JPS6379705A - 燃料電池用改質装置の燃焼装置 - Google Patents
燃料電池用改質装置の燃焼装置Info
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- JPS6379705A JPS6379705A JP61222076A JP22207686A JPS6379705A JP S6379705 A JPS6379705 A JP S6379705A JP 61222076 A JP61222076 A JP 61222076A JP 22207686 A JP22207686 A JP 22207686A JP S6379705 A JPS6379705 A JP S6379705A
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- JP
- Japan
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- fuel
- fuel cell
- porous structure
- fuel injection
- combustion
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
- H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
- H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01B—BOILING; BOILING APPARATUS ; EVAPORATION; EVAPORATION APPARATUS
- B01B1/00—Boiling; Boiling apparatus for physical or chemical purposes ; Evaporation in general
- B01B1/005—Evaporation for physical or chemical purposes; Evaporation apparatus therefor, e.g. evaporation of liquids for gas phase reactions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、燃料電池用改質装置の加熱源として設ける燃
焼装置に関するものである。
焼装置に関するものである。
燃料電池の構成は、主として燃料を水素主体の改質ガス
に変化させる改質装置と、この改質装置から発生した改
質ガスの水素を空気（酸素）と反応させて水と電気エネ
ルギに変える燃料電池本体とからなっている。改質装置
ではメタノール等の液体燃料を気化するためと、気化し
た燃料を触媒層で反応させて改質ガスにするための熱源
が必要であり、その熱源として燃焼器（バーナ）が使用
されるのが一般的である。
に変化させる改質装置と、この改質装置から発生した改
質ガスの水素を空気（酸素）と反応させて水と電気エネ
ルギに変える燃料電池本体とからなっている。改質装置
ではメタノール等の液体燃料を気化するためと、気化し
た燃料を触媒層で反応させて改質ガスにするための熱源
が必要であり、その熱源として燃焼器（バーナ）が使用
されるのが一般的である。
ところで、上記燃焼器の燃料として液体燃料を使用する
場合は、その液体燃料が気体燃料に比べて貯溜容積が小
さく、装置をコンパクトにできるという利点があり、特
に可搬型の燃料電池には存利である。しかし、その反面
で、液体燃料は気体燃料に比べて初期着火性に劣ってお
り、かつ安定した火炎が得られ難いという欠点がある。
場合は、その液体燃料が気体燃料に比べて貯溜容積が小
さく、装置をコンパクトにできるという利点があり、特
に可搬型の燃料電池には存利である。しかし、その反面
で、液体燃料は気体燃料に比べて初期着火性に劣ってお
り、かつ安定した火炎が得られ難いという欠点がある。
本発明の目的は、液体燃料を使用する場合に、その初期
着火性を向上すると共に、燃焼中に安定した火炎を得る
ことができる燃料電池用改質装置の燃焼装置を提供する
ことにある。
着火性を向上すると共に、燃焼中に安定した火炎を得る
ことができる燃料電池用改質装置の燃焼装置を提供する
