JP2001135331A

JP2001135331A - 燃料蒸発器

Info

Publication number: JP2001135331A
Application number: JP31599699A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Tachihara; 隆宏立原; Koji Miyano; 貢次宮野; Kiyoshi Kasahara; 清志笠原; Masahito Nakamura; 雅人中村; Shuichi Togasawa; 秀一斗ヶ沢
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2001-05-18
Anticipated expiration: 2019-11-05
Also published as: JP3554921B2

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成で蒸発器内の壁面や下方に
液体として存在する液体原燃料を効率的に加熱・蒸発さ
せることが可能であり、燃料電池システム全体をコンパ
クトに設計することが可能となり、かつ触媒燃焼器から
の熱を有効利用することが可能な燃料蒸発器を提供す
る。【解決手段】液体原燃料ＦＬを高温熱媒体により蒸発
させる蒸発室を有する燃料蒸発器1において、前記蒸発
室に隣接して設けられた触媒燃焼器２０を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池システム
における液体原燃料の燃料蒸発器に関するものであり、
特に触媒燃焼器が付設された燃料蒸発器に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池システム（ＦＣＳ）は、水素を
燃料ガスとして燃料電池の水素極（陰極）に供給すると
ともに、酸素を含有する酸化ガスを燃料電池の酸素極
（陽極）に供給して発電を行う燃料電池を中核とした発
電システムである。この燃料電池システムは、化学エネ
ルギーを直接電気エネルギーに変換するものであり、高
い発電効率を有することや有害物質の排出量が極めて少
ないこと等から最近注目されている。

【０００３】このようなシステムにおいて、一般にメタ
ノールと水の混合液などからなる液体原燃料を、原燃料
噴射装置を介して燃料蒸発器内に噴射し、液体原燃料を
蒸発させて原燃料ガスを得、次いで、この原燃料ガスを
改質器で改質すると共に一酸化炭素を除去して水素リッ
チな燃料ガスにし、そして、この燃料ガスを燃料電池に
供給して発電を行っている。このような燃料電池システ
ムが負荷変動の極端に大きい条件で使用される場合、例
えば、燃料電池電気自動車に搭載されて使用される場
合、出力アップの要求に応じて液体原燃料を急激に燃料
蒸発器内に噴射すると、熱量が不足して液体原燃料のす
べてを蒸発させることができず、燃料蒸発器内に液体原
燃料の液溜まり（以下「液溜まり」という）を生じるこ
とがある。また、燃料電池システムを起動する際など、
燃料蒸発器が充分に温まっていない場合にも液溜まりを
生じやすい。

【０００４】燃料蒸発器内に液溜まりが生じた場合、液
体原燃料の噴射を停止した後も液溜まりが蒸発して、原
燃料ガスを発生することになり、燃料蒸発器の応答性を
悪くするので好ましくない。また、液体原燃料が混合物
の場合は、生じた液溜まりは、蒸発しやすい成分から先
に蒸発するため、原燃料ガスの組成にバラツキが生じ、
改質器が充分に性能を発揮しない場合や、一酸化炭素が
充分に除去できずに燃料電池の性能が低下する場合があ
る。

【０００５】このため、液溜まりの発生を有効に防止し
て燃料蒸発器の応答性を良くすると共に、燃料蒸発器の
暖機を速やかに行うことができるように、特願平１１-
１２５６６６号（未公開）には、図９に示すような燃料
蒸発器１００が提案されている。この燃料蒸発器１００
は、蒸発器本体１１０と、この蒸発器本体１１０の後段
側に過熱器１３０、蒸発器本体１１０の上部に原燃料ガ
ス噴射装置１４０を備える。この燃料ガス蒸発器１００
には、図示しない触媒燃焼器により、図示しない燃料電
池で発生するオフガス（水素を含むガス）を触媒燃焼さ
せた燃焼ガスＨＧが、熱源（熱媒ガス）として供給され
る。燃焼ガスＨＧは、入口部１１２inから蒸発器本体１
１０内の蒸発室１１１に多数配設されたＵ字型の熱媒チ
ューブ１１２の内側を通り、出口部１１２outに達す
る。次いで、燃焼ガスＨＧは、蒸発室本体１１０の下部
に設けられた燃焼ガス通路１１３を通って、蒸発器本体
１１０の下流側に取り付けられた過熱器１３０に導かれ
る。メタノールと水の混合液などからなる液体原燃料Ｆ
Ｌは、燃料噴射装置１４０から霧状に噴射され、熱媒チ
ューブ１１２で熱せられて蒸発し、原燃料ガスＦＧにな
る。蒸発した愿燃料ガスＦＧはそのまま後段の改質器に
導入してもよい。さらに原燃料ガスＦＧの温度調整を目
的として、この原燃料ガスＦＧは、過熱部１３０の蒸気
チューブ１３１内を通って過熱され、過熱部１３０後段
の図示しない改質器に導かれる。

