JP2002079058A - 燃料改質装置の燃焼排出ガス処理 - Google Patents
燃料改質装置の燃焼排出ガス処理Info
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- JP2002079058A JP2002079058A JP2000274333A JP2000274333A JP2002079058A JP 2002079058 A JP2002079058 A JP 2002079058A JP 2000274333 A JP2000274333 A JP 2000274333A JP 2000274333 A JP2000274333 A JP 2000274333A JP 2002079058 A JP2002079058 A JP 2002079058A
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
- F23G7/07—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases in which combustion takes place in the presence of catalytic material
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/88—Handling or mounting catalysts
- B01D53/885—Devices in general for catalytic purification of waste gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J2219/00—Treatment devices
- F23J2219/10—Catalytic reduction devices
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料改質装置の燃焼排出ガスを処理するこ
と。 【解決手段】制御装置６０は、温度センサ５４を介して
検出した浄化装置４０の温度に基づいて流量制御弁５２
のバルブ開度を決定する。流量制御弁５２のバルブ開度
が決定されると、バルブ開度に応じた流量のアノードオ
フガスがアノードオフガス供給管Ｐ５を介して浄化装置
４０に供給される。未反応水素、未改質燃料等を含む、
燃料電池３０のアノードオフガスが供給された浄化装置
４０では、浄化装置４０に内包されている触媒４１によ
って水素等の触媒燃焼が促進される。浄化装置４０内部
の触媒４１の温度は、水素等の触媒燃焼に伴い発生する
反応熱によって活性化温度まで上昇される。したがっ
て、浄化装置４０からは浄化された燃焼排出ガスが排出
される。
と。 【解決手段】制御装置６０は、温度センサ５４を介して
検出した浄化装置４０の温度に基づいて流量制御弁５２
のバルブ開度を決定する。流量制御弁５２のバルブ開度
が決定されると、バルブ開度に応じた流量のアノードオ
フガスがアノードオフガス供給管Ｐ５を介して浄化装置
４０に供給される。未反応水素、未改質燃料等を含む、
燃料電池３０のアノードオフガスが供給された浄化装置
４０では、浄化装置４０に内包されている触媒４１によ
って水素等の触媒燃焼が促進される。浄化装置４０内部
の触媒４１の温度は、水素等の触媒燃焼に伴い発生する
反応熱によって活性化温度まで上昇される。したがっ
て、浄化装置４０からは浄化された燃焼排出ガスが排出
される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池に対して
改質燃料を供給する燃料改質装置の燃焼排出ガスを浄化
する技術に関する。
改質燃料を供給する燃料改質装置の燃焼排出ガスを浄化
する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、開発が盛んに行われている燃料電
池に対する燃料供給方法には、例えば、燃料改質装置を
介して原燃料から改質燃料（水素リッチガス）を生成す
る方法が知られている。
池に対する燃料供給方法には、例えば、燃料改質装置を
介して原燃料から改質燃料（水素リッチガス）を生成す
る方法が知られている。
【０００３】燃料改質装置の一方法として、原燃料の改
質に際して水蒸気を用いる手法（水蒸気改質）がある。
水蒸気改質法では、水蒸気を生成するために、燃料電池
の排出ガス、いわゆるオフガス、または、原燃料の一部
を燃料改質装置の加熱部にて燃焼させている。これま
で、この燃料改質装置の燃焼排出ガスは、すなわち、加
熱部の燃焼排出ガスは、特に浄化処理がなされることな
く、そのまま排出されていた。
質に際して水蒸気を用いる手法（水蒸気改質）がある。
水蒸気改質法では、水蒸気を生成するために、燃料電池
の排出ガス、いわゆるオフガス、または、原燃料の一部
を燃料改質装置の加熱部にて燃焼させている。これま
で、この燃料改質装置の燃焼排出ガスは、すなわち、加
熱部の燃焼排出ガスは、特に浄化処理がなされることな
く、そのまま排出されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃料改
質装置の燃焼排出ガスには、内燃機関の排出ガスと比較
すれば微量であるとはいえ、未燃燃料分、および一酸化
炭素が含まれているという問題があった。特に、今後、
燃料電池が普及すれば燃料改質装置から排出される燃焼
排出ガスの総量も増加することとなり、大気環境の観点
からは、燃料改質装置の燃焼排出ガスに対しても何らか
の処理が実施されることが望まれる。
質装置の燃焼排出ガスには、内燃機関の排出ガスと比較
すれば微量であるとはいえ、未燃燃料分、および一酸化
炭素が含まれているという問題があった。特に、今後、
燃料電池が普及すれば燃料改質装置から排出される燃焼
排出ガスの総量も増加することとなり、大気環境の観点
からは、燃料改質装置の燃焼排出ガスに対しても何らか
の処理が実施されることが望まれる。
【０００５】本発明は、上記問題および要望を実現する
ためになされたものであり、燃料改質装置の燃焼排出ガ
スを処理することを目的とする。また、小型で簡易な燃
料改質装置の燃焼排出ガス浄化処理システムを提供する
ことを目的とする。
ためになされたものであり、燃料改質装置の燃焼排出ガ
スを処理することを目的とする。また、小型で簡易な燃
料改質装置の燃焼排出ガス浄化処理システムを提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題を解決するために本発明の第１の態様は、燃料電
池に対して改質燃料を供給する燃料改質装置の燃焼排出
ガスの浄化システムを提供する。本発明の第１の態様に
係る燃焼排出ガスの浄化システムは、前記燃料改質装置
の燃焼排出ガスを排気する排出ガス通路と、前記排出ガ
ス通路に配置されているガス浄化装置とを備えることを
特徴とする。
記課題を解決するために本発明の第１の態様は、燃料電
池に対して改質燃料を供給する燃料改質装置の燃焼排出
ガスの浄化システムを提供する。本発明の第１の態様に
