室１に構成し、左から３個目の処理室Ｓは、脱硫前原燃料通流室１３に構成し、右端の処理室Ｓは、一酸化炭素ガスを水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理する酸化鉄系又は銅亜鉛系の変成反応用触媒２１を充填して変成室４に構成してある。
ちなみに、詳細は後述するが、この左から５個目の容器Ｂ５にて構成する変成室４を１段目として、変成室４を４段に設けるので、以下、この左から５個目の容器Ｂ５にて構成する変成室４を１段目の変成室４と記載する場合がある。

又、左端の処理室Ｓと左から２個目の処理室Ｓとを仕切る皿状の容器形成部材５１、左から２個目の処理室Ｓと左から３個目の処理室Ｓとを仕切る仕切り部材５２の夫々に、夫々の両側の処理室Ｓを連通する流体通過部５４を設けてある。そして、左から２個目の処理室Ｓにて構成する脱硫室１を１段目とし、左端の処理室Ｓにて構成する脱硫室１を２段目として、脱硫対象の原燃料ガスを、脱硫前原燃料通流室１３を通過させて予熱した後、１段目、２段目の順に各脱硫室１を通流させて、脱硫処理するように構成してある。

又、脱硫前原燃料通流室１３を構成する左から３個目の処理室Ｓと１段目の変成室４を構成する右端の処理室Ｓとを仕切る皿状の容器形成部材５１を、伝熱壁として、その伝熱壁を通して、脱硫前原燃料通流室１３を通流する脱硫対象の原燃料ガスと１段目の変成室４を通流する変成処理対象の改質処理ガスとを熱交換させるように構成してある。
つまり、１段目の変成室４を前記下流側熱交換用通流室１２として兼用するように構成して、前記脱硫前原燃料通流室１３と下流側熱交換用通流室１２とにより、前記脱硫前原燃料用熱交換器Ｅｂを構成してある。

左から６個目の容器Ｂ６（処理室Ｓを前記容器並び方向に４個備えた多処理室型の容器Ｂｍ）において、左端の処理室Ｓを前記温調用排ガス通流室９に構成し、左から２個目、左から３個目及び右端の処理室Ｓの夫々は、前記変成反応用触媒２１を充填して変成室４に構成してある。

又、左から２個目の処理室Ｓと左から３個目の処理室Ｓを仕切る仕切り部材５２、左から３個目の処理室Ｓと右端の処理室Ｓとを仕切る皿状の容器形成部材５１夫々に、夫々の両側の処理室Ｓを連通する流体通過部５４を設けてある。そして、左から２個目の処理室Ｓにて構成する変成室４を２段目とし、左から３個目の処理室Ｓにて構成する変成室４を３段目とし、右端の処理室Ｓにて構成する変成室４を４段目として、前記左から５個目の容器Ｂ５にて構成する１段目の変成室４からこの２段目の変成室４に外部のガス処理流路３２にて改質処理ガスを供給して、改質処理ガスを２段目、３段目、４段目の順に各変成室４を通流させて、変成処理するように構成してある。

ちなみに、前記変成室４では、変成反応用触媒２１の触媒作用により、改質室３から供給される改質処理ガス中の一酸化炭素と水蒸気とを、例えば、１５０〜４００°Ｃの範囲の変成処理温度の下で、下記の反応式（２）にて変成反応させる。

左から７個目、即ち右端の容器Ｂ７（基本型の容器Ｂｓ）において、左側の処理室Ｓは何にも用いずに伝熱調整用とし、右側の処理室Ｓは、一酸化炭素ガスを選択的に酸化処理する白金、ルテニウム、ロジウム等の貴金属系の選択酸化用触媒２２を充填して前記選択酸化室５に構成してある。

この選択酸化室５は、前記変成室４にて変成処理された改質処理ガスと選択酸化用空気が混合状態で下端部から供給されて、上方側に向けて流動して上端部から排出するように構成され、選択酸化室５における上下方向略中央部の選択酸化触媒２２の温度を検出するように、選択酸化温度センサＴｍを設けてある。

