JP2003306304A - Fuel reformer - Google Patents

Fuel reformer

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JP2003306304A
JP2003306304A JP2002107954A JP2002107954A JP2003306304A JP 2003306304 A JP2003306304 A JP 2003306304A JP 2002107954 A JP2002107954 A JP 2002107954A JP 2002107954 A JP2002107954 A JP 2002107954A JP 2003306304 A JP2003306304 A JP 2003306304A
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JP
Japan
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fuel
raw fuel
reforming
passage
nozzle hole
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Application number
JP2002107954A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Miyoshi
新二 三好
Takao Naruoka
孝夫 成岡
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology to reduce deposit accumulated at a nozzle hole forming area in an ejection part. <P>SOLUTION: A fuel reformer is equipped with the ejection part, a gasifying chamber to gasify a hydrocarbon-based liquid fuel ejected from the ejection part and a reforming part to reform the gasified fuel to a reformed gas which contains hydrogen. The ejection part 400D is equipped with a fuel path 320 in which the fuel flows, a head part 324 having a nozzle hole to eject the fuel and a fluid supply part 370D to flow a specified fluid to the nozzle hole for reducing oxygen in the neighborhood of the nozzle hole. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、燃料改質装置に関
し、特に、炭化水素系の液体原燃料を噴射するための噴
射部に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel reformer, and more particularly to an injector for injecting a hydrocarbon-based liquid raw fuel.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料改質装置は、炭化水素系の原燃料を
改質して、水素ガスを含む改質ガスを生成する改質部を
備えている。液体の原燃料が用いられる場合には、燃料
改質装置は、通常、改質部の前段に、液体原燃料を気化
させるための気化室を備えている(例えば、特開200
1−139301号公報)。液体原燃料は、複数のノズ
ル孔を有する噴射部によって、高温の気化室内部に噴射
され、気化室内で気化する。
2. Description of the Related Art A fuel reforming apparatus is equipped with a reforming section for reforming a hydrocarbon-based raw fuel to produce a reformed gas containing hydrogen gas. When a liquid raw fuel is used, the fuel reforming apparatus is usually provided with a vaporization chamber for vaporizing the liquid raw fuel in the preceding stage of the reforming unit (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 200-200200).
No. 1-139301). The liquid raw fuel is injected into the high temperature vaporization chamber by the injection unit having a plurality of nozzle holes, and is vaporized in the vaporization chamber.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、噴射部のノ
ズル孔形成領域には、原燃料が変質したデポジットと呼
ばれる生成物が堆積し易い。デポジットが堆積すると、
ノズル孔から原燃料を精度よく噴射させることが困難と
なる。しかしながら、従来の燃料改質装置では、デポジ
ットの堆積に対して、充分な対策が施されていなかっ
た。
By the way, in the nozzle hole formation region of the injection portion, a product called deposit, which is a deterioration of the raw fuel, is likely to be deposited. When deposits accumulate,
It becomes difficult to accurately inject the raw fuel from the nozzle hole. However, in the conventional fuel reformer, sufficient measures have not been taken against deposit accumulation.

【0004】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたものであり、噴射部のノズル孔形成領域に堆積す
るデポジットの量を低減させることのできる技術を提供
することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the amount of deposits accumulated in the nozzle hole forming region of the injection portion.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第
1の装置は、燃料改質装置であって、噴射部を有し、前
記噴射部から噴射される炭化水素系の液体原燃料を気化
させるための気化室と、気化した前記原燃料を、水素ガ
スを含む改質ガスに改質するための改質部と、を備え、
前記噴射部は、前記原燃料が通る原燃料通路と、前記原
燃料を噴射するためのノズル孔を有するヘッド部と、前
記ノズル孔近傍の酸素ガス量を低減させるために、前記
ノズル孔に向けて所定の流体を流出させるための流体供
給部と、を備えることを特徴とする。
In order to solve at least a part of the above-mentioned problems, a first device of the present invention is a fuel reforming device having an injection part, A vaporization chamber for vaporizing the hydrocarbon-based liquid raw fuel injected from the injection unit, and a reforming unit for reforming the vaporized raw fuel into a reformed gas containing hydrogen gas,
The injection unit is provided with a raw fuel passage through which the raw fuel passes, a head unit having a nozzle hole for injecting the raw fuel, and a nozzle unit facing the nozzle hole in order to reduce the amount of oxygen gas near the nozzle hole. And a fluid supply unit for causing a predetermined fluid to flow out.

【0006】この燃料改質装置では、噴射部は、流体供
給部を備えており、所定の流体がノズル孔に向けて流出
されるため、ノズル近傍の酸素ガス量を低減させること
ができる。これにより、酸化に起因するデポジットの生
成を抑制することができ、この結果、噴射部のノズル孔
形成領域に堆積するデポジットの量を低減させることが
可能となる。
In this fuel reforming apparatus, the injection section is provided with the fluid supply section, and the predetermined fluid flows out toward the nozzle hole, so that the amount of oxygen gas near the nozzle can be reduced. As a result, it is possible to suppress the generation of deposits due to oxidation, and as a result, it is possible to reduce the amount of deposits deposited in the nozzle hole formation region of the injection unit.

【0007】上記の装置において、前記所定の流体は、
前記改質部における反応に用いられる改質原料を含むこ
とが好ましい。
In the above device, the predetermined fluid is
It is preferable to include a reforming raw material used for the reaction in the reforming section.

【0008】ここで、前記改質部は、水蒸気を用いて、
改質処理を実行し、前記所定の流体は、水蒸気を含むよ
うにしてもよい。
Here, the reforming section uses steam to
A reforming process may be performed and the predetermined fluid may include water vapor.

【0009】このようにすれば、デポジットの堆積量を
低減させることができるとともに、所定の流体を改質部
において有効に利用することができる。
In this way, the amount of deposits deposited can be reduced, and a predetermined fluid can be effectively used in the reforming section.

【0010】上記の装置において、前記噴射部は、さら
に、前記ヘッド部付近に環状に設けられ、前記ヘッド部
を冷却するための冷却液が通る冷却液通路を備えること
が好ましい。
In the above apparatus, it is preferable that the jetting section is further provided in a ring shape near the head section, and has a cooling liquid passage through which a cooling liquid for cooling the head section passes.

【0011】こうすれば、ヘッド部のノズル孔形成領域
を効率よく冷却することができる。これにより、熱に起
因するデポジットの生成を抑制することができ、この結
果、噴射部のノズル孔形成領域に堆積するデポジットの
量をさらに低減させることが可能となる。
With this arrangement, the nozzle hole forming region of the head portion can be efficiently cooled. This makes it possible to suppress the generation of deposits due to heat, and as a result, it is possible to further reduce the amount of deposits deposited in the nozzle hole formation region of the injection unit.

【0012】上記の装置において、前記噴射部は、さら
に、前記原燃料通路の通路途中に移動可能に設けられ、
前記原燃料の流通状態を制御するための弁体と、前記弁
体の周囲に設けられ、前記弁体を駆動させるためのソレ
ノイドと、を含み、前記冷却液通路は、前記ソレノイド
と前記気化室との間に形成されていることが好ましい。
In the above apparatus, the injection section is further provided movably in the middle of the raw fuel passage,
A valve body for controlling the flow state of the raw fuel; and a solenoid provided around the valve body for driving the valve body, wherein the cooling liquid passage includes the solenoid and the vaporization chamber. It is preferably formed between and.

【0013】こうすれば、ヘッド部のノズル孔形成領域
を冷却することができるとともに、ソレノイドを冷却す
ることができる。したがって、ソレノイドの熱に起因す
る破損を防止することが可能となる。
With this arrangement, the nozzle hole forming region of the head portion can be cooled and the solenoid can be cooled. Therefore, it is possible to prevent damage due to heat of the solenoid.

【0014】上記の装置において、前記噴射部は、さら
に、前記原燃料通路を形成するハウジングを備え、前記
噴射部は、前記ハウジングによって一体化されていても
よい。
In the above apparatus, the injection section may further include a housing forming the raw fuel passage, and the injection section may be integrated by the housing.

【0015】あるいは、上記の装置において、前記流体
供給部は、前記気化室の壁に形成されていてもよい。
Alternatively, in the above apparatus, the fluid supply section may be formed on the wall of the vaporization chamber.