係る燃焼排出ガスの浄化システムは、前記燃料改質装置
の燃焼排出ガスを排気する排出ガス通路と、前記排出ガ
ス通路に配置されているガス浄化装置とを備えることを
特徴とする。
【０００７】本発明の第１の態様に係る燃焼排出ガスの
浄化システムによれば、燃料改質装置から排出される燃
焼排出ガスを浄化するので、大気汚染を防止することが
できると共に、簡便に燃焼排出ガスを処理することがで
きる。
浄化システムによれば、燃料改質装置から排出される燃
焼排出ガスを浄化するので、大気汚染を防止することが
できると共に、簡便に燃焼排出ガスを処理することがで
きる。
【０００８】本発明の第１の態様に係る燃焼排出ガスの
浄化システムにおいて、前記ガス浄化装置はバーナによ
って前記燃焼排出ガスを燃焼させることにより、前記燃
焼排出ガスを浄化しても良い。かかる構成を備える場合
には、バーナによる燃焼によって燃焼排出ガスを酸化浄
化することができる。あるいは、前記ガス浄化装置は酸
化触媒反応によって前記燃焼排出ガスを浄化しても良
い。かかる構成を備える場合には、比較的低温にて燃焼
排出ガスを酸化浄化することができる。また、燃料改質
装置の燃焼排出ガス浄化処理システムを小型で簡易なも
のとすることができる。
浄化システムにおいて、前記ガス浄化装置はバーナによ
って前記燃焼排出ガスを燃焼させることにより、前記燃
焼排出ガスを浄化しても良い。かかる構成を備える場合
には、バーナによる燃焼によって燃焼排出ガスを酸化浄
化することができる。あるいは、前記ガス浄化装置は酸
化触媒反応によって前記燃焼排出ガスを浄化しても良
い。かかる構成を備える場合には、比較的低温にて燃焼
排出ガスを酸化浄化することができる。また、燃料改質
装置の燃焼排出ガス浄化処理システムを小型で簡易なも
のとすることができる。
【０００９】本発明の第１の態様に係る燃焼排出ガスの
浄化システムはさらに、前記ガス浄化装置の温度を所定
温度範囲に維持する温度維持手段を備えても良い。かか
る構成を備える場合には、ガス浄化装置における燃焼排
出ガスの浄化処理を安定させることができる。また、前
記温度維持手段は、前記所定温度範囲のガスを前記ガス
浄化装置に供給しても良い。かかる場合には、ガス浄化
装置の温度を所定温度範囲に維持することができる。
浄化システムはさらに、前記ガス浄化装置の温度を所定
温度範囲に維持する温度維持手段を備えても良い。かか
る構成を備える場合には、ガス浄化装置における燃焼排
出ガスの浄化処理を安定させることができる。また、前
記温度維持手段は、前記所定温度範囲のガスを前記ガス
浄化装置に供給しても良い。かかる場合には、ガス浄化
装置の温度を所定温度範囲に維持することができる。
【００１０】本発明の第１の態様に係る燃焼排出ガスの
浄化システムにおいて、前記温度維持手段は、前記ガス
浄化装置における酸化触媒反応を活性化させる反応活性
化ガスを供給する反応活性化ガス供給手段であっても良
い。かかる構成を備える場合には、ガス浄化装置におけ
る酸化触媒反応が活性化され、ガス浄化装置の温度を燃
焼排出ガスの浄化処理に適した温度まで上昇させること
ができる。この結果、ガス浄化装置から排出される燃焼
排出ガスは適切に浄化されている。
浄化システムにおいて、前記温度維持手段は、前記ガス
浄化装置における酸化触媒反応を活性化させる反応活性
化ガスを供給する反応活性化ガス供給手段であっても良
い。かかる構成を備える場合には、ガス浄化装置におけ
る酸化触媒反応が活性化され、ガス浄化装置の温度を燃
焼排出ガスの浄化処理に適した温度まで上昇させること
ができる。この結果、ガス浄化装置から排出される燃焼
排出ガスは適切に浄化されている。
【００１１】本発明の第１の態様に係る燃焼排出ガスの
浄化システムにおいて、前記反応活性化ガス供給手段
は、前記燃料電池のオフガスを前記ガス浄化装置に供給
するオフガス供給手段であっても良い。かかる構成を備
える場合には、オフガス中に含まれる水素が触媒燃焼す
る際に発生する熱を利用してガス浄化装置の温度を上昇
させることができ、ガス浄化装置を所定温度範囲に維持
することができる。また、本発明の第１の態様に係る燃
焼排出ガスの浄化システムはさらに、前記ガス浄化装置
の温度を検出する温度検出装置を備え、前記オフガス供
給手段は、前記検出された温度が前記所定温度範囲の下
限値未満となった場合に前記ガス浄化装置に対して前記
オフガスを供給しても良い。かかる構成を備える場合に
は、ガス浄化装置を所定温度範囲の下限値以上に維持す
ることができる。さらに、前記オフガス供給手段は、前
記燃料電池のオフガスを前記ガス浄化装置に供給するオ
フガス供給通路を備え、前記オフガスの供給量を制御し
ても良い。また、前記オフガスは前記燃料電池のアノー
ド極から排出されるアノードオフガスであっても良い。
一般的に、アノードオフガスには、未反応水素が含まれ
ており、未反応水素が触媒燃焼することによりガス浄化
装置の温度を上昇させることができる。
浄化システムにおいて、前記反応活性化ガス供給手段
は、前記燃料電池のオフガスを前記ガス浄化装置に供給
するオフガス供給手段であっても良い。かかる構成を備
える場合には、オフガス中に含まれる水素が触媒燃焼す
る際に発生する熱を利用してガス浄化装置の温度を上昇
させることができ、ガス浄化装置を所定温度範囲に維持
することができる。また、本発明の第１の態様に係る燃
焼排出ガスの浄化システムはさらに、前記ガス浄化装置
の温度を検出する温度検出装置を備え、前記オフガス供
給手段は、前記検出された温度が前記所定温度範囲の下
限値未満となった場合に前記ガス浄化装置に対して前記
オフガスを供給しても良い。かかる構成を備える場合に
は、ガス浄化装置を所定温度範囲の下限値以上に維持す
ることができる。さらに、前記オフガス供給手段は、前
記燃料電池のオフガスを前記ガス浄化装置に供給するオ
フガス供給通路を備え、前記オフガスの供給量を制御し
ても良い。また、前記オフガスは前記燃料電池のアノー
ド極から排出されるアノードオフガスであっても良い。
一般的に、アノードオフガスには、未反応水素が含まれ
ており、未反応水素が触媒燃焼することによりガス浄化
装置の温度を上昇させることができる。
【００１２】本発明の第１の態様に係る燃焼排出ガスの
浄化システムにおいて、前記反応活性化ガス供給手段
は、前記燃料改質装置にて生成された改質燃料を前記ガ
ス浄化装置に供給する改質燃料供給手段であっても良
い。かかる構成を備える場合には、改質燃料中に含まれ
る水素が触媒燃焼する際に発生する熱を利用してガス浄
化装置の温度を上昇させることができ、ガス浄化装置を
所定温度範囲に維持することができる。本発明の第１の
態様に係る燃焼排出ガスの浄化システムはさらに、前記
ガス浄化装置の温度を検出する温度検出装置を備え、前
記改質燃料供給手段は、前記検出された温度が前記所定
温度範囲の下限値未満となった場合に前記ガス浄化装置
に対して前記改質燃料を供給しても良い。かかる構成を
備える場合には、ガス浄化装置を所定温度範囲の下限値
以上に維持することができる。また、前記改質燃料供給
手段は、前記燃料改質装置において生成された改質燃料
を前記ガス浄化装置に供給する改質燃料供給通路を備