ちなみに、前記選択酸化室５では、選択酸化反応用触媒２２の触媒作用により、例えば８０〜１５０°Ｃの選択酸化処理温度の下で、変成処理後の改質処理ガス中に残存している一酸化炭素ガスが選択酸化される。

尚、容器Ｂの処理室Ｓに、前記改質反応用触媒１９等の触媒を充填する場合は、扁平状の容器Ｂを上下方向に沿わせた姿勢で、処理室Ｓにおける底部よりもやや上方部にて触媒を受けるべく、多孔状の触媒受け板５５を、その処理室Ｓを形成する皿状の容器形成部材５１、仕切り部材５２又は皿状の補助容器形成部材５３に溶接にて取り付けてある。

そして、上述の７個の扁平状の容器Ｂを、夫々を上下方向に沿わせた姿勢で、左端の容器Ｂ１の外側、左端の容器Ｂ１と左から２個目の容器Ｂ２との間、左から２個目の容器Ｂ２と左から３個目の容器Ｂ３との間、左から３個目の容器Ｂ３と左から４個目の容器Ｂ４との間、左から４個目の容器Ｂ４と左から５個目の容器Ｂ５との間、及び、左から５個目の容器Ｂ５と左から６個目の容器Ｂ６との間の夫々に伝熱量調節用の断熱材２３を配置した状態で密接状態に並べて設けて、前記押し付け手段により、それら密接状態の７個の容器Ｂを容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で容器並び方向両側から押し付けるように構成し、更に、前記選択酸化室５を構成する右端の容器Ｂ７の側方に、その容器Ｂ７に向けて通風するように冷却用送風機２６を設けて、その冷却用送風機２６により、前記選択酸化室５を冷却するように構成してある。

つまり、脱硫室１、改質室３、変成室４及び選択酸化室５のうち、改質室３が最も高温に維持する必要があり、選択酸化室５が最も低温に維持する必要がある。
そこで、改質室３とそれを加熱する燃焼室６とを伝熱可能に密接させて設け、その密接状態の改質室３及び燃焼室６における改質室３側に、脱硫室１、変成室４、選択酸化室５を記載順に改質室３の側から並んで位置し且つ改質室３及び燃焼室６から伝熱可能な状態で設け、密接状態の改質室３及び燃焼室６における燃焼室６側に、水蒸気生成室２を改質室３及び燃焼室６から伝熱可能な状態で設けてある。

そして、隣接するもの同士の間、即ち、改質室３と脱硫室１との間、脱硫室１と変成室４との間、変成室４と選択酸化室５との間、及び、燃焼室６と水蒸気生成室２との間のそれぞれの伝熱状態（伝熱量）を所定に設定して、改質室３を改質処理温度に維持するように改質バーナ１７の燃焼量を調節し、且つ、選択酸化室５を選択酸化処理温度に維持するように冷却用送風機２６の通風量を調節することにより、改質室３と選択酸化室５との間に位置する脱硫室１及び変成室４を、温度を制御しなくても成り行きにてそれぞれ脱硫処理温度、変成処理温度に維持することができ、並びに、水蒸気生成室２を成り行きにて水蒸気生成に適正な温度に維持することができるように構成してある。

以下、各容器Ｂにて形成される各処理室Ｓに流体を供給したり、各処理室Ｓから流体を排出するための、各処理室Ｓに対する流路の接続形態について説明する。尚、各処理室Ｓにおいては、流体を上部から供給して下方側に向けて通流させて下部から排出する、あるいは、流体を下部から供給して上方側に向けて通流させて上部から排出するように、流体を上下方向に通流させるように構成するので、各流路は、各処理室Ｓの上端部又は下端部に接続する。

発電用原燃料供給路３１を前記脱硫前原燃料通流室１３に接続し、前記２段目の脱硫室１と前記脱硫後原燃料通流室１１とを、その脱硫後原燃料通流室１１と前記改質室３とを、前記改質室加熱用通流室７と前記上流側熱交換用通流室１０とを、その上流側熱交換用通流室１０と前記下流側熱交換用通流室１２を兼用する前記１段目の変成室４とを、その１段目の変成室４と前記２段目の変成室４とを、前記４段目の変成室４と前記選択酸化室５とを、夫々ガス処理流路３２にて接続し、更に、その選択酸化室５と燃料電池Ｇの燃料ガス供給部とを燃料ガス流路３３にて接続して、脱硫前原燃料通流室１３、１段目、２段目の脱硫室１、脱硫後原燃料通流室１１、改質室３、改質室加熱用通流室７、上流側熱交換用通流室１０、１段目、２段目、３段目、４段目の変成室４、選択酸化室５を順に流れて、燃料電池Ｇに至るガス処理経路を形成してある。

