JP2002255504A - Burner set for reformer - Google Patents

Burner set for reformer

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JP2002255504A JP2001049885A JP2001049885A JP2002255504A JP 2002255504 A JP2002255504 A JP 2002255504A JP 2001049885 A JP2001049885 A JP 2001049885A JP 2001049885 A JP2001049885 A JP 2001049885A JP 2002255504 A JP2002255504 A JP 2002255504A
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収 田島
Akira Fujio
昭 藤生
Ryo Morimoto
量 森本
Hideo Ueda
英雄 植田
Masaya Yoshimura
雅也 吉村
Takeshi Wakata
武志 若田
Hirokazu Owatari
裕和 大渡
Koji Kishio
浩次 岸尾
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  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a burner set for a reformer which keeps an operating state of a fuel cell system constant, keeping a reforming reaction in a reactor by preventing a fluctuation of a fuel supply condition due to a dew formation by using an unreacting exhaust gas from a fuel cell. SOLUTION: The unreacting exhaust gas from the fuel cell is supplied to a branch pipe, and heated with an endothermic member 16. When a combustion air which is supplied to an air preheat chamber 12 passes through a center reducing path 61, a fuel gas is mixed from the lower injection nozzle of the branch pipe, and this is passed through a second baffle plate 7 and a communicating tube 5, and is fired by supplying into a burner port. While heating the air in the air preheat chamber 12 by heat transferring the radiant heat of the flame in a combustion chamber 9 to a burner case and a burner cover, by transferring it from a burner plate 3 to the burner case and each communication tube, mixing chambers 10a, 10b, 11 are heated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池を用いた
発電システムやコジェネレーション(熱電併給)システ
ム等で用いられる改質器に対し適用されるバーナ装置で
あって、上記燃料電池から排出される水素リッチの未反
応排ガスを燃料ガスとして燃焼させることにより上記改
質器内の改質用触媒を加熱するために用いられる改質器
用バーナ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a burner device applied to a reformer used in a power generation system using a fuel cell, a cogeneration system, and the like. The present invention relates to a burner device for a reformer used to heat a reforming catalyst in the reformer by burning unreacted hydrogen-rich exhaust gas as a fuel gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、発電及び/又は排熱回収等の
用途に燃料電池を用いた燃料電池システムが種々提案さ
れている。この燃料電池システムは、燃料電池を構成す
るアノードに水素を含むアノードガスを供給する一方、
カソードに酸素を含むカソードガスを供給し、水素と酸
素とを電気化学的に反応させて発電を行うものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, various fuel cell systems using a fuel cell for power generation and / or waste heat recovery have been proposed. This fuel cell system supplies anode gas containing hydrogen to the anode constituting the fuel cell,
A cathode gas containing oxygen is supplied to the cathode, and hydrogen and oxygen are electrochemically reacted to generate power.

【0003】上記アノードガスとしては、通常、改質器
により改質・生成された水素リッチな改質ガスが用いら
れる。この改質器は改質用触媒と、この改質用触媒を燃
焼ガスにより加熱するバーナとを備えたものである。そ
して、上記改質器では、例えば都市ガス、LPG等の軽
質炭化水素もしくはメタノール等のアルコール類の燃料
を原料として、水蒸気改質反応等の改質反応により水素
リッチな改質ガスが生成されるようになっている。
As the anode gas, a hydrogen-rich reformed gas reformed and generated by a reformer is usually used. This reformer includes a reforming catalyst and a burner for heating the reforming catalyst with a combustion gas. In the reformer, a hydrogen-rich reformed gas is generated by a reforming reaction such as a steam reforming reaction using a fuel of a light hydrocarbon such as city gas, LPG or an alcohol such as methanol as a raw material. It has become.

【0004】上記の改質器用バーナにおいては、上記燃
料電池での電気化学反応により排出される水素リッチな
未反応排ガス(未反応改質ガス)を燃料ガスの一部もし
くは全部として利用し、これを燃焼させることにより上
記改質用触媒を加熱させることが一般に行われている。
In the above-mentioned burner for a reformer, the hydrogen-rich unreacted exhaust gas (unreacted reformed gas) discharged by the electrochemical reaction in the fuel cell is used as a part or all of the fuel gas. In general, the above-mentioned reforming catalyst is heated by burning the catalyst.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の燃料
ガスとして用いられる未反応排ガスは、燃料電池におい
て電気化学反応で未利用の水素と水蒸気とを主成分とす
るものであるため、水蒸気濃度が高く露点温度も数十℃
という高い値を有している。このため、この未反応排ガ
スを上記改質器用バーナに供給して燃焼させるようにす
ると、バーナ内部で結露を生じ燃焼部までの燃料ガス供
給通路を閉塞させるおそれがある。
However, since the unreacted exhaust gas used as the fuel gas is mainly composed of hydrogen and water vapor that are not used in the electrochemical reaction in the fuel cell, the water vapor concentration is low. High dew point temperature and tens of degrees Celsius
It has a high value. For this reason, if the unreacted exhaust gas is supplied to the burner for the reformer and burned, dew may be formed inside the burner and the fuel gas supply passage to the combustion unit may be blocked.

【0006】このように結露を生じて燃料ガス供給通路
が閉塞傾向になると、燃焼部への燃料ガス供給量が設定
のものから変化して改質用触媒に対する加熱の程度が変
動してしまうことになる。そして、上記改質用触媒の吸
熱反応に変動が生じると、改質器での改質反応が設定の
ものから低下し、燃料電池に供給される改質ガスに変動
が生じることになる。この結果、燃料電池システムによ
る発電等のエネルギー利用を一定に維持し得なくなって
しまうことになる。
When the dew condensation occurs and the fuel gas supply passage tends to be blocked, the amount of fuel gas supplied to the combustion unit changes from the set value and the degree of heating of the reforming catalyst varies. become. When the endothermic reaction of the reforming catalyst fluctuates, the reforming reaction in the reformer decreases from the set reaction, and the reformed gas supplied to the fuel cell fluctuates. As a result, it becomes impossible to maintain a constant energy use such as power generation by the fuel cell system.

【0007】一方、上記未反応排ガスをバーナに導入す
る前に、予め外部において電気ヒータ等の加熱手段によ
り加熱することも考えられるが、このようにするとその
加熱手段のために新たな構成部品が必要になる上に、そ
の加熱手段を作動させるために余分なエネルギー(電力
等)が必要になるという不都合が生じる。
On the other hand, before introducing the unreacted exhaust gas into the burner, it is conceivable to heat it by a heating means such as an electric heater in advance outside. However, in this case, a new component is required for the heating means. In addition to this, there is a disadvantage that extra energy (electric power or the like) is required to operate the heating means.

【0008】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、改質器の触媒
加熱用の燃料ガスとして燃料電池からの未反応排ガスを
利用しつつも、結露発生に起因する燃料供給条件の変動
を防止して改質器での改質反応を一定に維持し、燃料電
池システムの運転状態を一定に維持し得る改質器用バー
ナ装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to use an unreacted exhaust gas from a fuel cell as a fuel gas for heating a catalyst of a reformer. To provide a reformer burner device capable of preventing a change in fuel supply conditions due to the occurrence of dew condensation, maintaining a constant reforming reaction in the reformer, and maintaining a constant operating state of the fuel cell system. It is in.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、燃料電池から排出される水素リッチの未
反応排ガスを燃料ガスの一部もしくは全部として燃焼さ
せることにより改質器を加熱する改質器用バーナ装置を
対象として、上記燃料ガスを燃焼させた際の火炎による
燃焼熱を燃焼前の導入された燃料ガスに対し伝熱するこ
とにより燃料ガスを加熱する伝熱手段を備えることを特
定事項としたものである(請求項1)。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a reformer that burns hydrogen-rich unreacted exhaust gas discharged from a fuel cell as part or all of a fuel gas. A heat transfer means for heating the fuel gas by transferring the heat of combustion by the flame when the fuel gas is burned to the introduced fuel gas before the combustion, for a reformer burner device to be heated. This is a specific matter (claim 1).

【0010】本発明によれば、伝熱手段によって燃料ガ
スの燃焼熱が燃焼前の導入された燃料ガスに対し伝熱さ
れて、バーナ装置に導入された燃料ガスが加熱されるこ
とになる。このため、その導入された燃料ガスが水蒸気
を多く含むものであっても、上記加熱によりバーナ装置
の内部での結露発生を防止することが可能になり、一定
の燃焼状態を維持させることが可能になる。これによ
り、改質器の改質用触媒に対する燃焼加熱を一定に維持
して燃料電池に対する改質ガスの供給を一定に維持させ
ることが可能になる。この結果、燃料電池での電気化学
反応を所定の設定状態に維持して、エネルギー利用を一
定に維持させることが可能になる。また、このような作
用をバーナ装置自身が生成する燃焼熱の活用により得ら
れるため、新たなエネルギーを必要とすることなくエネ
ルギーの効率利用が図られる。
According to the present invention, the heat of combustion of the fuel gas is transferred to the fuel gas introduced before combustion by the heat transfer means, and the fuel gas introduced to the burner device is heated. For this reason, even if the introduced fuel gas contains a large amount of water vapor, the above-mentioned heating makes it possible to prevent the occurrence of dew condensation inside the burner device and to maintain a constant combustion state. become. This makes it possible to maintain the combustion heating of the reforming catalyst of the reformer at a constant level and to maintain the supply of the reformed gas to the fuel cell at a constant level. As a result, it is possible to keep the electrochemical reaction in the fuel cell at a predetermined set state and to keep the energy utilization constant. In addition, since such an effect is obtained by utilizing the combustion heat generated by the burner device itself, energy can be efficiently used without requiring new energy.

