CN1222068C - 氢生成装置用燃烧器和包括它的氢生成装置 - Google Patents

氢生成装置用燃烧器和包括它的氢生成装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1222068C
CN1222068C CNB021596492A CN02159649A CN1222068C CN 1222068 C CN1222068 C CN 1222068C CN B021596492 A CNB021596492 A CN B021596492A CN 02159649 A CN02159649 A CN 02159649A CN 1222068 C CN1222068 C CN 1222068C
Authority
CN
China
Prior art keywords
combustion chamber
squit hole
producing apparatus
gas
hydrogen producing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB021596492A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1430302A (zh
Inventor
向井裕二
前西晃
麻生智伦
吉田丰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN1430302A publication Critical patent/CN1430302A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1222068C publication Critical patent/CN1222068C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/36—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/36—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • C01B3/363—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents characterised by the burner used
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0255—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a non-catalytic partial oxidation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/066—Integration with other chemical processes with fuel cells
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明提供一种具有优良的燃烧稳定性且可以较低成本实现的氢生成装置用燃烧器以及具有该氢生成装置用燃烧器的氢生成装置。本发明的氢生成装置用燃烧器(5)包括沿着火焰放出方向扩大而形成锥状的燃烧室(9)、具有用于对着该燃烧室(9)而使都市燃气(6)和排放气体(7)喷出的上排气体喷出孔(14)的分配装置(8)。在作为锥状部的燃烧室(9)的侧壁上，形成有用于使燃烧用空气喷出到燃烧室(9)内的空气喷出孔(18)，该空气喷出孔(18)配置在与分配装置(8)所有的上排气体喷出孔(14)基本相对的位置。

Description

氢生成装置用燃烧器和包括它的氢生成装置
技术领域
本发明涉及用于下述燃料电池发电装置的氢生成装置的燃烧器，以及具有该燃烧器的氢生成装置，该燃料电池发电机利用含有至少由碳和氢构成的化合物的原料生成氢并进行发电。
背景技术
作为涉及燃料电池发电装置的氢生成装置用燃烧器(在下面，将其简称为氢生成装置用燃烧器)的第1现有技术，具有：外周壁具有火焰孔、其内侧具有燃烧室的圆筒状的燃烧头；和分别将高热量气体、低热量气体导入该燃烧头的燃烧室中的第1导入管、第2导入管，通过共用的火焰孔，将热量不同的气体提供到燃烧室内，从而可进行燃烧(比如，参照特开2001-185186号公报)。在该第1现有技术中，由于能将用于使高热量气体燃烧的火焰孔和使低热量气体燃烧的火焰孔共用，因而具有制作结构简单等优点。
另外，作为氢生成装置用燃烧器的第2现有技术，具有如下所述的结构，利用具有使燃烧用空气喷出的多个空气孔的空气喷出器形成燃烧室，将燃烧室的直径作得在下游侧的阶梯差要比上游侧要大(比如，参照特公平5-59325号公报)。利用这样的结构，实现高燃烧负荷时的燃烧稳定性。
此外，作为氢生成装置用燃烧器的第3现有技术，具有以燃料气体的喷出部为中心呈锥状扩大的火焰孔部(比如，参照特开2001-201019号公报)。由此，可实现装置的小型化。
但是，在氢生成装置用燃烧器中，具有与其它的燃烧器不同的2个特殊性。首先，第1，氢生成装置用燃烧器使燃料气体与从燃料电池排出的排放气体燃烧，但是，该燃料气体和排放气体的燃烧速度有较大不同。具体来说，比如，在作为具有代表性的燃料气体的都市燃气的情况下，其燃烧速度为36cm/秒，与此相对，作为以排放气体形式从燃料电池排出的代表性成分，氢的燃烧速度约达到320cm/秒。使燃烧速度有如此巨大差异的燃料在同一燃烧器中稳定地燃烧是困难的。其原因在于：无论针对哪一种的燃料设计燃烧器，都会产生不匹配的情况。即，如果按照对应于氢的燃烧速度、加快气体流速的方式设计燃烧器，则在燃烧都市燃气的情况下，由于该燃烧速度超过都市燃气的燃烧速度，因此或大部分的都市燃气在未燃烧的状态下就被排出，或火焰被吹灭。另一方面，如果按照对应于都市燃气的燃烧速度、使气体流速变慢的方式设计燃烧器，由于氢在燃料喷出孔的极近处燃烧，就变成火焰位于紧靠燃料喷出孔的表面处。在此情况下，由于燃烧热量通过燃料喷出孔排放，故具有燃烧不稳定，或具有分配装置因燃烧热量而灼热之虞。
另外，第2，燃料气体和从燃料电池排出的排放气体的流量随着燃料电池发电装置应发出的电力的负荷而变化。即，在高电力负荷时，由于必须采用较多的原料，生成大量的氢，故必须增加燃料气体的流量。此时，由于原料的流量增加，故排放气体的流量也增加。于是，就变成如果电力的负荷较高，则燃料气体和排放气体的流量增加，如果电力的负荷较低，则该流量减少。虽然在将燃烧速度差较小的气体混合而燃烧的情况，即使产生一点的流量变化，确保燃烧的稳定性相比并不困难，但是如果象前述的那样，将燃烧速度有较大不同的气体混合并使之燃烧，若氢生成装置用燃烧器中的气体的流量发生变化，则极难确保燃烧的稳定性。
在前述的第1现有技术的情况下，因气体流量增加会吹灭火焰，所以在如前述那样气体流量产生变化的情况，就有不能够稳定地进行燃烧的所谓问题。另外，由于燃烧区域限制于圆筒形燃烧室内的狭窄空间内，故如果燃烧量增加，则还有火焰温度显著上升、氮氧化物大量地产生的所谓问题。另外，由于在狭窄的空间内燃烧，故火焰的形状不稳定地变化，其结果是，还有因燃烧而产生噪音的所谓问题。