【0016】このように、噴射部としては種々の構成を
採用可能である。
As described above, various structures can be adopted as the injection unit.

【0017】本発明の第2の装置は、燃料改質装置であ
って、噴射部を有し、前記噴射部から噴射される炭化水
素系の液体原燃料を気化させるための気化室と、気化し
た前記原燃料を、水素ガスを含む改質ガスに改質するた
めの改質部と、を備え、前記噴射部は、ハウジングと、
前記ハウジング内部に形成され、前記原燃料が通る原燃
料通路と、前記ハウジングに形成され、前記原燃料を噴
射するためのノズル孔を有するヘッド部と、前記ハウジ
ング内部に形成され、前記ヘッド部を冷却するための冷
却液が通る冷却液通路と、を備え、前記冷却液通路は、
前記ヘッド部付近に環状に設けられていることを特徴と
する。
A second device of the present invention is a fuel reforming device, which has an injection part, a vaporization chamber for vaporizing a hydrocarbon-based liquid raw fuel injected from the injection part, and a vaporization device. And a reforming unit for reforming the raw fuel to a reformed gas containing hydrogen gas, the injection unit having a housing,
A raw fuel passage formed inside the housing and through which the raw fuel passes; a head portion formed in the housing and having a nozzle hole for injecting the raw fuel; and a head portion formed inside the housing, A cooling liquid passage through which a cooling liquid for cooling passes, wherein the cooling liquid passage is
It is characterized in that it is provided in an annular shape near the head portion.

【0018】この燃料改質装置では、噴射部は、冷却液
通路を備えているため、冷却液がヘッド部のノズル孔形
成領域を冷却することができる。これにより、熱に起因
するデポジットの生成を抑制することができ、この結
果、噴射部のノズル孔形成領域に堆積するデポジットの
量を低減させることが可能となる。
In this fuel reformer, since the injection portion has the cooling liquid passage, the cooling liquid can cool the nozzle hole forming region of the head portion. As a result, it is possible to suppress the generation of deposits due to heat, and as a result, it is possible to reduce the amount of deposits accumulated in the nozzle hole formation region of the injection unit.

【0019】上記の装置において、前記ハウジングは、
前記ヘッド部の周囲に突出して形成された環状の壁部を
含み、前記冷却液通路は、前記環状の壁部の内部に形成
されていることが好ましい。
In the above apparatus, the housing is
It is preferable that the cooling liquid passage includes an annular wall portion formed so as to project around the head portion, and the cooling liquid passage is formed inside the annular wall portion.

【0020】こうすれば、環状の壁部の内側の空間にお
いて温度勾配が形成されるので、ヘッド部のノズル孔形
成領域の温度を気化室内部の温度よりも低く保つことが
でき、この結果、デポジットの堆積量を低減させること
ができる。
In this case, since the temperature gradient is formed in the space inside the annular wall portion, the temperature of the nozzle hole forming region of the head portion can be kept lower than the temperature of the inside of the vaporization chamber, and as a result, The amount of deposits deposited can be reduced.

【0021】上記の装置において、前記環状の壁部の内
面は、前記原燃料の噴射方向に沿って、略円錐状に広が
っていてもよい。
In the above apparatus, the inner surface of the annular wall portion may extend in a substantially conical shape along the injection direction of the raw fuel.

【0022】こうすれば、環状の壁部の内面の面積を増
大させることができるため、環状の壁部の内側の空間に
おいて形成される温度勾配を比較的大きくすることがで
きる。これにより、ヘッド部のノズル孔形成領域の温度
をさらに低く保つことができ、この結果、デポジットの
堆積量をさらに低減させることができる。
With this configuration, the area of the inner surface of the annular wall portion can be increased, so that the temperature gradient formed in the space inside the annular wall portion can be made relatively large. As a result, the temperature of the nozzle hole forming region of the head portion can be kept even lower, and as a result, the amount of deposited deposit can be further reduced.

【0023】上記の装置において、前記噴射部は、さら
に、前記原燃料通路の通路途中に移動可能に設けられ、
前記原燃料の流通状態を制御するための弁体と、前記ハ
ウジング内部において前記弁体の周囲に設けられ、前記
弁体を駆動させるためのソレノイドと、を含み、前記冷
却液通路は、前記ソレノイドと前記気化室との間に形成
されているようにしてもよい。
In the above apparatus, the injection portion is further provided so as to be movable in the middle of the raw fuel passage,
The cooling fluid passage includes a valve body for controlling a flow state of the raw fuel, and a solenoid provided inside the housing around the valve body for driving the valve body. And the vaporization chamber.

【0024】こうすれば、ヘッド部のノズル孔形成領域
を冷却することができるとともに、ソレノイドを冷却す
ることができる。したがって、ソレノイドの熱に起因す
る破損を防止することが可能となる。
With this arrangement, the nozzle hole forming region of the head portion can be cooled and the solenoid can be cooled. Therefore, it is possible to prevent damage due to heat of the solenoid.

【0025】なお、本発明は、燃料改質装置、燃料改質
装置を含む燃料電池システム、該燃料電池システムを搭
載した移動体などの装置、等の種々の態様で実現するこ
とができる。
The present invention can be implemented in various modes such as a fuel reformer, a fuel cell system including the fuel reformer, and a device such as a moving body equipped with the fuel cell system.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】A.第1実施例:次に、本発明の
実施の形態を実施例に基づき説明する。図1は、第1実
施例における燃料改質装置100の概略構成を模式的に
示す説明図である。なお、本実施例の燃料改質装置10
0は、燃料電池システムに適用されており、水素ガスを
含む燃料ガスを生成して燃料電池に供給する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A. First Example: Next, an embodiment of the present invention will be described based on examples. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a schematic configuration of the fuel reforming apparatus 100 in the first embodiment. The fuel reformer 10 of this embodiment
0 is applied to the fuel cell system and generates a fuel gas containing hydrogen gas and supplies it to the fuel cell.

【0027】図示するように、燃料改質装置100は、
混合部30と、改質部40と、冷却部50と、シフト部
60と、CO浄化部70と、制御部90と、を備えてい
る。
As shown, the fuel reformer 100 is
The mixing unit 30, the reforming unit 40, the cooling unit 50, the shift unit 60, the CO purification unit 70, and the control unit 90 are provided.

【0028】混合部30は、蒸発器32と加熱器34と
気化室36とを備えており、原燃料と水蒸気と空気との
混合ガスを改質部40に供給する。蒸発器32は、第1
の水ポンプ27によって水タンク26から供給された水
を気化させる。加熱器34は、蒸発器32から供給され
た水蒸気と、第1のブロワ24によって供給された空気
と、の混合ガスを加熱して、気化室36に供給する。気
化室36は、燃料ポンプ22によって原燃料タンク21
から供給された液体原燃料を気化させ、原燃料と水蒸気
と空気との混合ガスを生成する。本実施例では、液体原
燃料として、ガソリンが用いられている。なお、蒸発器
32から排出される水蒸気の温度は、例えば、約120
℃に設定されており、加熱器34から排出される混合ガ
スの温度は、例えば、改質部40における改質反応に適
した約500℃に設定されている。
The mixing section 30 is provided with an evaporator 32, a heater 34 and a vaporization chamber 36, and supplies the reforming section 40 with a mixed gas of raw fuel, steam and air. The evaporator 32 is the first
The water supplied from the water tank 26 is vaporized by the water pump 27. The heater 34 heats the mixed gas of the steam supplied from the evaporator 32 and the air supplied by the first blower 24, and supplies the mixed gas to the vaporization chamber 36. The vaporization chamber 36 is connected to the raw fuel tank 21 by the fuel pump 22.
The liquid raw fuel supplied from is vaporized to generate a mixed gas of the raw fuel, water vapor and air. In this embodiment, gasoline is used as the liquid raw fuel. The temperature of the steam discharged from the evaporator 32 is about 120, for example.
The temperature of the mixed gas discharged from the heater 34 is set to, for example, about 500 ° C., which is suitable for the reforming reaction in the reforming section 40.