【0011】上記発明をより具体化したものとして、火
炎が形成される炎孔部と、この炎孔部に対し燃料ガスを
供給するガス供給通路とを備え、伝熱手段として、その
一部を上記炎孔部の火炎に対しその燃焼熱を直接もしく
は間接に吸熱し得るように配設する一方、他部を上記ガ
ス供給通路内の燃料ガスに伝熱し得るように配設したも
のが挙げられる(請求項2)。この場合には、伝熱手段
の一部が炎孔部で燃料ガスを燃焼させた際の燃焼熱を吸
熱し、この吸熱した熱が上記伝熱手段の他部からガス供
給通路内の燃料ガスに対し伝熱されて、バーナ装置に導
入された燃料ガスが加熱されることになる。
As a more specific embodiment of the present invention, there is provided a flame hole in which a flame is formed, and a gas supply passage for supplying a fuel gas to the flame hole. One that is arranged so as to be able to directly or indirectly absorb the combustion heat of the flame of the flame hole portion, and is arranged so that the other portion can be transferred to the fuel gas in the gas supply passage. (Claim 2). In this case, a part of the heat transfer means absorbs the heat of combustion when the fuel gas is burned in the flame hole, and the absorbed heat is transferred from the other part of the heat transfer means to the fuel gas in the gas supply passage. , And the fuel gas introduced into the burner device is heated.

【0012】上記請求項2における「伝熱手段」として
は、以下に示すように種々の具体構成を個別にもしくは
2以上組み合わせて採用し得る。
As the "heat transfer means" in the second aspect, various specific structures can be employed individually or in combination as described below.

【0013】まず、第1の具体構成として、伝熱手段
を、内部にガス供給通路が形成されたバーナケースによ
り構成し、このバーナケースとして炎孔部から噴射され
る火炎に対し露出する壁部を備えたものとする(請求項
3)。この場合には、バーナケースの壁部が火炎に対し
露出しているため、その火炎からの放射熱を上記壁部が
吸熱し、この吸熱した熱がバーナケースを介してガス供
給通路に伝熱されることになる。これにより、ガス供給
通路内に導入された燃料ガスが加熱されることになる。
First, as a first specific configuration, the heat transfer means is constituted by a burner case having a gas supply passage formed therein, and a wall portion exposed to a flame injected from a flame hole as the burner case. (Claim 3). In this case, since the wall of the burner case is exposed to the flame, the wall absorbs the radiant heat from the flame, and the absorbed heat is transferred to the gas supply passage through the burner case. Will be. Thus, the fuel gas introduced into the gas supply passage is heated.

【0014】この請求項3の場合には、さらに、バーナ
ケースの外周側にそのバーナケースの外表面との間に環
状空間を隔てて配設されたバーナカバーを備えるものと
し、上記環状空間の一側に対し燃焼用空気を導入する一
方、他側をガス供給通路内の燃料ガスとの混合部に連通
させるようにしてもよい(請求項4)。つまり、燃料ガ
スに対し燃焼用空気を予め混合する予混合燃焼方式を採
用する場合である。この場合には、上記バーナケースに
対し燃焼用空気が接触するように導入し、そのバーナケ
ースと接触することにより加熱された空気を混合部にお
いて燃料ガスと混合すれば、燃料ガスはガス供給通路を
構成するバーナケースからの伝熱に加え、加熱された空
気との混合によって、より一層確実に加熱されることに
なる。
In this case, the burner case further includes a burner cover disposed on an outer peripheral side of the burner case and an outer surface of the burner case with an annular space therebetween. The combustion air may be introduced to one side while the other side is communicated with a fuel gas mixing section in the gas supply passage. In other words, this is a case where a premixed combustion system in which combustion air is mixed in advance with fuel gas is employed. In this case, if the combustion air is introduced into the burner case so as to come into contact with the burner case, and the air heated by contacting the burner case is mixed with the fuel gas in the mixing section, the fuel gas is supplied to the gas supply passage. In addition to the heat transfer from the burner case that constitutes the above, the mixing with the heated air ensures more reliable heating.

【0015】この請求項4におけるバーナケースとし
て、バーナカバーの熱伝導率よりも同等以上の高い熱伝
導率を有する素材により形成することにより(請求項
5)、伝熱による燃料ガスへの加熱をより効果的に行う
ことが可能になる。また、上記請求項4もしくは請求項
5におけるバーナカバーとして、複数の層からなりかつ
環状空間に臨む内層が外層よりも高い熱伝導率を有する
材質に設定されたクラッド材により形成する構成を採用
することにより(請求項6)、バーナカバーからの外部
への放熱を抑制して、燃料ガスの加熱用に火炎の燃焼熱
を有効に活用し得ることになる。
According to a fourth aspect of the present invention, the burner case is formed of a material having a thermal conductivity higher than or equal to the thermal conductivity of the burner cover. It can be performed more effectively. Further, the burner cover according to claim 4 or 5 has a configuration in which the inner layer facing the annular space is formed of a clad material that is set to a material having a higher thermal conductivity than the outer layer. In this way (claim 6), the heat radiation from the burner cover to the outside can be suppressed, and the combustion heat of the flame can be effectively used for heating the fuel gas.

【0016】また、上記請求項2における伝熱手段の第
2の具体構成として、伝熱手段を棒状吸熱部材により構
成し、この棒状吸熱部材として、その一端部を炎孔部が
貫通形成されたバーナプレートを貫通して燃焼室内に突
出させる一方、他端部をガス供給通路を構成する第1配
管部材に対し接触させるよう配設したものとする(請求
項7)。この場合には、吸熱部材の一端部が燃焼室での
燃焼熱を吸熱し、この吸熱した熱がその吸熱部材の他端
部から第1配管部材に伝熱され、これにより、この第1
配管部材内の燃料ガスが加熱されることになる。
In a second specific configuration of the heat transfer means according to the second aspect of the present invention, the heat transfer means is constituted by a rod-shaped heat absorbing member, and a flame hole is formed through one end of the rod-shaped heat absorbing member. It is arranged such that it penetrates through the burner plate and protrudes into the combustion chamber, while the other end is brought into contact with the first piping member constituting the gas supply passage (claim 7). In this case, one end of the heat absorbing member absorbs the heat of combustion in the combustion chamber, and the absorbed heat is transmitted from the other end of the heat absorbing member to the first pipe member.
The fuel gas in the pipe member is heated.

【0017】さらに、上記伝熱手段の第3の具体構成と
して、伝熱手段をガス供給通路を構成する第2配管部材
により構成し、この第2配管部材として、その一部を炎
孔部が形成されたバーナプレートに対し直接もしくは間
接に接触した状態に配設したものとする(請求項8)。
この場合には、バーナプレートが炎孔部での火炎からの
放射熱を受けて加熱され、このバーナプレートの熱がこ
れに接触した上記第2配管部材の一部に吸熱され、この
吸熱により内部の燃料ガスが加熱されることになる。
Further, as a third specific configuration of the heat transfer means, the heat transfer means is constituted by a second pipe member constituting a gas supply passage, and a part of the second pipe member is provided with a flame hole. The burner plate is disposed in direct or indirect contact with the formed burner plate (claim 8).
In this case, the burner plate is heated by receiving the radiant heat from the flame in the flame hole, and the heat of the burner plate is absorbed by a part of the second pipe member in contact with the burner plate. Will be heated.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上、説明したように、請求項1〜請求
項8のいずれかの本発明の改質器用バーナ装置によれ
ば、伝熱手段によって燃料ガスの燃焼熱を伝熱してバー
ナ装置に導入された燃料ガスを加熱することができる。
この加熱によりバーナ装置に導入される燃料ガスが水蒸
気を多く含むものであっても、バーナ装置の内部での結
露発生を防止して通路閉塞のおそれを解消することがで
き、一定の燃焼状態を維持させることができる。これに
より、改質器の改質用触媒に対する燃焼加熱の変動を防
止して一定に維持することができる。このため、燃料電
池に対する改質ガスの供給を一定に維持させることがで
き、この結果、燃料電池システムの運転状態を所定の設
定状態に維持させることができる。しかも、このような
効果をバーナ装置自身が生成する燃焼熱の活用により省
エネルギー化及び熱利用の効率化を図ることができる。
As described above, according to the burner apparatus for a reformer according to any one of the first to eighth aspects of the present invention, the heat of combustion of the fuel gas is transferred by the heat transfer means. The fuel gas introduced into the fuel cell can be heated.
Even if the fuel gas introduced into the burner device by this heating contains a large amount of water vapor, it is possible to prevent the occurrence of dew condensation inside the burner device and eliminate the possibility of blockage of the passage, and to maintain a certain combustion state. Can be maintained. Thereby, it is possible to prevent the fluctuation of the combustion heating of the reforming catalyst of the reformer and keep it constant. For this reason, the supply of the reformed gas to the fuel cell can be kept constant, and as a result, the operating state of the fuel cell system can be kept at a predetermined set state. In addition, it is possible to save energy and increase the efficiency of heat utilization by utilizing the combustion heat generated by the burner device itself.

【0019】特に、請求項2によれば、伝熱手段として
吸熱した燃焼熱をガス供給通路内の燃料ガスに対し伝熱
することによりその燃料ガスを加熱する具体構成を特定
して、上記請求項1による効果をより具体的に得ること
ができることになる。
In particular, according to the second aspect, a specific structure for heating the fuel gas by transferring the combustion heat absorbed as the heat transfer means to the fuel gas in the gas supply passage is specified. The effect according to item 1 can be obtained more specifically.