此外，在第2现有技术的情况下，虽然即使气体流量增加，仍没有发生火焰的吹灭和氮氧化物浓度的增加的所谓问题，但是，为了实现燃烧室的直径分段变化的结构，将直径不同的多个部件焊接的所谓制造工序成为必要，从而具有制造成本增加的所谓问题。为此，虽然具有高稳定燃烧的所谓优良特征，但是仍难于在实际中使用。
还有，在第3现有技术的燃烧器中，与第2现有技术相同，虽然难于产生火焰吹灭的问题，但是，按照该技术，由于只不过是将气体和燃烧用空气单独地供给火焰孔部，故它们的混合不充分，当燃烧负荷急剧变化时，产生火焰熄灭等情况，燃烧的稳定性不够。
发明内容
本发明是针对上述的情况而提出的，本发明的目的在于提供一种使燃烧速度差异大且流量变化的燃料气体和排放气体能够稳定地燃烧的氢生成装置用燃烧器。
为了解决上述的课题，本发明的氢生成装置用燃烧器包括：沿着火焰放出方向而扩大形成锥状的燃烧室；分配装置，该分配装置沿着火焰放出方向突出设置于上述燃烧室内，将包含至少由碳和氢构成的化合物的燃料气体和从燃料电池排出的排放气体供给上述燃烧室，在上述燃烧室上形成有用于使燃烧用空气喷出到该燃烧室内的多个燃烧用空气喷出孔，在上述分配装置上，形成有用于使上述燃料气体和上述排放气体喷出到上述燃烧室内的多个气体喷出孔，上述燃烧用空气喷出孔的至少一部分与上述气体喷出孔的至少一部分配置成燃烧用空气的喷流与上述燃料气体以及上述排放气体的喷流相碰撞。
这样，由于燃烧室的形状沿着火焰放出方向扩大而形成锥状，故燃烧气体的流速沿着火焰放出方向而连续地减少。由此，即使在将燃烧速度不同的燃料气体和排放气体混合而使之燃烧的情况下，由于仍可在燃烧室内的不同的空间，使燃烧气体的流速与燃料气体和排放气体的燃烧速度保持一致，所以可确保燃烧的稳定性。另外，由于通过使燃料气体和排放气体的喷流与燃烧用空气的喷流碰撞，而能促进燃料气体和排放气体与燃烧用空气的混合，所以可使使燃烧进一步稳定。
另外，在上述发明的氢生成装置用燃烧器中，优选：上述以碰撞方式配置的燃烧用空气喷出孔和气体喷出孔，从火焰放出方向看，设置于基本同一条线上。
此外，在上述发明的氢生成装置用燃烧器中，优选：上述以碰撞方式配置的燃烧用空气喷出孔形成于作为上述燃烧室的锥状部的侧壁上。
还有，在上述发明的氢生成装置用燃烧器中，优选，上述以碰撞方式配置的燃烧用空气喷出孔基本垂直地贯通形成在作为上述燃烧室的锥状部的侧壁上，上述以碰撞方式配置的气体喷出孔基本垂直地贯通形成在上述分配装置上。
在上述发明的氢生成装置用燃烧器中，优选，上述以碰撞方式配置的燃烧用空气喷出孔形成于上述燃烧室的底壁上。
另外，在上述发明的氢生成装置用燃烧器中，优选，上述以碰撞方式配置的燃烧用空气喷出孔形成于作为上述燃烧室的锥状部的侧壁上和燃烧室的底壁上。
此外，本发明的氢生成装置用燃烧器，该氢生成装置用燃烧器包括：沿着火焰放出方向而扩大形成锥状的燃烧室；分配装置，该分配装置沿着火焰放出方向突出设置在上述燃烧室内，并将燃料气体和从燃料电池排出的排放气体，供给上述燃烧室，在作为上述燃烧室的锥状部的侧壁上，形成有用于使燃烧用空气喷出到该燃烧室内的多个燃烧用空气喷出孔，在上述分配装置上，形成有用于使上述燃料气体和上述排放气体喷出到上述燃烧室内的多个气体喷出孔，上述燃烧用空气喷出孔中的至少一部分与上述气体喷出孔中的至少一部分基本相对配置。
还有，在上述发明的氢生成装置用燃烧器中，优选，上述基本相对配置的燃烧用空气喷出孔基本垂直地贯通形成在作为上述燃烧室的锥状部的侧壁上，上述基本相对配置的气体喷出孔基本垂直地贯通形成在上述分配装置上。
此外，在上述发明的氢生成装置用燃烧器中，优选，上述燃烧室的锥角在10°以上90°以下。
再有，在上述发明的氢生成装置用燃烧器中，优选，上述燃烧用空气喷出孔按照向上述燃烧室内部喷出的燃烧用空气的量，相比于上述燃烧室的上游侧，在下游侧大的方式形成。
另外，在上述发明的氢生成装置用燃烧器中，优选，上述燃烧用空气喷出孔的孔密度是，相比于上述燃烧室的上游侧，在下游侧大。
此外，在上述发明的氢生成装置用燃烧器中，优选，上述燃烧用空气喷出孔的孔径是，相比于上述燃烧室的上游侧，在下游侧大。
还有，在上述发明的氢生成装置用燃烧器，优选，上述气体喷出孔由喷出上述燃料气体用的第1气体喷出孔和喷出上述排放气体用的第2气体喷出孔构成，上述第2气体喷出孔相对于上述第1气体喷出孔，配置于上述燃烧室的下游侧。
再有，在上述发明的氢生成装置用燃烧器中，优选，上述燃烧室是通过对板材进行压力加工或拉深加工的方式形成的。
另外，在上述发明的氢生成装置用燃烧器，优选，上述燃烧室呈筒状，具有沿径向延伸的凸缘部，沿该凸缘部的圆周方向，形成有折回部。
此外，在上述发明的氢生成装置用燃烧器中，优选，还具备设置于上述燃烧室内的电极，和连接于上述电极的火焰检测电路
还有，在上述发明的氢生成装置用燃烧器中，优选，还具备设置于上述燃烧室内的电极，和连接于上述电极的火焰点火电路。
再有，在上述发明的氢生成装置用燃烧器中，优选，还具备：设置于上述燃烧室内的电极，连接于上述电极的火焰检测电路和火焰点火电路，可在上述电极和火焰检测电路的连接与上述电极和火焰点火电路的连接之间进行切换的切换电路。
另外，优选，上述电极按照从分配装置的中心部向上述火焰放出方向突出的方式设置。
此外，本发明的氢生成装置具备：改性器，该改性器利用含有至少由碳和氢构成的化合物的原料、通过改性反应、生成包含氢的改性气体，和上述发明方面说明的氢生成装置用燃烧器。
若形成这样的结构，由于即使在燃料气体和排放气体的流量发生变化的情况下，氢生成装置用燃烧器仍可连续进行稳定的燃烧，所以能可靠地生成必要量的氢。
附图说明
图1是表示具有本发明第1实施方式的氢生成装置用燃烧器的氢生成装置的主要结构的剖视图。
图2是表示本发明第1实施方式的燃烧器的结构的平面图。
图3是图2中的III-III线的剖视图。
图4是表示本发明第1实施方式的燃烧器的燃烧状态的剖视图。
图5是表示本发明第1实施方式的燃烧器的变形示例的燃烧状态的剖视图。
图6是表示本发明第1实施方式的燃烧器的变形示例的燃烧状态的剖视图。
图7是表示本发明第1实施方式的燃烧器的变形示例的燃烧状态的剖视图。
图8是表示本发明第1实施方式的燃烧器的变形示例的燃烧状态的剖视图。
图9是表示本发明第1实施方式的燃烧器的变形示例的结构的剖视图。
图10是表示本发明第1实施方式的燃烧器的变形示例的结构的剖视图。
图11是表示本发明第1实施方式的燃烧器的变形示例的组成的剖视图。
图12是表示本实施方式的燃烧器和现有的燃烧器中的一氧化碳浓度与空气剩余率之间关系的曲线图。
图13是用于说明燃烧不稳定区域的存在的曲线图。
图14是表示本发明第1实施方式的燃烧器的变形示例的结构的剖视图。
图15是表示本发明第1实施方式的燃烧器的变形示例的结构的剖视图。
图16是表示本发明第2实施方式的燃烧器的结构的剖视图。
图17是表示本发明第2实施方式的燃烧器的结构的剖视图。
符号说明：