前記発電用原燃料供給路３１には、この発電用原燃料供給路３１を通して供給する改質処理用の原燃料ガスの供給量を調節する発電用原燃料調節弁Ｖ１、及び、この発電用原燃料調節弁Ｖ１にて供給量が調節されて発電用原燃料供給路３１を通流する原燃料ガスの流量を検出する発電用原燃料流量センサＱを設けてある。

２段目の脱硫室１と前記脱硫後原燃料通流室１１とを接続するガス処理流路３２には、脱硫後の原燃料ガスに水蒸気を混合させるためのエジェクタ３５を設けてある。

又、前記４段目の変成室４と前記選択酸化室５とを接続するガス処理流路３２には、選択酸化用送風手段としての選択酸化用送風機２４から選択酸化用空気が供給される選択酸化用空気供給路２５を接続して、変成室４にて変成処理された改質処理ガスに選択酸化用空気を混合させて前記選択酸化室５に供給するように構成してある。

つまり、原燃料ガスを１段目、２段目の脱硫室１にて脱硫処理し、その脱硫処理した原燃料ガスに、後述する水蒸気生成室２から水蒸気流路３４にて供給される水蒸気をエジェクタ３５にて混合させ、その水蒸気を混合させた原燃料ガスを改質室３にて改質処理し、その改質処理ガスを１段目、２段目、３段目、４段目の変成室４にて変成処理し、その変成処理した改質処理ガスを選択酸化室５にて選択酸化処理して、一酸化炭素含有率の小さい水素含有ガスを生成し、その水素含有ガスを燃料ガスとして燃料ガス流路３３を通じて燃料電池Ｇに供給するように構成してある。

前記燃焼室６と前記加熱用排ガス通流室８とを、その加熱用排ガス通流室８と前記温調用排ガス通流室９とを、その温調用排ガス通流室９と前記エコノマイザＥｃの前記排熱源排ガス通流室１４とを、夫々燃焼排ガス流路３７にて接続して、燃焼室６から排出される燃焼排ガスを、加熱用排ガス通流室８、温調用排ガス通流室９、エコノマイザＥｃの排熱源排ガス通流室１４の順に通流させるように構成してある。

前記燃料電池Ｇの前記燃料極から排出されるオフガスを前記改質バーナ１７にて燃焼させる燃焼用燃料として導くオフガス路３８にて、その燃料電池Ｇのオフガス排出部と前記エコノマイザＥｃの燃焼用ガス通流室１５とを、その燃焼用ガス通流室１５と前記改質バーナ１７の第２噴出管１７Ｂとを、夫々接続してある。

又、前記改質バーナ１７に燃焼用空気を供給する燃焼用送風手段としての燃焼用送風機３９と前記エコノマイザＥｃの前記燃焼用空気通流室１６とを、その燃焼用空気通流室１６と前記改質バーナ１７の第１噴出管１７Ａとを、夫々燃焼用空気流路４０にて接続してある。

そして、前記エコノマイザＥｃにて、燃焼排ガスの排熱をオフガス及び燃焼用空気に回収して、それらオフガス及び燃焼用空気を予熱し、そのように予熱したオフガス及び燃焼用空気を前記改質バーナ１７に供給して燃焼させるように構成してある。

更に、前記改質バーナ１７の第１噴出管１７Ａには、原燃料ガスを燃焼用燃料として供給するバーナ用原燃料供給路４１を接続してある。
このバーナ用原燃料供給路４１には、このバーナ用原燃料供給路４１を通して供給する原燃料ガスの供給量を調節するバーナ用原燃料調節弁Ｖ２を設けてある。