え、前記改質燃料の供給量を制御しても良い。
浄化システムにおいて、前記反応活性化ガス供給手段
は、前記燃料改質装置にて生成された改質燃料を前記ガ
ス浄化装置に供給する改質燃料供給手段であっても良
い。かかる構成を備える場合には、改質燃料中に含まれ
る水素が触媒燃焼する際に発生する熱を利用してガス浄
化装置の温度を上昇させることができ、ガス浄化装置を
所定温度範囲に維持することができる。本発明の第１の
態様に係る燃焼排出ガスの浄化システムはさらに、前記
ガス浄化装置の温度を検出する温度検出装置を備え、前
記改質燃料供給手段は、前記検出された温度が前記所定
温度範囲の下限値未満となった場合に前記ガス浄化装置
に対して前記改質燃料を供給しても良い。かかる構成を
備える場合には、ガス浄化装置を所定温度範囲の下限値
以上に維持することができる。また、前記改質燃料供給
手段は、前記燃料改質装置において生成された改質燃料
を前記ガス浄化装置に供給する改質燃料供給通路を備
え、前記改質燃料の供給量を制御しても良い。
【００１３】本発明の第１の態様に係る燃焼排出ガスの
浄化システムにおいて、前記所定温度範囲の下限値は、
前記ガス浄化装置の触媒の活性化温度であっても良い。
かかる構成を備える場合には、ガス浄化装置における触
媒を常に活性化温度に維持することが可能となり、燃焼
排出ガスを適切に浄化することができる。また、前記所
定温度範囲の上限値は、前記ガス浄化装置における触媒
反応によって窒素酸化物が生成される温度未満であって
も良い。かかる構成を備える場合には、ガス浄化装置か
ら窒素酸化物が排出されることを防止することができ
る。
浄化システムにおいて、前記所定温度範囲の下限値は、
前記ガス浄化装置の触媒の活性化温度であっても良い。
かかる構成を備える場合には、ガス浄化装置における触
媒を常に活性化温度に維持することが可能となり、燃焼
排出ガスを適切に浄化することができる。また、前記所
定温度範囲の上限値は、前記ガス浄化装置における触媒
反応によって窒素酸化物が生成される温度未満であって
も良い。かかる構成を備える場合には、ガス浄化装置か
ら窒素酸化物が排出されることを防止することができ
る。
【００１４】本発明の第１の態様に係る燃焼排出ガスの
浄化システムはさらに、前記ガス浄化装置に対して酸化
ガスを供給する酸化ガス供給装置を備えても良い。かか
る構成を備える場合には、ガス浄化装置における酸化状
態をより的確に調整することができる。
浄化システムはさらに、前記ガス浄化装置に対して酸化
ガスを供給する酸化ガス供給装置を備えても良い。かか
る構成を備える場合には、ガス浄化装置における酸化状
態をより的確に調整することができる。
【００１５】本発明の第２の態様は、燃料電池に対して
改質燃料を供給する燃料改質装置の燃焼排出ガスを浄化
する方法を提供する。本発明の第２の態様に係る方法
は、前記燃料改質装置の改質燃料をガス浄化装置に供給
し、前記燃焼排出ガスを前記ガス浄化装置に供給するこ
とを特徴とする。
改質燃料を供給する燃料改質装置の燃焼排出ガスを浄化
する方法を提供する。本発明の第２の態様に係る方法
は、前記燃料改質装置の改質燃料をガス浄化装置に供給
し、前記燃焼排出ガスを前記ガス浄化装置に供給するこ
とを特徴とする。
【００１６】本発明の第２の態様に係る方法によれば、
燃料改質装置から排出される燃焼排出ガスを浄化するの
で、大気汚染を防止することができると共に、簡便に燃
焼排出ガスを処理することができる。
燃料改質装置から排出される燃焼排出ガスを浄化するの
で、大気汚染を防止することができると共に、簡便に燃
焼排出ガスを処理することができる。
【００１７】本発明の第３の態様は、燃料電池に対して
改質燃料を供給する燃料改質装置の燃焼排出ガスを浄化
する方法を提供する。本発明の第３の態様に係る方法
は、前記燃料電池のオフガスをガス浄化装置に供給し、
前記燃焼排出ガスを前記ガス浄化装置に供給することを
特徴とする。
改質燃料を供給する燃料改質装置の燃焼排出ガスを浄化
する方法を提供する。本発明の第３の態様に係る方法
は、前記燃料電池のオフガスをガス浄化装置に供給し、
前記燃焼排出ガスを前記ガス浄化装置に供給することを
特徴とする。
【００１８】本発明の第３の態様に係る方法によれば、
燃料改質装置から排出される燃焼排出ガスを浄化するの
で、大気汚染を防止することができると共に、簡便に燃
焼排出ガスを処理することができる。
燃料改質装置から排出される燃焼排出ガスを浄化するの
で、大気汚染を防止することができると共に、簡便に燃
焼排出ガスを処理することができる。
【００１９】本発明の第４の態様は、燃料電池に対して
改質燃料を供給する燃料改質装置の燃焼排出ガスを浄化
する方法を提供する。本発明の第４の態様に係る方法
は、酸化触媒反応によって燃焼排出ガスを浄化するガス
浄化装置に対して前記酸化触媒反応を活性化する反応活
性化ガスを供給し、前記燃焼排出ガスを前記ガス浄化装
置に供給することを特徴とする。
改質燃料を供給する燃料改質装置の燃焼排出ガスを浄化
する方法を提供する。本発明の第４の態様に係る方法
は、酸化触媒反応によって燃焼排出ガスを浄化するガス
浄化装置に対して前記酸化触媒反応を活性化する反応活
性化ガスを供給し、前記燃焼排出ガスを前記ガス浄化装
置に供給することを特徴とする。
【００２０】本発明の第４の態様に係る方法によれば、
燃料改質装置から排出される燃焼排出ガスを浄化するの
で、大気汚染を防止することができると共に、簡便に燃
焼排出ガスを処理することができる。
燃料改質装置から排出される燃焼排出ガスを浄化するの
で、大気汚染を防止することができると共に、簡便に燃
焼排出ガスを処理することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る燃料改質装置
の燃焼排出ガスの浄化システムについて図面を参照して
実施例に基づいて説明する。
の燃焼排出ガスの浄化システムについて図面を参照して
実施例に基づいて説明する。
【００２２】先ず、図１を参照して本実施例に係る燃料
改質装置の燃焼排出ガスの浄化システムの概略構成につ
いて説明する。図１は本実施例に係る燃料改質装置の燃
焼排出ガスの浄化システムの概略構成を示すブロック図
である。
改質装置の燃焼排出ガスの浄化システムの概略構成につ
いて説明する。図１は本実施例に係る燃料改質装置の燃
焼排出ガスの浄化システムの概略構成を示すブロック図
である。
【００２３】浄化システム１０は、燃料改質装置２０、
燃料改質装置２０から供給された改質燃料を燃料として
発電する燃料電池３０、燃料改質装置２０からの燃焼排
出ガスを浄化する浄化装置４０、制御装置６０を備えて
いる。
燃料改質装置２０から供給された改質燃料を燃料として
発電する燃料電池３０、燃料改質装置２０からの燃焼排
出ガスを浄化する浄化装置４０、制御装置６０を備えて
いる。
【００２４】燃料改質装置２０は、水蒸気改質反応を主
反応とする改質反応によって原燃料を改質する改質装置
であり、水蒸気改質反応に用いられる水蒸気を生成する
蒸発部２１、水蒸気改質反応および部分酸化反応が進行
する改質部２２、改質反応によって生じた一酸化炭素を