1燃烧气体，2原料气体，3催化剂层，4生成气体，5燃烧器，6都市燃气，7排放气体，8分配装置，9燃烧室，11空气室，12催化剂容器，13燃烧筒，14上排气体喷出孔，15下排气体喷出孔，16空气喷出孔，17凸缘部，18空气喷出孔，19底部空气喷出孔，20加强肋，21折回部，22分配装置，23第1气体喷出孔，24第2气体喷出孔，25供给用配管，26供给用配管，27都市燃气，28电极，29火焰点火用高压电源，30火焰检测用电源，31火焰检测器，32切换开关，33切换开关，100氢生成装置。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的具体实施方式进行说明。
图1是表示具有本发明第1实施方式的氢生成装置用燃烧器的氢生成装置的主要结构的剖视图。
在图1中，标号100表示氢生成装置，该氢生成装置100利用都市燃气等至少含有由碳和氢构成的化合物的原料，通过改性反应，生成供给燃料电池发电装置的氢。该氢生成装置100包括：被提供燃烧用空气的空气室11围绕的燃烧器5；收存填充有以镍、钌为主要成分的催化剂的催化剂层3的催化剂容器12；配置在燃烧器5上方、用来防止从该燃烧器5排放的火焰与催化剂容器12直接接触且同时指定气体流路的燃烧筒13。该氢生成装置100通过在催化剂容器12中的催化剂层3的内部，使由都市燃气和水蒸气组成的原料气体反应，生成由氢、二氧化碳和一氧化碳组成的生成气体4。由于该生成反应为在700℃的高温下产生的吸热反应，所以利用燃烧器5供给高温的气体，从而对原料气体2和催化剂层3进行加热。
另外，作为至少由碳和氢构成的化合物，除了都市燃气以外，还例举有比如，甲烷、乙烷、丙烷等的烃，天然气、甲醇等的醇，灯油，液化石油气(LPG)等。
燃烧器5如后所述，包括燃烧室9和对着该燃烧室9而提供气体的分配装置8。上述分配装置8将作为燃料气体的都市燃气6与从燃料电池排出的排放气体7混合并使之喷出到燃烧室9的内部。另一方面，从空气室11供给的燃烧用空气从如后所述那样设置的空气喷出孔，向燃烧室9的内部喷出。燃烧器5使这些气体与燃烧用空气在燃烧室9的内部充分地混合，并使火焰向上方放出。另外，在下面，将都市燃气6与排放气体7混合后的气体称为燃烧气体。
燃烧器5所采用的燃烧气体1通过燃烧筒13，在催化剂容器12的周围流动，然后，使其排出到氢生成装置100的外面。
下面参照图2和图3，对本发明的燃烧器5进行具体描述。图2为表示本发明的第1实施方式的燃烧器的结构的平面图，图3为沿图2中的III-III线的剖视图。另外，在图3中，为了便于说明，同时表示出设置于燃烧器上方的燃烧筒13和空气室11。
象图2和图3所示的那样，围绕火焰的圆筒状的燃烧室9呈沿着火焰放出方向X而扩大的锥状，其顶端开口。在作为该燃烧室9的锥状部的侧壁，形成有多个空气喷出孔16，用于向燃烧室9的内部喷出燃烧用空气10。在这里，空气喷出孔16按照沿着火焰放出方向X，即向上方向而其间距变小的方式形成。因此，图3中的空气喷出孔16的上下方向的间距P满足P1＞P2＞P3＞P4＞P5的关系。另外，在燃烧室9的底壁，形成有多个底部空气喷出孔19，该多个底部空气喷出孔19与空气喷出孔16相同，用于向燃烧室9的内部喷出燃烧用空气10。
在燃烧室9开口的上端，设置有沿径向延伸的凸缘部17。另外，在该凸缘部21的前端，沿周向形成有增加强度的加强肋20。
圆筒状的分配装置8与燃烧室9同轴设置，其一端突出到燃烧室9的内部，另一端连接于用来供给都市燃气6和排放气体7的配管。另外，在位于燃烧室9内部的分配装置8的前端，沿分配装置8的径向，分别设置有8个用于向燃烧室9的内部喷出燃烧气体的上排气体喷出孔14和下排气体喷出孔15。在配管内，都市燃气6和排放气体7混合而生成的燃烧气体从这些上排气体喷出孔14和下排气体喷出孔15，呈放射状喷向燃烧室9内。
上述的空气喷出孔16和底部空气喷出孔19按照分别垂直贯通燃烧室9的侧壁和底壁的方式开设。另外，上述上排气体喷出孔14和下排气体喷出孔15也同样按照垂直贯通分配装置8的方式开设。于是，从空气喷出孔16喷出的燃烧用空气的喷流方向与燃烧室9的侧壁相垂直，从底部空气喷出孔19喷出的燃烧用空气的喷流方向与燃烧室9的底壁相垂直。另外，从上述上排气体喷出孔14和下排气体喷出孔15喷出的燃烧气体的喷流方向与分配装置8相垂直。
分配装置8中的上排气体喷出孔14与燃烧室9中的多个空气喷出孔16中的最下边的空气喷出孔18配置在基本相对的位置。由此，从上排气体喷出孔14喷出的燃烧气体的喷流，以及从空气喷出孔18喷出的燃烧用空气10的喷流相碰撞。另外，分配装置8中的上排气体喷出孔14和下排气体喷出孔15与燃烧室9的底部空气喷出孔19的一部分，按照燃烧气体的喷流方向与燃烧用空气10的喷流方向相交叉的方式设置。由此，从上述上排气体喷出孔14和下排气体喷出孔15喷出的燃烧气体的喷流，与从底部空气喷出孔19喷出的燃烧用空气10的喷流相碰撞。
下面参照图2，对空气喷出孔18，底部空气喷出孔19，以及上排气体喷出孔14的位置关系进行更具体的说明。另外，在图2中，仅仅针对分配装置8，图示形成有上排气体喷出孔14的部位的剖面，以便容易了解上排气体喷出孔14的位置。在图中，从中心部，朝向径向的放射状的箭头A表示从上排气体喷出孔14喷出的燃烧气体的喷流方向，另外，相反的，朝向中心方向的箭头B表示从空气喷出孔16中、由虚线C表示的最下排的空气喷出孔18喷出的燃烧用空气的喷流方向。象这样，在本实施方式中，在从火焰放出方向观看的场合，按照燃烧气体的喷流方向与燃烧用空气的喷流方向位于同一直线上的方式，调节这两个喷出孔的位置。另外，在本实施方式中，按照从底部空气喷出孔19喷出的燃烧用空气的喷流方向与上述燃烧气体的喷流方向A相交叉的方式，调节一部分底部空气喷出孔19的位置。
燃烧室9是采用厚度为2mm的耐热不锈钢，在贯通形成空气喷出孔16和底部空气喷出孔19后通过压力加工形成30°的开口部锥度θ。另外，也可不采用这样的压力加工，而通过拉深加工形成。
下面参照图4，针对利用形成上述那样结构的本实施方式的燃烧器5而使由都市燃气6和排放气体7的混合物形成的燃烧气体燃烧的情况，说明气体的流动和所产生的火焰状态。
首先，从分配装置8中的上排气体喷出孔14向燃烧室9内放射状喷出的燃烧气体A的喷流和从与上排气体喷出孔14基本相对的最下排的空气喷出孔18喷出的燃烧用空气B的喷流在图中的D位置碰撞。其结果是，使燃烧气体A和燃烧用空气B充分地混合。从分配装置8中的上排气体喷出孔14刚刚喷出后的该位置D，燃烧气体A的喷流的流速最快。由此，仅仅燃烧气体中的燃烧速度较快的氢在此位置D，燃烧，产生火焰。在这里，以未燃烧的都市燃气为主成分的燃烧气体E沿火焰放出方向X流动。在此场合，由于燃烧室9沿着火焰放出方向X扩大而形成锥状，故气体的流路截面积连续地扩大，由此，燃烧气体E的流速减小。由此，在燃烧气体E的流速等于或小于都市燃气的燃烧速度的位置，产生火焰F而实现燃烧。
另一方面，在燃烧量增加了的情况下，燃烧气体A的流速也增加，从而出现在火焰F的位置超过都市燃气的燃烧速度的情况。但是，即使在此情况，由于形成有因燃烧室9的形状呈前述的锥状而流速连续地减少的结构，所以可在更下游的位置，产生火焰G，实现燃烧。另外，由于该火焰G是沿着火焰放出方向X其容积可自由增加，所以可按照与燃烧量很少的场合基本相同的程度，保持火焰温度。从而，可抑制在高温燃烧时容易产生的氮氧化物的发生。