尚、前記バーナ用原燃料供給路４１と前記燃焼用空気流路４０とは、前記第１噴出管１７Ａの手前で合流させた状態でその第１噴出管１７Ａに接続してあり、原燃料ガスを燃焼用空気と予混合した状態で第１噴出管１７Ａに供給するように構成してある。

改質処理用の水蒸気を生成するための改質用水を改質用水ポンプ４２にて供給する改質用水供給流路４３を前記水蒸気生成室２に接続し、前記加熱用排ガス通流室８による加熱により前記水蒸気生成室２にて生成された水蒸気を導く前記水蒸気流路３４を前記エジェクタ３５に接続してある。

つまり、改質室３に隣接する処理室Ｓを、その改質室３を加熱するために燃焼用燃料を燃焼させる燃焼室６に構成し、互いに隣接する二つの処理室Ｓのうちの一方を、供給される水を加熱により蒸発させる水蒸気生成室２に構成し、他方を前記燃焼室６から排出される燃焼排ガスを前記水蒸気生成室２を加熱するために通流させる加熱用排ガス通流室８に構成し、前記水蒸気生成室２で生成された水蒸気が改質反応用として前記改質室３に供給されるように構成してある。

上述のように構成することにより、炭化水素系の原燃料と水蒸気を用いて一酸化炭素ガス含有量の少ない水素含有ガスを生成する水素含有ガス生成装置Ｐを、原燃料の改質処理用の水蒸気を生成する水蒸気生成部をも備えた状態で一体的に構成してある。
又、改質室３及び水蒸気生成室２夫々を加熱する必要があるものの、水は原燃料と水蒸気とが改質反応する温度よりも低い温度で蒸発することを利用して、燃焼室６を改質室３に隣接して設けて、その燃焼室６にて改質室３を高温に加熱し、その燃焼室６から排出される燃焼排ガスを水蒸気生成室２に隣接する加熱用排ガス通流室８に通流させて水蒸気生成室２を加熱するようにしてある。
つまり、一つの燃焼室６により、改質室３と水蒸気生成室２の両方を夫々に適した温度に加熱するので、装置の低廉化並びに消費エネルギーの低減化を図ることができる。

ところで、前記改質バーナ１７は、メタンガスを主成分とする天然ガスベースの都市ガス（例えば１３Ａ、以下、単に天然ガスと記載する場合がある）を燃焼用燃料とする場合に、例えば１．４の如き大きい空気比にて適切に着火できると共に、着火後も、その天然ガス及び前記燃料電池Ｇからのオフガスを燃焼用燃料として、例えば１．４の如き大きい空気比にて適切に燃焼させることができるように設計してある。

つまり、改質バーナ１７に着火して改質室３を改質処理可能な温度に加熱する起動時は、燃焼用燃料と燃焼用空気と予混合した状態で第１噴出管１７Ａに供給して、第１噴出孔１７ａから噴出させて燃焼させることになるので、天然ガスに例えば１．４の如き大きい空気比にて燃焼用空気と予混合した状態で第１噴出孔１７ａから噴出させて、適切に着火できると共に、その着火後も安定して燃焼させることができるように、第１噴出管１７Ａの管径及び長さや第１噴出孔１７ａの孔径を設計してある。
又、燃料電池Ｇの燃料極から排出されたオフガスを燃焼用燃料とする通常時は、そのオフガスを第２噴出管１７Ｂに供給し且つ燃焼用空気を第１噴出管１７Ａに供給して燃焼させるので、水素ガスを主成分として燃焼速度の速いオフガスをリフトを抑制した状態で安定して燃焼させることができるように、第２噴出管１７Ｂの管径及び長さや第２噴出孔１７ｂの孔径を設計してある。

そこで、天然ガスに比べて燃焼し難いＬＰガスを燃焼用燃料とする場合は、例えば１．４の如き大きい空気比では、改質バーナ１７に適切に着火させ難いので、制御部Ｃを、ＬＰガスを燃焼用燃料と燃焼させるときに、改質バーナ１７に着火する着火時よりも着火後の方が空気比が大きくなるように、改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量を調節する燃料調節手段としてのバーナ用原燃料調節弁Ｖ２及び改質バーナへの燃焼用空気の供給量を調節する空気調節手段としての燃焼用送風機３９を制御するように構成してある。