選択的に酸化させるＣＯ低減部２３を備えている。
反応とする改質反応によって原燃料を改質する改質装置
であり、水蒸気改質反応に用いられる水蒸気を生成する
蒸発部２１、水蒸気改質反応および部分酸化反応が進行
する改質部２２、改質反応によって生じた一酸化炭素を
選択的に酸化させるＣＯ低減部２３を備えている。
【００２５】蒸発部２１は、触媒酸化反応によって水蒸
気の生成に必要な熱エネルギーを生成する加熱器２１
１、加熱器２１１によって供給された熱エネルギーを用
いてＨ 2Ｏおよび改質燃料の混合水蒸気を生成する蒸発
器２１２を備えている。加熱器２１１には、改質用燃料
（原燃料）またはアノードオフガスが燃焼用燃料として
供給される。加熱器２１１には燃焼用燃料の酸化反応を
促進させるためのＰｔ、Ｐｄ等の貴金属触媒が内包され
ており、加熱器２１１は、内包されている触媒によって
促進されるこれら燃焼用燃料の酸化反応に伴い発生する
反応熱を利用して蒸発器２１２を加熱する。加熱器２１
１における酸化反応に寄与しなかった燃焼用燃料は、燃
焼排出ガスとして燃焼排出ガス管Ｐ１を介して浄化装置
４０に供給される。なお、燃焼排出ガスの温度は概ね１
００℃〜２００℃程度である。
気の生成に必要な熱エネルギーを生成する加熱器２１
１、加熱器２１１によって供給された熱エネルギーを用
いてＨ 2Ｏおよび改質燃料の混合水蒸気を生成する蒸発
器２１２を備えている。加熱器２１１には、改質用燃料
（原燃料）またはアノードオフガスが燃焼用燃料として
供給される。加熱器２１１には燃焼用燃料の酸化反応を
促進させるためのＰｔ、Ｐｄ等の貴金属触媒が内包され
ており、加熱器２１１は、内包されている触媒によって
促進されるこれら燃焼用燃料の酸化反応に伴い発生する
反応熱を利用して蒸発器２１２を加熱する。加熱器２１
１における酸化反応に寄与しなかった燃焼用燃料は、燃
焼排出ガスとして燃焼排出ガス管Ｐ１を介して浄化装置
４０に供給される。なお、燃焼排出ガスの温度は概ね１
００℃〜２００℃程度である。
【００２６】蒸発器２１２には、燃料供給ポンプ５０を
介して改質用燃料および図示しないウォータポンプを介
してＨ2Ｏがそれぞれ供給される。供給された改質用燃
料およびＨ2Ｏは、加熱器２１１によって与えられた熱
により混合水蒸気となり、改質部２２に供給される。な
お、改質用燃料としては、炭化水素、アルコール、エー
テル、アルデヒドなど水素原子を含有する原料が用いら
れる。
介して改質用燃料および図示しないウォータポンプを介
してＨ2Ｏがそれぞれ供給される。供給された改質用燃
料およびＨ2Ｏは、加熱器２１１によって与えられた熱
により混合水蒸気となり、改質部２２に供給される。な
お、改質用燃料としては、炭化水素、アルコール、エー
テル、アルデヒドなど水素原子を含有する原料が用いら
れる。
【００２７】改質部２２には、改質反応を促進させるた
めのＣｕ−Ｚｎ系の卑金属触媒が内包されている。改質
部２２では、水蒸気改質反応および部分酸化反応によっ
て、蒸発器２１２から供給された改質用燃料およびＨ2
Ｏからなる混合水蒸気から、水素と二酸化炭素とを含む
改質ガスが生成される。この改質ガスには、一酸化炭素
も含まれており、一酸化炭素成分を低減するためにＣＯ
低減部２３に供給される。
めのＣｕ−Ｚｎ系の卑金属触媒が内包されている。改質
部２２では、水蒸気改質反応および部分酸化反応によっ
て、蒸発器２１２から供給された改質用燃料およびＨ2
Ｏからなる混合水蒸気から、水素と二酸化炭素とを含む
改質ガスが生成される。この改質ガスには、一酸化炭素
も含まれており、一酸化炭素成分を低減するためにＣＯ
低減部２３に供給される。
【００２８】ＣＯ低減部２３には、選択酸化反応を促進
させるためのＰｔ、Ｒｕ等の貴金属触媒またはＡｌ触媒
が内包されている。ＣＯ低減部２３に供給された改質ガ
スに含まれる一酸化炭素は、選択酸化反応により二酸化
炭素となる。ＣＯ低減部２３から排出される改質ガス
は、改質ガス供給管Ｐ２を介して燃料電池３０に供給さ
れる。
させるためのＰｔ、Ｒｕ等の貴金属触媒またはＡｌ触媒
が内包されている。ＣＯ低減部２３に供給された改質ガ
スに含まれる一酸化炭素は、選択酸化反応により二酸化
炭素となる。ＣＯ低減部２３から排出される改質ガス
は、改質ガス供給管Ｐ２を介して燃料電池３０に供給さ
れる。
【００２９】なお、改質ガス供給管Ｐ２には分岐管Ｐ３
の一旦が接続されており、分岐管Ｐ３には改質ガス供給
ポンプ５１が配置されている。
の一旦が接続されており、分岐管Ｐ３には改質ガス供給
ポンプ５１が配置されている。
【００３０】燃料電池３０は、例えば、固体高分子型の
燃料電池であり、内部に複数のセルが積層されて構成さ
れるスタックを備えている。燃料電池３０は、燃料改質
装置２０から供給された改質ガスを燃料として、化学反
応を利用して発電を行う。通常、燃料改質装置２０から
供給された改質ガスはアノード極に供給され、図示しな
い空気ポンプによって供給される空気はカソード極に供
給される。燃料電池３０内部の化学反応に用いられなか
った改質ガスは、アノードオフガスとしてリターン管Ｐ
４を介して燃料改質装置２０の加熱器２１１に供給され
る。本実施例では、アノードオフガスを加熱器２１１の
燃料として利用している。
燃料電池であり、内部に複数のセルが積層されて構成さ
れるスタックを備えている。燃料電池３０は、燃料改質
装置２０から供給された改質ガスを燃料として、化学反
応を利用して発電を行う。通常、燃料改質装置２０から
供給された改質ガスはアノード極に供給され、図示しな
い空気ポンプによって供給される空気はカソード極に供
給される。燃料電池３０内部の化学反応に用いられなか
った改質ガスは、アノードオフガスとしてリターン管Ｐ
４を介して燃料改質装置２０の加熱器２１１に供給され
る。本実施例では、アノードオフガスを加熱器２１１の
燃料として利用している。
【００３１】本実施例では、アノードオフガスはまた、
アノードオフガス供給管Ｐ５を介して浄化装置４０に供
給される。アノードオフガス供給管Ｐ５には浄化装置４
０に供給するアノードオフガス量を調整するための流量
調整弁５２が配置されている。アノードオフガス供給管
Ｐ５には、分岐管Ｐ３の他端が接続されている。
アノードオフガス供給管Ｐ５を介して浄化装置４０に供
給される。アノードオフガス供給管Ｐ５には浄化装置４
０に供給するアノードオフガス量を調整するための流量
調整弁５２が配置されている。アノードオフガス供給管
Ｐ５には、分岐管Ｐ３の他端が接続されている。
【００３２】この他、燃料排出ガス管Ｐ１には空気を供
給する空気ポンプ５３が接続されており、必要に応じて
燃焼排出ガス中の空気量が調整される。
給する空気ポンプ５３が接続されており、必要に応じて
燃焼排出ガス中の空気量が調整される。
【００３３】浄化装置４０には、Ｐｔ−Ａｌ2Ｏ3、パラ
ジウム等の一般的な内燃機関排ガス用の浄化触媒４１が
内包されている。燃焼排出ガス管Ｐ１を介して加熱器２
１１（蒸発部２１）から排出された燃焼排出ガス中に含
まれる未燃燃料（ＨＣ）および一酸化炭素は、浄化触媒
４１によって促進される酸化反応によってＨ2Ｏまたは
二酸化炭素に浄化される。浄化装置４０よって浄化処理