在上述第2现有技术的场合，由于燃烧室的直径朝向开口部而分级地增加，故燃烧气体的流动在台阶部，发生较大变化，另外，由于在台阶部，在气体的流动中产生混乱，故在燃烧量增加时，稳定性受到损害。与此相对，按照本发明，由于燃烧室9的形状沿着火焰放出方向X扩大而形成所谓的锥状，故可使燃烧气体的流速从高速到低速连续地变化。其结果是，由于可在燃烧室9内的不同的空间，使燃烧速度不同的气体燃烧，故燃烧的稳定性不受到损害。
此外，由于上排气体喷出孔14和最下排的空气喷出孔18按照基本相对的方式设置，故燃烧气体A的喷流与燃烧用空气B的喷流碰撞，其结果是，促进燃烧气体A和燃烧用空气B的混合。因此，在该碰撞的位置D，燃烧速度快、容易燃烧的氢与空气充分地混合。由此，位于位置D处的火焰可一直稳定地存在。虽然燃料电池发电装置有必要根据电力负荷而增减发电量，但是，由于该电力负荷的变化因电力消耗设备的通断而产生，故其发生变化的时间是瞬间的。因此，氢生成装置用燃烧器也在极短的时间，发生较大变化。在现有的燃烧器中，如果燃烧量如此急剧地变化，则具有火焰吹灭的所谓问题，但是利用本发明的燃烧器，位于该位置D处的火焰不熄灭而一直燃烧，为了用作火种而不产生火焰的吹灭。
还有，虽然在本实施方式中形成了仅仅分配装置8中的上排气体喷出孔14与空气喷出孔18基本相对的结构，但是也可根据需要，形成下排气体喷出孔15与空气喷出孔18基本相对的结构。另外，不用说，并不限于将与上排气体喷出孔14或下排气体喷出孔15基本相对配置的空气喷出孔设置在燃烧室9的侧壁的最下排。
如上所述，包括空气喷出孔18在内的空气喷出孔16垂直贯通燃烧室9的侧壁而形成，然后，燃烧室9通过模压加工而形成锥状。因此，象图4所示的那样，从空气喷出孔16喷出的燃烧用空气B的喷流方向沿燃烧气体的排放方向(即，火焰放出方向X)以一定角度倾斜。另一方面，上排气体喷出孔14垂直贯通分配装置8而形成，分配装置8突出设置成与火焰放出方向X平行。因此，如图4所示的那样，从上排气体喷出孔14喷出的燃烧气体A的喷流方向与火焰放出方向X相垂直。于是，燃烧用空气B的喷流与燃烧气体A的喷流并不是从正面碰撞，而是沿一定的交叉方向碰撞。从如下所述的燃烧稳定性的观点来说，这样的结构匹配良好。针对这一点，下面参照表示本实施方式的变形示例的图5进行说明。
图5是将按照燃烧用空气的喷流方向与燃烧气体的喷流方向保持一致的方式而形成空气喷出孔和气体喷出孔时的分配装置的附近放大后的剖视图。象图5所示的那样，空气喷出孔18’按照相对于燃烧室的侧壁而倾斜的方向贯通形成，其结果是，燃烧用空气B的喷流方向与燃烧气体A的喷流相一致。在此情况下，燃烧气体A的喷流与燃烧用空气B的喷流从正面碰撞，由此产生的燃烧气体的一部分象图中的Q所示的那样，向着与燃烧气体的排放方向相反方向的燃烧室9的底部流动，然后，向着燃烧气体的排放方向折回。由于该折回的燃烧气体按照横切燃烧气体A或燃烧用空气B的喷流，或者位于位置D的火焰的方式流动，因此这些流动混乱起来，其结果是，具有燃烧的稳定性受到损害的危险。因此，相比于这样燃烧气体的喷流与燃烧用空气的喷流从正面碰撞，如图3所示的那样，燃烧用空气的喷流方向倾向燃烧气体的排放方向的方式，会使燃烧用空气的喷流与燃烧气体的喷流交叉地碰撞，燃烧稳定。
另外，虽然在本实施方式中，是通过将空气喷出孔16按照垂直贯通设置成锥状的燃烧室9的侧壁的方式而开设，从而实现燃烧用空气的喷流与燃烧气体的喷流交叉地碰撞，但是，使用其它结构也可同样地使两个喷流交叉地碰撞。即，比如，通过按照沿与燃烧气体的排气方向倾斜的方向贯通开设上排气体喷出孔14，则也可同样地使两个喷流交叉碰撞。
如图4所示的那样，在本实施方式的燃烧器5中，也从底部空气喷出孔19，供给燃烧用空气H。如前所述，该燃烧用空气H从由下方与燃烧气体A和燃烧用空气B相交叉的位置喷出，具有使燃烧气体和燃烧用空气更加良好地混合的作用。另外，该燃烧用空气H不仅与气体的混合良好，而且即使在相对燃烧气体A的流量，燃烧用空气B的流量过剩地供给的情况下，仍确认有保持火焰的作用，大大加强燃烧的稳定性。另外，如图6所示的那样，即使不设置与上排气体喷出孔14基本相对配置的空气喷出孔，要是也可使从该底部空气喷出孔19喷出的燃烧用空气H的喷流与从上排气体喷出孔14和下排气体喷出孔15喷出的燃烧气体的喷流相交叉，仍可获得优良的燃烧稳定性。
如前所述，利用本发明，通过将燃烧室的形状作成沿着火焰放出方向扩大而呈锥状，从而实现燃烧稳定性和氮氧化物的浓度降低。虽然在本实施方式中，将燃烧室的锥状部的角度θ作成30°，但是可对应燃料的种类和燃烧量等因素而优化该角度θ。如果角度θ较小，由于火焰放出方向的燃料气体的流速减小程度较小，故具有燃料量增加时而火焰被吹灭的危险。另外，在燃烧量增加时，具有下述危险，即，因火焰的大小受到限制，氮氧化物浓度容易上升，另外，由于火焰的形状变动不稳定，所以发生燃烧噪音。另一方面，在角度θ较大的场合，由于燃料与空气的混合不充分，故燃烧不完全，产生黄火，黑烟和一氧化碳等。伴随燃料的种类，燃料量和燃烧室的容积，空气喷出部的锥状部的开口角度的最优值是不同的，但是如果角度θ约在10°～90°的范围内，则可确保燃烧的稳定性。在这里，在将都市燃气和氢作为燃料的场合，从气体与空气的混合和燃烧的稳定性来说，上述角度θ优选在10°～45°的范围内。
如图3所示，在本实施方式中，将空气喷出孔16的上下方向的间距P沿着向燃烧室的下游方向逐渐减小。该结构的效果在燃料量较多的情况，是显著的。下面参照图7和图8对这一点进行说明。首先，如图7所示，空气喷出孔16沿着朝向燃烧室9的下游方向以等间距(P1’＝P2’＝P3’＝P4’＝P5’)配置的情况，由于燃烧气体向着箭头I的方向，即，相对于火焰放出方向X沿着燃烧室9的侧壁侧的倾斜方向流动，故所产生的火焰J会象图示那样，向着外侧扩大。但是，由于燃烧筒13配置在燃烧器5的上方，故火焰不能沿横向扩大到燃烧筒的宽度以上。由此，燃烧气体在燃烧筒13的内部产生乱流，这样，具有燃烧混乱，火焰不稳定的情况。
另一方面，如图8所示，在空气喷出孔16配置成沿着朝向燃烧室的下游方向如P1＞P2＞P3＞P4＞P5这样间距变窄的情况，越靠近燃烧室9的开口部，越供给更多的燃烧用空气。此时的燃烧气体沿着与前述方向I相同的方向K流动，同时还因为从燃烧室9的开口部附近供给的空气沿燃烧筒13的壁面的方向L流动。沿着该方向L的燃烧气体的流动将要沿横向扩展的火焰的方向导向上方。由此，火焰M不会扩展到燃烧筒13的宽度以上，而向着燃烧筒13的下游方向延伸。由此，燃烧不发生混乱，这样，可使燃烧更进一步地保持稳定。这样，通过沿着朝向燃烧室的下游方向增加空气供给量，就可获得稳定的燃烧。另外，在本实施方式中，由于沿着朝向燃烧室的下游方向使空气供给量增加，故按照下游侧的孔密度大于燃烧室的上游侧的方式来调节空气喷出孔16的间距。但是，也可如图9所示那样，使该间距为一定值，增加空气喷出孔16的数量，或者如图10所示那样，增加空气喷出孔16的孔径，由此，也可使空气供给量沿着朝向燃烧室的下游方向增加。另外，空气喷出孔16的排列既可为围棋盘格状的并排，也可为交错状的并排。此外，本发明不对上排气体喷出孔14，下排气体喷出孔15，以及空气喷出孔16的形状进行任何的限定，该空气喷出孔16的形状除了可为圆形以外，还可为长圆形，椭圆形，四边形，或狭缝状等形状。