【0020】請求項3によれば、請求項2において、バ
ーナケースの壁部により火炎からの放射熱を確実に吸熱
し、この吸熱した熱を上記バーナケースを介してガス供
給通路内の燃料ガスに確実に伝熱することができる。こ
れにより、ガス供給通路内に導入された燃料ガスを確実
に加熱することができ、請求項1による効果を確実に得
ることができることになる。
According to the third aspect, in the second aspect, the radiant heat from the flame is reliably absorbed by the wall of the burner case, and the absorbed heat is transferred to the fuel gas in the gas supply passage through the burner case. The heat can be reliably transferred. As a result, the fuel gas introduced into the gas supply passage can be reliably heated, and the effect according to claim 1 can be reliably obtained.

【0021】請求項4によれば、上記請求項3における
ガス供給通路を構成するバーナケースからの伝熱による
燃料ガスの加熱に加え、そのバーナケースと接触するこ
とにより加熱された空気を燃料ガスと混合することによ
り、上記燃料ガスの加熱をより一層確実に行うことがで
き、請求項1による効果をより確実に得ることができる
ことになる。
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the heating of the fuel gas by the heat transfer from the burner case constituting the gas supply passage according to the third aspect, the air heated by contacting the burner case is supplied to the fuel gas. By mixing with the above, the heating of the fuel gas can be performed more reliably, and the effect according to claim 1 can be more reliably obtained.

【0022】請求項5によれば、上記請求項4における
バーナケースの伝熱性能をバーナカバーよりも高めるこ
とができ、燃焼熱の伝熱による燃料ガスへの加熱をより
効果的に行うことができる。また、請求項6によれば、
上記請求項4もしくは請求項5におけるバーナカバーか
ら外部への放熱を抑制することができ、燃料ガスの加熱
用として伝熱させる火炎の燃焼熱を効率よく有効活用す
ることができる。
According to the fifth aspect, the heat transfer performance of the burner case in the fourth aspect can be higher than that of the burner cover, and the heating of the fuel gas by the heat transfer of the combustion heat can be performed more effectively. it can. According to claim 6,
The heat radiation to the outside from the burner cover according to claim 4 or 5 can be suppressed, and the combustion heat of the flame to be transferred for heating the fuel gas can be efficiently and effectively used.

【0023】また、請求項7によれば、請求項2におい
て、伝熱手段としての棒状吸熱部材の一端部に燃焼室の
燃焼熱を確実に吸熱させ、この吸熱した熱を上記吸熱部
材の他端部から第1配管部材に伝熱させることができ
る。これにより、上記第1配管部材内の燃料ガスを確実
に加熱することができ、請求項1による効果を確実に得
ることができることになる。
According to the seventh aspect, in the second aspect, the one end of the rod-shaped heat absorbing member as the heat transfer means surely absorbs the heat of combustion in the combustion chamber, and the absorbed heat is transferred to the other heat absorbing member. Heat can be transferred from the end to the first piping member. As a result, the fuel gas in the first piping member can be reliably heated, and the effect according to claim 1 can be reliably obtained.

【0024】さらに、請求項8によれば、炎孔部での火
炎からの放射熱により加熱されたバーナプレートの熱を
伝熱手段としての第2配管部材の一部に確実に吸熱させ
ることができ、この吸熱により内部の燃料ガスを加熱さ
せることができる。これによっても、請求項1による効
果を確実に得ることができることになる。
Further, according to the present invention, the heat of the burner plate heated by the radiant heat from the flame at the flame hole can be surely absorbed by a part of the second pipe member as the heat transfer means. The heat absorption can heat the internal fuel gas. This also ensures that the effect of claim 1 can be obtained.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0026】まず、本発明の実施形態に係る改質器用バ
ーナ装置が適用される燃料電池システムについて、図1
に示す一例を参照しつつ簡単に説明する。
First, FIG. 1 shows a fuel cell system to which a burner device for a reformer according to an embodiment of the present invention is applied.
This will be briefly described with reference to an example shown in FIG.

【0027】図例の燃料電池システムは、固体高分子形
等の燃料電池100で必要な水素として、所定の原燃料
ガスを改質器200で改質することにより生成した水素
リッチの改質ガスを用いるようにする一方、上記改質器
200の改質用触媒201を加熱するためのバーナ装置
300又は300aにおいて上記燃料電池100から排
出される未反応排ガスを燃料の一部又は全部として用い
るようにしたものである。
The fuel cell system shown in FIG. 1 is a hydrogen-rich reformed gas generated by reforming a predetermined raw fuel gas in a reformer 200 as hydrogen required in a fuel cell 100 such as a polymer electrolyte fuel cell. On the other hand, in the burner device 300 or 300a for heating the reforming catalyst 201 of the reformer 200, the unreacted exhaust gas discharged from the fuel cell 100 is used as part or all of the fuel. It was made.

【0028】すなわち、上記燃料電池100はカソード
(空気極)101と、アノード(水素極)102と、電
解質103とを備えており、空気が上記カソード101
に、水素リッチの改質ガスが上記アノード102にそれ
ぞれ供給されるようになっている。そして、上記燃料電
池100では、水の電気分解とは逆の電気化学的原理に
基づき、上記空気中の酸素と改質ガス中の水素との電気
化学反応により発電される。そして、この反応により生
成された水と、未反応水素を含む改質ガス(未反応排ガ
ス)とが排出されることになる。
That is, the fuel cell 100 includes a cathode (air electrode) 101, an anode (hydrogen electrode) 102, and an electrolyte 103.
Then, a hydrogen-rich reformed gas is supplied to each of the anodes 102. In the fuel cell 100, power is generated by an electrochemical reaction between oxygen in the air and hydrogen in the reformed gas based on an electrochemical principle opposite to that of water electrolysis. Then, water generated by this reaction and a reformed gas containing unreacted hydrogen (unreacted exhaust gas) are discharged.

【0029】上記改質器200での水素リッチの改質ガ
スの生成は次のようにして行われる。すなわち、第1流
量調整弁202が介装された原燃料ガス供給管203を
通して原燃料ガス(例えば都市ガス等)が改質器200
に導入される。なお、この導入前に、上記原燃料ガス中
の硫黄分が図示省略の脱硫器により脱硫されると共に、
その原燃料ガスに対し水蒸気供給源からの水蒸気が水蒸
気供給管204を通して混入される。そして、改質器2
00内において、改質用触媒201がバーナ装置300
又は300aからの燃焼熱により加熱され、その改質用
触媒201の吸熱反応に基づき上記の導入された燃料が
水蒸気改質されて水素リッチの改質ガスが生成されるこ
とになる。生成された改質ガスはCO処理器205によ
り改質ガス中のCO(一酸化炭素)が変性・除去された
後に上記燃料電池100のアノード102に供給され
る。
The generation of the hydrogen-rich reformed gas in the reformer 200 is performed as follows. That is, the raw fuel gas (for example, city gas) is supplied to the reformer 200 through the raw fuel gas supply pipe 203 in which the first flow control valve 202 is interposed.
Will be introduced. Before the introduction, the sulfur content in the raw fuel gas is desulfurized by a desulfurizer (not shown).
Steam from a steam supply source is mixed into the raw fuel gas through a steam supply pipe 204. And reformer 2
00, the reforming catalyst 201 is
Alternatively, the fuel is heated by the combustion heat from 300a, and the introduced fuel is steam-reformed based on the endothermic reaction of the reforming catalyst 201 to generate a hydrogen-rich reformed gas. The generated reformed gas is supplied to the anode 102 of the fuel cell 100 after CO (carbon monoxide) in the reformed gas is denatured and removed by the CO processor 205.

【0030】一方、上記バーナ装置300又は300a
では、未反応排ガスのみ、あるいは、この未反応排ガス
に上記原燃料ガス(以下、都市ガスとして説明する)を
混合した状態の燃料ガスに対し燃焼用空気を予め混合
し、混合後の混合ガスが燃焼される。すなわち、燃料電
池100から排ガス供給管301を通して供給される未
反応排ガスと、上記第1流量調整弁202の上流側の原
燃料ガス供給管203から分岐され途中に第2流量調整
弁302が介装された分岐燃料供給管303を通して供
給される都市ガスとが合流部305で合流され、未反応
排ガスのみもしくは双方からなる燃料ガスがバーナ装置
300又は300aに導入される。そして、導入された
燃料ガスに対し空気供給管304からの空気が後述の如
く予め混合され、この空気が予め混合された混合ガスが
燃焼される(予混合燃焼)。この燃焼により生じる燃焼
排ガスを例えば円筒状の改質用触媒201の内外周に通
過させることにより、改質用触媒201が加熱されるよ
うになっている。
On the other hand, the burner device 300 or 300a
Then, combustion air is preliminarily mixed with the unreacted exhaust gas alone or the fuel gas in a state where the raw fuel gas (hereinafter, referred to as a city gas) is mixed with the unreacted exhaust gas. Burned. That is, the unreacted exhaust gas supplied from the fuel cell 100 through the exhaust gas supply pipe 301 and the second flow control valve 302 intervening on the way from the raw fuel gas supply pipe 203 upstream of the first flow control valve 202. The city gas supplied through the branched fuel supply pipe 303 is merged at the junction 305, and the fuel gas composed of only the unreacted exhaust gas or both is introduced into the burner device 300 or 300a. Then, air from the air supply pipe 304 is preliminarily mixed with the introduced fuel gas as described later, and a mixed gas in which the air is preliminarily mixed is burned (premixed combustion). The combustion exhaust gas generated by this combustion is passed through, for example, the inner and outer peripheries of the cylindrical reforming catalyst 201, so that the reforming catalyst 201 is heated.

【0031】なお、上記バーナ装置300又は300a
に供給される都市ガス量は第2流量調整弁302の開度
調整により変更調整され、これにより、上記燃料ガス中
の都市ガス混合比(0%の状態を含む)が変更調整され
るようになっている。
The burner device 300 or 300a
The amount of city gas supplied to the fuel gas is changed and adjusted by adjusting the opening degree of the second flow control valve 302, whereby the mixing ratio of the city gas (including the state of 0%) in the fuel gas is changed and adjusted. Has become.