【0029】改質部40は、改質触媒を備えており、混
合ガスに含まれる原燃料を、水蒸気と空気とを用いて、
水素ガスと一酸化炭素ガスとを含む改質ガスに改質す
る。なお、本実施例の改質部は、水蒸気改質と部分酸化
改質とを組み合わせた併用改質を行う。
The reforming section 40 is provided with a reforming catalyst, and uses the raw fuel contained in the mixed gas by using steam and air.
Reforming into a reformed gas containing hydrogen gas and carbon monoxide gas. The reforming section of the present embodiment performs combined reforming that combines steam reforming and partial oxidation reforming.

【0030】冷却部50は、第2の水ポンプ28によっ
て水タンク26から供給される水を用いて、改質ガスを
冷却する。具体的には、冷却部50では、高温の改質ガ
ス中に水が噴射される。噴射された水は、改質ガスの熱
を奪って気化し、この結果、改質ガスが冷却される。改
質ガスと水蒸気との混合ガスは、所定範囲内の温度に冷
却され、シフト部60に供給される。
The cooling unit 50 cools the reformed gas using the water supplied from the water tank 26 by the second water pump 28. Specifically, in the cooling unit 50, water is injected into the high temperature reformed gas. The injected water takes heat of the reformed gas to be vaporized, and as a result, the reformed gas is cooled. The mixed gas of the reformed gas and steam is cooled to a temperature within a predetermined range and supplied to the shift unit 60.

【0031】シフト部60は、改質ガスに含まれる一酸
化炭素ガスを、冷却部50で気化した水(水蒸気)を用
いて、水素ガスと二酸化炭素ガスとに変換する。この反
応は、シフト反応と呼ばれている。
The shift unit 60 converts the carbon monoxide gas contained in the reformed gas into hydrogen gas and carbon dioxide gas using the water (steam) vaporized in the cooling unit 50. This reaction is called a shift reaction.

【0032】なお、冷却部50において、改質部40か
ら排出された改質ガスを水を用いて冷却しているのは、
シフト部60における改質ガスの適正温度が比較的低い
ためである。具体的には、改質部40の内部の改質ガス
の温度は、約500〜約800℃であるが、シフト部6
0に供給される改質ガスの適正温度は、約200〜約4
00℃である。また、シフト部60におけるシフト反応
では、水蒸気が利用される。そこで、冷却部50は、改
質ガスを、水を用いて冷却している。すなわち、水は、
冷却部50において改質ガスの冷却に利用されるととも
に、シフト部においてシフト反応に利用される。
In the cooling unit 50, the reformed gas discharged from the reforming unit 40 is cooled with water.
This is because the appropriate temperature of the reformed gas in the shift section 60 is relatively low. Specifically, the temperature of the reformed gas inside the reforming section 40 is about 500 to about 800 ° C., but the shift section 6
The proper temperature of the reformed gas supplied to 0 is about 200 to about 4
It is 00 ° C. Further, steam is used in the shift reaction in the shift section 60. Therefore, the cooling unit 50 cools the reformed gas with water. That is, water is
It is used for cooling the reformed gas in the cooling unit 50 and used for the shift reaction in the shift unit.

【0033】CO浄化部70は、シフト部60において
変換されずに排出された一酸化炭素ガスを、空気中の酸
素ガスを用いて酸化する。空気は、第2のブロア71に
よって供給されている。そして、CO浄化部70から
は、水素ガス濃度が高く一酸化炭素ガス濃度が低い燃料
ガスが排出される。
The CO purifying section 70 oxidizes the carbon monoxide gas discharged without being converted in the shift section 60 by using oxygen gas in the air. Air is supplied by the second blower 71. Then, from the CO purification unit 70, a fuel gas having a high hydrogen gas concentration and a low carbon monoxide gas concentration is discharged.

【0034】なお、シフト部60とCO浄化部70とに
おいて一酸化炭素ガスの濃度を低減させることにより、
燃料電池内部の電極に担持された貴金属触媒の被毒を低
減させることができる。
By reducing the concentration of carbon monoxide gas in the shift section 60 and the CO purification section 70,
Poisoning of the noble metal catalyst carried on the electrodes inside the fuel cell can be reduced.

【0035】制御部90は、燃料改質装置100を含む
燃料電池システムの各部を制御する。特に、制御部90
は、燃料電池に供給すべき燃料ガスの流量に基づいて、
混合部30への原燃料と水と空気との供給量を決定す
る。同様に、制御部90は、決定された原燃料の供給量
に応じて、冷却部50への水の供給量と、CO浄化部7
0への空気の供給量と、を決定する。
The controller 90 controls each part of the fuel cell system including the fuel reformer 100. In particular, the control unit 90
Is based on the flow rate of the fuel gas to be supplied to the fuel cell,
The amounts of raw fuel, water, and air supplied to the mixing unit 30 are determined. Similarly, the control unit 90 determines the supply amount of water to the cooling unit 50 and the CO purification unit 7 according to the determined supply amount of the raw fuel.
The amount of air supplied to 0 is determined.

【0036】図2は、図1に示す気化室36の具体的な
構成を示す説明図である。気化室36には、約500℃
に加熱された水蒸気と空気との混合ガスが、加熱器34
から供給されている。気化室36は、インジェクタ30
0を備えており、インジェクタ300から霧状に噴射さ
れる原燃料を気化させる。なお、原燃料は、高温の混合
ガス(水蒸気+空気)中を飛散する過程で気化する。そ
して、気化室36において生成される原燃料と水蒸気と
空気との混合ガスは、改質部40に供給される。
FIG. 2 is an explanatory view showing a specific structure of the vaporization chamber 36 shown in FIG. About 500 ° C in the vaporization chamber 36
The mixed gas of steam and air heated to the
Sourced from. The vaporization chamber 36 includes the injector 30.
0, and vaporizes the raw fuel injected from the injector 300 in a mist state. The raw fuel is vaporized in the process of scattering in a high temperature mixed gas (steam + air). Then, the mixed gas of the raw fuel, water vapor, and air generated in the vaporization chamber 36 is supplied to the reforming section 40.

【0037】図3は、図2に示すインジェクタ300の
断面を示す説明図である。なお、図3(A)は、インジ
ェクタ300から原燃料が噴射されていない状態を示し
ており、図3(B)は、インジェクタ300から原燃料
が噴射されている状態を示している。
FIG. 3 is an explanatory view showing a cross section of the injector 300 shown in FIG. Note that FIG. 3A shows a state where the raw fuel is not injected from the injector 300, and FIG. 3B shows a state where the raw fuel is injected from the injector 300.

【0038】図示するように、インジェクタ300は、
ハウジング310を構成する略中空円筒状の2つの部材
311,312を備えている。ハウジング310内部に
は、原燃料が通る原燃料通路320が形成されている。
第1の部材311は、原燃料通路320の上流側を形成
し、第2の部材312は、原燃料通路320の下流側を
形成する。第1の部材311の上流側の端部には、原燃
料が流入する流入口322が設けられており、第2の部
材312の下流側の端部には、原燃料を噴射するための
複数のノズル孔を有するヘッド部324が設けられてい
る。なお、流入口322には、原燃料に混入する異物
(例えば、燃料ポンプ22(図1)からの金属粉)を除
去するためのフィルタ323が設けられている。また、
ヘッド部324は、第2の部材312の最下流側の平面
から外側に向けて突出するように設けられている。原燃
料通路320の幅は、ヘッド部324において、ステッ
プ状に小さくなっている。このヘッド部324付近のノ
ズル孔に通じる幅の小さな通路を、以下ではヘッド通路
321と呼ぶ。なお、2つの部材311,312は、例
えば、周知の砂型鋳造によって成形可能である。
As shown, the injector 300 is
It is provided with two substantially hollow cylindrical members 311 and 312 that form the housing 310. Inside the housing 310, a raw fuel passage 320 through which raw fuel passes is formed.
The first member 311 forms the upstream side of the raw fuel passage 320, and the second member 312 forms the downstream side of the raw fuel passage 320. An inlet 322 into which the raw fuel flows is provided at the upstream end of the first member 311, and a plurality of fuel injection ports are provided at the downstream end of the second member 312. A head portion 324 having a nozzle hole is provided. Note that the inlet 322 is provided with a filter 323 for removing foreign matter (for example, metal powder from the fuel pump 22 (FIG. 1)) mixed in the raw fuel. Also,
The head portion 324 is provided so as to protrude outward from the most downstream plane of the second member 312. The width of the raw fuel passage 320 is reduced stepwise in the head portion 324. The passage having a small width and communicating with the nozzle hole near the head portion 324 will be referred to as a head passage 321 below. The two members 311 and 312 can be formed by, for example, well-known sand casting.

