JP4617079B2 - 改質器用バーナおよび燃料電池システム - Google Patents
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Description
互いに連通しないガス流路を二つだけ有し、
第一のガス流路のガス入口は酸素含有ガスを導入する酸素含有ガス導入口であり、第一のガス流路のガス出口にはバーナマットを備え、
第一のガス流路は液体燃料を気化させる気化器を備え、該気化器は、気化器内に液体燃料を流下させるための液体燃料ノズルと、該流下された液体燃料を気化するための加熱面を形成する板状部材と、気化した液体燃料と酸素含有ガスとの混合気の流路となる空隙とを有し、
第二のガス流路のガス入口は燃料電池の水素極オフガスを導入する水素極オフガス導入口であり、第二のガス流路のガス出口にはバーナマットの下流に該水素極オフガスを供給する水素極オフガスノズルを備える
ことを特徴とする改質器用バーナが提供される。
前記加熱面が略水平であることが好ましい。
前記気化器の下流、かつ、前記バーナマットの上流に、第一の流路の一部を内部に形成する中空筒状の部材を設けることができる。
前記混合気の流路が一回以上方向転換していることが好ましく、二回以上方向転換していることがより好ましい。
該改質器が改質反応用の熱を供給するための改質器用バーナを備え、
該改質器用バーナは互いに連通しないガス流路を二つだけ有し、
第一のガス流路のガス入口は酸素含有ガスを導入する酸素含有ガス導入口であり、第一のガス流路のガス出口にはバーナマットを備え、
第一のガス流路は液体燃料を気化させる気化器を備え、該気化器は、気化器内に液体燃料を流下させるための液体燃料ノズルと、該流下された液体燃料を気化するための加熱面を形成する板状部材と、気化した液体燃料と酸素含有ガスとの混合気の流路となる空隙とを有し、
第二のガス流路のガス入口は燃料電池の水素極オフガスを導入する水素極オフガス導入口であり、第二のガス流路のガス出口にはバーナマットの下流に該水素極オフガスを供給する水素極オフガスノズルを備える
ことを特徴とする燃料電池システムが提供される。
図2に、このバーナ101を、燃料電池システムにおいて用いられる改質器102に装着した場合の例を示す。バーナは改質器の上部に取り付けられ、上方からアクセス可能とされる。
さらに、上記バーナを備えた改質器を有する燃料電池システムの例につき、概要を図3に示す。燃料電池システムは、バーナ101、バーナ101の燃焼熱を利用して水蒸気改質反応を行う改質器102、および改質器によって得られた水素を含む改質ガスが水素極に供給される燃料電池103を有する。
1a 取りあい部
2 気化器
4 延長筒
5 整流器
6 バーナマット
8 イグナイター
9 電気ヒータ
10 第一のガス流路
11 空気導入口
12 液体燃料ノズル
13 加熱面
14 加熱面と気化器側壁との間の空隙
20 第二のガス流路
21 水素極オフガス導入口
101 バーナ
102 改質器
103 燃料電池
103a 水素極
103c 空気極
111 演算処理装置
121 流量計(液体燃料用)
122 流量調節器(液体燃料用)
123 流量調節弁(液体燃料用)
131 流量計(空気用)
132 流量調節器(空気用)
133 流量調節バルブ(空気用)
Claims (10)
- 燃料電池システムにおいて用いられる、水素製造用原料を改質して水素を含有する改質ガスを得る改質器に、改質反応用の熱を供給するための改質器用バーナにおいて、
互いに連通しないガス流路を二つだけ有し、
第一のガス流路のガス入口は酸素含有ガスを導入する酸素含有ガス導入口であり、第一のガス流路のガス出口にはバーナマットを備え、
第一のガス流路は液体燃料を気化させる気化器を備え、該気化器は、気化器内に液体燃料を流下させるための液体燃料ノズルと、該流下された液体燃料を気化するための加熱面を形成する板状部材と、気化した液体燃料と酸素含有ガスとの混合気の流路となる空隙とを有し、
第二のガス流路のガス入口は燃料電池の水素極オフガスを導入する水素極オフガス導入口であり、第二のガス流路のガス出口にはバーナマットの下流に該水素極オフガスを供給する水素極オフガスノズルを備える
ことを特徴とする改質器用バーナ。 - 前記加熱面が略水平である請求項1記載の改質器用バーナ。
- 前記気化器の下流、かつ、前記バーナマットの上流に、第一の流路の一部を内部に形成する中空筒状の部材が設けられた請求項1または2記載の改質器用バーナ。
- 前記混合気の流路が一回以上方向転換している請求項1〜3のいずれか一項記載の改質器用バーナ。
- 前記混合気の流路が二回以上方向転換している請求項1〜3のいずれか一項記載の改質器用バーナ。
- 前記バーナマットが、金属繊維の織布もしくは不織布からなる請求項1〜5のいずれか一項記載の改質器用バーナ。
- さらに、液体燃料基準の燃焼空気比を1.5以下に制御する制御手段を有する請求項1〜6のいずれか一項記載の改質器用バーナ。
- 前記バーナマットの単位面積あたりの液体燃料の燃焼量が200kW/m2以上4500kW/m2以下である請求項1〜7のいずれか一項記載のバーナ。
- 液体燃料基準の燃焼量が8.1kW以下である請求項1〜8のいずれか一項記載のバーナ。
- 水素製造用原料を改質して水素を含有する改質ガスを得る改質器と、該改質ガスを燃料として用いる燃料電池とを備える燃料電池システムにおいて、
該改質器が改質反応用の熱を供給するための改質器用バーナを備え、
該改質器用バーナは互いに連通しないガス流路を二つだけ有し、
第一のガス流路のガス入口は酸素含有ガスを導入する酸素含有ガス導入口であり、第一のガス流路のガス出口にはバーナマットを備え、
第一のガス流路は液体燃料を気化させる気化器を備え、該気化器は、気化器内に液体燃料を流下させるための液体燃料ノズルと、該流下された液体燃料を気化するための加熱面を形成する板状部材と、気化した液体燃料と酸素含有ガスとの混合気の流路となる空隙とを有し、
第二のガス流路のガス入口は燃料電池の水素極オフガスを導入する水素極オフガス導入口であり、第二のガス流路のガス出口にはバーナマットの下流に該水素極オフガスを供給する水素極オフガスノズルを備える
ことを特徴とする燃料電池システム。
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