【0032】<第1実施形態>次に、第1実施形態に係
るバーナ装置300について図2を参照しつつ説明す
る。
<First Embodiment> Next, a burner device 300 according to a first embodiment will be described with reference to FIG.

【0033】上記バーナ装置300は、略円筒状のバー
ナケース2と、炎孔部31が形成された厚肉円板状のバ
ーナプレート3と、有底で円筒状のバーナカバー4と、
複数の連通管5,5,…と、共に円板状の第1及び第2
バッフル板6,7と、分流管8とを主要構成要素として
備え、予混合燃焼でかつ濃淡燃焼という燃焼方式により
燃焼させるものである。上記バーナケース2、バーナプ
レート3、バーナカバー4及び各連通管5がそれぞれ個
別にもしくは協働することにより本発明の「伝熱手段」
として機能する。
The burner device 300 includes a substantially cylindrical burner case 2, a thick disk-shaped burner plate 3 having a flame hole 31 formed therein, a bottomed cylindrical burner cover 4,
The first and second disc-shaped first and second communication pipes 5, 5,...
The baffle plates 6 and 7 and the branch pipe 8 are provided as main components, and are burned by a combustion method of premixed combustion and light-and-dark combustion. The “heat transfer means” of the present invention is achieved by the burner case 2, the burner plate 3, the burner cover 4, and the communication pipes 5 individually or cooperatively.
Function as

【0034】上記バーナケース2は、上方に開口する上
筒部21及び取付フランジ部22が上半部に形成され、
上記上筒部21よりも所定寸法だけ小径で下方に開口す
る外筒部23及び内筒部24が下半部に形成され、上下
を区画する区画壁部25が上下方向中間位置に形成され
たものである。上記取付フランジ部22が後述のバーナ
カバー4と共に改質器200に対し取り付けられること
により、バーナ装置300が改質器200に固定される
ようになっている。このバーナケース2は、バーナカバ
ー4よりも熱伝導率の高い素材、例えばアルミニウムや
銅等の高熱伝導素材により一体に形成されたものであ
る。
The burner case 2 has an upper cylinder part 21 and a mounting flange part 22 which are open upward, and are formed in an upper half part.
An outer cylinder part 23 and an inner cylinder part 24 which are smaller in diameter than the upper cylinder part 21 by a predetermined dimension and open downward are formed in a lower half part, and a partition wall part 25 for dividing the upper and lower parts is formed at an intermediate position in the vertical direction. Things. By attaching the mounting flange portion 22 to the reformer 200 together with the burner cover 4 described below, the burner device 300 is fixed to the reformer 200. The burner case 2 is integrally formed of a material having a higher thermal conductivity than the burner cover 4, for example, a high thermal conductive material such as aluminum or copper.

【0035】上記上筒部21の内部には上記区画壁部2
5のやや上側位置に形成された段部に対しバーナプレー
ト3の外周側下面が当接状態で保持され、このバーナプ
レート3よりも上方に突出する上筒部21とバーナプレ
ート3とにより区画されて改質器200に連通する燃焼
室9が形成されている。つまり、上記上筒部21が炎孔
部31からの火炎に露出して燃焼室9を囲みその燃焼室
9からの燃焼熱を吸熱するバーナケース2の「壁部」を
構成する。また、上記上筒部21の外周面にはバーナカ
バー4がその内周面を密着させた状態で下から外嵌さ
れ、このバーナカバー4の底壁部41が上記外筒部23
の下端位置よりも所定寸法だけ下側位置に位置付けられ
ている。
The partition wall 2 is provided inside the upper cylinder 21.
The lower surface of the outer peripheral side of the burner plate 3 is held in contact with the step formed at a position slightly above the burner plate 5, and is partitioned by the upper cylindrical portion 21 protruding above the burner plate 3 and the burner plate 3. Thus, a combustion chamber 9 communicating with the reformer 200 is formed. That is, the upper cylinder portion 21 is exposed to the flame from the flame hole portion 31 and forms a “wall portion” of the burner case 2 that surrounds the combustion chamber 9 and absorbs heat of combustion from the combustion chamber 9. A burner cover 4 is fitted on the outer peripheral surface of the upper cylindrical portion 21 from below with its inner peripheral surface in close contact with the outer cylindrical portion 23.
Is located at a position lower than the lower end position by a predetermined dimension.

【0036】上記内筒部24はその上下寸法が外筒部2
3よりも所定量短くされており、外筒部23にはその下
端開口を閉止するように第1バッフル板6が固定され、
また、内筒部24にはその下端開口を開放状態にしつつ
外周側空間を上下に区画するよう第2バッフル板7が固
定されている。そして、上記分流管8が上記バーナカバ
ー4の底壁部41の中心位置から上記第1バッフル板6
の中心絞り通路61及び第2バッフル板7の中心孔71
を貫通した状態で固定されている。これによって、第1
淡混合室10aが第1及び第2の両バッフル板6,7間
の上下範囲に分流管8と外筒部23との間の環状空間と
して形成され、第2淡混合室10bが第2バッフル板の
上側位置に内・外の両筒部23,24間の環状空間とし
て形成されている。また、上記内筒部24内には、濃混
合室11が分流管8の上部と区画壁部25とにより区画
形成されている。
The upper and lower dimensions of the inner cylindrical portion 24 are the same as those of the outer cylindrical portion 2.
3, the first baffle plate 6 is fixed to the outer cylindrical portion 23 so as to close the lower end opening thereof.
Further, a second baffle plate 7 is fixed to the inner cylindrical portion 24 so as to partition the outer peripheral space up and down while opening the lower end opening thereof. Then, the branch pipe 8 is moved from the center position of the bottom wall 41 of the burner cover 4 to the first baffle plate 6.
Center throttle passage 61 and center hole 71 of second baffle plate 7
Is fixed in a state of penetrating through. Thereby, the first
The light mixing chamber 10a is formed as an annular space between the flow dividing pipe 8 and the outer cylindrical portion 23 in the upper and lower ranges between the first and second baffle plates 6, 7, and the second light mixing chamber 10b is formed as the second baffle. It is formed as an annular space between the inner and outer cylindrical portions 23 and 24 at the upper position of the plate. The dense mixing chamber 11 is defined by the upper part of the distribution pipe 8 and the partition wall 25 in the inner cylindrical portion 24.

【0037】つまり、上記バーナケース2は、内部に上
記各混合室10a,10b,11を区画形成するという
役割に加え、燃焼室9に露出した上筒部21により吸熱
した熱を上記各混合室10a,10b,11内の燃料ガ
スや後述の空気予熱室12内の空気に伝熱させて加熱す
る熱伝導媒体としての役割をも果たすようになってい
る。
That is, the burner case 2 has a function of forming the mixing chambers 10 a, 10 b, and 11 therein, and also absorbs heat absorbed by the upper cylindrical portion 21 exposed to the combustion chamber 9. It also plays a role as a heat transfer medium for heating by transferring heat to fuel gas in 10a, 10b, 11 and air in an air preheating chamber 12, which will be described later.

【0038】上記バーナカバー4の下側外周面には空気
供給管304が連通状態で固定されており、バーナカバ
ー4の下側内周面と外筒部23との間の環状空間、及
び、バーナカバー4の底壁部41と第1バッフル板6と
の間の空間により構成された空気予熱室12に対し上記
空気供給管304から燃焼用空気が供給されて充満され
るようになっている。
An air supply pipe 304 is fixed to the lower outer peripheral surface of the burner cover 4 so as to communicate therewith, and an annular space between the lower inner peripheral surface of the burner cover 4 and the outer cylindrical portion 23; Combustion air is supplied from the air supply pipe 304 to the air preheating chamber 12 formed by the space between the bottom wall portion 41 of the burner cover 4 and the first baffle plate 6 and is filled. .

【0039】また、上記バーナカバー4の底壁部41に
は排ガス供給管301と分岐燃料供給管303との合流
部305が上記分流管8のみに連通するように固定さ
れ、合流部305からの燃料ガスが分流管8に供給され
るようになっている。
A junction 305 of the exhaust gas supply pipe 301 and the branch fuel supply pipe 303 is fixed to the bottom wall 41 of the burner cover 4 so as to communicate only with the branch pipe 8. The fuel gas is supplied to the branch pipe 8.

【0040】一方、上記バーナケース2の区画壁部25
には炎孔部31との関係で定められた所定位置にそれぞ
れ貫通孔が形成され、この各貫通孔に対し連通管5の下
端部が内嵌状態で固定され、その上端部がバーナプレー
ト3の下面に密着して当接されている。この各連通管5
により第2淡混合室10bと、炎孔部31の所定範囲と
が互いに連通されている。
On the other hand, the partition wall 25 of the burner case 2
Each of the through holes is formed at a predetermined position determined in relation to the flame hole portion 31, and a lower end portion of the communication pipe 5 is fixed to each through hole in an internally fitted state, and an upper end portion thereof is connected to the burner plate 3. Is in close contact with the lower surface of the. Each communication pipe 5
Thereby, the second light mixing chamber 10b and a predetermined range of the flame hole 31 communicate with each other.

【0041】次に、図3以降の図面を参照しつつ以上の
構成要素についてさらに詳細に説明する。
Next, the above components will be described in more detail with reference to FIGS.