【０００６】この燃料蒸発器１００は、蒸発器本体１１
０における蒸発室１１１の底面１１１ｂが燃焼ガス通路
１１３の上面１１３ｔを兼ねるものである。従って、蒸
発室１１１の底面１１１ｂからも熱が供給されるため、
液溜まりの発生が防止され、また液溜まりが生じた場合
も速やかに蒸発する。従って、燃料蒸発器１００の応答
性が良くなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
燃料蒸発器では、底面１１１ｂに与えられる熱量がさほ
ど大きくないことから、燃料蒸発器１００の蒸発室１０
３の液溜まり発生防止効果が充分ではなく、また発生し
た液溜まりを効率よく加熱・蒸発させることができな
い。さらに触媒燃焼器からの熱を有効利用したいという
要望もある。また、燃料電池システム全体の構成も複雑
であり、よりコンパクトにシステム全体を設計すること
も望まれていた。従って、本発明の課題は、比較的簡単
な構成で蒸発器内の液溜まりをより効率的に加熱・蒸発
させることが可能であり、燃料電池システム全体をコン
パクトに設計することが可能となり、かつ触媒燃焼器か
らの熱を有効利用することが可能な燃料蒸発器を提供す
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記従来
技術の実情に鑑み鋭意検討した結果、燃料蒸発装置の蒸
発器に、従来配管にて別体として設けられていた触媒燃
焼器を隣接することにより上記課題を解決することがで
きることを見出して、本発明を創作するに至った。すな
わち、本発明は、液体原燃料を高温熱媒体により蒸発さ
せる蒸発室を有する燃料蒸発器において、前記蒸発室に
隣接して設けられた触媒燃焼器を備えることを特徴とす
る。このように構成することによって、従来技術の燃料
蒸発器のように別に燃焼器を設ける場合に比較して、蒸
発室の壁面に液滴として付着した液体原燃料や液溜まり
として存在する液体原燃料により多くの熱をより速やか
に付与することが可能となる。また、触媒燃焼器を隣接
して設けたので、よりシステム全体をコンパクトに設計
することが可能となる。

【０００９】また本発明の燃料蒸発器において、前記触
媒燃焼器を前記蒸発室に密着して設けるのが好ましい。
このように構成することによって、触媒燃焼器と密着し
た部分における液滴として付着した液体原燃料や液体原
燃料の液溜まりに更に多くの熱をより速やかに付与する
ことが可能となる。前記態様において、前記触媒燃焼器
が前記蒸発室に密着した密着面は、前記蒸発室の底面を
形成し、該底面が前記蒸発室内に設けられ前記高温媒体
が通る熱媒チューブのうち最も前記底面に近く配された
前記熱媒チューブの外形に沿う形状を備えているのが好
ましい。このように構成することによって、蒸発室下方
の液溜まり空間を減少させることが可能となる。

【００１０】また、本発明の燃料蒸発器において、前記
触媒燃焼器は、その上部を他の周囲部よりも厚く形成す
ることができる。このように構成することにより、上方
に熱マスが備えられる。逆に、本発明の燃料蒸発器にお
いて、前記触媒燃焼器は、その下部を他の周囲部よりも
厚く形成することができる。このように構成することに
より、下方に熱マスが備えられる。