された燃焼排出ガスは、大気中に放出される。また、浄
化装置４０には、浄化装置４０の内部温度を検出するた
めに温度センサ５４が設けられている。すなわち、浄化
装置４０に内包されている触媒４１は通常、概ね３００
℃〜５００℃程度で活性化するので、未浄化の燃焼排出
ガスを排出させないために、以下に説明する浄化装置４
０（触媒４１）の温度管理を行う。
ジウム等の一般的な内燃機関排ガス用の浄化触媒４１が
内包されている。燃焼排出ガス管Ｐ１を介して加熱器２
１１（蒸発部２１）から排出された燃焼排出ガス中に含
まれる未燃燃料（ＨＣ）および一酸化炭素は、浄化触媒
４１によって促進される酸化反応によってＨ2Ｏまたは
二酸化炭素に浄化される。浄化装置４０よって浄化処理
された燃焼排出ガスは、大気中に放出される。また、浄
化装置４０には、浄化装置４０の内部温度を検出するた
めに温度センサ５４が設けられている。すなわち、浄化
装置４０に内包されている触媒４１は通常、概ね３００
℃〜５００℃程度で活性化するので、未浄化の燃焼排出
ガスを排出させないために、以下に説明する浄化装置４
０（触媒４１）の温度管理を行う。
【００３４】制御装置６０は、本実施例に係る燃料改質
装置の燃焼排出ガス浄化システム１０を制御する装置で
ある。図２を参照して、制御装置６０の構成について詳
細に説明する。図２は本実施例に係る燃料改質装置の燃
焼排出ガスの浄化システム１０を制御する制御装置６０
の概略的な構成を示すブロック図である。
装置の燃焼排出ガス浄化システム１０を制御する装置で
ある。図２を参照して、制御装置６０の構成について詳
細に説明する。図２は本実施例に係る燃料改質装置の燃
焼排出ガスの浄化システム１０を制御する制御装置６０
の概略的な構成を示すブロック図である。
【００３５】制御装置６０は、各種演算処理を実行する
中央処理装置（ＣＰＵ）６１、浄化装置４０の温度を所
定温度範囲に維持するためのプログラム、浄化装置４０
の温度と流量制御弁５２のバルブ開度とのマップ等を格
納しているリードオンリメモリ（ＲＯＭ）６２、ＣＰＵ
６１の演算結果、取得したデータ等を一時的に格納する
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６３を備えている。
中央処理装置（ＣＰＵ）６１、浄化装置４０の温度を所
定温度範囲に維持するためのプログラム、浄化装置４０
の温度と流量制御弁５２のバルブ開度とのマップ等を格
納しているリードオンリメモリ（ＲＯＭ）６２、ＣＰＵ
６１の演算結果、取得したデータ等を一時的に格納する
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６３を備えている。
【００３６】ＣＰＵ６１とＲＯＭ６２とは双方向または
片方向通信可能に接続されており、ＣＰＵ６１とＲＡＭ
６３とは双方向通信可能に接続されている。ＣＰＵ６１
には、図示しない入出力インターフェースを介して燃料
供給ポンプ５０、改質ガス供給ポンプ５１、流量制御弁
５２、空気ポンプ５３、および温度センサ５４が制御線
を介して接続されている。
片方向通信可能に接続されており、ＣＰＵ６１とＲＡＭ
６３とは双方向通信可能に接続されている。ＣＰＵ６１
には、図示しない入出力インターフェースを介して燃料
供給ポンプ５０、改質ガス供給ポンプ５１、流量制御弁
５２、空気ポンプ５３、および温度センサ５４が制御線
を介して接続されている。
【００３７】次に、本実施例に係る燃料改質装置の燃焼
排出ガス浄化システム１０の動作について図３および図
４を参照して説明する。図３は本実施例に係る燃料改質
装置の燃焼排出ガス浄化システム１０において実施され
る浄化装置４０の温度維持処理に際して実行される処理
ルーチンを示すフローチャートである。図４は浄化装置
４０の温度から流量制御弁５２のバルブ開度を求めるた
めのマップの一例を示す説明図である。
排出ガス浄化システム１０の動作について図３および図
４を参照して説明する。図３は本実施例に係る燃料改質
装置の燃焼排出ガス浄化システム１０において実施され
る浄化装置４０の温度維持処理に際して実行される処理
ルーチンを示すフローチャートである。図４は浄化装置
４０の温度から流量制御弁５２のバルブ開度を求めるた
めのマップの一例を示す説明図である。
【００３８】制御装置６０のＣＰＵ６１は、温度センサ
５４を介して浄化装置４０の温度を検出する（ステップ
Ｓ１００）。ＣＰＵ６１は、検出した温度とシステム１
０の運転状態とに基づいて、低温始動時であるか否かを
判定する（ステップＳ１１０）。ＣＰＵ６１は低温始動
時でないと判定した場合には（ステップＳ１１０：Ｎ
ｏ）、検出した浄化装置４０の温度とＲＯＭ６２に格納
されているマップとに基づいて流量制御弁５２のバルブ
開度を決定する（Ｓ１２０）。このとき用いられるマッ
プは、例えば、図４に示すような特性を有している。流
量制御弁５２のバルブ開度が決定されると、バルブ開度
に応じた流量のアノードオフガスがアノードオフガス供
給管Ｐ５を介して浄化装置４０に供給される。
５４を介して浄化装置４０の温度を検出する（ステップ
Ｓ１００）。ＣＰＵ６１は、検出した温度とシステム１
０の運転状態とに基づいて、低温始動時であるか否かを
判定する（ステップＳ１１０）。ＣＰＵ６１は低温始動
時でないと判定した場合には（ステップＳ１１０：Ｎ
ｏ）、検出した浄化装置４０の温度とＲＯＭ６２に格納
されているマップとに基づいて流量制御弁５２のバルブ
開度を決定する（Ｓ１２０）。このとき用いられるマッ
プは、例えば、図４に示すような特性を有している。流
量制御弁５２のバルブ開度が決定されると、バルブ開度
に応じた流量のアノードオフガスがアノードオフガス供
給管Ｐ５を介して浄化装置４０に供給される。
【００３９】既述のように、通常、燃料改質装置２０の
蒸発部２１から排出される燃焼排出ガスの温度は、約１
００℃から２００℃程度であり、また、水素は含まれて
いない。したがって、浄化装置４０に内包されている触
媒４１を活性化温度である約３００℃以上に加熱するこ
とができず、また、燃焼排出ガスは水素を含有していな
いため水素の酸化反応に伴い発生する反応熱を利用して
触媒４１を加熱することもできない。本実施例では、未
反応水素、未改質燃料等を含む、燃料電池４０のアノー
ドオフガスを浄化装置４０に供給し、浄化装置４０に内
包されている触媒４１を用いて水素等を触媒燃焼（酸
化）させることにより浄化装置４０（触媒４１）の温度
を活性化温度まで上昇させる。また、浄化装置４０の温
度が所定の上限値を超えている場合には、流量制御弁５
２のバルブ開度を絞ることによって浄化装置４０の温度
が窒素酸化物の生成温度である１０００℃以上に上昇す
る事態を回避する。
蒸発部２１から排出される燃焼排出ガスの温度は、約１
００℃から２００℃程度であり、また、水素は含まれて
いない。したがって、浄化装置４０に内包されている触
媒４１を活性化温度である約３００℃以上に加熱するこ
とができず、また、燃焼排出ガスは水素を含有していな
いため水素の酸化反応に伴い発生する反応熱を利用して
触媒４１を加熱することもできない。本実施例では、未