ことにある。
上記目的を達成する本発明は、燃焼器により燃料蒸発器
を加熱し、この燃料蒸発器で気化した燃料を触媒層で改
質ガスに変える燃料電池用改質装置において、前記燃焼
器の燃焼部を触媒多孔構造体で構成し、この触媒多孔構
造体の中に液体燃料噴射孔を臨ませ、この液体燃料噴射
孔を設けた燃料噴射管を燃料供給ポンプに接続したこと
を特徴とするものである。
を加熱し、この燃料蒸発器で気化した燃料を触媒層で改
質ガスに変える燃料電池用改質装置において、前記燃焼
器の燃焼部を触媒多孔構造体で構成し、この触媒多孔構
造体の中に液体燃料噴射孔を臨ませ、この液体燃料噴射
孔を設けた燃料噴射管を燃料供給ポンプに接続したこと
を特徴とするものである。
第１〜３図は本発明の実施例による燃焼装置を示し、第
４図は同燃焼装置が使用される燃料電池用改質装置の一
例を示すものである。
４図は同燃焼装置が使用される燃料電池用改質装置の一
例を示すものである。
第４図において、１は環状に形成された燃料蒸発器で、
その周囲に燃料供給ノズル２．−・。
その周囲に燃料供給ノズル２．−・。
２が複数個所に取り付けられ、メタノールと水との混合
液体燃料が供給されるようになっている。この燃料蒸発
器１の下方に、詳細を後述する燃焼器３が設置され、こ
の燃焼器３による加熱によって液体燃料を気化させるよ
うになっている。
液体燃料が供給されるようになっている。この燃料蒸発
器１の下方に、詳細を後述する燃焼器３が設置され、こ
の燃焼器３による加熱によって液体燃料を気化させるよ
うになっている。
燃料蒸発器１の上面には複数の反応管４．・・・、４が
接続され、その各反応管４の内側には触媒が充填されて
触媒層５が形成されている。この触媒層５では、燃料蒸
発器ｌで気化された燃料が水素主体の改質ガスに変化す
る反応を行い、それが上部の集合室６に集められ、さら
に図示しない燃料電池本体へ送り出されるようになって
いる。
接続され、その各反応管４の内側には触媒が充填されて
触媒層５が形成されている。この触媒層５では、燃料蒸
発器ｌで気化された燃料が水素主体の改質ガスに変化す
る反応を行い、それが上部の集合室６に集められ、さら
に図示しない燃料電池本体へ送り出されるようになって
いる。
また、複数本の反応管４、−、 ４の周囲は断熱壁７に
よって囲まれ、燃焼器３から上昇する加熱ガスによる加
熱空間を形成している。断熱壁７の上部には多数の排気
孔８．・−９８が設けられ、加熱空間内の加熱ガスを外
側へ排出させるようになっている。
よって囲まれ、燃焼器３から上昇する加熱ガスによる加
熱空間を形成している。断熱壁７の上部には多数の排気
孔８．・−９８が設けられ、加熱空間内の加熱ガスを外
側へ排出させるようになっている。
第１〜３図に示す燃焼器３において、１８は燃料電池本
体で空気（酸素）と反応しないまま排出される余剰の水
素が、気体燃料として供給される気体燃料供給管である
。この気体燃料供給管１８は環状の燃焼管１９に接続さ
れ、かつその燃焼管１９の円周方向にそって穿たれた多
数の燃焼孔２０．・・・・、２０から気体燃料を噴出し
て燃焼するようになっている。
体で空気（酸素）と反応しないまま排出される余剰の水
素が、気体燃料として供給される気体燃料供給管である
。この気体燃料供給管１８は環状の燃焼管１９に接続さ
れ、かつその燃焼管１９の円周方向にそって穿たれた多
数の燃焼孔２０．・・・・、２０から気体燃料を噴出し
て燃焼するようになっている。
一方、１０は液体燃料供給管であり、送液量（回転数）
を調節制御できる燃料供給ポンプ１１に接続され、図示
しない燃料タンクからメタノール等の液体燃料が供給さ
れるようになっている。この液体燃料供給管１０は比較
的容積の大きな環状管からなる分配部１２に接続され、
さらにその分配部１２は内径の細い複数の分配管１３、
−・、１３を介して環状の燃料噴射管１４に接続されて
いる。その燃料噴射管１４の上面には、円周方向に沿っ
て多数の燃料噴射孔１５、−・、１５が穿たれ、その上
面を覆うように触媒多孔構造体１６が設けられている。
を調節制御できる燃料供給ポンプ１１に接続され、図示
しない燃料タンクからメタノール等の液体燃料が供給さ
れるようになっている。この液体燃料供給管１０は比較
的容積の大きな環状管からなる分配部１２に接続され、
さらにその分配部１２は内径の細い複数の分配管１３、