【0039】原燃料通路320の通路途中には、図3
(A),(B)に示すように、図中上下方向に移動可能
な弁体330が設けられている。弁体330は、略凸形
状を有している。具体的には、弁体330は、略円柱状
のスライド部332と、スライド部332の中央部分に
突出して設けられた略円柱状のニードル部334と、を
備えている。スライド部332は、ニードル部334の
外側において、原燃料が流通可能な複数の貫通孔333
を有している。ニードル部334は、先端にテーパ領域
を有している。ニードル部334の直径は、ヘッド通路
321の幅よりも大きい。このため、ニードル部334
のテーパ領域は、原燃料通路320のステップ状の通路
壁に接触する。換言すれば、弁体330のテーパ領域
は、第2の部材312の弁座に接触する。
In the middle of the raw fuel passage 320, as shown in FIG.
As shown in (A) and (B), a valve body 330 that is movable in the vertical direction in the drawing is provided. The valve body 330 has a substantially convex shape. Specifically, the valve body 330 includes a substantially cylindrical slide portion 332 and a substantially cylindrical needle portion 334 provided so as to project in the central portion of the slide portion 332. The slide portion 332 has a plurality of through holes 333 through which raw fuel can flow, outside the needle portion 334.
have. The needle portion 334 has a tapered region at the tip. The diameter of the needle portion 334 is larger than the width of the head passage 321. Therefore, the needle portion 334
The taper region of the above contacts the stepped passage wall of the raw fuel passage 320. In other words, the tapered region of the valve element 330 contacts the valve seat of the second member 312.

【0040】弁体330は、原燃料通路320内に設け
られたスプリング342によって、図中下方に付勢され
ている。また、弁体330の周囲には、弁体330を図
中上方に移動させるためのソレノイド344が設けられ
ている。なお、ソレノイド344は、ハウジング310
を構成する2つの部材311,312の間に設けられて
いる。
The valve element 330 is urged downward in the drawing by a spring 342 provided in the raw fuel passage 320. A solenoid 344 for moving the valve body 330 upward in the drawing is provided around the valve body 330. In addition, the solenoid 344 is connected to the housing 310.
Is provided between the two members 311 and 312 forming the.

【0041】制御部90(図1)は、ソレノイド344
への通電状態を制御する。ソレノイド344は、電流に
応じて、弁体330を駆動する。これにより、原燃料通
路320内における原燃料の流通状態が制御され、この
結果、ノズル孔からの原燃料の噴射状態が制御される。
具体的には、ソレノイド344が非通電状態の場合に
は、図3(A)に示すように、弁体330は、ソレノイ
ド344からは力を受けないがスプリング342から図
中下方の力を受けるため、ソレノイド344から排出さ
れた位置に配置される。このとき、原燃料通路320内
の原燃料の流通は遮断されるため、原燃料はノズル孔か
ら噴射されない。一方、ソレノイド344が通電状態の
場合には、図3(B)に示すように、弁体330は、ソ
レノイド344から図中上方の力(吸引力)を受けるた
め、ソレノイド344に吸引された位置に配置される。
このとき、原燃料通路320内で原燃料の流通が可能と
なるため、原燃料がノズル孔から噴射される。
The controller 90 (FIG. 1) includes a solenoid 344.
To control the energization state to. The solenoid 344 drives the valve body 330 according to the current. As a result, the flow state of the raw fuel in the raw fuel passage 320 is controlled, and as a result, the injection state of the raw fuel from the nozzle holes is controlled.
Specifically, when the solenoid 344 is in the non-energized state, as shown in FIG. 3A, the valve body 330 receives no force from the solenoid 344, but receives a force from the spring 342 downward in the figure. Therefore, it is arranged at the position where it is discharged from the solenoid 344. At this time, since the circulation of the raw fuel in the raw fuel passage 320 is blocked, the raw fuel is not injected from the nozzle hole. On the other hand, when the solenoid 344 is in the energized state, as shown in FIG. Is located in.
At this time, since the raw fuel can flow in the raw fuel passage 320, the raw fuel is injected from the nozzle hole.

【0042】ハウジング310内部(より具体的には、
第2の部材312内部)には、ヘッド冷却部350が設
けられている。ヘッド冷却部350は、冷却液が通る冷
却液通路352と、冷却液を流入させる流入ポート35
4と、冷却液を排出させる排出ポート356と、を備え
ている。冷却液通路352は、ヘッド部324付近に環
状に形成されている。なお、本実施例では、冷却液とし
て、燃料電池を冷却するための循環水(約80℃)が用
いられている。冷却液としては、水に代えて、他の液体
を用いてもよい。
Inside the housing 310 (more specifically,
The head cooling unit 350 is provided inside the second member 312). The head cooling unit 350 includes a cooling liquid passage 352 through which the cooling liquid passes and an inflow port 35 through which the cooling liquid flows.
4 and a discharge port 356 for discharging the cooling liquid. The cooling liquid passage 352 is formed in an annular shape near the head portion 324. In this embodiment, circulating water (about 80 ° C.) for cooling the fuel cell is used as the cooling liquid. Instead of water, another liquid may be used as the cooling liquid.

【0043】ところで、ヘッド部324のノズル孔形成
領域には、液体原燃料が変質したデポジットが堆積する
ことが多い。デポジットは、高温において比較的生成さ
れ易い。このため、本実施例では、冷却液通路352が
設けられている。すなわち、冷却液通路352は、ヘッ
ド部324の周囲に環状に設けられているため、ノズル
孔形成領域を効率よく冷却することができる。これによ
り、熱に起因するデポジットの生成を抑制することがで
き、この結果、ノズル孔形成領域に堆積するデポジット
の量を低減させることが可能となる。
By the way, in many cases, a deposit in which the liquid raw fuel is denatured is deposited in the nozzle hole forming region of the head portion 324. Deposits are relatively easy to form at high temperatures. Therefore, in this embodiment, the cooling liquid passage 352 is provided. That is, since the cooling liquid passage 352 is annularly provided around the head portion 324, the nozzle hole forming region can be efficiently cooled. As a result, it is possible to suppress the generation of deposits due to heat, and as a result, it is possible to reduce the amount of deposits deposited in the nozzle hole formation region.

【0044】また、冷却液通路352を設けることによ
って、ハウジング310や弁体330も冷却される。こ
のため、高温下において増大する傾向のある摩耗を低減
させることができるという利点がある。より具体的に
は、弁体330とハウジング310との間の接触領域の
摩耗、すなわち、ニードル部334のテーパ領域の摩耗
と、第2の部材312の弁座の摩耗と、を低減させるこ
とができる。
By providing the cooling liquid passage 352, the housing 310 and the valve body 330 are also cooled. Therefore, there is an advantage that wear, which tends to increase at high temperatures, can be reduced. More specifically, it is possible to reduce the wear of the contact region between the valve body 330 and the housing 310, that is, the wear of the tapered region of the needle portion 334 and the wear of the valve seat of the second member 312. it can.

【0045】さらに、本実施例では、冷却液通路352
は、図3に示すように、ソレノイド344と気化室36
との間に設けられている。そして、冷却液通路352
は、環状のソレノイド344に対応するように、環状に
形成されている。このため、気化室36内部の熱が、気
化室36の壁37と第2の部材312とを介して、ソレ
ノイド344に伝わるのを抑制することができる。すな
わち、本実施例では、冷却液通路352を設けることに
よって、ソレノイド344を冷却することができるた
め、ソレノイド344の熱に起因するショート等の破損
を防止することができる。
Further, in this embodiment, the cooling liquid passage 352 is provided.
Is the solenoid 344 and the vaporization chamber 36, as shown in FIG.
It is provided between and. Then, the cooling liquid passage 352
Are formed in an annular shape so as to correspond to the annular solenoid 344. Therefore, the heat inside the vaporization chamber 36 can be suppressed from being transferred to the solenoid 344 via the wall 37 of the vaporization chamber 36 and the second member 312. That is, in this embodiment, since the solenoid 344 can be cooled by providing the cooling liquid passage 352, it is possible to prevent damage such as a short circuit due to heat of the solenoid 344.