反応水素、未改質燃料等を含む、燃料電池４０のアノー
ドオフガスを浄化装置４０に供給し、浄化装置４０に内
包されている触媒４１を用いて水素等を触媒燃焼（酸
化）させることにより浄化装置４０（触媒４１）の温度
を活性化温度まで上昇させる。また、浄化装置４０の温
度が所定の上限値を超えている場合には、流量制御弁５
２のバルブ開度を絞ることによって浄化装置４０の温度
が窒素酸化物の生成温度である１０００℃以上に上昇す
る事態を回避する。
【００４０】ＣＰＵ６１は、温度センサ５４を介して再
度、浄化装置４０の温度を検出する（ステップＳ１３
０）。ＣＰＵ６１は、検出した温度が所定温度以上であ
るか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ここで、所
定温度は、浄化装置４０に内包されている触媒４１が活
性化する既述の温度を意味する。
度、浄化装置４０の温度を検出する（ステップＳ１３
０）。ＣＰＵ６１は、検出した温度が所定温度以上であ
るか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ここで、所
定温度は、浄化装置４０に内包されている触媒４１が活
性化する既述の温度を意味する。
【００４１】ＣＰＵ６１は、検出温度が所定温度以上で
あると判定した場合には（ステップＳ１４０：Ｙｅ
ｓ）、燃料改質装置２０から燃焼排出ガス管Ｐ１を介し
て浄化装置４０に供給された燃焼排出ガスは、浄化装置
４０において十分に浄化されるものと判断して、本処理
ルーチンを終了する。
あると判定した場合には（ステップＳ１４０：Ｙｅ
ｓ）、燃料改質装置２０から燃焼排出ガス管Ｐ１を介し
て浄化装置４０に供給された燃焼排出ガスは、浄化装置
４０において十分に浄化されるものと判断して、本処理
ルーチンを終了する。
【００４２】一方、ＣＰＵ６１は、検出温度が所定温度
未満であると判定した場合には（ステップＳ１４０：Ｎ
ｏ）、空気ポンプ５３を駆動して燃焼排出ガス管Ｐ１を
介して浄化装置４０に対して酸化剤としての空気を供給
する（ステップＳ１５０）。アノードオフガスが供給さ
れているにもかかわらず浄化装置４０の温度が上昇しな
いのは、浄化装置４０内における水素等の酸化反応が効
率よく進行していない、すなわち、酸素が不足している
からである。そこで、酸化剤として、酸素を含む空気を
供給し、浄化装置４０における酸化反応を促進し、浄化
装置４０の温度を上昇させるのである。このとき、浄化
装置４０に対して供給される空気量は、例えば、浄化装
置４０の温度、供給空気量、燃焼排出ガス中に含まれる
酸素量等を関連付けたマップを用いて決定される。ＣＰ
Ｕ６１は、空気ポンプ５３を介して浄化装置４０に空気
を供給させると、本処理ルーチンを終了する。
未満であると判定した場合には（ステップＳ１４０：Ｎ
ｏ）、空気ポンプ５３を駆動して燃焼排出ガス管Ｐ１を
介して浄化装置４０に対して酸化剤としての空気を供給
する（ステップＳ１５０）。アノードオフガスが供給さ
れているにもかかわらず浄化装置４０の温度が上昇しな
いのは、浄化装置４０内における水素等の酸化反応が効
率よく進行していない、すなわち、酸素が不足している
からである。そこで、酸化剤として、酸素を含む空気を
供給し、浄化装置４０における酸化反応を促進し、浄化
装置４０の温度を上昇させるのである。このとき、浄化
装置４０に対して供給される空気量は、例えば、浄化装
置４０の温度、供給空気量、燃焼排出ガス中に含まれる
酸素量等を関連付けたマップを用いて決定される。ＣＰ
Ｕ６１は、空気ポンプ５３を介して浄化装置４０に空気
を供給させると、本処理ルーチンを終了する。
【００４３】以上の説明は、非低温始動時における燃焼
排出ガスの浄化処理であり、低温始動時は、次のように
燃焼排出ガスの浄化処理が実行される。
排出ガスの浄化処理であり、低温始動時は、次のように
燃焼排出ガスの浄化処理が実行される。
【００４４】ＣＰＵ６１は、今回の処理ルーチンが低温
始動時に実行されていると判定した場合には（ステップ
Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、改質ガス供給ポンプ５１を駆動し
て燃料改質装置２０内に残存する改質ガスを分岐管Ｐ
３、アノードオフガス供給管Ｐ５を介して浄化装置４０
に供給する（ステップＳ１６０）。燃料改質装置２０内
に残存する改質ガスは水素リッチガスである。したがっ
て、水素リッチガスを浄化装置４０に供給することによ
り、浄化装置４０内で水素の触媒燃焼（酸化）反応が起
こり、浄化装置４０内の触媒４１を活性化温度まで加熱
することができる。水素リッチガスの水素濃度はアノー
ドオフガスの水素濃度よりも遙かに高く、たとえ低温時
であっても、触媒温度は活性化温度まで迅速に上昇され
る。また、システム１０の低温始動時であっても、燃料
改質装置２０内に残存する改質ガスは、数百℃の温度を
有していることがあり、かかる場合には改質ガスの保有
する温度（熱エネルギ）によって、浄化装置４０を加熱
することができる。
始動時に実行されていると判定した場合には（ステップ
Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、改質ガス供給ポンプ５１を駆動し
て燃料改質装置２０内に残存する改質ガスを分岐管Ｐ
３、アノードオフガス供給管Ｐ５を介して浄化装置４０
に供給する（ステップＳ１６０）。燃料改質装置２０内
に残存する改質ガスは水素リッチガスである。したがっ
て、水素リッチガスを浄化装置４０に供給することによ
り、浄化装置４０内で水素の触媒燃焼（酸化）反応が起
こり、浄化装置４０内の触媒４１を活性化温度まで加熱
することができる。水素リッチガスの水素濃度はアノー
ドオフガスの水素濃度よりも遙かに高く、たとえ低温時
であっても、触媒温度は活性化温度まで迅速に上昇され
る。また、システム１０の低温始動時であっても、燃料
改質装置２０内に残存する改質ガスは、数百℃の温度を
有していることがあり、かかる場合には改質ガスの保有
する温度（熱エネルギ）によって、浄化装置４０を加熱
することができる。
【００４５】以上説明したように、本実施例に係る燃料
改質装置の燃焼排出ガスの浄化システム１０によれば、
浄化装置４０に対して燃料電池３０のアノードオフガス
を供給可能な構成を備えるので、浄化装置４０の温度、
すなわち、内包されている触媒４１の温度を活性化温度
に維持することができる。
改質装置の燃焼排出ガスの浄化システム１０によれば、
浄化装置４０に対して燃料電池３０のアノードオフガス
を供給可能な構成を備えるので、浄化装置４０の温度、
すなわち、内包されている触媒４１の温度を活性化温度
に維持することができる。
【００４６】また、低温始動時には、浄化装置４０に対
して燃料改質装置２０の改質ガスを供給可能な構成を備
えるので、浄化装置４０の温度、すなわち、内包されて
いる触媒４１の温度を速やかに活性化温度まで上昇させ
ることができる。
して燃料改質装置２０の改質ガスを供給可能な構成を備
えるので、浄化装置４０の温度、すなわち、内包されて
いる触媒４１の温度を速やかに活性化温度まで上昇させ
ることができる。