そして、着火時の空気比を１〜１．０５の範囲に設定し、着火後の空気比を１．２〜１．６の範囲に設定してある。

又、制御部Ｃを、改質バーナ１７に着火後、燃焼室６の温度が空気比切換用設定温度以上になると、着火時よりも空気比が大きくなるようにバーナ用原燃料調節弁Ｖ２及び燃焼用送風機３９を制御するように構成してある。ちなみに、前記空気比切換用設定温度は、燃焼室６内で保炎が十分に行われて火炎が消え難くなる温度、例えば、３００°Ｃ以上、好ましくは４５０°Ｃに設定してある。

次に、前記制御部Ｃの制御動作について、説明する。
図６のフローチャートに示すように、前記制御部Ｃは、起動タイミングになると、改質バーナ１７に着火して改質室３を改質用設定温度に加熱する起動運転処理を実行し、その起動運転処理が終了すると、水素含有ガス生成部Ｐに原燃料ガスを供給して燃料ガスを生成すると共にその生成燃料ガスを燃料電池Ｇに供給して発電させ且つ燃料電池Ｇからのオフガスを改質バーナ１７にて燃焼させる通常運転処理を実行し、停止タイミングになると、所定の停止処理を実行して、水素含有ガス生成部Ｐ及び燃料電池Ｇの運転を停止する。
例えば、燃料電池発電装置を１日のうちの所定の運転時間帯に運転する場合は、その運転時間帯の開始時刻になると起動タイミングとなり、その運転時間帯の終了時刻になると停止タイミングになる。
ちなみに、前記改質用設定温度は、６００〜７５０°Ｃの範囲内の所定の改質処理温度に設定する。

次に、前記起動運転処理について説明を加える。
尚、起動運転処理における改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量として起動用設定燃料供給量を設定すると共に、その起動用設定燃料供給量に対して、空気比が０〜１．０５の範囲内で着火用設定空気供給量、及び、空気比が１．２〜１．６の範囲内で昇温用設定空気供給量を設定してある。ちなみに、空気比が０〜１．０５の範囲では、改質バーナ１７の燃焼排ガス中の残存酸素濃度は０〜１．１％の範囲であり、空気比が１．２〜１．６の範囲では、燃焼排ガス中の残存酸素濃度は４％〜８％の範囲である。

例えば、燃焼用燃料をＬＰガスとする場合、起動用設定燃料供給量を０．４リットル／ｍｉｎ（標準状態）に設定し、着火用設定空気供給量を、空気比を１．０５（燃焼排ガス中の残存酸素濃度は１．１％）として、１０リットル／ｍｉｎ（標準状態）に設定し、昇温用設定空気供給量を、空気比を１．４（燃焼排ガス中の残存酸素濃度は６％）として、１３リットル／ｍｉｎ（標準状態）に設定してある。

参考までに、燃焼用燃料を天然ガスとする場合、起動用設定燃料供給量を設定すると共に、その起動用設定燃料供給量に対して、空気比が１．２〜１．４の範囲内で起動用設定空気供給量を設定して、着火時及び着火後共に、起動用設定燃料供給量にて燃焼用燃料を供給すると共に、起動用設定空気供給量にて燃焼用空気を供給するように構成してある。例えば、起動用設定燃料供給量として、ＬＰガスの起動用設定燃料供給量と同熱量となる１リットル／ｍｉｎ（標準状態）に設定し、その起動用設定燃料供給量に対して、起動用設定空気供給量を、空気比が１．２〜１．４の範囲内となる１１．５〜１３．６リットル／ｍｉｎ（標準状態）の範囲内で設定してある。

図７のフローチャートにて示すように、起動タイミングになると起動運転処理を実行し、その起動運転処理では、燃焼用空気の供給量が着火用設定空気供給量となるように、燃焼用送風機３９の回転速度を調節し、イグナイタ（図示省略）を作動させ、燃焼用燃料の供給量が起動用設定燃料供給量になるように、バーナ用原燃料調節弁Ｖ２の開度を調節し、フレームロッド（図示省略）により改質バーナ１７の着火を検出すると、イグナイタをオフする（ステップ＃１〜＃５）。

