JP2005225686A - 燃料改質器収納用容器および燃料改質装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料改質器で発生する熱が燃料改質器収納用容器へ伝達するのを有効に抑制して発電効率の高い燃料改質器収納用容器および燃料改質装置を提供すること。
【解決手段】 燃料から水素ガスを含む改質ガスを発生させる燃料改質器９を内部に収容する凹部を上面に有する基体１と、基体１の上面に凹部を覆って取着される蓋体４と、基体１および蓋体４の少なくとも一方を貫通して先端が燃料改質器９に接合されるとともに燃料改質器９を蓋体４と凹部の底面との間の空間に浮かして固定する、燃料改質器９に燃料を供給するための供給管５ａと、基体１および蓋体４の少なくとも一方を貫通して先端が燃料改質器９に接合されるとともに燃料改質器９を蓋体４と凹部の底面との間の空間に浮かして固定する、改質ガスを排出するための排出管５ｂとを具備している燃料改質器収納用容器１１であって、基体１および蓋体４の少なくとも一方は、内部に空洞Ｓが形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば燃料電池システムにおいて各種燃料から吸熱触媒反応である水蒸気改質反応を利用して水素ガスを発生させる燃料改質器を用いた燃料改質装置を構成するための燃料改質器収納用容器および燃料改質装置に関するものである。

近年、電気エネルギーを効率的に、かつクリーンに生産する次世代の電源システムとして燃料電池システムが脚光を浴びており、既に自動車市場や家庭用燃料電池発電システムに代表されるコージェネレーション発電システム市場においては、低コストを目指した実用化のためのフィールドテストが盛んに行なわれている。

さらに最近では、燃料電池システムの小型化を図り、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistants），ノートパソコン，デジタルビデオカメラまたはデジタルスチルカメラ等の携帯機器の電源として使用することが検討されている。

一般に燃料電池は、例えばメタンや天然ガス（ＣＮＧ）等の炭化水素ガスあるいはメタノールやエタノール等のアルコール類を燃料とし、燃料改質器を用いた燃料改質装置で水蒸気改質反応により水素ガスおよびその他のガスに改質した後、この水素ガスを発電セルと呼ばれる発電装置に供給することにより発電が行なわれる。

ここでの燃料改質器による燃料の改質とは、改質可能な燃料を水蒸気と結合させて触媒反応により水素ガスを発生させるプロセスをいう。

例えば、燃料としてメタノールを用いた場合は、次の化学反応式（１）に示すような水蒸気改質反応（式（１）中では、メタノールに水蒸気を結合させることにより、水素と二酸化炭素とに改質する反応）により、水素ガス（Ｈ_２）を生成するプロセスをいう。なお、この改質反応により生成される水素以外の微量の生成ガス（主にＣＯ_２）は、通常は大気中に排出される。

ＣＨ_３ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ → ３Ｈ_２＋ＣＯ_２・・・（１）
また、このような水蒸気改質反応は吸熱反応であることから、外部よりヒーター等で加熱して反応温度を維持する必要がある。従って、燃料改質器内で燃料を改質させるには、触媒の水蒸気改質活性が低下するのを防止するとともに、生成される水素ガス濃度を高く維持するため、例えば燃料としてメタノールを用いた場合には約２００〜５００℃の温度が、またメタンガスを用いた場合には３００〜８００℃程度の高い温度が必要になる。
特開２００３−２６０２号公報

近年、小型の携帯機器へ燃料電池システムを搭載することが提案されている。しかしながら、携帯機器へ燃料電池システムを搭載した場合、燃料改質器で発生する熱が燃料改質器収納用容器へ伝達されて燃料改質器収納用容器の表面の温度が上昇し、その熱によって携帯機器内の他の部品が破壊されたり、また携帯機器の使用者に火傷を負わせるというおそれがあった。

また、化学反応式（１）で示すような水蒸気改質反応は吸熱反応であることから、燃料改質器で燃料を改質するためには、燃料改質器をヒーター等で加熱することによって反応温度を一定温度に維持する必要がある。しかしながら、燃料改質器に発生する熱が燃料改質器収納用容器に伝導することによって、燃料改質器の温度は低下することになる。そこで反応温度を維持するためには、ヒーターの発熱量を増加させる必要がある。ヒーターの発熱量を増加させると、燃料電池の発電セルで発電した総電気容量に占めるヒーター加熱に使用する電気容量が増えることになり、その結果、燃料電池システム全体の発電損失が増大するという問題点があった。