【0042】上記バーナプレート3は図3及び図4に示
すように上筒部21の内周面に形成された段部26に対
し上から内嵌させることにより保持されている。この段
部26とバーナプレート3の少なくとも下面とは密着状
態で当接されて、バーナプレート3からバーナケース2
に対し伝熱されるようになっている。なお、上記段部2
6とバーナプレート3との間に黒鉛シート等の耐熱性と
伝熱性とを併有する薄肉シートを介装させた状態で密着
させるようにし、伝熱性を増大させるようにしてもよ
い。
The burner plate 3 is held by being fitted into a step 26 formed on the inner peripheral surface of the upper cylindrical portion 21 from above as shown in FIGS. The step 26 and at least the lower surface of the burner plate 3 are in close contact with each other, and the burner case 2
Heat is transmitted to the The step 2
The heat transfer property may be increased by closely adhering a thin sheet having both heat resistance and heat conductivity such as a graphite sheet between the burner plate 6 and the burner plate 3.

【0043】上記バーナカバー4は、複数の互いに異な
る材質の層が積層されたクラッド材により構成され、こ
のクラッド材は空気予熱室12に臨む内層43が外層4
2よりも熱伝導性の良い材質により形成されている。例
えば、図3の2層のクラッド材の例では外層42の材質
として鋼鉄が設定され、内層43の材質として熱伝導性
の良い銅が設定されている。これにより、上記燃焼室9
からの吸熱を、外部への放熱を抑制した状態で、バーナ
ケース2及び上記内層43を介して空気予熱室12側に
対し効率よく伝熱して空気を予熱し得るようにしてい
る。
The burner cover 4 is constituted by a clad material in which a plurality of layers of different materials are laminated, and the clad material is formed by an inner layer 43 facing the air preheating chamber 12 and an outer layer 4.
It is formed of a material having better heat conductivity than 2. For example, in the example of the two-layer clad material shown in FIG. 3, steel is set as the material of the outer layer 42, and copper having good heat conductivity is set as the material of the inner layer 43. Thus, the combustion chamber 9
Heat is efficiently transmitted to the air preheating chamber 12 side through the burner case 2 and the inner layer 43 in a state where the heat absorption from the outside is suppressed to the outside and the air can be preheated.

【0044】また、上記バーナプレート3に形成された
炎孔部31は、図3及び図4に示すように上下方向に貫
通した多数の小径炎孔の集合から構成され所定範囲に配
置されている。すなわち、上記炎孔部31(図4参照)
は、上記多数の小径炎孔がドーナッツ環状範囲に配置さ
れた単位炎孔部32を周方向に複数(図例では8つ)連
続して並べて形成されたものである。そして、各連通管
5の内径が上記各単位炎孔部32の内外周の中間径に相
当する寸法に設定され、その連通管5が上記単位炎孔部
32毎にその下面に個別に密着当接されている。これに
より、各連通管5を通して第2淡混合室10bから淡混
合ガスが上記各単位炎孔部32の内周側範囲にある小径
炎孔のみに供給されるようになっている。なお、図4中
13は炎孔部31からの燃焼炎の温度を検出する炎温度
検出手段であり、この図4の例では炎温度検出手段とし
てシースに封入された熱電対を用いている。また、上記
バーナプレート3の炎孔部31の上側位置には図示省略
の着火装置が配設されている。
The flame holes 31 formed in the burner plate 3 are composed of a large number of small-diameter flame holes penetrating vertically and arranged in a predetermined range as shown in FIGS. . That is, the flame hole 31 (see FIG. 4)
Is formed by continuously arranging a plurality of (eight in the example in the figure) unit flame holes 32 in which a large number of small-diameter flame holes are arranged in a donut annular range. The inner diameter of each communication pipe 5 is set to a size corresponding to the intermediate diameter of the inner and outer circumferences of the unit flame holes 32, and the communication pipes 5 are individually brought into close contact with the lower surface of each unit flame hole 32. Touched. Thus, the light mixed gas is supplied from the second light mixing chamber 10 b to each of the small-diameter flame holes only in the inner peripheral range of each unit flame hole portion 32 through each communication pipe 5. In FIG. 4, reference numeral 13 denotes flame temperature detecting means for detecting the temperature of the combustion flame from the flame hole 31. In the example of FIG. 4, a thermocouple enclosed in a sheath is used as the flame temperature detecting means. An ignition device (not shown) is provided at a position above the flame hole 31 of the burner plate 3.

【0045】上記バーナプレート3と、バーナケース2
の区画壁部25との間の上下方向中間位置には第1仕切
り板14が固定され、この第1仕切り板14により上記
バーナプレート3と区画壁部25との間の空間が上下に
仕切られている。そして、上記第1仕切り板14には上
記各連通管5の外周側位置において各連通管5を囲むよ
うに所定間隔で複数の噴出孔141,141,…が貫通
形成されており、この各噴出孔141により濃混合室1
1から中心孔27を通して供給される濃混合ガスを上記
各単位炎孔部32の外周側範囲にある小径炎孔に向けて
上方に噴出させるようになっている。上記濃混合室11
は、第2仕切り板14により上下部空間に区画され、そ
の上下部空間が上記第2仕切り板15の小孔151,1
51,…により連通されている。
The burner plate 3 and the burner case 2
A first partition plate 14 is fixed at an intermediate position in the vertical direction between the partition wall portion 25 and the partition wall portion 25, and the space between the burner plate 3 and the partition wall portion 25 is vertically partitioned by the first partition plate 14. ing. A plurality of ejection holes 141, 141,... Are formed in the first partition plate 14 at predetermined intervals so as to surround the communication tubes 5 at positions on the outer peripheral side of the communication tubes 5. Concentrated mixing chamber 1 with hole 141
The concentrated mixed gas supplied from 1 through the center hole 27 is ejected upward toward the small-diameter flame holes in the outer peripheral area of each unit flame hole portion 32. The rich mixing chamber 11
Are divided into upper and lower spaces by a second partition plate 14, and the upper and lower spaces are defined by the small holes 151, 1 of the second partition plate 15.
, Are communicated with each other.

【0046】上記第1バッフル板6の中心絞り通路61
は中心部の貫通孔の孔縁部を上方に曲げ起こすことによ
り上向き漏斗状に形成されたものであり、この中心絞り
通路61の上下方向中間位置に臨んで分流管8の第1噴
出孔81,81,…が横向きに開口されている。また、
この分流管8の上端部は頂面が閉塞された状態で上記濃
混合室11の下部空間に入り込み、分流管8の上端部と
内筒部24との間の環状隙間に臨んで上記分流管8の第
2噴出孔82,82,…が横向きに開口されている。
The central throttle passage 61 of the first baffle plate 6
Is formed in an upwardly funnel shape by bending and raising the edge of the through hole in the center upward. The first discharge hole 81 of the branch pipe 8 faces the middle position in the vertical direction of the center throttle passage 61. , 81, ... are opened laterally. Also,
The upper end of the distribution pipe 8 enters the lower space of the concentrated mixing chamber 11 with the top surface closed, and faces the annular gap between the upper end of the distribution pipe 8 and the inner cylindrical portion 24. 8 are open laterally.

【0047】上記第2バッフル板7は図3及び図5にも
示すように中心位置に中心孔71が形成され、第2淡混
合室10bに臨む外周側の位置に複数の切り起こし通路
72,72,…が形成されている。この各切り起こし通
路72(図6も併せて参照)は周方向の一側に開口さ
れ、これにより、第1淡混合室10aからの淡混合ガス
を第2淡混合室10bに対し旋回流となって流れ込ます
ようにし、混合の均一化をより一層図るようにしてい
る。
As shown in FIGS. 3 and 5, the second baffle plate 7 has a center hole 71 formed at the center thereof, and a plurality of cut-and-raised passages 72, at the outer peripheral side facing the second light mixing chamber 10b. 72 are formed. Each of the cut-and-raised passages 72 (see also FIG. 6) is opened on one side in the circumferential direction, so that the light mixed gas from the first light mixing chamber 10a is swirled to the second light mixing chamber 10b. So as to make the mixture flow even more evenly.

【0048】上記の第1及び第2の両淡混合室10a,
10bと、濃混合室11とによって本発明の「混合部」
が構成され、また、分流管8と、バーナケース2により
区画形成される上記の各混合室10a,10b,11
と、「第2配管部材」としての各連通管5とによって本
発明の「ガス供給通路」が構成されている。
The first and second light mixing chambers 10a, 10a,
The “mixing section” of the present invention by the 10b and the rich mixing chamber 11
And the above-described mixing chambers 10a, 10b, and 11 defined by the flow dividing pipe 8 and the burner case 2.
The "gas supply passage" of the present invention is constituted by the communication pipes 5 as "second piping members".

【0049】なお、図3中28aは第1仕切り板14を
位置固定するためのスペーサリング、28bは第2仕切
り板15を位置固定するためのスペーサリング、28c
及び28dはそれぞれ第2バッフル板7を挟み付けて位
置固定するためのスペーサリングである。
In FIG. 3, 28a is a spacer ring for fixing the position of the first partition plate 14, 28b is a spacer ring for fixing the position of the second partition plate 15, 28c
And 28d are spacer rings for holding the second baffle plate 7 therebetween to fix the position.