続いて、燃焼温度センサＴｆの検出情報に基づいて、燃焼室６内の温度が空気比切換用設定温度以上になると、燃焼用空気の供給量が昇温用設定空気供給量になるように燃焼用送風機３９の回転速度を調節し、その後、改質温度センサＴｒの検出情報に基づいて、改質反応用触媒１９の温度が改質用設定温度（例えば、７００°Ｃ）になると、起動運転処理を終了してリターンする（ステップ＃６〜＃８）。

前記通常運転処理について、説明を加える。
この通常運転処理では、現在要求されている電力負荷に対して追従する目標出力を設定して、燃料電池Ｇの出力を目標出力（出力電流値）に調節する運転を実行する。
そして、図８に示すように、目標出力に応じて、その目標出力を燃料電池Ｇにて出力するのに必要とする改質用の原燃料ガスの流量を設定してある。
又、図９に示すように、改質反応用触媒１９を改質処理に適切な温度（例えば、前記改質用設定温度）に維持するために必要となる燃焼室６内の温度を、目標出力に応じて設定してある。
又、図１０に示すように、改質用の原燃料ガス流量に対して所定のＳ／Ｃ（改質室３への原燃料ガス供給量に対する水蒸気供給量の比）となるように改質用水を供給するための改質用水ポンプ４２の回転速度を、目標出力に応じて設定してある。

そして、制御部Ｃは、電力負荷に対して追従する目標出力を設定し、発電用原燃料流量センサＱの検出情報に基づいて、改質室３への原燃料ガスの供給流量が目標出力に応じた流量になるように、発電用原燃料調節弁Ｖ１を調節し、改質室３への改質用水の供給流量が目標出力に応じた流量になるように、改質用水ポンプ４２の回転速度を調節し、燃焼温度センサＴｆの検出情報に基づいて、燃焼室６内の温度が目標出力に応じた温度になるように、バーナ用原燃料調節弁Ｖ２を調節し、改質バーナ１７へ空気比１．４となる量の燃焼用空気を供給するように、燃焼用送風機３９の回転速度を調節し、並びに、選択酸化温度センサＴｍの検出情報に基づいて、選択酸化触媒２２の温度が選択酸化用設定温度（例えば、８０〜１５０°Ｃ）になるように、冷却用送風機２６の回転速度を調節する。

ちなみに、燃料電池Ｇにおける燃料利用率は予め設定されており、目標出力及びバーナ用原燃料調節弁Ｖ２の制御情報に基づいて、改質バーナ１７に供給されるオフガスと原燃料ガスを合わせた燃焼用燃料の量を求めることができる。
従って、制御部Ｃは、現時点の目標出力についての改質バーナ１７への燃焼用燃料の供給量（オフガスと原燃料ガスを合わせた量）を求めて、その求めた燃焼用燃料の供給量に対して空気比１．４となる量の燃焼用空気を供給するように、燃焼用送風機３９の回転速度を調節するように構成してある。

尚、前記燃焼用送風機３９の回転速度の調節については、燃焼用送風機３９の回転速度と送風量との関係を予め設定して制御部Ｃに記憶させてあり、制御部Ｃは、その回転速度と送風量との関係に基づいて、目標とする燃焼用空気供給量に対応する回転速度を求めて、その回転速度になるように燃焼用送風機３９を制御するように構成してある。

つまり、改質室３を改質処理可能なように加熱するのにオフガスだけでは不足する分のＬＰガスが、改質バーナ１７に供給される。
又、上述のように、燃焼室６内の温度を目標出力に応じた温度になるように調節すると共に、選択酸化触媒２２の温度が選択酸化用設定温度になるように調節することにより、脱硫室１、変成室４及び水蒸気生成室２夫々の温度が夫々における処理に適切な温度に維持される。

〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。

（イ） 改質バーナ１７の構成は、上記の実施形態において例示した構成に限定されるものではなく、種々の構成が可能である。
例えば、オフガスを燃焼させない場合は、第２噴出管１７Ｂを省略する。

（ロ） 改質部３とは異なる他処理部としては、上記の実施形態において例示した水蒸気生成室２や変成室４に限定されるものではなく、例えば、脱硫室１や、選択酸化室５でも良い。