如前所述，在本实施方式中，燃烧室9是通过对薄板材进行压力加工而形成的。由此，可以较低价格，提供具有如前所述那样优良特性的燃烧器5。但是，由于燃烧室9曝露于高温的燃烧气体中，故薄板材料产生显著的变形。于是，在本实施方式中，将燃烧室9的上端设置有的凸缘部17的前端折回而形成的加强肋20沿圆周方向设置。由于通过该加强肋20，可大幅度抑制燃烧室9的热变形，故可通过薄板材的压力加工，制造本实施方式的燃烧器。另外，设置有该折回部的位置不限于燃烧室9的凸缘部17的前端。比如，也可象图11所示的那样，在凸缘部22的中途，沿圆周方向设置有折回部21，如果进行将该折回部21同时用于空气室11的定位等的加工等，则可作到装配作业的有效化。
象上面所描述的那样，在本实施方式的燃烧室中，可实现燃烧的稳定处理。图12为表示本实施方式的燃烧室和现有燃烧室的一氧化碳浓度与空气剩余率之间的关系的曲线图。在图12中，标号12A表示本实施方式的燃烧器的上述关系，标号12B表示现有的燃烧器的上述关系。如图12所示的那样，本实施方式的燃烧器的情况，与过去的燃烧器相比较，如果空气剩余率较高，则难于产生一氧化碳。在这里，一氧化碳是在由于燃烧气体与燃烧用空气的混合不充分而造成不完全燃烧的情况下产生的。于是，根据图12知道，本实施方式的燃烧器与过去的燃烧器相比较，可在较宽的范围内，保持良好的混合，可实现稳定燃烧。
图13是用于说明存在燃烧不稳定区域的曲线图，纵轴表示从燃烧室的下方供给的空气流量。如图13所示的那样，从燃烧室的下方供给的空气的流量很少的情况下，在一定的空气剩余率的范围内，存在燃烧不稳定区域13A。在该燃烧不稳定区域13A，燃烧室内的火焰宛如断断续续那样，在瞬间中断，产生燃烧声音。但是，在来自燃烧室的下方的空气流量增加了的情况下，就不存在燃烧不稳定区域13A。对于本实施方式的燃烧器的情况，通过在燃烧室的底壁上，开设有底部空气喷出孔，且按照在与不稳定区域13A错开的区域进行燃烧的方式从底部供给空气，实现更加稳定的燃烧。
另外，虽然在本实施方式中，对分配装置8为1个的情况进行了说明，但是，在将本发明用于大型的氢生成装置的情况下，也可对应于燃烧量，采用多个分配装置。另外，虽然在本实施方式中，对燃烧室9的开口部的形状为圆形的情况进行了说明，但是，也可与燃烧筒等的形状相匹配，采用开口部为多边形、或椭圆形等的燃烧室。
由此，由于具有可实现稳定燃烧的本实施方式的燃烧器的燃料电池发电装置的氢生成装置即使在发电负荷变化的情况下，仍可稳定地生成氢，所以可实现燃料电池发电机的稳定运行。
此外，由于燃烧室9的形状只要包括锥状部就能获得与本发明相同的效果，所以如图14所示的那样，利用将圆筒部分N和锥状部分O组合后的结构，也可获得具有稳定燃烧性能的燃烧器。另外，燃烧室9的锥状部不必限于直线，即使如图15所示的那样由曲面来形成的情况，也获得与本发明相同的效果。
还有，虽然在本实施方式中，分配装置8的气体喷出孔的数量在上排喷出孔14和下排喷出孔15的2排，分别各为8个，但是该喷出孔的数量和排数可根据分配装置的尺寸等而适当地确定。在如本实施方式那样，将喷出孔设置成多排的情况，也可使各排的孔的位置对齐，还可使它们相互错开，以便促进燃烧气体与空气的混合。
另外，虽然没有必要将设置于分配装置8上的全部气体喷出孔与设置于燃烧室9上的空气喷出孔基本相对配置，但是为了更进一步地促进燃烧气体与空气的混合，也可采用全部的气体喷出孔与空气喷出孔基本相对配置的结构。同样，虽然没有必要将设置于燃烧室9的全部底部空气喷出孔按照从该底部空气喷出孔喷出的燃烧用空气的喷流方向与从气体喷出孔喷出的燃烧气体的喷流方向相交叉的方式来配置，但是那样的配置也是可以的。
(第2实施方式)
本发明的第2实施方式的燃烧器具有如下的结构，该结构为：不将都市燃气与排放气体混合，将它们分别从分配装置，供给到燃烧室的内部。
图16为表示本发明的第2实施方式的燃烧器的结构的剖视图。如图16所示的那样，在分配装置22上，形成有用于将从配管25供给的都市燃气6喷出到燃烧室9内的第1气体喷出孔23和用于将从配管26供给的排放气体7同样喷出的第2气体喷出孔24。此处，与第2气体喷出孔23相比，该第2气体喷出孔24配置在火焰放出侧。通过这样的结构，都市燃气6与排放气体7不混合在一起而是各自单独地被供应到燃烧室9内。另外，对于本实施方式的燃烧器的其它的结构来说，与第1实施方式的情况相同的，采用同一标号并省略说明。
在第1实施方式中，虽然是将都市燃气6与排放气体7混合而供给分配装置8，但是，由于排放气体7的供给量随着燃料电池发电装置的电力负荷而变化，故都市燃气6的供给量变化。具体来说，比如排放气体7的供给量减少了的情况，在图3所示的实施方式1的结构中，分配装置8和气体喷出孔14、15的压力降低，都市燃气供给泵(图中未示出)按照其本身的输出压力-流量特性而增加都市燃气6的流量。反之，在排放气体7的供给量增加的情况，都市燃气供给泵减少都市燃气6的供给量。在排放气体7的流量变化缓慢的情况，虽然可按照检测其流量并调节供给泵的流量的方式进行控制，但是，在排放气体7的流量变化急剧的情况，具有上述那样都市燃气6的流量瞬时变化并不能跟上该变化的危险。即使象这样发生都市燃气6的流量变化，第1实施方式的燃烧器仍可稳定地连续燃烧，但是根据情况，会有临时发生燃烧噪音，或排出气体中的一氧化碳浓度上升的事情。
于是，在本实施方式中，通过将都市燃气6与排放气体7分别供向燃烧室9，就解决了这样的课题。另外，采用下述方案，在该方案中，在燃烧室17的内部，相对于包含氢的排放气体7，通过将都市燃气6朝向上游侧供给，形成从第1气体喷出孔23喷出的都市燃气27的喷流必须横切氢的火焰P的结构，从而都市燃气必然会着火燃烧。由此，即使在都市燃气的流量瞬间减小到几乎停止的情况下，仍可防止在未烧尽而自灭和未燃烧的状态下而被排出等情况。
(第3实施方式)
本发明的第3实施方式的燃烧器形成可进行点火和火焰的检测的结构。
图17为表示本发明的第3实施方式的燃烧器的结构的剖视图。如图17所示那样，具有点火用电极和火焰检测用电极这两种功能的杆状电极28插过分配装置8内。该电极28的一端突出到燃烧室9的内部，另外，并向燃烧室9的侧壁一侧弯曲。在图17中，虽然也一并示出如第1实施方式中所述的气流较慢时产生的火焰F的位置和气体流较快时产生的火焰G的位置，但是，电极28的一端调整成配置在火焰F的位置与火焰G的位置重合的空间内。
另一方面，电极28的另一端延伸到分配装置8的外部，通过切换开关32，借助导线与火焰点火用高电压电源29连接，通过切换开关33，借助导线与火焰检测用电源30和火焰检测器31连接。另外，火焰点火用高电压电源29和火焰检测器31通过导线，与燃烧器9的凸缘部17连接。
此外，对本实施方式的燃烧器的其它结构来说，因与第1实施方式的情况相同，故采用同一标号省略说明。