【0046】なお、原燃料の単位時間あたりの噴射量
(噴射流量)は、制御部90(図1)がインジェクタ3
00を制御することによって、調整されている。具体的
には、制御部90は、ソレノイド344に流れる電流を
調整して弁体330の位置を変化させることによって
(すなわち、弁の開度を変化させることによって)、噴
射流量を調整している。なお、本実施例では、原燃料は
連続的に噴射されているが、間欠的に噴射されるように
してもよい。
The control unit 90 (FIG. 1) determines the injection amount (injection flow rate) of the raw fuel per unit time by the injector 3.
It is adjusted by controlling 00. Specifically, the control unit 90 adjusts the injection flow rate by adjusting the current flowing through the solenoid 344 to change the position of the valve body 330 (that is, by changing the opening degree of the valve). . Although the raw fuel is continuously injected in this embodiment, it may be injected intermittently.

【0047】図4は、インジェクタの第1の変形例を示
す説明図である。図4は、図3とほぼ同じであるが、こ
のインジェクタ300Aでは、ハウジング310Aを構
成する第2の部材312Aの形状と、ヘッド冷却部35
0Aを構成する冷却液通路352Aの形状とが変更され
ている。
FIG. 4 is an explanatory view showing a first modified example of the injector. 4 is almost the same as FIG. 3, but in this injector 300A, the shape of the second member 312A that constitutes the housing 310A and the head cooling portion 35.
The shape of the cooling liquid passage 352A forming 0A is changed.

【0048】具体的には、図3では、ヘッド部324
は、第2の部材312の底面から突出して設けられてい
るが、図4では、ヘッド部324Aは、第2の部材31
2Aの平坦な底面に設けられている。また、第2の部材
312Aのヘッド部324A付近の厚みは、比較的大き
く設定されている。そして、第2の部材312A内部に
形成された冷却液通路352Aは、ヘッド部324Aの
近傍まで拡張されている。
Specifically, in FIG. 3, the head portion 324 is
Is provided so as to project from the bottom surface of the second member 312, but in FIG. 4, the head portion 324A is the second member 31.
It is provided on the flat bottom surface of 2A. The thickness of the second member 312A near the head portion 324A is set to be relatively large. The cooling liquid passage 352A formed inside the second member 312A extends to the vicinity of the head portion 324A.

【0049】このような構成を採用すれば、ヘッド部3
24Aのノズル孔形成領域をさらに効率よく冷却するこ
とができるため、デポジットの堆積量を低減させること
が可能となる。
If such a configuration is adopted, the head portion 3
Since the nozzle hole forming region of 24A can be cooled more efficiently, it is possible to reduce the deposit amount.

【0050】図5は、インジェクタの第2の変形例を示
す説明図である。図5は、図3とほぼ同じであるが、こ
のインジェクタ300Bでは、ハウジング310Bを構
成する第2の部材312Bの形状と、ヘッド冷却部35
0Bを構成する冷却液通路352Bの形状とが変更され
ている。
FIG. 5 is an explanatory view showing a second modification of the injector. 5 is almost the same as FIG. 3, but in this injector 300B, the shape of the second member 312B that constitutes the housing 310B and the head cooling portion 35.
The shape of the cooling liquid passage 352B forming 0B is changed.

【0051】具体的には、図3では、第2の部材312
は、ヘッド部324の周囲において平面を有している
が、図5では、第2の部材312Bは、ヘッド部324
の周囲において、外側に向けて突出する環状の壁部31
3Bを備えている。そして、環状の壁部313Bの内部
には、冷却液通路352Bが形成されている。
Specifically, in FIG. 3, the second member 312 is
Has a flat surface around the head portion 324, but in FIG. 5, the second member 312B is the head portion 324.
An annular wall portion 31 that projects outwardly around the
It is equipped with 3B. A cooling liquid passage 352B is formed inside the annular wall portion 313B.

【0052】このような構成を採用すれば、環状の壁部
313Bの内側の空間、より具体的には、ノズル孔形成
領域と気化室36との間の空間において温度勾配が形成
される。これは、環状の壁部313Bによってノズル孔
形成領域が気化室36から引っ込んだ位置に配置されて
おり、壁部313Bの内部を流れる冷却水によって、壁
部313Bの内側の空間が冷却されるためである。これ
により、ノズル孔形成領域の温度を気化室36内部の温
度よりもかなり低く保つことができ、この結果、デポジ
ットの堆積量を低減させることが可能となる。
If such a configuration is adopted, a temperature gradient is formed in the space inside the annular wall portion 313B, more specifically, in the space between the nozzle hole formation region and the vaporization chamber 36. This is because the nozzle hole forming region is arranged at a position retracted from the vaporization chamber 36 by the annular wall portion 313B, and the space inside the wall portion 313B is cooled by the cooling water flowing inside the wall portion 313B. Is. As a result, the temperature of the nozzle hole formation region can be kept considerably lower than the temperature inside the vaporization chamber 36, and as a result, it is possible to reduce the deposit amount.

【0053】図6は、インジェクタの第3の変形例を示
す説明図である。図6は、図5とほぼ同じであるが、こ
のインジェクタ300Cでは、ハウジング310Cを構
成する第2の部材312Cの形状と、ヘッド冷却部35
0Cを構成する冷却液通路352Cの形状とが変更され
ている。具体的には、図6では、第2の部材312Cに
設けられた環状の壁部313Cの内面は、原燃料の噴射
方向に沿って、略円錐状に広がっている。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a third modification of the injector. 6 is almost the same as FIG. 5, but in this injector 300C, the shape of the second member 312C that constitutes the housing 310C and the head cooling portion 35.
The shape of the cooling liquid passage 352C forming 0C is changed. Specifically, in FIG. 6, the inner surface of the annular wall portion 313C provided on the second member 312C extends in a substantially conical shape along the injection direction of the raw fuel.

【0054】こうすれば、環状の壁部313Cの内面
(円錐面)の面積を増大させることができるため、環状
の壁部313Cの内側の空間において形成される温度勾
配を比較的大きくすることができる。これにより、ノズ
ル孔形成領域の温度をさらに低く保つことができ、この
結果、デポジットの堆積量をさらに低減させることが可
能となる。
In this way, the area of the inner surface (conical surface) of the annular wall portion 313C can be increased, so that the temperature gradient formed in the space inside the annular wall portion 313C can be made relatively large. it can. As a result, the temperature of the nozzle hole formation region can be kept even lower, and as a result, the deposit amount can be further reduced.

【0055】また、放射状に噴射される原燃料が環状の
壁部313Cに衝突せずに済むため、ノズル孔から噴射
された原燃料を気化室内に円滑に拡散させることができ
るという利点もある。
Further, since the radially injected raw fuel does not have to collide with the annular wall portion 313C, there is an advantage that the raw fuel injected from the nozzle hole can be smoothly diffused into the vaporization chamber.

【0056】なお、環状の壁部313B,313Cの内
面の面積に対する底面の面積の比は、所定値以下となる
ように設定されることが好ましい。例えば、環状の壁部
313B,313Cの底面の面積が一定である場合に
は、環状の壁部313B,313Cの面積(あるいは、
高さ)は比較的大きいことが好ましい。こうすれば、環
状の壁部の内面は、内側空間を効率よく冷却することが
できる。
The ratio of the area of the bottom surface to the area of the inner surface of the annular walls 313B and 313C is preferably set to be a predetermined value or less. For example, when the area of the bottom surface of the annular walls 313B and 313C is constant, the area of the annular walls 313B and 313C (or,
The height) is preferably relatively large. With this, the inner surface of the annular wall portion can efficiently cool the inner space.