−・、１３を介して環状の燃料噴射管１４に接続されて
いる。その燃料噴射管１４の上面には、円周方向に沿っ
て多数の燃料噴射孔１５、−・、１５が穿たれ、その上
面を覆うように触媒多孔構造体１６が設けられている。
上記分配部１２は燃料供給ポンプ１１から圧送される液
体燃料の流れを一旦緩和し、それを複数本の分配管１３
．・・−１１３に対して均等に分流させる役目をしてい
る。この分配によって燃焼噴射管１５の多数の燃料噴射
孔１５．・・・。
体燃料の流れを一旦緩和し、それを複数本の分配管１３
．・・−１１３に対して均等に分流させる役目をしてい
る。この分配によって燃焼噴射管１５の多数の燃料噴射
孔１５．・・・。
１５からは＼゛均等燃料を噴射することができる。燃料
噴射孔１５の開口度は全ての孔について同じ開口度であ
ってもよいが、第４図に示すように分配管１３の出口か
ら遠い位置にある燃料噴射孔１５はど、すなわち燃料供
給ポンプ１１か゛ら遠い燃料噴射孔１５はど開口度を大
きくすれば、均等噴射効果を一層高めることができる。
噴射孔１５の開口度は全ての孔について同じ開口度であ
ってもよいが、第４図に示すように分配管１３の出口か
ら遠い位置にある燃料噴射孔１５はど、すなわち燃料供
給ポンプ１１か゛ら遠い燃料噴射孔１５はど開口度を大
きくすれば、均等噴射効果を一層高めることができる。
触媒多孔構造体１６は上記液体燃料の燃料噴射管１４と
気体燃料の燃焼管１９との間には設けられ、燃料噴射孔
１５が触媒多孔構造体１６の中に臨むようになっている
。そのため、燃料噴射孔１５から噴射された液体燃料は
触媒多孔構造体１６に含浸され、かつその外側表面から
蒸発して燃焼するようになっている。したがって、触媒
多孔構造体１６は爆心の役目を行い、それ自体が燃焼部
になっている。このような触媒多孔構造体１６としては
、繊維状の触媒をマット状に成形したものとか、或いは
粉粒状の触媒をポーラス構造に成形したものなどが好ま
しく使用される。
気体燃料の燃焼管１９との間には設けられ、燃料噴射孔
１５が触媒多孔構造体１６の中に臨むようになっている
。そのため、燃料噴射孔１５から噴射された液体燃料は
触媒多孔構造体１６に含浸され、かつその外側表面から
蒸発して燃焼するようになっている。したがって、触媒
多孔構造体１６は爆心の役目を行い、それ自体が燃焼部
になっている。このような触媒多孔構造体１６としては
、繊維状の触媒をマット状に成形したものとか、或いは
粉粒状の触媒をポーラス構造に成形したものなどが好ま
しく使用される。
また、この触媒多孔構造体１６の中にはニクロム線等か
らなるヒータ１７が内設されている。
らなるヒータ１７が内設されている。
このヒータ１７は点火時にのみ使用され、通電によって
触媒多孔構造体１６を加熱活性化させ、液体燃料の初期
着火性を向上するようにしている。勿論、このヒータ１
７は触媒多孔構造体１６の外側に付設されていてもよく
、或いは内外両方に設けられていてもよい。
触媒多孔構造体１６を加熱活性化させ、液体燃料の初期
着火性を向上するようにしている。勿論、このヒータ１
７は触媒多孔構造体１６の外側に付設されていてもよく
、或いは内外両方に設けられていてもよい。
上述した燃焼器３によると、触媒多孔構造体１６に液体
燃料を強制供給し、その触媒多孔構造体自体が爆心と同
様の燃焼部となっているため、触媒作用による安定した
火炎を得ることができる。また、その触媒作用によって
初期着火性を向上することができる。
燃料を強制供給し、その触媒多孔構造体自体が爆心と同
様の燃焼部となっているため、触媒作用による安定した
火炎を得ることができる。また、その触媒作用によって
初期着火性を向上することができる。
また、実施例のように触媒多孔構造体１６にヒータ１７
を付設するようにすれば、その初期着火性を一層向上す
ることができる。また、実施例のように燃料供給ポンプ
１１と燃料噴射管１４との間に比較的容積の大きな分配
部１２を介在したり、あるいは燃料噴射孔１５の開度を
燃料供給ポンプ１１から遠いものほど大きくすすれば、
火炎の安定性を一層向上することができる。
を付設するようにすれば、その初期着火性を一層向上す
ることができる。また、実施例のように燃料供給ポンプ
１１と燃料噴射管１４との間に比較的容積の大きな分配
部１２を介在したり、あるいは燃料噴射孔１５の開度を