在具有如上所述那样结构的本实施方式的燃烧器中，在起动燃料电池发电装置过程的点火时，供给一定流量的都市燃气6与燃烧用空气10。在此场合，闭合切换开关32，打开切换开关33，利用火焰点火用高电压电源29，在电极28与燃烧室9之间施加高电压，发生放电。利用这种方式的放电虽然是在电极28的前端部与其附近的燃烧室9之间产生的，但是由于该部分是即使都市燃气的流速小都市燃气也燃烧而产生火焰F的部位，故容易着火。
接着，在燃料电池发电装置运转过程中检测火焰的存在的情况是，打开切换开关32，闭合切换开关33，采用火焰检测用电源30，在电极28和燃烧室9之间施加电压，利用火焰检测器31测定流过它们之间的电流量。火焰检测器31测定依赖于火焰中存在的各种电荷粒子的流动电流量，由于若火焰消失传导性的电荷粒子就不存在，从而没有电流流动，检测出无火焰。另外，该火焰检测方法由于在氢火焰中离子电流小，故检测精度变差。由此，优选火焰检测电极的前端位于都市燃气的火焰内。由于上述第1现有技术中燃烧室为圆筒形，根据都市燃气流量的大小，其火焰的位置有较大不同，于是，在火焰偏离火焰检测电极的检测部的位置的情况下，即使正在着火，仍无法对该火焰进行充分地检测。但是，在本发明的燃烧器中，由于气体流速较大时的火焰G与气体流速较小时的火焰F这两者的位置比较近，所以如图所示的那样，通过将电极28的前端配置于两者的火焰共存的位置，即使在都市燃气的流速变化的情况下，也可一直检测出火焰。
如果使用如本发明这样的燃烧器，利用简单的结构就可可靠地进行火焰的检测，从而可安全地使燃料电池发电机运转。
虽然在如上所述的本实施方式中，1个电极具有点火用电极和火焰检测用电极的功能，但是，显然也可采用设置具有相应功能的2个电极的结构。
另外，根据氢生成装置的尺寸、燃烧室的容积等，通过适当地将上述的实施方式中的几个组合在一起，可实现各种氢生成装置用燃烧器。
如上所述，根据本发明的氢生成装置用燃烧器，可利用1个燃烧器使燃料气体和排放气体燃烧，另外，即使在燃烧量随着燃料电池发电装置的发电负荷而变化的情况下，火焰也不熄灭，从而可实现稳定的燃烧。
另外，即使在燃烧量变化的情况下，仍可抑制燃烧噪音的发生以及氮氧化物和一氧化碳的生成。
此外，由于若采用本发明的氢生成装置用燃烧器，可大幅度地提高火焰检测的精度，所以能够获得安全的氢生成装置用燃烧器、具有了该燃烧器的氢生成装置和燃料电池发电装置等，因此本发明获得优良的效果。

Claims (17)

1.一种氢生成装置用燃烧器，该氢生成装置用燃烧器包括：
燃烧室，该燃烧室沿着火焰放出方向而扩大形成锥状；
分配装置，该分配装置沿着火焰放出方向突出设置在所述燃烧室内，将包含至少由碳和氢构成的化合物的燃料气体和从燃料电池排出的排放气体，供给所述燃烧室，
在所述燃烧室的锥状部上，形成有用于使燃烧用空气喷出到该燃烧室内的多个燃烧用空气喷出孔，
在所述分配装置上，形成有用于使所述燃料气体和所述排放气体喷出到所述燃烧室内的多个气体喷出孔，
所述燃烧用空气喷出孔的至少一部分与所述气体喷出孔的至少一部分配置成燃烧用空气的喷流与所述燃料气体以及所述排放气体的喷流相碰撞，所述燃烧用空气的喷流与所述燃料气体以及所述排放气体的喷流方向，配置成从火焰放出方向看基本位于同一条线上，而且，所述至少一部分气体喷出孔配置成所述燃料气体以及所述排放气体的喷流向着所述锥状部喷出。
2.根据权利要求1所述的氢生成装置用燃烧器，其特征在于：所述以碰撞方式配置的燃烧用空气喷出孔垂直地贯通形成在作为所述燃烧室的锥状部的侧壁上，所述以碰撞方式配置的气体喷出孔垂直地贯通形成在所述分配装置上。
3.根据权利要求1所述的氢生成装置用燃烧器，其特征在于：在所述燃烧室的底壁上还形成有以所述燃烧用空气的喷流相对所述燃料气体以及所述排放气体的喷流而碰撞方式配置的燃烧用空气喷出孔。
4.一种氢生成装置用燃烧器，该氢生成装置用燃烧器包括：
燃烧室，该燃烧室沿着火焰放出方向而扩大形成锥状；
分配装置，该分配装置沿着火焰放出方向突出设置在所述燃烧室内，并将燃料气体和从燃料电池排出的排放气体，供给所述燃烧室，其特征在于：
在作为所述燃烧室的锥状部的侧壁上，形成有用于使燃烧用空气喷出到该燃烧室内的多个燃烧用空气喷出孔，
在所述分配装置上，形成有用于使所述燃料气体和所述排放气体喷出到所述燃烧室内的多个气体喷出孔，
所述燃烧用空气喷出孔中的至少一部分与所述气体喷出孔中的至少一部分基本相对配置。
5.根据权利要求4所述的氢生成装置用燃烧器，其特征在于：所述基本相对配置的燃烧用空气喷出孔垂直地贯通形成在作为所述燃烧室的锥状部的侧壁上，所述基本相对配置的气体喷出孔垂直地贯通形成在所述分配装置上。
6.根据权利要求1或4所述的氢生成装置用燃烧器，其特征在于：所述燃烧室的锥角在10°以上90°以下。
7.根据权利要求1或4所述的氢生成装置用燃烧器，其特征在于：所述燃烧用空气喷出孔按照向所述燃烧室内部喷出的燃烧用空气的量，相比于所述燃烧室的上游侧，在下游侧大的方式形成。
8.根据权利要求7所述的氢生成装置用燃烧器，其特征在于：所述燃烧用空气喷出孔的孔密度是，相比于所述燃烧室的上游侧，在下游侧大。
9.根据权利要求7所述的氢生成装置用燃烧器，其特征在于：所述燃烧用空气喷出孔的孔径是，相比于所述燃烧室的上游侧，在下游侧大。
10.根据权利要求1或4所述的氢生成装置用燃烧器，其特征在于：所述气体喷出孔由喷出所述燃料气体用的第1气体喷出孔和喷出所述排放气体用的第2气体喷出孔构成，所述第2气体喷出孔相对于所述第1气体喷出孔，配置于所述燃烧室的下游侧。
11.根据权利要求1或4所述的氢生成装置用燃烧器，其特征在于：所述燃烧室是通过对板材进行压力加工或拉深加工的方式形成的。
12.根据权利要求1或4所述的氢生成装置用燃烧器，其特征在于：所述燃烧室呈筒状，具有沿径向延伸的凸缘部，沿该凸缘部的圆周方向，形成有折回部。
13.根据权利要求1或4所述的氢生成装置用燃烧器，其特征在于：还包括：
设置于所述燃烧室内的电极，
连接于所述电极的火焰检测电路。
14.根据权利要求1或4所述的氢生成装置用燃烧器，其特征在于：还包括：
设置于所述燃烧室内的电极，
连接于所述电极的火焰点火电路。
15.根据权利要求1或4所述的氢生成装置用燃烧器，其特征在于还包括：
设置于所述燃烧室内的电极，
连接于所述电极的火焰检测电路和火焰点火电路，
可在所述电极和火焰检测电路的连接与所述电极和火焰点火电路的连接之间进行切换的切换电路。
16.根据权利要求15所述的氢生成装置用燃烧器，其特征在于：所述电极按照从分配装置的中心部向所述火焰放出方向突出的方式设置。
17.一种氢生成装置，该氢生成装置包括：
改性器，该改性器利用含有至少由碳和氢构成的化合物的原料、通过改性反应、生成包含氢的改性气体，
权利要求1或4所述的氢生成装置用燃烧器。
CNB021596492A 2001-12-25 2002-12-24 氢生成装置用燃烧器和包括它的氢生成装置 Expired - Fee Related CN1222068C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001391322 2001-12-25
JP2001391322 2001-12-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1430302A CN1430302A (zh) 2003-07-16