【００１１】本発明の燃料蒸発器において、前記触媒燃
焼器が前記蒸発室に密着した密着面は、前記蒸発室の底
面を形成し、該底面が前記蒸発室内に設けられ前記高温
媒体が通る熱媒チューブのうち最も前記底面に近く配さ
れた前記熱媒チューブの外形に沿う形状を備えている態
様では、前記触媒燃焼器の前記底面が周縁部から中央部
に向けて窪んだ形状を有するように構成してもよい。こ
のように構成することによって、触媒燃焼器の中央付近
の熱量が外周近傍よりも高くなり、より多くの貯溜液を
蒸発させることが可能となる。また、本発明の燃料蒸発
器において、蒸発室の周面の少なくとも一面に隣接ある
いは密着して設けられた高温熱媒体発生手段を蒸発室と
分割可能に形成してもよい。このように構成することに
よって、触媒燃焼器の点検・交換時に触媒燃焼器を脱着
して行える。

【００１２】また、本発明の燃料蒸発器において、触媒
燃焼器を長さ方向に長い略長方形に形成することができ
る。このように構成することによって、触媒燃焼器を略
円形に形成した場合に比較して、蒸発室と密着する上面
が広く形成される。また、本発明の燃料蒸発器におい
て、触媒燃焼器を、その断面が下弦の略円形になるよう
に形成してもよい。このように構成することによって、
熱伝達可能な面積が増加して、蒸発室に熱を効率よく伝
えることが可能となることに加えて、上面以外の表面積
が減るので熱逃げが少なくなる

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面を参照してより具体的に説明する。しかしなが
ら、本発明は、これらの実施の形態に限定されるもので
はない。（燃料電池システム全体の説明）図１は、本発
明に係る燃料電池システムの全体系統図である。図１に
示すように、燃料電池システムは、液体原燃料を蒸発さ
せるための燃料蒸発器１と、燃料蒸発器１で前記液体原
燃料を蒸発させた原燃料ガスを固体触媒上で反応させて
燃料ガスにする改質器２と、改質器２で生成される前記
燃料ガス中の一酸化炭素を除去するＣＯ除去器３と、前
記ＣＯ除去器３から供給される燃料ガス中の水素と酸化
剤供給手段である空気圧縮機４により圧縮された空気中
の酸素とを反応させて発電を行う燃料電池５と、燃料電
池５の水素極のオフガスから水分を分離・除去する気液
分離装置６と、気液分離装置６から供給されるオフガス
を燃焼して燃料蒸発器１の加熱源となるガスを発生する
補助燃料（例えばメタノール）の供給ラインを有する燃
焼バーナ７と、から主として構成される。

【００１４】原燃料ガスを得る場合には、液体原燃料
（例えばメタノールと水の混合燃料）が、ポンプによ
り、所定量液体原燃料貯蔵タンクＴから燃料蒸発器１に
供給される。燃料蒸発器１の蒸発室１１に供給された液
体原燃料は、原燃料噴射装置４０により噴射されて原燃
料ガスとして蒸発される。蒸発室１１の加熱源として
は、運転時は、燃料電池の水素極のオフガスを触媒燃焼
器２０で触媒燃焼することで発生する高温ガスを使用す
るが、起動時等で加熱源がない場合は、燃焼バーナ７で
補助燃料（例えばメタノール）を燃焼して必要熱量を確
保できるようになっている。

【００１５】前記蒸発室１１で発生した原燃料ガスは、
改質器２に導入され、固体触媒（例えばＣｕ−Ｚｎ系の
触媒）上で反応させられて水素リッチな燃料ガスを製造
する。さらに、改質器２で生成された水素リッチな燃料
ガスは、ガス中の一酸化炭素をＣＯ除去器３で除去され
た後、前記ＣＯ除去器３から供給される燃料ガス中の水
素と酸化剤供給手段である空気圧縮機４により圧縮され
た空気中の酸素とを反応させて発電を行う燃料電池５に
導入される。燃料電池５で反応した後の水素極のオフガ
スは、気液分離装置６で水分を分離・除去された後、触
媒燃焼器２０で燃焼され蒸発室１１の加熱源となる。