（ハ） 本発明による水素含有ガス生成装置は、上記の実施形態において例示した如き燃料電池に供給する燃料ガスの生成用以外に、種々の用途で用いることができる。

水素含有ガス生成装置を備えた燃料電池発電装置のブロック図 水素含有ガス生成装置の縦断面図 容器の斜視図 容器の斜視図 容器の斜視図 制御動作のフローチャートを示す図 制御動作のフローチャートを示す図 目標出力と原燃料ガス流量との関係を示す図 目標出力と燃焼室温度との関係を示す図 目標出力と改質用水ポンプの回転速度との関係を示す図

符号の説明

２，４ 他処理部
３ 改質部
６ 燃焼部
１７ 改質バーナ
１７ａ 第１噴出孔
１７Ａ 第１噴出管
１７ｂ 第２噴出孔
１７Ｂ 第２噴出管
３９ 空気調節手段
Ｃ 制御手段
Ｇ 燃料電池
Ｖ２ 燃料調節手段

Claims (5)

1. 供給される炭化水素系の原燃料と水蒸気とを改質反応させて水素ガスを主成分とする改質処理ガスを生成する改質部と、
   改質バーナにて燃焼用燃料を燃焼させて、前記改質部を改質処理可能なように加熱する燃焼部とが設けられ、
   前記燃焼部から排出された前記改質バーナの燃焼排ガスを、前記改質部とは異なる他処理部の温調用として通流させるように構成された水素含有ガス生成装置であって、
   前記改質バーナが、メタンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料とする場合に、着火時及び着火後共に１．２〜１．４の範囲内の空気比で燃焼用燃料を安定して燃焼させることができるように構成され、
   運転を制御する制御手段が、前記改質バーナを用いてプロパンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料として燃焼させるときに、前記改質バーナに着火する着火時よりも着火後の方が空気比が大きくなるように、前記改質バーナへの燃焼用燃料の供給量を調節する燃料調節手段及び前記改質バーナへの燃焼用空気の供給量を調節する空気調節手段を制御するように構成されている水素含有ガス生成装置。
2. 前記改質バーナを用いてプロパンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料として燃焼させるときの着火時の空気比が１〜１．０５の範囲に設定され、着火後の空気比が１．２〜１．６の範囲に設定される請求項１記載の水素含有ガス生成装置。
3. 前記制御手段が、前記改質バーナに着火後、前記燃焼部の温度が設定温度以上になると、着火時よりも空気比が大きくなるように前記燃料調節手段及び前記空気調節手段を制御するように構成されている請求項１又は２記載の水素含有ガス生成装置。
4. 前記改質バーナが、複数の第１噴出孔を備えた第１噴出管を有し、燃焼用燃料と燃焼用空気とが予混合された状態で前記第１噴出管に供給されるバーナであり、及び、前記第１噴出管の管径及び長さ並びに前記第１噴出孔の孔径が、メタンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料として、着火時及び着火後共に１．２〜１．４の範囲内の空気比で燃焼用燃料を安定して燃焼させることができるように構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の水素含有ガス生成装置。
5. 前記改質部にて生成された改質処理ガスが発電用の燃料ガスとして燃料電池に供給され、且つ、その燃料電池から排出された排燃料ガスが燃焼用燃料として前記改質バーナに供給されるように構成され、
   前記改質バーナが、複数の第１噴出孔を備えた第１噴出管と複数の第２噴出孔を備えた第２噴出管とを、前記第１噴出孔の噴出方向と前記第２噴出孔の噴出方向とが交差するように並べて設けて構成され、
   前記改質バーナに着火して前記改質部を改質処理可能な温度に加熱する起動時は、プロパンガスを主成分とするガスを燃焼用燃料として燃焼用空気と混合させた状態で前記第１噴出管に供給して燃焼させるように構成され、
   前記燃料電池から排出された排燃料ガスを燃焼用燃料として燃焼させる通常時は、その排燃料ガスを前記第２噴出管に供給し且つ燃焼用空気を前記第１噴出管に供給するように構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の水素含有ガス生成装置。

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