【0057】以上説明したように、本実施例の燃料改質
装置100は、インジェクタ300を有する気化室36
と、改質部40と、を備えている。インジェクタ300
は、ハウジング310と、ハウジング内部に形成された
原燃料通路320と、ハウジングに形成された複数のノ
ズル孔を有するヘッド部324と、ハウジング内部に形
成された冷却液通路352と、を備えている。そして、
冷却液通路352は、ヘッド部付近に環状に設けられて
いる。このような構成を採用することにより、熱に起因
するデポジットの生成を抑制することができ、この結
果、インジェクタのノズル孔形成領域に堆積するデポジ
ットの量を低減させることが可能となる。また、インジ
ェクタは、原燃料を所望の流量で精度よく噴射すること
が可能となる。
As described above, the fuel reforming apparatus 100 of this embodiment has the vaporization chamber 36 having the injector 300.
And a reforming section 40. Injector 300
Includes a housing 310, a raw fuel passage 320 formed inside the housing, a head portion 324 having a plurality of nozzle holes formed in the housing, and a cooling liquid passage 352 formed inside the housing. . And
The cooling liquid passage 352 is annularly provided near the head portion. By adopting such a configuration, it is possible to suppress the generation of deposits due to heat, and as a result, it is possible to reduce the amount of deposits deposited in the nozzle hole formation region of the injector. Further, the injector can accurately inject the raw fuel at a desired flow rate.

【0058】なお、上記の説明からも分かるように、本
実施例におけるインジェクタ300,300A,300
B,300Cが、本発明の第2の装置における噴射部に
相当する。
As can be seen from the above description, the injectors 300, 300A, 300 in this embodiment.
B and 300C correspond to the injection unit in the second device of the present invention.

【0059】B.第2実施例:ノズル孔形成領域にデポ
ジットが堆積するのは、原燃料が水素脱離や酸化重合な
どによって粘度の高い物質に変化するためである。これ
らの2つの現象は、前述のように、高温において比較的
生じ易い。特に、酸化重合は、酸化雰囲気において生じ
易い。酸化重合によって生成されるデポジットの粘度
は、水素脱離によって生成されるデポジットの粘度より
も大きい。そこで、本実施例では、酸化に起因するデポ
ジットの生成を効率よく抑制できるように、噴射部を工
夫している。
B. Second embodiment: The reason why the deposit is deposited in the nozzle hole forming region is that the raw fuel is changed into a substance having a high viscosity by hydrogen desorption or oxidative polymerization. These two phenomena are relatively likely to occur at high temperatures, as mentioned above. In particular, oxidative polymerization is likely to occur in an oxidizing atmosphere. The viscosity of the deposit produced by oxidative polymerization is higher than the viscosity of the deposit produced by hydrogen desorption. Therefore, in this embodiment, the injection unit is devised so that the generation of deposits due to oxidation can be efficiently suppressed.

【0060】図7は、第2実施例における噴射部400
Dの断面を示す説明図である。この噴射部400Dは、
インジェクタ300Dと、気化室36の壁37Dに設け
られた水蒸気供給部370Dと、を備えている。なお、
インジェクタ300Dは、第1実施例(図3)のインジ
ェクタ300とほぼ同じであるが、ハウジング310D
を構成する第2の部材312Dの形状が水蒸気供給部3
70Dとの干渉を避けるために変更されている。
FIG. 7 shows an injection unit 400 in the second embodiment.
It is explanatory drawing which shows the cross section of D. This injection unit 400D is
The injector 300D and the water vapor supply unit 370D provided on the wall 37D of the vaporization chamber 36 are provided. In addition,
The injector 300D is substantially the same as the injector 300 of the first embodiment (FIG. 3), but with a housing 310D.
The shape of the second member 312D constituting the
Changed to avoid interference with 70D.

【0061】水蒸気供給部370Dは、水蒸気が通る水
蒸気通路372と、水蒸気を流入させる流入ポート37
4と、水蒸気をヘッド部324のノズル孔形成領域に向
けて流出させるための複数の流出口376と、を備えて
いる。水蒸気通路372は、気化室36の壁37の内部
に設けられており、壁37に設けられたインジェクタ用
の孔の周囲に環状に形成されている。なお、本実施例に
おいて、水蒸気通路372を流通する水蒸気は、図1の
蒸発器32から供給されている。
The water vapor supply unit 370D includes a water vapor passage 372 through which water vapor passes and an inflow port 37 through which water vapor is introduced.
4 and a plurality of outlets 376 for letting out water vapor toward the nozzle hole formation region of the head portion 324. The water vapor passage 372 is provided inside the wall 37 of the vaporization chamber 36, and is formed in an annular shape around the injector hole provided in the wall 37. In this embodiment, the water vapor flowing through the water vapor passage 372 is supplied from the evaporator 32 shown in FIG.

【0062】本実施例では、ヘッド部324のノズル孔
形成領域に向けて水蒸気が噴射されるため、ノズル孔形
成領域近傍の酸素ガス濃度は、空気を含む気化室36内
の酸素ガス濃度よりも低くなる。これにより、酸化に起
因するデポジットの堆積量を減少させることが可能とな
る。
In this embodiment, since water vapor is jetted toward the nozzle hole forming region of the head portion 324, the oxygen gas concentration in the vicinity of the nozzle hole forming region is higher than the oxygen gas concentration in the vaporizing chamber 36 containing air. Get lower. This makes it possible to reduce the amount of deposits that are deposited due to oxidation.

【0063】また、本実施例では、水蒸気は蒸発器32
(図1)から供給されているため、噴射される水蒸気の
温度は比較的低い(例えば、約120℃)。これによ
り、ヘッド部324のノズル孔形成領域の温度を、気化
室36内部の温度よりもかなり低く保つことができ、こ
の結果、熱に起因するデポジットの堆積量を低減させる
こともできる。
Further, in this embodiment, the water vapor is evaporated by the evaporator 32.
Since it is supplied from (FIG. 1), the temperature of the steam injected is relatively low (for example, about 120 ° C.). As a result, the temperature of the nozzle hole formation region of the head portion 324 can be kept considerably lower than the temperature inside the vaporization chamber 36, and as a result, the amount of deposits due to heat can be reduced.

【0064】図8は、噴射部の変形例を示す説明図であ
る。図8は、図7とほぼ同じであるが、この噴射部40
0Eでは、水蒸気供給部370Eは、ハウジング310
E内部(より具体的には、第2の部材312E内部)に
形成されている。すなわち、この噴射部400Eは、一
体化されたインジェクタ300Eで構成されている。
FIG. 8 is an explanatory view showing a modified example of the injection unit. FIG. 8 is almost the same as FIG.
At 0E, the water vapor supply unit 370E is connected to the housing 310.
It is formed inside E (more specifically, inside the second member 312E). That is, the injection unit 400E is composed of the integrated injector 300E.

【0065】この場合にも、酸化に起因するデポジット
の堆積量を減少させることができる。また、噴射部40
0Eとして、一体化されたインジェクタ300Eを採用
する場合には、噴射部を容易に取り扱うことができると
いう利点がある。さらに、噴射部400Eを用いれば、
水蒸気供給部を備えない既存の気化室に容易に適用する
ことができるという利点もある。
Also in this case, the amount of deposits due to oxidation can be reduced. In addition, the injection unit 40
When the integrated injector 300E is adopted as 0E, there is an advantage that the injection unit can be easily handled. Furthermore, if the injection unit 400E is used,
There is also an advantage that it can be easily applied to an existing vaporization chamber that does not have a steam supply unit.

【0066】なお、図7,図8では、第1実施例と同様
に、ヘッド冷却部350が設けられているが、水蒸気供
給部370D,370Eが設けられる場合には、熱に起
因するデポジットの生成をかなり抑制することができる
ため、ヘッド冷却部350は、省略してもよい。
In FIGS. 7 and 8, the head cooling section 350 is provided as in the first embodiment, but when the water vapor supply sections 370D and 370E are provided, the deposit caused by heat is removed. The head cooling unit 350 may be omitted because the generation can be considerably suppressed.

【0067】以上説明したように、本実施例の燃料改質
装置では、噴射部400D,400Eは、原燃料通路3
20と、複数のノズル孔を有するヘッド部324と、複
数のノズル孔近傍の酸素ガス量を低減させるために、複
数のノズル孔に向けて水蒸気を流出させるための水蒸気
供給部370D,370Eと、を備えている。このよう
な構成を採用することにより、酸化に起因するデポジッ
トの生成を抑制することができ、この結果、噴射部のノ
ズル孔形成領域に堆積するデポジットの量を低減させる
ことが可能となる。
As described above, in the fuel reforming apparatus of this embodiment, the injection parts 400D and 400E have the raw fuel passage 3
20, a head portion 324 having a plurality of nozzle holes, and water vapor supply portions 370D and 370E for letting out water vapor toward the plurality of nozzle holes in order to reduce the amount of oxygen gas near the plurality of nozzle holes, Is equipped with. By adopting such a configuration, it is possible to suppress the generation of deposits due to oxidation, and as a result, it is possible to reduce the amount of deposits deposited in the nozzle hole formation region of the injection unit.

【0068】なお、本実施例の噴射部400D,400
Eは、ノズル孔形成領域に向けて水蒸気を流出させる水
蒸気供給部370D,370Eを備えているが、これに
代えて、例えば、窒素ガスや、二酸化炭素ガス、水素ガ
スなどの他の気体を流出させる流体供給部を備えるよう
にしてもよし、
The injection parts 400D and 400 of this embodiment are
E is equipped with water vapor supply units 370D and 370E for outflowing water vapor toward the nozzle hole formation region, but instead of this, for example, nitrogen gas, carbon dioxide gas, other gas such as hydrogen gas is outflowed. It is also possible to provide a fluid supply part for

【0069】また、流体供給部は、ノズル孔形成領域に
向けて気化した原燃料や、原燃料と水蒸気との混合ガ
ス、原燃料と水蒸気と空気との混合ガスなどを流出させ
るようにしてもよい。なお、流体供給部が気化した原燃
料を流出させる場合には、水蒸気通路372に相当する
流体通路内に焼結金属などの多孔体を配置し、気化室3
6の熱を利用して多孔体上に滴下された液体原燃料を気
化させればよい。また、流体供給部が原燃料と水蒸気と
空気との混合ガスを流出させる場合には、気化室36に
おいて生成された混合ガスを流体通路内に導入すればよ
い。
Further, the fluid supply unit may let out the raw fuel vaporized toward the nozzle hole formation region, the mixed gas of the raw fuel and steam, the mixed gas of the raw fuel, steam and air, and the like. Good. When the fluid supply section causes the vaporized raw fuel to flow out, a porous body such as a sintered metal is placed in the fluid passage corresponding to the water vapor passage 372, and the vaporization chamber 3
The liquid raw fuel dropped on the porous body may be vaporized by using the heat of 6. When the fluid supply unit causes the mixed gas of raw fuel, water vapor, and air to flow out, the mixed gas generated in the vaporization chamber 36 may be introduced into the fluid passage.

【0070】さらに、流体供給部は、水や原燃料などの
液体を流出させる流体供給部を備えるようにしてもよ
い。
Further, the fluid supply section may be provided with a fluid supply section for letting out a liquid such as water or raw fuel.

【0071】所定の流体が、改質部40における反応に
用いられる改質原料(本実施例では、水蒸気や、原燃
料、空気)を含む場合には、所定の流体を改質部40に
おいて有効に利用することができるという利点がある。
When the predetermined fluid contains the reforming raw material (in this embodiment, steam, raw fuel, air) used for the reaction in the reforming section 40, the predetermined fluid is effective in the reforming section 40. It has the advantage that it can be used for.

【0072】一般には、流体供給部は、ヘッド部のノズ
ル孔近傍の酸素ガス量を低減させることができる所定の
流体を、ノズル孔に向けて流出させればよい。なお、所
定の流体が気体の場合には、気体の酸素ガス濃度が、気
化室内部の酸素ガス濃度よりも低ければよい。
In general, the fluid supply section may flow a predetermined fluid, which can reduce the amount of oxygen gas near the nozzle hole of the head section, toward the nozzle hole. When the predetermined fluid is gas, the oxygen gas concentration of the gas may be lower than the oxygen gas concentration inside the vaporization chamber.

【0073】なお、この発明は上記の実施例や実施形態
に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の態様において実施することが可能であり、
例えば次のような変形も可能である。
The present invention is not limited to the above embodiments and embodiments, but can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention.
For example, the following modifications are possible.

【0074】(1)上記実施例では、ヘッド部はノズル
孔を複数有しているが1つだけ有していてもよい。ま
た、ノズル孔の開口形状としては、種々の形状を採用可
能であり、例えば、略円形や、略楕円形、略矩形(スリ
ット形状を含む)などの形状を採用し得る。なお、ヘッ
ド部に、スリット状の開口を有する複数のノズル孔が設
けられる場合には、各ノズル孔は、一方向に並べて配列
されていればよい。
(1) In the above embodiment, the head portion has a plurality of nozzle holes, but it may have only one nozzle hole. Further, various shapes can be adopted as the opening shape of the nozzle hole, and for example, a substantially circular shape, a substantially elliptical shape, a substantially rectangular shape (including a slit shape), or the like can be adopted. When the head portion is provided with a plurality of nozzle holes having slit-shaped openings, the nozzle holes may be arranged side by side in one direction.

【0075】(2)上記実施例では、インジェクタ30
0は、原燃料を流通させるための貫通孔333(図3)
を有する弁体330を備えているが、これに代えて、他
の弁構造を採用するようにしてもよい。例えば、インジ
ェクタは、玉形弁や、仕切弁、バタフライ弁などの弁構
造を有していてもよい。
(2) In the above embodiment, the injector 30
0 is a through hole 333 (FIG. 3) for passing the raw fuel.
Although the valve body 330 having the above is provided, other valve structure may be adopted instead. For example, the injector may have a valve structure such as a globe valve, a sluice valve, and a butterfly valve.

【0076】また、上記実施例では、弁体330を駆動
するためのソレノイド344は、ハウジング310内部
に設けられているが、ハウジングの外部に設けられてい
てもよい。なお、上記の他の弁構造を採用する場合に
も、弁を駆動するための駆動部は、ハウジングの内部に
設けられていてもよいし、ハウジングの外部に設けられ
ていてもよい。
Further, in the above embodiment, the solenoid 344 for driving the valve element 330 is provided inside the housing 310, but it may be provided outside the housing. Even when the other valve structure described above is adopted, the drive unit for driving the valve may be provided inside the housing or may be provided outside the housing.

【0077】(3)上記実施例では、ガソリンを改質す
る燃料改質装置について説明したが、本発明は、アルコ
ールや、DMEなどのエーテル、アルデヒドなどを改質
する燃料改質装置にも適用可能である。一般に、本発明
は、炭化水素系の液体原燃料を気化させた後に改質する
燃料改質装置に適用可能である。
(3) In the above embodiment, the fuel reformer for reforming gasoline was explained, but the present invention is also applied to a fuel reformer for reforming alcohol, ether such as DME, aldehyde and the like. It is possible. Generally, the present invention is applicable to a fuel reformer that reforms a hydrocarbon-based liquid raw fuel after vaporizing it.

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

【図1】第1実施例における燃料改質装置100の概略
構成を模式的に示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a schematic configuration of a fuel reforming apparatus 100 in a first embodiment.

【図2】図1に示す気化室36の具体的な構成を示す説
明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a specific configuration of a vaporization chamber 36 shown in FIG.

【図3】図2に示すインジェクタ300の断面を示す説
明図である。
3 is an explanatory diagram showing a cross section of an injector 300 shown in FIG.

【図4】インジェクタの第1の変形例を示す説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a first modified example of the injector.

【図5】インジェクタの第2の変形例を示す説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a second modified example of the injector.

【図6】インジェクタの第3の変形例を示す説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a third modified example of the injector.

【図7】第2実施例における噴射部400Dの断面を示
す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a cross section of an injection unit 400D in the second embodiment.

【図8】噴射部の変形例を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a modified example of the injection unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21…原燃料タンク 22…燃料ポンプ 24…第1のブロワ 26…水タンク 27…第1の水ポンプ 28…第2の水ポンプ 30…混合部 32…蒸発器 34…加熱器 36…気化室 37,37D…気化室の壁 40…改質部 50…冷却部 60…シフト部 70…CO浄化部 71…第2のブロア 90…制御部 100…燃料改質装置 300,300A〜E…インジェクタ 310,310A〜E…ハウジング 311…第1の部材 312,312A〜C,312E…第2の部材 313B,313C…環状の壁部 320…原燃料通路 321…ヘッド通路 322…流入口 323…フィルタ 324,324A…ヘッド部 330…弁体 332…スライド部 333…貫通孔 334…ニードル部 342…スプリング 344…ソレノイド 350,350A〜350C…ヘッド冷却部 352,352A〜352C…冷却液通路 354…流入ポート 356…排出ポート 370D,370E…水蒸気供給部 372…水蒸気通路 374…流入ポート 376…流出口 400D,400E…噴射部 21 ... Raw fuel tank 22 ... Fuel pump 24 ... the first blower 26 ... Water tank 27 ... First water pump 28 ... Second water pump 30 ... Mixing section 32 ... Evaporator 34 ... Heater 36 ... Vaporization chamber 37, 37D ... Wall of vaporization chamber 40 ... reforming section 50 ... Cooling unit 60 ... Shift unit 70 ... CO purification unit 71 ... Second blower 90 ... Control unit 100 ... Fuel reformer 300, 300A-E ... Injector 310, 310A to E ... Housing 311 ... First member 312, 312A to C, 312E ... Second member 313B, 313C ... Annular wall 320 ... Raw fuel passage 321 ... Head passage 322 ... Inlet 323 ... Filter 324, 324A ... Head part 330 ... valve body 332 ... slide part 333 ... Through hole 334 ... Needle part 342 ... Spring 344 ... Solenoid 350, 350A to 350C ... Head cooling unit 352, 352A to 352C ... Coolant passage 354 ... Inflow port 356 ... Discharge port 370D, 370E ... Steam supply section 372 ... Water vapor passage 374 ... Inflow port 376 ... Outlet 400D, 400E ... Injection unit

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料改質装置であって、 噴射部を有し、前記噴射部から噴射される炭化水素系の
液体原燃料を気化させるための気化室と、 気化した前記原燃料を、水素ガスを含む改質ガスに改質
するための改質部と、を備え、 前記噴射部は、 前記原燃料が通る原燃料通路と、 前記原燃料を噴射するためのノズル孔を有するヘッド部
と、 前記ノズル孔近傍の酸素ガス量を低減させるために、前
記ノズル孔に向けて所定の流体を流出させるための流体
供給部と、を備えることを特徴とする燃料改質装置。
1. A fuel reforming apparatus, comprising: an injector, a vaporization chamber for vaporizing a hydrocarbon-based liquid raw fuel injected from the injector, and the vaporized raw fuel containing hydrogen. A reforming section for reforming into a reformed gas containing gas, wherein the injection section includes a raw fuel passage through which the raw fuel passes, and a head section having a nozzle hole for injecting the raw fuel. A fuel supply unit for causing a predetermined fluid to flow toward the nozzle hole in order to reduce the amount of oxygen gas near the nozzle hole.
【請求項2】 請求項1記載の燃料改質装置であって、 前記所定の流体は、前記改質部における反応に用いられ
る改質原料を含む、燃料改質装置。
2. The fuel reformer according to claim 1, wherein the predetermined fluid includes a reforming raw material used for a reaction in the reforming section.
【請求項3】 請求項2記載の燃料改質装置であって、 前記改質部は、水蒸気を用いて、改質処理を実行し、 前記所定の流体は、水蒸気を含む、燃料改質装置。3. The fuel reformer according to claim 2, wherein: The reforming unit uses steam to perform a reforming process, The fuel reformer, wherein the predetermined fluid contains water vapor. 【請求項4】 請求項1記載の燃料改質装置であって、 前記噴射部は、さらに、 前記ヘッド部付近に環状に設けられ、前記ヘッド部を冷
却するための冷却液が通る冷却液通路を備える、燃料改
質装置。
4. The fuel reformer according to claim 1, wherein the injection section is further provided in an annular shape near the head section, and a cooling liquid passage through which a cooling liquid for cooling the head section passes. And a fuel reformer.
【請求項5】 請求項4記載の燃料改質装置であって、 前記噴射部は、さらに、 前記原燃料通路の通路途中に移動可能に設けられ、前記
原燃料の流通状態を制御するための弁体と、 前記弁体の周囲に設けられ、前記弁体を駆動させるため
のソレノイドと、を含み、 前記冷却液通路は、前記ソレノイドと前記気化室との間
に形成されている、燃料改質装置。
5. The fuel reforming apparatus according to claim 4, wherein the injection unit is further movably provided in the middle of the raw fuel passage, and controls the flow state of the raw fuel. A fuel reforming unit that includes a valve body and a solenoid that is provided around the valve body and that drives the valve body; and that the cooling liquid passage is formed between the solenoid and the vaporization chamber. Quality equipment.
【請求項6】 請求項1,4,5のいずれかに記載の燃
料改質装置であって、 前記噴射部は、さらに、前記原燃料通路を形成するハウ
ジングを備え、 前記噴射部は、前記ハウジングによって一体化されてい
る、燃料改質装置。
6. The fuel reformer according to claim 1, wherein the injection unit further includes a housing that forms the raw fuel passage, and the injection unit includes the housing. A fuel reformer integrated by a housing.
【請求項7】 請求項1記載の燃料改質装置であって、 前記流体供給部は、前記気化室の壁に形成されている、
燃料改質装置。
7. The fuel reformer according to claim 1, wherein the fluid supply unit is formed on a wall of the vaporization chamber.
Fuel reformer.
【請求項8】 燃料改質装置であって、 噴射部を有し、前記噴射部から噴射される炭化水素系の
液体原燃料を気化させるための気化室と、 気化した前記原燃料を、水素ガスを含む改質ガスに改質
するための改質部と、を備え、 前記噴射部は、 ハウジングと、 前記ハウジング内部に形成され、前記原燃料が通る原燃
料通路と、 前記ハウジングに形成され、前記原燃料を噴射するため
のノズル孔を有するヘッド部と、 前記ハウジング内部に形成され、前記ヘッド部を冷却す
るための冷却液が通る冷却液通路と、を備え、 前記冷却液通路は、前記ヘッド部付近に環状に設けられ
ていることを特徴とする燃料改質装置。
8. A fuel reformer, comprising a vaporization chamber for injecting a hydrocarbon-based liquid raw fuel injected from the injection unit, the vaporization chamber comprising: A reforming part for reforming into a reformed gas containing gas, the injection part is formed in the housing, the raw fuel passage through which the raw fuel passes, and the housing. A head portion having a nozzle hole for injecting the raw fuel, and a cooling liquid passage formed inside the housing, through which a cooling liquid for cooling the head portion passes, the cooling liquid passage includes: A fuel reforming device, which is provided in a ring shape near the head portion.
【請求項9】 請求項8記載の燃料改質装置であって、 前記ハウジングは、前記ヘッド部の周囲に突出して形成
された環状の壁部を含み、 前記冷却液通路は、前記環状の壁部の内部に形成されて
いる、燃料改質装置。
9. The fuel reformer according to claim 8, wherein the housing includes an annular wall portion formed so as to project around the head portion, and the cooling fluid passage includes the annular wall. A fuel reformer formed inside the section.
【請求項10】 請求項9記載の燃料改質装置であっ
て、 前記環状の壁部の内面は、前記原燃料の噴射方向に沿っ
て、略円錐状に広がっている、燃料改質装置。
10. The fuel reformer according to claim 9, wherein an inner surface of the annular wall portion extends in a substantially conical shape along the injection direction of the raw fuel.
【請求項11】 請求項8記載の燃料改質装置であっ
て、 前記噴射部は、さらに、 前記原燃料通路の通路途中に移動可能に設けられ、前記
原燃料の流通状態を制御するための弁体と、 前記ハウジング内部において前記弁体の周囲に設けら
れ、前記弁体を駆動させるためのソレノイドと、を含
み、 前記冷却液通路は、前記ソレノイドと前記気化室との間
に形成されている、燃料改質装置。
11. The fuel reformer according to claim 8, wherein the injection unit is further provided so as to be movable in the middle of the raw fuel passage, and controls the flow state of the raw fuel. A valve body, and a solenoid provided inside the housing around the valve body for driving the valve body, wherein the coolant passage is formed between the solenoid and the vaporization chamber. The fuel reformer.
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