【0050】以上の構成のバーナ装置300による燃焼
動作について図2及び図3を参照しつつ説明する。ま
ず、合流部305から燃料ガスが分流管8に供給される
一方、空気供給管304から燃焼用空気が空気予熱室1
2に供給される。この空気予熱室12の空気は第1バッ
フル板6の中心絞り通路61を通して第1淡混合室10
aに流入する。この流入の際、空気は広い空気予熱室1
2からそれよりも狭い通路断面積の中心絞り通路61を
通過して再び広い第1淡混合室10aに流れ込むことに
なる。このため、上記中心絞り通路61を通過する際
に、流通速度が高くなった状態の空気の流れに対し分流
管8の各第1噴出孔81から燃料ガスが上記流れと直交
する方向から噴出されて上記空気に混入される上に、こ
の燃料ガスと空気とが上記第1淡混合室10a内に乱流
状態で流れ込むことにより燃料ガスと空気とがさらに混
合されて均一混合に近づくことになる。
The combustion operation of the burner device 300 having the above configuration will be described with reference to FIGS. First, fuel gas is supplied from the junction 305 to the distribution pipe 8, while combustion air is supplied from the air supply pipe 304 to the air preheating chamber 1.
2 is supplied. The air in the air preheating chamber 12 passes through the central throttle passage 61 of the first baffle plate 6 and the first light mixing chamber 10
flows into a. At the time of this inflow, the air is
From 2, it passes through the central throttle passage 61 having a passage cross-sectional area smaller than that, and flows again into the wide first light mixing chamber 10 a. Therefore, when passing through the center throttle passage 61, the fuel gas is ejected from the first ejection holes 81 of the branch pipe 8 in a direction orthogonal to the flow with respect to the flow of the air in the state where the circulation speed is high. In addition to being mixed with the air, the fuel gas and the air flow in a turbulent state into the first light mixing chamber 10a, so that the fuel gas and the air are further mixed to approach uniform mixing. .

【0051】上記の第1淡混合室10aに流入したもの
が淡混合ガスであり、この淡混合ガスは一部が中心孔7
1から濃混合室11に流入する一方、他部が第2バッフ
ル板7の切り起こし通路72,72,…を通過して第2
淡混合室10bに流入する。その各切り起こし通路72
を通過することにより淡混合ガスは旋回流となるため、
空気と燃料ガスとの均一混合の確実化が図られる。そし
て、この均一混合された淡混合ガスが各連通管5から各
単位炎孔部32の内周側範囲にある多数の小径炎孔に供
給され、バーナプレート3の上面で淡火炎となって燃焼
される。
What has flowed into the first light mixing chamber 10a is a light mixed gas.
1 flows into the rich mixing chamber 11, while the other part passes through the cut-and-raised passages 72, 72,.
It flows into the light mixing chamber 10b. Each cut-and-raised passage 72
The gas passes through and the swirl flow turns the light mixed gas.
Assured uniform mixing of air and fuel gas. Then, the uniformly mixed light mixed gas is supplied from each communication pipe 5 to a large number of small-diameter flame holes in the inner peripheral range of each unit flame hole portion 32, and burns as a light flame on the upper surface of the burner plate 3. Is done.

【0052】一方、上記中心孔71から濃混合室11の
環状隙間に流入した淡混合ガスに対し、さらに、分流管
8の各第2噴出孔82から燃料ガスが上記流れと直交す
る方向から噴出されて混入され、これにより、濃混合ガ
スとなる。この際、濃混合室11の下部空間の下流側が
第2仕切り板15により通路断面積が各小孔151のみ
に絞られているため、上記燃料ガスが十分に混入される
ことになる。この濃混合ガスは第2仕切り板15の各小
孔151を通過して濃混合室11の上部空間に流入する
際に混合の均一化が図られる。そして、この濃混合ガス
は中心孔27から第1仕切り板14の各噴出孔141を
通して上記各単位炎孔部32の外周側範囲にある多数の
小径炎孔に供給され、バーナプレート3の上面で濃火炎
となって燃焼される。
On the other hand, with respect to the light mixed gas flowing from the center hole 71 into the annular gap of the rich mixing chamber 11, the fuel gas is further injected from each second injection hole 82 of the branch pipe 8 in a direction orthogonal to the flow. And mixed to form a rich mixed gas. At this time, since the downstream side of the lower space of the rich mixing chamber 11 is narrowed by the second partition plate 15 to only the small holes 151, the fuel gas is sufficiently mixed. When the rich mixed gas passes through the small holes 151 of the second partition plate 15 and flows into the upper space of the rich mixing chamber 11, the mixing is made uniform. Then, the concentrated mixed gas is supplied from the center hole 27 through the ejection holes 141 of the first partition plate 14 to a plurality of small-diameter flame holes in the outer peripheral side of the unit flame hole portions 32. Burns as a rich flame.

【0053】なお、上記バーナ装置300は、燃料電池
100の起動時においては都市ガスのみが供給されてこ
の都市ガスを燃料ガスとして燃焼作動される。
When the fuel cell 100 is started, only the city gas is supplied to the burner device 300, and the burner device 300 is operated by using the city gas as a fuel gas.

【0054】以上の濃淡混合燃焼においては、分流管8
に供給される燃料ガスが都市ガスと未反応排ガスという
互いにWI(Wobbe Index;ウォッベ指数)及び供給圧
(各噴出孔81,82を挟んで上流側である分流管8内
の一次側圧力)が大きく異なる2種類のガスの混合であ
っても、上記各第1噴出孔81の二次側圧力(第1噴出
孔81の下流側である中心絞り通路61を流れる空気の
圧力)と、各第2噴出孔82の二次側圧力(中心孔71
から濃混合室11に流入する淡混合ガスの圧力)とがほ
ぼ同等になる。このため、上記各第1噴出孔81から噴
出される燃料ガスとの混合により生成される淡混合ガス
と、上記各第2噴出孔82から噴出される燃料ガスとの
混合により生成される濃混合ガスとにおける各燃料ガス
濃度(混合比率)をほぼ一定に維持することができるよ
うになる。
In the above-described mixed-concentration combustion, the branch pipe 8
WI (Wobbe Index) and the supply pressure (primary pressure in the distribution pipe 8 upstream of each of the ejection holes 81 and 82) when the fuel gas supplied to the fuel cell is city gas and unreacted exhaust gas. Even in the case of a mixture of two kinds of gases which are greatly different from each other, the secondary pressure of each of the first ejection holes 81 (the pressure of the air flowing through the center throttle passage 61 downstream of the first ejection holes 81) and the 2 Secondary pressure of the ejection hole 82 (the center hole 71
And the pressure of the light mixed gas flowing into the rich mixing chamber 11). For this reason, the rich mixed gas generated by mixing the light mixed gas generated by mixing with the fuel gas ejected from each of the first jet holes 81 and the fuel gas jetted from each of the second jet holes 82. Each fuel gas concentration (mixing ratio) with the gas can be maintained substantially constant.

【0055】一方、上記の濃淡の各燃焼炎からの放射熱
を受けてバーナケース2の上筒部21やバーナプレート
3が吸熱して加熱されることになる。上記上筒部21が
吸熱した熱はバーナケース2自体を伝わって下半部の外
筒部23等に伝熱される一方、バーナカバー4にも伝わ
って下側の空気予熱室12側に伝熱される。同時に、上
記バーナプレート3の熱が段部26を介してバーナケー
ス2に伝熱されると共に各連通管5にも伝熱されること
になる。そして、それらの伝熱により第1及び第2の両
淡混合室10a,10bや濃混合室11からなる混合部
が加熱される一方、上記空気予熱室12内の空気が予熱
(例えば100℃程度)されることになる。このため、
分流管8を通して導入される燃料ガスがまず予熱された
空気と混合されることにより加熱され、次に上記各混合
室10a,10b,11や各連通管5において加熱され
ることになる。
On the other hand, the upper cylindrical portion 21 and the burner plate 3 of the burner case 2 are heated by receiving the radiant heat from each of the above-mentioned dense and light combustion flames. The heat absorbed by the upper cylinder portion 21 is transmitted through the burner case 2 itself to the lower half outer cylinder portion 23 and the like, and is also transmitted to the burner cover 4 to the lower air preheating chamber 12 side. It is. At the same time, the heat of the burner plate 3 is transferred to the burner case 2 via the step portion 26 and also to each communication pipe 5. Then, the heat transfer heats the mixing section including the first and second light mixing chambers 10a and 10b and the rich mixing chamber 11, while the air in the air preheating chamber 12 is preheated (for example, about 100 ° C.). ). For this reason,
The fuel gas introduced through the branch pipe 8 is first heated by being mixed with the preheated air, and then heated in the mixing chambers 10a, 10b, 11 and the communication pipes 5.

【0056】これにより、燃料ガスとして水蒸気を多量
に含み露点の高い未反応排ガスを用いても結露の発生を
確実に防止することができ、上記結露に起因する通路閉
塞発生のおそれを回避することができる。この結果、改
質器200での改質反応を設定のものに維持して燃料電
池100での電気化学反応を設定状態に確実に維持する
ことができるようになる。
Thus, even if unreacted exhaust gas containing a large amount of water vapor and having a high dew point is used as the fuel gas, it is possible to reliably prevent the occurrence of dew condensation, and to avoid the possibility of the passage being blocked due to the dew condensation. Can be. As a result, the reforming reaction in the reformer 200 can be maintained at the set state, and the electrochemical reaction in the fuel cell 100 can be reliably maintained in the set state.

【0057】また、上記バーナプレート3の熱が上記の
如く燃料ガスや燃焼用空気の加熱のために消費されるた
め、上記バーナプレート3の過加熱防止が図られて未反
応排ガスを用いた場合の逆火発生をも防止することがで
きるようになる。
Further, since the heat of the burner plate 3 is consumed for heating the fuel gas and the combustion air as described above, overheating of the burner plate 3 is prevented and unreacted exhaust gas is used. This can prevent the occurrence of flashback.