燃料供給ポンプ１１から遠いものほど大きくすすれば、
火炎の安定性を一層向上することができる。
上述したように本発明は、燃焼部を触媒多孔構造体で構
成し、この触媒多孔構造体の中に液体燃料噴射孔を臨ま
せ、この液体燃料噴射孔に液体燃料を燃料供給ポンプで
強制供給するようにしたものであるので、燃焼部におけ
る直接の触媒作用によって初期着火性を向上すると共に
、燃焼中には安定した火炎を得ることができる。
成し、この触媒多孔構造体の中に液体燃料噴射孔を臨ま
せ、この液体燃料噴射孔に液体燃料を燃料供給ポンプで
強制供給するようにしたものであるので、燃焼部におけ
る直接の触媒作用によって初期着火性を向上すると共に
、燃焼中には安定した火炎を得ることができる。
第１図は本発明の実施例による燃焼装置を示す側面図、
第２図は同平面図、第３図は第１図のＩ［−Ｉ［［矢視
図、第４図は第１図のＩｔ／−ＩＶ矢視図、第５図は同
燃焼装置を使用する燃料電池用改質装置の一例を示す縦
断面図である。 ■・・・燃料蒸発器、 ３・・・燃焼器、 ４・・・反
応管、 ５・・・触媒層、 １０・・・液体燃料供給管
、１１・・・燃料供給ポンプ、 １２・・・分配部、
１３・・・分配管、 １４・・・燃料噴射管、 １
５・・・燃料噴射孔、 １６・・・触媒多孔構造体、
１７・・・ヒータ。
第２図は同平面図、第３図は第１図のＩ［−Ｉ［［矢視
図、第４図は第１図のＩｔ／−ＩＶ矢視図、第５図は同
燃焼装置を使用する燃料電池用改質装置の一例を示す縦
断面図である。 ■・・・燃料蒸発器、 ３・・・燃焼器、 ４・・・反
応管、 ５・・・触媒層、 １０・・・液体燃料供給管
、１１・・・燃料供給ポンプ、 １２・・・分配部、
１３・・・分配管、 １４・・・燃料噴射管、 １
５・・・燃料噴射孔、 １６・・・触媒多孔構造体、
１７・・・ヒータ。
Claims (4)
- （１）燃焼器により燃料蒸発器を加熱し、この燃料蒸発
器で気化した燃料を触媒層で改質ガスに変える燃料電池
用改質装置において、前記燃焼器の燃焼部を触媒多孔構
造体で構成し、この触媒多孔構造体の中に液体燃料噴射
孔を臨ませ、この液体燃料噴射孔を設けた燃料噴射管を
燃料供給ポンプに接続したことを特徴とする燃料電池用
改質装置の燃焼装置。 - （２）燃料噴射管と燃料供給ポンプとの間に分配部を介
在させた特許請求の範囲第１項記載の燃料電池用改質装
置の燃焼装置。 - （３）触媒多孔構造体にヒータを付設した特許請求の範
囲第１項記載の燃料電池用改質装置の燃焼装置。 - （４）液体燃料噴射孔の開口度を、燃料供給ポンプから
遠いものほど大きくした特許請求の範囲第１項記載の燃
料電池用改質装置の燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61222076A JPS6379705A (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 燃料電池用改質装置の燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61222076A JPS6379705A (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 燃料電池用改質装置の燃焼装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6379705A true JPS6379705A (ja) | 1988-04-09 |
Family
ID=16776743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61222076A Pending JPS6379705A (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 燃料電池用改質装置の燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6379705A (ja) |
-
1986
- 1986-09-22 JP JP61222076A patent/JPS6379705A/ja active Pending
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