【００１６】本発明は、かかる燃料電池システムにおけ
る燃料蒸発器１に関し、触媒燃焼器２０を特定の位置に
隣接して設けたことを特徴とする。以下、本発明の燃料
蒸発器１を、図２〜図５に基づいて説明する。図２は、
本実施形態の燃料蒸発器の一部破断平面図であり、図３
は、図２のＡ−Ａ’線断面図であり、図４は、図２のＢ
−Ｂ’線断面図であり、そして図５は図２のＢ-Ｂ’で
あり、本発明の別の実施形態を示す。燃料蒸発器１は、
蒸発室１１から構成される蒸発器本体１０と、蒸発室１
１と隣接，特に密着して設けられた触媒燃焼器２０と、
前記蒸発室１１の周囲に設けた高温熱媒体通路である燃
焼ガス通路１２とから主として構成され、蒸発室１１で
蒸発した原燃料ガスを過熱部３０で燃焼ガス通路を経由
した燃焼ガスにより過熱する。（蒸発室）蒸発室１１は、並列して多数配置されるＵ字
形をした熱媒チューブ１２と、前記熱媒チューブ１２の
両端部を保持するチューブ保持板１２ａと、これらを囲
繞した部屋の上部に設けられ、前記熱媒チューブ１２の
外側に液体原燃料を熱媒チューブ１２の入口側の方向に
噴射するようにした原燃料噴射装置４０とから主として
構成される。この熱媒チューブ１２は、前記触媒燃焼器
２０で発生した液体原燃料を蒸発可能な高温熱媒体であ
る燃焼ガスＨＧを底部１２ｉｎ（熱媒チューブ下方）か
ら上部１２ｏｕｔ（熱媒チューブ上方）側へと通過させ
て燃料ガス流路１３へと流すためのチューブであり、Ｓ
ＵＳ３１６等の耐熱性および耐食性に優れたステンレス
等の金属から構成されている。

【００１７】また、原燃料噴射装置４０は、１流体ノズ
ルの噴射装置、例えばインジェクターであり、液体原燃
料ＦＬを噴射（噴霧）して微小な液滴にするためのもの
である。蒸発室１１上部に取り付けられ、高温の燃焼ガ
スＨＧの保有熱量を有効に利用するため、噴射方向は熱
媒チューブ１２に沿う方向（熱媒チューブ保持板１２ａ
に向かう方向）となっている。噴射量はノズルの背圧
（噴射量は背圧の平方根に比例）で制御される。蒸発室
１１の周りには、蒸発室１１の保温と加熱を兼ねて、蒸
発室１１から出た燃焼ガスを流通させる燃焼ガス通路１
３が設けられている。そして、前記燃焼ガス通路１３を
通ってきた燃焼ガスを胴側に通過させて、管側に蒸発室
１１で蒸発した原燃料ガスを流して、原燃料ガスが凝縮
しないように原燃料ガスの飽和温度以上に加熱するため
のシェル＆チューブ式の熱交換器である過熱部３０に接
続されている。

【００１８】（触媒燃焼器）触媒燃焼器２０は、オフガ
スＯＧを触媒燃焼して高温の燃焼ガスＨＧを発生させる
燃焼器であり、オフガスＯＧの入口流路２１、触媒層２
２、出口流路２３から主として構成されており、その周
囲は、前記熱媒チューブと同様にＳＵＳ３１６等の耐熱
性および耐食性に優れたステンレス等の金属から構成さ
れた上面板２０ｔ、底面板２０ｂ、側面板２０ｓ、２０
ｓ’で覆われている（後記の図６〜図８参照）。なお、
本発明の好ましい態様において、前記上面板２０ｔは、
蒸発器１１の底部を兼ねている。すなわち、前記触媒燃
焼器２０の上面が前記蒸発器１１の下面に直付けされて
いるのが好ましい。触媒層２２の断面形状は蒸発室１１
との伝熱面積を広くとるため蒸発室１１の下面１１ｂの
幅に応じた幅に形成された略長方形であることが好まし
く、その中にはハニカム形状の触媒が充填されている。
触媒の材質としてはＰｔ系の触媒が用いられる。担体と
してはシリカ系やアルミナ系の担体が多く用いられてい
る。触媒層２２の前後には被燃焼体を触媒燃焼器２０に
導入するための入口流路２１と、触媒層２２で発生した
高温の燃焼ガスが下流側に流れるときに、ガスの流れ方
向を１８０度変えられるように燃焼ガス通路１３内を区
画した隔壁板２４からなる出口流路２３（図の例におい
ては、断面が半円状）とを備えており、被燃焼体である
燃料電池５の水素極のオフガスＯＧ、すなわち水素と酸
素の混合ガスを入口流路２１から導入して触媒層２２で
触媒燃焼して高温の燃焼ガスＨＧ（代表的には６５０〜
７００℃）とし、このようにして加熱した燃焼ガスＨＧ
を出口流路２３から蒸発室１１へと導く。

【００１９】本発明においては、触媒燃焼器２０は、蒸
発室１１に隣接して設けることが必須であり、図２〜図
４では触媒燃焼器の上面板２０ｔが蒸発室１１の下に特
に密着した態様を示しているが、触媒燃焼器２０の側面
２０ｓまたは２０ｓ’を蒸発室１１の側面と隣接して構
成してもよい。このように構成することによって、触媒
燃焼により高温になっている触媒燃焼器２０の熱が、輻
射または蒸発室１１の触媒燃焼器２０と隣接した部分に
伝えられる。また、従来触媒燃焼器２０と別体に設けら
れた場合と比較すると、触媒燃焼器２０と蒸発器本体１
０とを配管で結ぶ必要がなくなり構成が簡単になるばか
りか、よりコンパクトに設計可能となる。また、図５に
示す様に、触媒燃焼器２０と蒸発室１１との間に薄型ヒ
ータＨ等を改装させても良い。この場合、触媒燃焼器２
０が立ち上がらない場合でも蒸発室１１にヒータＨから
熱を与え、蒸発を促すことが可能である。従って、本発
明において使用される用語「隣接する」とは、触媒燃焼
器２０からの熱を蒸発室１１に有効に伝熱する位置に触
媒燃焼器２０を配置することを意味する。このようにし
て蒸発器本体１０に伝えられた熱により、蒸発室１１の
壁面に液滴として存在する液体原燃料ＦＬや液溜まりが
すみやかに蒸発して原料ガスＦＧとなる。

【００２０】なお、この際に触媒燃焼器２０を設ける位
置は、前記の通り蒸発室１１に熱を伝えて蒸発器１１内
に液体として存在する液体原燃料を蒸発させることが可
能であれば特に制限されるものではないが、図２〜図４
に示すように触媒燃焼器２０の上面２０ｔと蒸発室１１
の下面とを密着させるのが好ましく、特に直付けするの
が好ましい。また、より多くの熱を蒸発室１１に伝える
ため、触媒燃焼器２０の断面形状は、蒸発室１１の下面
１１ｂの幅に応じた幅の長さ方向に長い略長方形である
ことが好ましい。このように構成すると、蒸発室１１全
体、特に液溜まりが生じやすい下面１１ｂに熱が効率よ
く伝えることが可能となる。

【００２１】以下、本発明における触媒燃焼器２０の上
面２０ｔを蒸発器１１の下面１１ｂに付設した場合の好
ましい態様を、図６〜図８に基づいて説明する。なお、
これらの図において、触媒燃焼器２０の上面２０ｔが蒸
発器１１の下面１１ｂを兼ねる態様として示している
が、触媒燃焼器２０の上面２０ｔと蒸発器１１の下面１
１ｂをそれぞれ別体として設けることも本発明の一部で
ある。図６〜図８は、各々本発明の実施形態を示す図２
のＢ、Ｂ’線略式断面図であり、本発明の触媒燃焼器と
蒸発室との密着関係を模式的に示している。図６（ａ）
に示す通り、蒸発室１１の下面１１ｂには断面が略円形
の熱媒チューブ１２が敷設されている。この熱媒チュー
ブ１２のうち、最も触媒燃焼器２０近くに配された最下
面１２ｉｎの断面形状に沿うように触媒燃焼器２０の上
面板２０ｔが波型の形状をしている。このように構成す
ると、図６（ｂ）に示すように触媒燃焼器２０の上面２
０ｔをフラットに形成した場合に比較して、蒸発室１１
の下方の液溜まりが発生しやすい液溜まり空間Ｒを減少
させることが可能となる。

【００２２】また、図７（ａ）に示すように、触媒燃焼
器２０の上面２０ｔを他の周囲部２０ｂ、２０ｓ、２０
ｓ’よりも厚く形成すると、肉厚に形成された触媒燃焼
器２０の上方に熱マスが備えられるので、過渡応答レス
ポンスが向上し、触媒燃焼後も、貯溜した液体原燃料を
蒸発させることが可能となる。逆に、図７（ｂ）に示す
ように、触媒燃焼器２０の下面２０ｂを他の周囲部２０
ｔ、２０ｓ’よりも厚く形成することも可能である。こ
のように構成すると、触媒燃焼器２０の下方に熱マスが
蓄えられ、蒸発室１１との伝熱効率が向上し、放射面積
が拡大することにより、急な蒸発原燃料の要求にも速や
かに触媒燃焼器２０が機能して燃料蒸発器１を暖め立ち
上げ、原燃料ガスＦＧを得ることが可能となる。

【００２３】さらに、図８に示すように触媒燃焼器２０
の上面２０ｔが周縁部から中央部にむかって窪んだ形状
に構成してもよく、また特に触媒燃焼器２０の断面が下
弦の略半円形に形成するのが好ましい。このように最も
液溜まりが存在し易い位置である蒸発室１１の最下部を
最も熱量の多い触媒燃焼器２０の中心付近に配置するこ
とによって、触媒燃焼器２０の中央付近の熱量が外周近
傍よりも高くなり、より多くの液溜まりを蒸発させるこ
とが可能となって、熱量が無駄なく利用されて速やかに
蒸発が行われる。また、触媒燃焼器２０の断面が下弦の
略半円形に形成すると、上面板２０ｔ以外の表面積を減
らせるので、熱ロスが少なくなるという効果も奏する。

【００２４】また、本発明の燃料蒸発器１において、蒸
発室１１に隣接または密着して設けられた触媒燃焼器２
０を着脱自在に設けることも可能である。この際に触媒
燃焼器２０全体を着脱自在に設けることも可能である
が、触媒層２２の部分を着脱自在に設けるのが一般的で
ある。このように構成することによって、触媒燃焼器２
０の点検・交換時に触媒燃焼器、特に点検・交換を要す
る触媒層２２を脱着して行えるので、点検が容易とな
り、また交換部品としてのコスト低減が可能となる。加
えて、触媒燃焼器２０と蒸発室１１との間に、熱伝導率
が高い薄形の部材を挟持させてもよい。この場合、触媒
燃焼器２０と蒸発室１１の温度差に起因する熱応力での
歪を回避し、振動入力に対する強度が向上する。

【００２５】

【発明の効果】このように、蒸発室に触媒燃焼器を隣接
して設けてなる本発明の燃料蒸発器は、従来技術の燃料
蒸発器のように別に燃焼器を設ける場合に比較して、蒸
発室の壁面に液滴として付着した液体原燃料や蒸発室の
液溜まりにより多くの熱をより速やかに付与することが
可能となり、これらの液滴や液溜まりを容易に蒸発させ
ることが可能となる。また、触媒燃焼器と蒸発器本体と
を配管で結ぶ必要がなく、よりコンパクトに設計可能で
ある。また、触媒燃焼器を蒸発室に密着して設けると、
伝熱効果が増加する。さらに、触媒燃焼器が蒸発室に密
着した密着面は、蒸発室の底面を形成し、底面が蒸発室
内に設けられ高温媒体が通る熱媒チューブのうち最も蒸
発器の底面に近く配された熱媒チューブの外形に沿う形
状を備えていると蒸発室下方の液溜まり空間を減少させ
ることが可能となり、これによって液溜まりの量が減少
して速やかな液蒸発が可能となる。また、触媒燃焼器の
上部を他の周囲部よりも厚く形成すると、上方に熱マス
が備えられるので、触媒燃焼後も液溜まりを蒸発さるこ
とが可能となり、利用率を上昇させることが可能とな
る。逆に触媒燃焼器の下部を他の周囲部よりも厚く形成
すると、下方に熱マスが備えられるので、急な蒸発原燃
料の要求にも速やかに触媒蒸発器が機能して蒸発器を暖
め立ち上げられる。さらに、触媒燃焼器の上面が周縁部
から中央部にむかって窪んだ形状に構成すると、触媒燃
焼器の中央付近の熱量が外周近傍よりも高くなり、より
多くの液溜まりを蒸発させることが可能となり、熱量が
無駄なく利用されて速やかに蒸発が行われる。また、蒸
発室に隣接または密着して設けられた触媒燃焼器を蒸発
室と分割可能に形成すると、触媒燃焼器の点検・交換時
に触媒燃焼器を脱着して行えるので、点検が容易とな
り、また交換部品としてのコスト低減が可能となる。加
えて、触媒燃焼器を長さ方向に長い略長方形に形成する
と、触媒燃焼器を略円形に形成した場合に比較して、燃
料蒸発器と隣接または密着する上面が広く形成されるの
で、熱伝達可能な面積が増加する。そのため、蒸発室に
熱を効率よく伝えることが可能となる。また、触媒燃焼
器の断面が下弦の略円形になるように形成すると、熱伝
達可能な面積が増加して、蒸発室に熱を効率よく伝える
ことが可能となることに加え、上面以外の表面積が減る
ので熱逃げが少なくなり、より効率的に蒸発室に熱を伝
えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の燃料蒸発器が使用される燃料電池
システムの構成図である。

【図２】本実施形態の燃料蒸発器の一部破断平面図であ
る。

【図３】図２のＡ−Ａ’線断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ’線断面図である。

【図５】図２のＢ-Ｂ’であり、本発明の別の実施形態
を示す。

【図６】図６（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の別の実施
形態を示す図２のＢ−Ｂ’線断面図である。

【図７】図７（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の別の実施
形態を示す図２のＢ−Ｂ’線断面図である。

【図８】本発明の更に別の実施形態を示す図２のＢ−
Ｂ’線断面図である。

【図９】従来の燃料蒸発器を示す断面図である。

【符号の説明】

ＦＧ原燃料ガスＦＬ液体原燃料ＯＧオフガスＨＧ燃焼ガスＨヒーター１燃料蒸発器２改質器３ＣＯ除去器１０蒸発器本体１１蒸発室１２熱媒チューブ１２ａ熱媒チューブ下方１２ｂ熱媒チューブ上方１３燃焼ガス通路２０触媒燃焼器２０ｔ触媒燃焼器上面２０ｂ触媒燃焼器下面２０ｓ、２０Ｓ’ 触媒燃焼器側面２１入口流路２２触媒層２３出口流路３０過熱部４０原燃料噴射装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者笠原清志埼玉県和光市中央一丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者中村雅人埼玉県和光市中央一丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者斗ヶ沢秀一埼玉県和光市中央一丁目４番１号株式会社本田技術研究所内Ｆターム(参考） 5H027 AA02 BA01 BA09 BA13 BA16 BA19 BC11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体原燃料を高温熱媒体により蒸発させ
る蒸発室を有する燃料蒸発器において、前記蒸発室に隣
接して設けられた触媒燃焼器を備えることを特徴とする
燃料蒸発器。
【請求項２】前記触媒燃焼器は、前記蒸発室に密着し
て設けられたことを特徴とする請求項１に記載の燃料蒸
発器。
【請求項３】前記触媒燃焼器が前記蒸発室に密着した
密着面は、前記蒸発室の底面を形成し、該底面は、前記
蒸発室内に設けられ前記高温媒体が通る熱媒チューブの
うち最も前記底面に近く配された前記熱媒チューブの外
形に沿う形状を備えていることを特徴とする請求項２に
記載の燃料蒸発器。
【請求項４】前記触媒燃焼器の前記底面は、周縁部か
ら中央部に向けて窪んだ形状を有していることを特徴と
する請求項３に記載の燃料蒸発器。