【００４７】この結果、燃料改質装置２０から排出され
る燃焼排出ガス中のＨＣ、一酸化炭素等の成分を、Ｈ2
Ｏ、二酸化炭素等に浄化した後に、大気中に排出するこ
とができる。
る燃焼排出ガス中のＨＣ、一酸化炭素等の成分を、Ｈ2
Ｏ、二酸化炭素等に浄化した後に、大気中に排出するこ
とができる。
【００４８】本実施例に係る浄化システム１０では、浄
化装置４０に浄化用の触媒４１を備え、触媒燃焼により
燃焼排出ガスを浄化する構成を備えているので、浄化装
置４０の作動温度を窒素酸化物の生成温度である１００
０℃以下とすることができる。したがって、アノードオ
フガス中に窒素が含まれている場合であっても、窒素酸
化物を含まない排出ガスを浄化装置４０から排出するこ
とができる。もっとも、浄化装置４０の作動温度を１０
００℃以下に維持することは必須要件ではなく、例え
ば、窒素酸化物が発生したとしても触媒を用いて還元処
理を実行しても良い。
化装置４０に浄化用の触媒４１を備え、触媒燃焼により
燃焼排出ガスを浄化する構成を備えているので、浄化装
置４０の作動温度を窒素酸化物の生成温度である１００
０℃以下とすることができる。したがって、アノードオ
フガス中に窒素が含まれている場合であっても、窒素酸
化物を含まない排出ガスを浄化装置４０から排出するこ
とができる。もっとも、浄化装置４０の作動温度を１０
００℃以下に維持することは必須要件ではなく、例え
ば、窒素酸化物が発生したとしても触媒を用いて還元処
理を実行しても良い。
【００４９】以上、発明の実施の形態に基づき本発明に
係る燃料改質装置の燃焼排出ガスの浄化システムを説明
してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理
解を容易にするためのものであり、本発明を限定するも
のではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲
を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発
明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
係る燃料改質装置の燃焼排出ガスの浄化システムを説明
してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理
解を容易にするためのものであり、本発明を限定するも
のではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲
を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発
明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【００５０】例えば、上記実施例では、浄化装置として
触媒燃焼により燃焼排出ガスを浄化する浄化装置４０を
用いたが、アノードオフガス等をバーナ等を介して燃焼
させて、燃焼排出ガスを浄化させる浄化装置を用いても
良い。かかる構成を備える場合にも、燃焼排出ガスを浄
化できることに代わりはない。
触媒燃焼により燃焼排出ガスを浄化する浄化装置４０を
用いたが、アノードオフガス等をバーナ等を介して燃焼
させて、燃焼排出ガスを浄化させる浄化装置を用いても
良い。かかる構成を備える場合にも、燃焼排出ガスを浄
化できることに代わりはない。
【００５１】上記実施例において、低温始動時には改質
ガス供給ポンプ５１を用いて、浄化装置４０に対して改
質ガスを供給しているが、改質用燃料供給ポンプ５０を
駆動して、改質用燃料を燃料改質装置２０内に供給し、
燃料改質装置２０内に残存している改質ガスを押し出し
ても良い。
ガス供給ポンプ５１を用いて、浄化装置４０に対して改
質ガスを供給しているが、改質用燃料供給ポンプ５０を
駆動して、改質用燃料を燃料改質装置２０内に供給し、
燃料改質装置２０内に残存している改質ガスを押し出し
ても良い。
【００５２】上記実施例では、浄化装置４０の温度とマ
ップとに基づいて流量制御弁５２のバルブ開度を適宜調
整しているが、浄化装置４０の温度が所定温度範囲の下
限値未満となった場合にだけ流量制御弁５２を解放する
ようにしてもよい。かかる場合にも、浄化装置４０の温
度を所定温度範囲の下限値以上に維持することができ
る。
ップとに基づいて流量制御弁５２のバルブ開度を適宜調
整しているが、浄化装置４０の温度が所定温度範囲の下
限値未満となった場合にだけ流量制御弁５２を解放する
ようにしてもよい。かかる場合にも、浄化装置４０の温
度を所定温度範囲の下限値以上に維持することができ
る。
【００５３】上記実施例における燃料改質装置２０の詳
細な構成は例示に過ぎず、改質燃料（原燃料）の種類に
応じて、改質部２２とＣＯ低減部２３との間に、一酸化
炭素とＨ2Ｏとから二酸化炭素および水素を生成させる
シフト部を備えても良い。燃焼排出ガスが排出される構
成の燃料改質装置であれば、本実施例は適用可能であ
り、本実施例により得られる利益を享受することができ
る。
細な構成は例示に過ぎず、改質燃料（原燃料）の種類に
応じて、改質部２２とＣＯ低減部２３との間に、一酸化
炭素とＨ2Ｏとから二酸化炭素および水素を生成させる
シフト部を備えても良い。燃焼排出ガスが排出される構
成の燃料改質装置であれば、本実施例は適用可能であ
り、本実施例により得られる利益を享受することができ
る。
【００５４】上記実施例におけるアノードオフガス流量
を決定するためのマップ、並びに、空気ポンプによる空
気供給量を決定するためのマップは一例に過ぎず、ま
た、マップに用いられるパラメータも例示に過ぎない。
いずれにしても、浄化装置４０内の触媒４１を活性化温
度に維持できるようにアノードオフガス流量、空気供給
量等が決定されれば良い。
を決定するためのマップ、並びに、空気ポンプによる空
気供給量を決定するためのマップは一例に過ぎず、ま
た、マップに用いられるパラメータも例示に過ぎない。
いずれにしても、浄化装置４０内の触媒４１を活性化温
度に維持できるようにアノードオフガス流量、空気供給
量等が決定されれば良い。
【００５５】上記実施例では、反応活性化ガスとしてア
ノードオフガス、および、改質ガスを用いているが、他
のガスを用いることも可能である。例えば、本システム
が内燃機関と電動機とを駆動力源として備えるハイブリ
ッド車両に搭載されている場合には、内燃機関の排気ガ
スの一部または全部を反応活性化ガスとして用いても良
い。また、浄化装置４０の温度を所定温度範囲に維持す
るために内燃機関の排気ガスを用いても良い。さらに、
燃焼排出ガス管Ｐ１を内燃機関の排気ガス排出管と連結
して、内燃機関の排気ガスと共に浄化処理を実行しても
良い。
ノードオフガス、および、改質ガスを用いているが、他
のガスを用いることも可能である。例えば、本システム
が内燃機関と電動機とを駆動力源として備えるハイブリ
ッド車両に搭載されている場合には、内燃機関の排気ガ
スの一部または全部を反応活性化ガスとして用いても良
い。また、浄化装置４０の温度を所定温度範囲に維持す
るために内燃機関の排気ガスを用いても良い。さらに、