CN1222068C true CN1222068C (zh) 2005-10-05

Family

ID=19188503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB021596492A Expired - Fee Related CN1222068C (zh) 2001-12-25 2002-12-24 氢生成装置用燃烧器和包括它的氢生成装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20030129555A1 (zh)
EP (1) EP1327821A1 (zh)
KR (1) KR100501603B1 (zh)
CN (1) CN1222068C (zh)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10357474B4 (de) * 2003-12-09 2006-05-24 Webasto Ag System zum Umsetzen von Brennstoff und Luft zu Reformat
NZ534091A (en) * 2004-07-13 2007-06-29 Fisher & Paykel Appliances Ltd Horizontal cooking surface with rotation causing vertical motion via slots and ball slides
KR101126200B1 (ko) * 2005-01-10 2012-03-23 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템 및 일산화탄소 정화기
KR100748363B1 (ko) * 2005-10-21 2007-08-09 삼성에스디아이 주식회사 점화장치를 갖는 연료개질 시스템
NO324171B1 (no) * 2006-01-11 2007-09-03 Ntnu Technology Transfer As Metode for forbrenning av gass, samt gassbrenner
KR100846478B1 (ko) 2006-05-16 2008-07-17 삼성에스디아이 주식회사 담지 촉매, 그 제조방법 및 이를 이용한 연료전지
KR100813244B1 (ko) * 2006-07-11 2008-03-13 삼성에스디아이 주식회사 리포머 버너
US8449634B2 (en) * 2006-09-22 2013-05-28 Panasonic Corporation Hydrogen generating apparatus, method of operating hydrogen generating apparatus, and fuel cell system
US20100095649A1 (en) * 2008-10-20 2010-04-22 General Electric Company Staged combustion systems and methods
EP2456715B1 (en) * 2009-07-23 2018-09-05 Powercell Sweden AB Fuel reformer and method for converting hydrocarbon fuels into hydrogen rich gas
US8545213B2 (en) * 2010-03-09 2013-10-01 Air Products And Chemicals, Inc. Reformer and method of operating the reformer
US8603203B2 (en) * 2010-04-12 2013-12-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Burner nozzle assembly and fuel reformer having the same
JP5686646B2 (ja) * 2011-03-25 2015-03-18 東京瓦斯株式会社 バーナ
CN102829477B (zh) * 2012-09-24 2014-10-29 济南同智创新科技有限公司 一种制氢转化炉烧嘴
ES2433121B1 (es) * 2013-08-07 2015-01-22 Abengoa Hidrogeno, S.A. Quemador integrado en un sistema de reformado de hidrocarburos y alcoholes
ES2529966B1 (es) * 2014-12-18 2015-12-07 Abengoa Hidrógeno, S.A. Reformador de hidrocarburos y/o alcoholes y procedimiento de reformado de hidrocarburos y/o alcoholes
JP6785441B2 (ja) 2016-02-16 2020-11-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 高温動作型燃料電池モジュール
JP6998548B2 (ja) 2017-04-18 2022-01-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 燃料電池システム
CN109653067B (zh) * 2017-10-10 2021-09-03 吉林省嘉鹏集团有限公司 一种以空气为载体的低氧循环路面再生加热器及加热方法
CN108036322A (zh) * 2017-12-29 2018-05-15 天津燃洁斯工业设备有限公司 一种用于燃烧器的天然气与空气混合装置
CN108006639B (zh) * 2017-12-30 2024-03-26 赵金岷 高温高压气体燃烧器
CN110043899A (zh) * 2019-04-09 2019-07-23 安徽省宁国市长乐林产品开发有限公司 一种生物质碳化可燃气体燃烧头
KR102626808B1 (ko) * 2019-10-11 2024-01-19 한국가스공사 연소 장치
CN112815312B (zh) * 2021-02-22 2021-10-19 北京富士特锅炉有限公司 一种后预混冷焰燃烧耦合矩阵管模式壁结构超低氮燃烧设备
WO2024008270A1 (en) * 2022-07-04 2024-01-11 Wärtsilä Gas Solutions Norway AS Method of cracking ammonia and a cracking arrangement for cracking ammondia

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR962862A (zh) * 1946-10-26 1950-06-22