【0058】<第2実施形態>図7及び図8は本発明の
第2実施形態に係るバーナ装置300aを示す。このバ
ーナ装置300aは、伝熱手段の一つとして特に吸熱部
材16をさらに付加した点でのみ上記第1実施形態のバ
ーナ装置300と異なり、その他の点は第1実施形態の
バーナ装置300(図2及び図3参照)と同じである。
このため、同じ構成要素には第1実施形態と同じ符号を
付してその詳細な説明を省略する。
<Second Embodiment> FIGS. 7 and 8 show a burner device 300a according to a second embodiment of the present invention. The burner device 300a differs from the burner device 300 of the first embodiment only in that a heat absorbing member 16 is further added as one of the heat transfer means, and the other points are the burner device 300 of the first embodiment (FIG. 2 and FIG. 3).
Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

【0059】上記吸熱部材16は周方向に拡径された吸
熱ヘッド161と、軸部162と、ねじ部を有する接合
部163とを備えた棒状をなし、これらが熱伝導性の高
い素材(例えばアルミニウム等)により一体に形成され
たものである。そして、上記吸熱部材16はバーナプレ
ート3の中心孔33、第1仕切り板14、区画壁部25
の中心孔27及び第2仕切り板15′の中心孔152を
それぞれ貫通して、上記接合部163が「第1配管部
材」としての分流管8′の頂壁部83に対しねじ込み締
結されることにより接合されている。これにより、上記
吸熱ヘッド161がバーナプレート3の上側に露出され
て、燃焼室9の火炎から燃焼熱を吸熱し得るようになっ
ている。
The heat absorbing member 16 has a rod shape having a heat absorbing head 161 whose diameter is increased in the circumferential direction, a shaft portion 162, and a joint portion 163 having a threaded portion. Aluminum or the like). The heat-absorbing member 16 includes the center hole 33 of the burner plate 3, the first partition plate 14, and the partition wall 25.
The joint portion 163 is screwed into the top wall portion 83 of the branch pipe 8 'as a "first piping member" by passing through the center hole 27 of the second partition plate 15' and the center hole 152 of the second partition plate 15 '. It is joined by. As a result, the heat absorbing head 161 is exposed above the burner plate 3, and can absorb combustion heat from the flame in the combustion chamber 9.

【0060】上記吸熱ヘッド161は図9にも示すよう
に上記のねじ込み締結のために締結工具の係合用凹溝が
形成されたものである。図例では(−)形のドライバの
先端が係合し得るように一直線状の凹溝を図示している
が(+)形のものでもよい。また、例えば六角ボルトの
頭部のような六角形状等の多角形状にしてもよい。そし
て、この吸熱部材16の分流管8′へのねじ込み締結に
より、吸熱部材16の固定に加え、バーナプレート3を
より強固に固定し得るようにもしている。
As shown in FIG. 9, the heat absorbing head 161 is formed with a concave groove for engaging a fastening tool for the above-mentioned screw fastening. In the illustrated example, a straight concave groove is shown so that the tip of a (-) driver can be engaged, but a (+) shape may be used. Further, the shape may be a polygonal shape such as a hexagonal shape such as a hexagonal bolt head. The heat absorbing member 16 is screwed into the branch pipe 8 ′, so that the burner plate 3 can be more firmly fixed in addition to fixing the heat absorbing member 16.

【0061】また、上記吸熱ヘッド161のねじ込み締
結に際しては、その吸熱ヘッド161とバーナプレート
3との間に耐熱パッキン17を挟み付けた状態で介装さ
れ、これにより、中心孔33を通しての未燃ガスの漏出
防止、及び、熱膨張もしくは製造上の寸法誤差の吸収に
よるバーナプレート3への過大な応力発生の未然防止を
図るようにしている。
When the heat absorbing head 161 is screwed and fastened, the heat absorbing head 17 is inserted between the heat absorbing head 161 and the burner plate 3 with the heat resistant packing 17 interposed therebetween. Gas leakage is prevented, and excessive generation of stress on the burner plate 3 due to thermal expansion or absorption of dimensional errors in manufacturing is prevented.

【0062】この第2実施形態の場合、燃料ガスに対す
る加熱として、バーナケース2、各連通管5及びバーナ
カバー4を介した第1実施形態と同様な加熱に加え、さ
らに上記吸熱部材16により上記第1実施形態の場合よ
りも上流側の燃料ガスに対する加熱をも行うことができ
るようになる。
In the case of the second embodiment, the heating of the fuel gas is performed in addition to the same heating as that of the first embodiment via the burner case 2, the communication pipes 5 and the burner cover 4. Heating of the fuel gas on the upstream side as compared with the case of the first embodiment can also be performed.

【0063】すなわち、バーナプレート3の炎孔部31
からの火炎の放射熱を上記吸熱部材16の吸熱ヘッド1
61が直接に吸熱し、吸熱した熱が軸部162及び接合
部163を介して分流管8に対し伝熱されることにな
る。これにより、分流管8′自体が加熱されてバーナ装
置300aに導入される燃料ガスの内でも最も上流側で
ある分流管8′内の燃料ガスを加熱することができるよ
うになる。また、併せて、上記軸部162からの放熱に
より、燃料ガス濃度の高い濃混合ガスに対する加熱をよ
り促進させることができるようになる。
That is, the flame hole 31 of the burner plate 3
The radiant heat of the flame from the heat absorbing head 1 of the heat absorbing member 16
61 directly absorbs heat, and the absorbed heat is transferred to the branch pipe 8 via the shaft 162 and the joint 163. As a result, the branch pipe 8 'itself is heated, and the fuel gas in the branch pipe 8', which is the most upstream among the fuel gases introduced into the burner device 300a, can be heated. In addition, by radiating heat from the shaft portion 162, it becomes possible to further promote heating of a rich mixed gas having a high fuel gas concentration.

【0064】以上により、第2実施形態では、燃料ガス
として水蒸気を多量に含み露点の高い未反応排ガスを用
いた場合の結露発生を第1実施形態よりも一層確実に防
止することができ、上記結露に起因する通路閉塞発生の
おそれを完全に回避することができる。この結果、改質
器200での改質反応を設定のものに確実に維持して燃
料電池100での電気化学反応を設定状態に確実に維持
させることができるようになる。
As described above, in the second embodiment, the occurrence of dew condensation when using unreacted exhaust gas containing a large amount of water vapor as a fuel gas and having a high dew point can be more reliably prevented than in the first embodiment. It is possible to completely avoid the possibility of the passage being blocked due to dew condensation. As a result, the reforming reaction in the reformer 200 can be reliably maintained at the set state, and the electrochemical reaction in the fuel cell 100 can be reliably maintained at the set state.

【0065】<他の実施形態>なお、本発明は上記第1
及び第2実施形態に限定されるものではなく、その他種
々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記第
2実施形態では吸熱部材16の一端を接合部163とし
て分流管8′の頂壁部83に貫通状態でねじ込みさせて
接合しているが、これに限らず、単に接触させるだけで
もよい。この場合であっても、吸熱ヘッド161で吸熱
した熱を分流管8′に対し伝熱させて燃料ガスの加熱を
行うことができる。
<Other Embodiments> The present invention relates to the first embodiment.
The present invention is not limited to the second embodiment, and includes various other embodiments. That is, in the second embodiment, one end of the heat absorbing member 16 is screwed into the top wall portion 83 of the flow dividing pipe 8 'in a penetrating state as the joining portion 163, but the present invention is not limited to this. Good. Even in this case, the heat absorbed by the heat absorbing head 161 can be transferred to the branch pipe 8 'to heat the fuel gas.

【0066】また、上記第2実施形態では吸熱部材16
として一端である接合部163が分流管8′の頂壁部8
3に対し接合されたものを示したが、これに限らず、吸
熱部材としてその一端が分流管8′の内部空間に貫入し
て放熱する放熱部を備えた構成にしてもよい。この場合
は、例えば図10に示すように接合部163に対しさら
に棒状の放熱部164を一体に延長させて吸熱部材1
6′を構成すればよい。この場合は、分流管8′の頂壁
部83に貫通形成されたねじ孔から上記放熱部164を
分流管8′内に挿入させてから上記接合部163を上記
ねじ孔にねじ込んで吸熱部材16′を固定するようにす
ればよい。このようにすることにより、吸熱ヘッド16
1が吸熱した熱が軸部162及び接合部163を介して
分流管8′に伝熱されると同時に、放熱部164にも伝
熱され、その熱が放熱部164の周面から分流管8′内
の燃料ガスそのものに放熱されることになる。このた
め、バーナ装置300aに対し導入される燃料ガスに対
し最も上流側において加熱することができ、バーナ装置
300a内での結露発生をより確実に阻止することがで
きる。なお、上記放熱部164の延長長さは図10に例
示したもの以外に、例えば分流管8′と合流部305と
の境界位置までの範囲で設定すればよい。
In the second embodiment, the heat absorbing member 16
The junction 163 which is one end is the top wall 8 of the branch pipe 8 '.
3 is shown, but the present invention is not limited to this, and a configuration may be adopted in which a heat-dissipating member is provided as a heat-absorbing member, one end of which penetrates the internal space of the flow dividing tube 8 'and radiates heat. In this case, for example, as shown in FIG.
6 'may be configured. In this case, the heat radiating portion 164 is inserted into the diverting tube 8 ′ from a screw hole formed through the top wall portion 83 of the diverting tube 8 ′, and the joining portion 163 is screwed into the screw hole to form the heat absorbing member 16. 'May be fixed. By doing so, the heat absorbing head 16
1 is transferred to the shunt tube 8 'via the shaft portion 162 and the joint portion 163, and is also transferred to the radiator 164, and the heat is transferred from the peripheral surface of the radiator 164 to the shunt tube 8'. The heat is radiated to the fuel gas itself. Therefore, the fuel gas introduced into the burner device 300a can be heated at the most upstream side, and the occurrence of dew condensation in the burner device 300a can be more reliably prevented. The extension length of the heat radiating portion 164 may be set, for example, in a range up to a boundary position between the branch pipe 8 'and the merging portion 305, in addition to the example illustrated in FIG.

【0067】上記第1及び第2実施形態では、改質器2
00の下部に対しバーナ装置300,300′を上向き
に取り付けているが、これに限らず、横向きもしくは下
向きに取り付けてもよい。
In the first and second embodiments, the reformer 2
Although the burner devices 300 and 300 'are attached upward to the lower part of 00, the invention is not limited thereto, and the burners may be attached sideways or downward.

【0068】また、上記第1及び第2実施形態では、燃
料ガスと空気とを予め混合する予混合燃焼方式に加え、
上記燃料ガスと空気との混合度合を濃淡2種類に分けて
混合させて濃淡燃焼方式を実現させているが、これに限
らず、例えば濃混合室11を構成する構成部分を省略し
て予混合燃焼方式のみを実現させてもよい。この場合に
おいても、これまで説明した燃焼前の燃料ガスに対する
加熱に基づくバーナ装置内での結露発生の防止を同様に
図ることができる。
In the first and second embodiments, in addition to the premixed combustion system in which the fuel gas and the air are mixed in advance,
Although the mixing degree of the fuel gas and the air is divided into two types of concentration and mixed to realize the concentration combustion method, the present invention is not limited to this. Only the combustion method may be realized. Also in this case, it is possible to similarly prevent the occurrence of dew condensation in the burner device based on the heating of the fuel gas before combustion described above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態が適用される燃料電池システ
ムを示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a fuel cell system to which an embodiment of the present invention is applied.

【図2】第1実施形態を示す縦断面説明図である。FIG. 2 is an explanatory longitudinal sectional view showing the first embodiment.

【図3】図2の部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2;

【図4】図2の一部切欠平面説明図である。FIG. 4 is a partially cutaway plan view of FIG. 2;

【図5】第2バッフル板の平面図である。FIG. 5 is a plan view of a second baffle plate.

【図6】図5のA−A線における拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged sectional view taken along line AA of FIG. 5;

【図7】第2実施形態を示す図2対応図である。FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 2, showing a second embodiment.

【図8】図7の部分拡大図である。FIG. 8 is a partially enlarged view of FIG. 7;

【図9】図7の一部切欠平面説明図である。FIG. 9 is a partially cutaway plan view of FIG. 7;

【図10】第2実施形態についての他の実施形態を示す
図8対応図である。
FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 8, showing another embodiment of the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 バーナケース(伝熱手段) 3 バーナプレート 4 バーナカバー 5 連通管(伝熱手段,第2配管部材) 8 分流管(第1配管部材) 9 燃焼室 10a 第1淡混合室(混合部) 10b 第2淡混合室(混合部) 11 濃混合室(混合部) 12 空気予熱室(環状空間) 16,16′ 吸熱部材 21 上筒部(バーナケースの壁部) 32 炎孔部 100 燃料電池 200 改質器 300,300a バーナ装置 Reference Signs List 2 burner case (heat transfer means) 3 burner plate 4 burner cover 5 communication pipe (heat transfer means, second pipe member) 8 branch pipe (first pipe member) 9 combustion chamber 10a first light mixing chamber (mixing section) 10b Second light mixing chamber (mixing section) 11 Rich mixing chamber (mixing section) 12 Air preheating chamber (annular space) 16, 16 'Heat absorbing member 21 Upper cylinder section (wall of burner case) 32 Flame hole section 100 Fuel cell 200 Reformer 300, 300a Burner device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01M 8/06 H01M 8/06 G B (72)発明者 藤生 昭 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 森本 量 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 植田 英雄 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 吉村 雅也 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 若田 武志 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 大渡 裕和 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 (72)発明者 岸尾 浩次 兵庫県神戸市中央区江戸町93番地 株式会 社ノーリツ内 Fターム(参考) 3K017 DC02 DC04 3K068 AA02 AA03 AA05 AB05 AB21 AB36 4G040 EA02 EA03 EA06 EB03 EB44 EB46 4G140 EA02 EA03 EA06 EB03 EB44 EB46 5H027 AA02 BA01 BA09 BA19 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court ゛ (Reference) H01M 8/06 H01M 8/06 GB (72) Inventor Akira Fujio 2-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No. 5 Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Akira Morimoto, Inventor 93, Edocho, Chuo-ku, Kobe, Hyogo Prefecture Inside Noritz (72) Inventor Hideo Ueda 93, Edocho, Chuo-ku, Kobe, Hyogo Stock Association In Noritz, Inc. (72) Inventor Masaya Yoshimura 93, Edocho, Chuo-ku, Kobe, Hyogo Prefecture Incorporated Noritsu (72) Inventor Takeshi Wakata 93, Edocho, Chuo-ku, Kobe, Hyogo Pref. Inventor Hirokazu Owatari 93, Edocho, Chuo-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture Inside Noritz Co., Ltd. (72) Inventor Koji Kishio 93, Edocho, Chuo-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture Co., Ltd. Ritsu in the F-term (reference) 3K017 DC02 DC04 3K068 AA02 AA03 AA05 AB05 AB21 AB36 4G040 EA02 EA03 EA06 EB03 EB44 EB46 4G140 EA02 EA03 EA06 EB03 EB44 EB46 5H027 AA02 BA01 BA09 BA19

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料電池から排出される水素リッチの未
反応排ガスを燃料ガスの一部もしくは全部として燃焼さ
せることにより改質器を加熱する改質器用バーナ装置で
あって、 上記燃料ガスを燃焼させた際の火炎による燃焼熱を燃焼
前の燃料ガスに対し伝熱することにより燃料ガスを加熱
する伝熱手段を備えていることを特徴とする改質器用バ
ーナ装置。
1. A reformer burner device for heating a reformer by burning hydrogen-rich unreacted exhaust gas discharged from a fuel cell as a part or all of a fuel gas, wherein the fuel gas is burned. A burner device for a reformer, comprising: heat transfer means for heating the fuel gas by transferring the heat of combustion by the flame at the time of the combustion to the fuel gas before combustion.
【請求項2】 請求項1に記載の改質器用バーナ装置で
あって、 火炎が形成される炎孔部と、この炎孔部に対し燃料ガス
を供給するガス供給通路とを備え、 伝熱手段は、その一部が上記炎孔部の火炎に対しその燃
焼熱を直接もしくは間接に吸熱し得るように配設される
一方、他部が上記ガス供給通路内の燃料ガスに伝熱し得
るように配設されている、改質器用バーナ装置。
2. The burner device for a reformer according to claim 1, further comprising: a flame hole in which a flame is formed; and a gas supply passage for supplying a fuel gas to the flame hole. The means is arranged so that a part thereof can directly or indirectly absorb the heat of combustion with respect to the flame of the flame hole, while the other part can transfer heat to the fuel gas in the gas supply passage. The burner device for the reformer, which is provided in the company.
【請求項3】 請求項2に記載の改質器用バーナ装置で
あって、 伝熱手段として、内部にガス供給通路が形成されたバー
ナケースを備え、 このバーナケースは炎孔部から噴射される火炎に対し露
出する壁部を備えている、改質器用バーナ装置。
3. The burner device for a reformer according to claim 2, further comprising a burner case having a gas supply passage formed therein as the heat transfer means, and the burner case is injected from a flame hole. A burner device for a reformer, comprising a wall exposed to a flame.
【請求項4】 請求項3に記載の改質器用バーナ装置で
あって、 バーナケースの外周側にそのバーナケースの外表面との
間に環状空間を隔てて配設されたバーナカバーを備え、 上記環状空間はその一側に対し燃焼用空気が導入される
一方、他側がガス供給通路内の燃料ガスとの混合部に連
通されている、改質器用バーナ装置。
4. The burner device for a reformer according to claim 3, further comprising: a burner cover disposed on an outer peripheral side of the burner case and an outer surface of the burner case with an annular space therebetween. A burner device for a reformer, wherein combustion air is introduced into one side of the annular space, and the other side is communicated with a mixing portion with fuel gas in a gas supply passage.
【請求項5】 請求項4に記載の改質器用バーナ装置で
あって、 バーナケースは、バーナカバーの熱伝導率よりも同等以
上の高い熱伝導率を有する素材により形成されている、
改質器用バーナ装置。
5. The burner device for a reformer according to claim 4, wherein the burner case is formed of a material having a heat conductivity higher than or equal to the heat conductivity of the burner cover.
Burner device for reformer.
【請求項6】 請求項4又は請求項5に記載の改質器用
バーナ装置であって、 バーナカバーは、複数の層からなりかつ環状空間に臨む
内層が外層よりも高い熱伝導率を有する材質に設定され
たクラッド材により形成されている、改質器用バーナ装
置。
6. The reformer burner device according to claim 4, wherein the burner cover is made of a plurality of layers, and the inner layer facing the annular space has a higher thermal conductivity than the outer layer. A burner device for a reformer, which is formed of a clad material set in (1).
【請求項7】 請求項2に記載の改質器用バーナ装置で
あって、 伝熱手段として棒状吸熱部材を備え、 この棒状吸熱部材は、その一端部が炎孔部が貫通形成さ
れたバーナプレートを貫通して燃焼室内に突出する一
方、他端部がガス供給通路を構成する第1配管部材に対
し接触するよう配設されている、改質器用バーナ装置。
7. The burner device for a reformer according to claim 2, further comprising a rod-shaped heat absorbing member as a heat transfer means, wherein the rod-shaped heat absorbing member has a burner plate having a flame hole formed at one end thereof. And the other end of the burner device is disposed so as to protrude into the combustion chamber while being in contact with the first pipe member constituting the gas supply passage.
【請求項8】 請求項2に記載の改質器用バーナ装置で
あって、 伝熱手段として、ガス供給通路を構成する第2配管部材
を備え、 この第2配管部材はその一部が炎孔部が形成されたバー
ナプレートに対し直接もしくは間接に接触した状態に配
設されている、改質器用バーナ装置。
8. The burner device for a reformer according to claim 2, further comprising a second pipe member constituting a gas supply passage as a heat transfer means, wherein a part of the second pipe member is a flame hole. A burner device for a reformer, which is disposed in direct or indirect contact with a burner plate on which a portion is formed.
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