燃焼排出ガス管Ｐ１を内燃機関の排気ガス排出管と連結
して、内燃機関の排気ガスと共に浄化処理を実行しても
良い。
【図１】本実施例に係る燃料改質装置の燃焼排出ガスの
浄化システムの概略構成を示すブロック図である。
浄化システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本実施例に係る燃料改質装置の燃焼排出ガスの
浄化システム１０を制御する制御装置６０の概略的な構
成を示すブロック図である。
浄化システム１０を制御する制御装置６０の概略的な構
成を示すブロック図である。
【図３】本実施例に係る燃料改質装置の燃焼排出ガス浄
化システム１０において実施される浄化装置４０の温度
維持処理に際して実行される処理ルーチンを示すフロー
チャートである。
化システム１０において実施される浄化装置４０の温度
維持処理に際して実行される処理ルーチンを示すフロー
チャートである。
【図４】浄化装置４０の温度から流量制御弁５２のバル
ブ開度を求めるためのマップの一例を示す説明図であ
る。
ブ開度を求めるためのマップの一例を示す説明図であ
る。
１０…燃料改質装置の燃焼排出ガス浄化システム ２０…燃料改質装置 ２１…蒸発部 ２１１…加熱器 ２１２…蒸発器 ２２…改質部 ２３…ＣＯ低減部 ３０…燃料電池 ４０…浄化装置 ４１…浄化触媒 ５０…改質用燃料供給ポンプ ５１…改質ガス供給ポンプ ５２…流量制御弁 ５３…空気ポンプ ５４…温度センサ ６０…制御装置 ６１…中央処理装置（ＣＰＵ） ６２…リードオンリメモリ（ＲＯＭ） ６３…ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ） Ｐ１…燃焼排出ガス管 Ｐ２…改質ガス供給管 Ｐ３…分岐管 Ｐ４…リターン管 Ｐ５…アノードオフガス供給管
Claims (19)
- 【請求項１】 燃料電池に対して改質燃料を供給する燃
料改質装置の燃焼排出ガスの浄化システムであって、 前記燃料改質装置の燃焼排出ガスを排気する排出ガス通
路と、 前記排出ガス通路に配置されているガス浄化装置とを備
える燃焼排出ガスの浄化システム。 - 【請求項２】 請求項１に記載の燃焼排出ガスの浄化シ
ステムにおいて、 前記ガス浄化装置はバーナによって前記燃焼排出ガスを
燃焼させることにより、前記燃焼排出ガスを浄化するこ
とを特徴とする燃焼排出ガスの浄化システム。 - 【請求項３】 請求項１に記載の燃焼排出ガスの浄化シ
ステムにおいて、 前記ガス浄化装置は酸化触媒反応によって前記燃焼排出
ガスを浄化することを特徴とする燃焼排出ガスの浄化シ
ステム。 - 【請求項４】 請求項３に記載の燃焼排出ガスの浄化シ
ステムはさらに、 前記ガス浄化装置の温度を所定温度範囲に維持する温度
維持手段を備えることを特徴とする燃焼排出ガスの浄化
システム。 - 【請求項５】 請求項４に記載の燃焼排出ガスの浄化シ
ステムにおいて、 前記温度維持手段は、前記所定温度範囲のガスを前記ガ
ス浄化装置に供給することを特徴とする燃焼排出ガスの
浄化システム。 - 【請求項６】 請求項４に記載の燃焼排出ガスの浄化シ
ステムにおいて、 前記温度維持手段は、前記ガス浄化装置における酸化触
媒反応を活性化させる反応活性化ガスを供給する反応活
性化ガス供給手段であることを特徴とする燃焼排出ガス
の浄化システム。 - 【請求項７】 請求項６に記載の燃焼排出ガスの浄化シ
ステムにおいて、 前記反応活性化ガス供給手段は、前記燃料電池のオフガ
スを前記ガス浄化装置に供給するオフガス供給手段であ
ることを特徴とする燃焼排出ガスの浄化システム。 - 【請求項８】 請求項７に記載の燃焼排出ガスの浄化シ
ステムはさらに、 前記ガス浄化装置の温度を検出する温度検出装置を備
え、 前記オフガス供給手段は、前記検出された温度が前記所
定温度範囲の下限値未満となった場合に前記ガス浄化装
置に対して前記オフガスを供給することを特徴とする燃
焼排出ガスの浄化システム。 - 【請求項９】 請求項７または請求項８に記載の燃焼排
出ガスの浄化システムにおいて、 前記オフガス供給手段は、前記燃料電池のオフガスを前
記ガス浄化装置に供給するオフガス供給通路を備え、前
記オフガスの供給量を制御することを特徴とする燃焼排
出ガスの浄化システム。 - 【請求項１０】 請求項７ないし請求項９のいずれかに
記載の燃焼排出ガスの浄化システムにおいて、 前記オフガスは前記燃料電池のアノード極から排出され
るアノードオフガスであることを特徴とする燃焼排出ガ
スの浄化システム。 - 【請求項１１】請求項６に記載の燃焼排出ガスの浄化シ
ステムにおいて、 前記反応活性化ガス供給手段は、前記燃料改質装置にて
生成された改質燃料を前記ガス浄化装置に供給する改質
燃料供給手段であることを特徴とする燃焼排出ガスの浄
化システム。 - 【請求項１２】請求項１１に記載の燃焼排出ガスの浄化
システムはさらに、 前記ガス浄化装置の温度を検出する温度検出装置を備
え、 前記改質燃料供給手段は、前記検出された温度が前記所
定温度範囲の下限値未満となった場合に前記ガス浄化装
置に対して前記改質燃料を供給することを特徴とする燃
焼排出ガスの浄化システム。 - 【請求項１３】請求項１１または請求項１２に記載の燃
焼排出ガスの浄化システムはおいて、 前記改質燃料供給手段は、前記燃料改質装置において生
成された改質燃料を前記ガス浄化装置に供給する改質燃
料供給通路を備え、前記改質燃料の供給量を制御するこ
とを特徴とする燃焼排出ガスの浄化システム。 - 【請求項１４】請求項４ないし請求項１３のいずれかに
記載の燃焼排出ガスの浄化システムにおいて、 前記所定温度範囲の下限値は、前記ガス浄化装置の触媒
の活性化温度であることを特徴とする燃焼排出ガスの浄
化システム。 - 【請求項１５】請求項４ないし請求項１４のいずれかに
記載の燃焼排出ガスの浄化システムにおいて、 前記所定温度範囲の上限値は、前記ガス浄化装置におけ
る触媒反応によって窒素酸化物が生成される温度未満で
あることを特徴とする燃焼排出ガスの浄化システム。 - 【請求項１６】請求項３ないし請求項１４のいずれかに
記載の燃焼排出ガスの浄化システムはさらに、 前記ガス浄化装置に対して酸化ガスを供給する酸化ガス
供給装置を備えることを特徴とする燃焼排出ガスの浄化
システム。 - 【請求項１７】燃料電池に対して改質燃料を供給する燃
料改質装置の燃焼排出ガスを浄化する方法であって、 前記燃料改質装置の改質燃料をガス浄化装置に供給し、 前記燃焼排出ガスを前記ガス浄化装置に供給する方法。 - 【請求項１８】燃料電池に対して改質燃料を供給する燃
料改質装置の燃焼排出ガスを浄化する方法であって、 前記燃料電池のオフガスをガス浄化装置に供給し、 前記燃焼排出ガスを前記ガス浄化装置に供給する方法。 - 【請求項１９】燃料電池に対して改質燃料を供給する燃
料改質装置の燃焼排出ガスを浄化する方法であって、 酸化触媒反応によって燃焼排出ガスを浄化するガス浄化
装置に対して前記酸化触媒反応を活性化する反応活性化
ガスを供給し、 前記燃焼排出ガスを前記ガス浄化装置に供給する方法。
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