US2675868A (en) * 1950-12-11 1954-04-20 Ray Vida Rotary gas burner
US4044683A (en) * 1959-08-20 1977-08-30 Mcdonnell Douglas Corporation Heat generator
US3574508A (en) * 1968-04-15 1971-04-13 Maxon Premix Burner Co Inc Internally fired industrial gas burner
US3586242A (en) * 1969-12-22 1971-06-22 Carrier Corp Fuel burning apparatus
US3993449A (en) * 1975-04-07 1976-11-23 City Of North Olmsted Apparatus for pollution abatement
US4014316A (en) * 1975-11-10 1977-03-29 British Gas Corporation Systems for heating fluids
NL7906303A (nl) * 1979-08-20 1981-02-24 Thomassen Holland Bv Brandstofvergasser.
US4389185A (en) * 1980-10-31 1983-06-21 Alpkvist Jan A Combustor for burning a volatile fuel with air
JPS58179718A (ja) * 1982-04-16 1983-10-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃焼装置
US4622007A (en) * 1984-08-17 1986-11-11 American Combustion, Inc. Variable heat generating method and apparatus
GB2175684B (en) * 1985-04-26 1989-12-28 Nippon Kokan Kk Burner
US4963089A (en) * 1989-08-24 1990-10-16 Eclipse, Inc. High turndown burner with integral pilot
JPH03140706A (ja) * 1989-10-25 1991-06-14 Tokyo Gas Co Ltd 窒素酸化物低発生バーナ
JPH0559325A (ja) 1991-08-30 1993-03-09 Nippon Paint Co Ltd ポリオール硬化二液型タールウレタン塗料組成物
US6050809A (en) * 1997-09-23 2000-04-18 Eclipse Combustion, Inc. Immersion tube burner with improved flame stability
US5934898A (en) * 1997-09-23 1999-08-10 Eclipse Combustion, Inc. Burner nozzle with improved flame stability
JP3454768B2 (ja) 1999-12-28 2003-10-06 三洋電機株式会社 燃料電池発電システム用燃焼装置及び改質器並びに固体高分子型燃料電池発電システム
JP2001201019A (ja) 2000-01-20 2001-07-27 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池システム用燃焼装置及びこれを用いた水素製造装置
US6857870B2 (en) * 2001-05-09 2005-02-22 Topp Construction Services, Inc. Combustion system for a heater

Also Published As

Publication number Publication date
US20030129555A1 (en) 2003-07-10
EP1327821A1 (en) 2003-07-16
CN1430302A (zh) 2003-07-16
KR100501603B1 (ko) 2005-07-18
KR20030055147A (ko) 2003-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1222068C (zh) 氢生成装置用燃烧器和包括它的氢生成装置
RU2287742C2 (ru) Система впрыска топливовоздушной смеси, оснащенная средствами генерирования холодных плазм
US10054311B2 (en) Burner for burning a pulverulent fuel for a boiler having a plasma ignition torch
CN102192499B (zh) 重整器和操作重整器的方法
CN1715745A (zh) 具有辅助点火燃料喷管的分段燃烧系统
CN101069039A (zh) 用于在预混合燃烧器中燃烧氢气的方法和设备
JP2009133508A (ja) バーナ，燃焼装置及び燃焼装置の改造方法
CN1118857A (zh) 预混燃烧器
JP2012112549A (ja) 微粉炭バーナ
JP2016118353A (ja) 拡散燃焼バーナー
CN107781848A (zh) 一种燃气轮机的燃烧室及燃气轮机
CN102980209A (zh) 等离子催化点火一体化喷嘴
JP2003254514A (ja) 水素生成装置用バーナとそれを備える水素生成装置
KR101879024B1 (ko) 고효율 질소 산화물 저감형 버너 및 이를 갖는 연소 설비
JP6056409B2 (ja) バイオマスバーナ
US8419420B2 (en) Burner
CN104595927B (zh) 燃气轮机低热值燃料气燃烧室
CN107850310B (zh) 燃烧室
JP2006002991A (ja) 燃焼装置
JP4772881B2 (ja) バーナ装置および二段燃焼式バーナ装置
CN112189113A (zh) 燃料喷嘴系统
KR101494949B1 (ko) 미분탄 연소 보일러
JP2016133235A (ja) 直進炎型ガスバーナ
KR20120082647A (ko) 저녹스형 버너
WO2006009485A1 (fr) Chambre de combustion cyclone

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee