JP2003331882A - 燃料改質用バ−ナ - Google Patents

燃料改質用バ−ナ

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JP2003331882A
JP2003331882A JP2002137862A JP2002137862A JP2003331882A JP 2003331882 A JP2003331882 A JP 2003331882A JP 2002137862 A JP2002137862 A JP 2002137862A JP 2002137862 A JP2002137862 A JP 2002137862A JP 2003331882 A JP2003331882 A JP 2003331882A
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勝巳 諸我
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陽喜 早川
Tomohiro Iihara
智宏 飯原
Yasushi Mizuno
康 水野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】改質ガス及びオフガスを、異常燃焼や腐食の心
配をすることなく、良好に燃焼させて改質反応用の熱が
確実に得られる燃料改質用バ−ナを提供する。 【解決手段】改質器に改質反応用の熱を供給する燃料改
質用バ−ナ5で、熱供給用燃料を燃焼させる第1燃焼部
10と、改質器からの改質ガス及び燃料電池スタックか
ら排出されるオフガスを燃焼させる第2燃焼部22とを
別々に備え、更に第1燃焼部10の燃焼で第2燃焼部2
2が常に加熱されるように、第1燃焼部10と第2燃焼
部22とを接近させて備えたことで、第1燃焼部10の
燃焼で第2燃焼部22は常に加熱されているから、改質
ガスやオフガスが第2燃焼部22に供給されても、凝縮
する心配が無く、異常燃焼や腐食を確実に防止して常に
良好な燃焼が得られるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は燃料電池システム
等に使用される燃料改質用バ−ナに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来よりこの種のものに於いては、この
発明も全体構成は同じであるが図1に示す如く、1は燃
料電池スタック、2は各種炭化水素等の改質原燃料供給
管3及び水蒸気供給管4と連結された改質器、5は改質
器2に改質反応用の熱を供給する為の燃料改質用バ−
ナ、前記燃料電池スタック1には改質器2で生成した改
質ガスを供給する改質ガス供給管6が接続されており、
又この改質ガス供給管6からは、起動時の改質反応初期
の改質ガスを燃料改質用バ−ナ5に供給する排ガス供給
管7が分岐され、更に燃料改質用バ−ナ5には燃料電池
スタック1のオフガス排出管8から分岐したオフガス供
給管9が接続されているものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところでこの従来のも
のでは、熱供給用燃料と起動時の改質ガス及び安定時の
オフガスは共に燃料改質用バ−ナで燃焼されるが、熱供
給用燃料の燃焼部と改質ガス及びオフガスの燃焼部とは
別々で離れていたので、改質ガス及びオフガスは含有さ
れる水分が凝縮しやすく結露して、熱供給用燃料の燃焼
部に滴下して異常燃焼を引き起こしたり、他の部位に滴
下して腐食の原因となったりするものであった。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明はこの点に着目
し上記欠点を解決するため、特にその構成を、改質器に
改質反応用の熱を供給する燃料改質用バ−ナに於いて、
熱供給用燃料を燃焼させる第1燃焼部と、改質器からの
改質ガス及び燃料電池スタックから排出されるオフガス
を燃焼させる第2燃焼部とを別々に備え、更に第1燃焼
部の燃焼で第2燃焼部が常に加熱されるように、第1燃
焼部と第2燃焼部とを接近させて備えたものである。
【0005】これによって、改質ガス及びオフガスを燃
焼させる第2燃焼部は常に高温状態で、水分の凝縮を確
実に防止することが出来、簡単な構成でコストを上げる
ことなく異常燃焼や腐食を阻止するものである。
【0006】又請求項2では、第1燃焼部を、加熱ヒ−
タを備え液体燃料を気化し、この気化ガスと一次空気と
を予混合する気化器と、該気化器上で周壁には複数の炎
孔を設け予混合ガスを燃焼させるバ−ナヘッドと、該バ
−ナヘッドの炎孔と対向するように気化器から立設して
ヒ−トバックを行うバ−ナヘッドリングとで構成したも
のである。
【0007】これによって、第1燃焼部を予混合方式の
燃焼とすることで、小火力燃焼でも良好な燃焼を得るこ
とが出来、火力調節範囲を広く取れしかもその制御も簡
単に行われ、更にバ−ナヘッドリングによって、ヒ−ト
バック良好に取れ殆ど加熱ヒ−タへの通電が不要で経済
的な燃焼が得られるものである。
【0008】又請求項3では、第2燃焼部を、第1燃焼
部のバ−ナヘッドリング外周を間隔を有して上方まで覆
った燃焼筒と、該燃焼筒のバ−ナヘッドリングより上方
でバ−ナヘッドに接近した内壁或いは外壁に、リング状
の空室を形成して構成したものである。
【0009】これによって、改質ガス及びオフガスは拡
散燃焼で良好な燃焼が得られるものであり、更に第1燃
焼部の火炎で第2燃焼部は点火されるので、第2燃焼部
専用の点火器が不要でその分コストが低減されるもので
ある。
【0010】
【発明の実施の形態】次にこの発明に係る燃料改質用バ
−ナを図面に示された一実施例で説明するが、全体構成
は図1の従来例と同様であるので説明は省略し、図2に
示す燃料改質用バ−ナのみをここでは説明する。
【0011】10は熱供給用燃料である灯油を燃焼させ
る第1燃焼部で、上部に加熱ヒータ11を鋳込み灯油の
気化ガスと一次空気とを予混合するアルミダイキャスト
製で有底筒状の気化器12と、該気化器12上で周壁に
は複数の炎孔13を設け予混合ガスを燃焼させるバ−ナ
ヘッド14と、該バ−ナヘッド14の炎孔13と対向す
るように気化器12から立設して備えられヒ−トバック
を行うバ−ナヘッドリング15とで構成されている。
【0012】16は気化器12下部に形成された噴出口
17に連結された一次空気送風管で、燃焼ファン(図示
せず)からの送風を気化器12内に一次空気として供給
すると共に、内方には電磁ポンプ(図示せず)から圧送
される灯油を気化器12内に噴霧して気化ガスとする燃
料ノズル18が備えられている。
【0013】19は気化器12上部のフランジ部20上
でバ−ナヘッドリング15外周を間隔を有して上方まで
覆った燃焼筒で、上端の外周に広がった取り付け部21
で改質器2の下に取り付けられるものである。
【0014】22はバ−ナヘッドリング15上方の燃焼
筒19外壁にリング状の空室を形成して構成された第2
燃焼部で、起動時に改質器2から供給されるH2、H2
O、CO2の改質ガスを供給する排ガス供給管7と、安
定時に燃料電池スタック1から排出されるH2、H2
O、CO2のオフガスを供給するオフガス供給管9とが
連通したガス供給管23が接続ており、又燃焼筒19内
方側には複数の小孔を等間隔に1列配置した炎孔部24
が備えられ、第1燃焼部10の火炎で着火されてバ−ナ
リング15の上方に火炎を形成するものである。
【0015】25はバ−ナヘッドリング15と燃焼筒1
9とで形成した二次空気噴出部で、燃焼ファンと連通し
二次空気を供給する二次空気送風管26が接続し、又上
端には二次空気をバ−ナヘッド14側に案内する案内板
27が備えられている。
【0016】28は気化器11内に垂下し予混合ガスを
収束する為に中央に開口29を形成した収束板、30は
バ−ナヘッド14内に立設し上面には多数の小孔(図示
せず)を形成して予混合ガスを整流する整流筒、31は
バ−ナヘッド14の内外壁に密着して取り付けられた金
網、32は放電式の点火器、33は火炎検知用のフレ−
ムロッドである。
【0017】次にこの一実施例の作動について説明す
る。今加熱ヒータ11に通電し気化器12が加熱されて
液体燃料の気化に適する所定の温度に達すると、燃料ノ
ズル18から灯油燃料が気化器12内に噴霧され、気化
して気化ガスとなり、一次空気送風管16から供給され
る一次空気と予混合しながらバ−ナヘッド14内に流入
し、炎孔13から放出して点火器30で点火され、先ず
第1燃焼部10が燃焼を開始する。
【0018】そしてこの第1燃焼部10の燃焼熱の一部
は、火炎が接するバ−ナヘッドリング15を介して気化
器12にヒ−トバックされ、加熱ヒ−タ11の通電を停
止しても気化に必要な熱を十分確保出来、経済的な運転
が行えるものである。
【0019】又第1燃焼部10の燃焼で、バ−ナヘッド
リング15上方の第2燃焼部22は常に火炎に晒され、
高温状態を維持すると共に、この燃焼熱は上方の改質器
2に改質用の熱として供給されるものである。
【0020】次に起動時の改質反応初期に改質器2から
発生する改質ガス及び、安定時に燃料電池スタック1か
ら排出される水素リッチなオフガスが、ガス供給管23
から第2燃焼部22へ供給され、炎孔部24から噴出し
て第1燃焼部の火炎で着火され、燃焼してこの燃焼熱が
改質器2に改質用の熱として大量に供給されるものであ
る。
【0021】この改質ガス及びオフガスは、多量の水分
を含有し非常に凝縮しやすいものであるが、第2燃焼部
22は第1燃焼部10の火炎で常に加熱されて高温状態
に維持されているので、凝縮せずそのまま噴出されるも
のであり、万一凝縮したとしても直ぐに気化され元の状
態に戻されるので、第1燃焼部10に滴下して異常燃焼
を引き起こしたり、他の部位に滴下して腐食の原因とな
ったりすることを確実に防止することが出来るものであ
る。
【0022】又第1燃焼部10を、加熱ヒ−タ11を備
え液体燃料を気化し、この気化ガスと一次空気とを予混
合する気化器12と、該気化器12上で周壁には複数の
炎孔13を設け予混合ガスを燃焼させるバ−ナヘッド1
4と、該バ−ナヘッド14の炎孔13と対向するように
気化器12から立設してヒ−トバックを行うバ−ナヘッ
ドリング15とで構成し、第1燃焼部10を予混合方式
の燃焼としたので、小火力燃焼でも良好な燃焼を得るこ
とが出来、火力調節範囲を広く取れ、しかもその制御も
簡単に行われ、更にバ−ナヘッドリング15によって、
ヒ−トバックが良好に取れ、殆ど加熱ヒ−タ11への通
電が不要で経済的な燃焼が得られるものである。
【0023】更に第2燃焼部22を、第1燃焼部10の
バ−ナヘッドリング15外周を間隔を有して上方まで覆
った燃焼筒19と、該燃焼筒19のバ−ナヘッドリング
15より上方でバ−ナヘッド14に接近した外壁に、リ
ング状の空室を形成して構成し、改質ガス及びオフガス
を拡散燃焼で燃焼させるので、良好な燃焼が得られるも
のであり、又第1燃焼部10の火炎で第2燃焼部22は
点火されるので、第2燃焼部22専用の点火器が不要で
その分コストが低減されるものである。
【0024】又この実施例では、燃焼筒19の外壁側に
第2燃焼部22を形成したが、内壁側に形成し内方に突
出するように構成しても良く、更に燃焼筒19自体を屈
曲して構成するようにしても良いことは勿論である。
【0025】
【発明の効果】以上のようにこの発明は、多量の水分を
含有し凝縮しやすい改質ガス及びオフガスを、常に良好
に燃焼させて改質用の熱を効率良く取り出すことが出
来、又第1燃焼部に滴下して異常燃焼を引き起こした
り、他の部位に滴下して腐食の原因となったりすること
を確実に防止することが出来るものである。
【0026】又請求項2によれば、第1燃焼部を予混合
方式の燃焼とすることで、小火力燃焼でも良好な燃焼を
得ることが出来、火力調節範囲を広く取れ、しかもその
制御も簡単に行われ、更にバ−ナヘッドリングによっ
て、ヒ−トバックが良好に取れ、殆ど加熱ヒ−タへの通
電が不要で経済的な燃焼が得られるものである。
【0027】又請求項3によれば、改質ガス及びオフガ
スは拡散燃焼で良好な燃焼が得られるものであり、更に
第1燃焼部の火炎で第2燃焼部は点火されるので、第2
燃焼部専用の点火器が不要でその分コストが低減される
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】燃料電池システムの概要を示す要部ブロック
図。
【図2】この発明の一実施例を示す燃料改質用バ−ナの
断面図。
【符号の説明】
1 燃料電池スタック 2 改質器 5 燃料改質用バ−ナ 10 第1燃焼部 11 加熱ヒ−タ 12 気化器 13 炎孔 14 バ−ナヘッド 15 バ−ナヘッドリング 19 燃焼筒 22 第2燃焼部
フロントページの続き (72)発明者 早川 陽喜 新潟県三条市東新保7番7号 株式会社コ ロナ内 (72)発明者 飯原 智宏 新潟県三条市東新保7番7号 株式会社コ ロナ内 (72)発明者 水野 康 神奈川県横浜市中区千鳥町8番地 日石三 菱株式会社内 (72)発明者 前田 征児 東京都港区西新橋一丁目3番12号 日石三 菱株式会社内 Fターム(参考) 3K068 AA11 AB20 AB21 AB35 3K078 BA01 BA21 CA06 CA08 4G140 EA03 EA06 EB12 5H027 AA02 BA01 BA09

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 改質器に改質反応用の熱を供給する燃料
    改質用バ−ナに於いて、熱供給用燃料を燃焼させる第1
    燃焼部と、改質器からの改質ガス及び燃料電池スタック
    から排出されるオフガスを燃焼させる第2燃焼部とを別
    々に備え、更に第1燃焼部の燃焼で第2燃焼部が常に加
    熱されるように、第1燃焼部と第2燃焼部とを接近させ
    て備えた事を特徴とする燃料改質用バ−ナ。
  2. 【請求項2】 上記第1燃焼部は、加熱ヒ−タを備え液
    体燃料を気化し、この気化ガスと一次空気とを予混合す
    る気化器と、該気化器上で周壁には複数の炎孔を設け予
    混合ガスを燃焼させるバ−ナヘッドと、該バ−ナヘッド
    の炎孔と対向するように気化器から立設してヒ−トバッ
    クを行うバ−ナヘッドリングとで構成した事を特徴とす
    る請求項1記載の燃料改質用バ−ナ。
  3. 【請求項3】 上記第2燃焼部は、第1燃焼部のバ−ナ
    ヘッドリング外周を間隔を有して上方まで覆った燃焼筒
    と、該燃焼筒のバ−ナヘッドリングより上方でバ−ナヘ
    ッドに接近した内壁或いは外壁に、リング状の空室を形
    成して構成した事を特徴とする請求項2記載の燃料改質
    用バ−ナ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006012593A (ja) * 2004-06-25 2006-01-12 Idemitsu Kosan Co Ltd 改質器、水素製造システム及び燃料電池システム
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