燃料改質器で発生する熱が燃料改質器収納用容器に伝達されるのを抑制するための方法として、燃料改質器収納用容器本体を低熱伝導のガラス材で構成する方法が考えられるが、ガラス材は強度が低いため、燃料を供給する供給管や改質ガスを排出するための排出管とを接合した際にガラス材にクラックが発生し、供給管や排出管との接合部の気密性を確保することが困難であるという問題点があった。

本発明は上記従来の技術における問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、燃料改質器へ良好に燃料を供給し、また、燃料改質器によって改質された水素ガス等の改質ガスを安全に燃料改質器収納用容器の外に排出できるとともに、燃料改質器で発生する熱が燃料改質器収納用容器へ伝達するのを有効に抑制して発電効率の高い燃料改質器収納用容器および燃料改質装置を提供することにある。

本発明の燃料改質器収納用容器は、燃料から水素ガスを含む改質ガスを発生させる燃料改質器を内部に収容する凹部を上面に有する基体と、該基体の上面に前記凹部を覆って取着される蓋体と、前記基体および前記蓋体の少なくとも一方を貫通して先端が前記燃料改質器に接合されるとともに前記燃料改質器を前記蓋体と前記凹部の底面との間の空間に浮かして固定する、前記燃料改質器に前記燃料を供給するための供給管と、前記基体および前記蓋体の少なくとも一方を貫通して先端が前記燃料改質器に接合されるとともに前記燃料改質器を前記蓋体と前記凹部の底面との間の空間に浮かして固定する、前記改質ガスを排出するための排出管とを具備している燃料改質器収納用容器であって、前記基体および蓋体の少なくとも一方は、内部に空洞が形成されていることを特徴とする。

本発明の燃料改質器収納用容器において、好ましくは、前記基体および前記蓋体は、前記空洞の内圧が１０Ｐａ以下であることを特徴とする。

本発明の燃料改質器収納用容器において、好ましくは、前記基体および前記蓋体は、内外面に垂直な方向における前記空洞の幅が０.５ｍｍ乃至５ｍｍであることを特徴とする。

本発明の燃料改質器収納用容器において、好ましくは、前記基体および前記蓋体は、前記空洞から内面までの厚みおよび前記空洞から外面までの厚みがそれぞれ０．１ｍｍ以上であることを特徴とする。

本発明の燃料改質装置は、上記本発明の燃料改質器収納用容器と、前記凹部に設置された前記燃料改質器と、前記基体の上面に前記凹部を覆って取着された前記蓋体とを具備していることを特徴とする。

本発明の燃料改質装置において、好ましくは、前記凹部の内圧が１０Ｐａ以下であることを特徴とする。

本発明の燃料改質器収納用容器は、燃料から水素ガスを含む改質ガスを発生させる燃料改質器を内部に収容する凹部を上面に有する基体と、基体の上面に凹部を覆って取着される蓋体と、基体および蓋体の少なくとも一方を貫通して先端が燃料改質器に接合されるとともに燃料改質器を蓋体と凹部の底面との間の空間に浮かして固定する、燃料改質器に燃料を供給するための供給管と、基体および蓋体の少なくとも一方を貫通して先端が燃料改質器に接合されるとともに燃料改質器を蓋体と凹部の底面との間の空間に浮かして固定する、改質ガスを排出するための排出管とを具備している燃料改質器収納用容器であって、基体および蓋体の少なくとも一方は、内部に空洞が形成されていることから、基体や蓋体の内側に燃料改質器の裏面全体を直接、面接合する必要がなく、燃料改質器の熱が基体や蓋体に伝達されるのを有効に抑制することができる。その結果、燃料改質器を断熱して燃料改質器の温度低下を抑制することができ、燃料改質器を良好に動作させるために必要な温度を保つためのヒーターに大きな電力を供給しつづける必要はなく、発電効率を著しく向上させることができる。

また、基体や蓋体に形成した空洞によって熱を効果的に断熱することができ、燃料改質器から基体や蓋体の外面への熱伝導を大幅に低減できるため、燃料改質器収納用容器の外表面の温度が上昇するのを有効に抑制することが可能となる。その結果、携帯機器内の他の部品を破壊したり、携帯機器の使用者に火傷を負わせるのを有効に防止できる。

本発明の燃料改質器収納用容器は、上記構成において好ましくは、基体および蓋体は、空洞の内圧が１０Ｐａ以下であることから、空洞内の気体の分子密度を低くすることができるため、空洞を介した基体の内面および外面間の熱伝導量を効果的に低減することができる。その結果、燃料改質器から基体や蓋体に伝わる熱をより効果的に低減することができ、燃料改質器の温度低下を抑制して発電損失をより低減することができるとともに燃料改質器収納用容器の高温化の抑制をより有効に行なうことができる。

本発明の燃料改質器収納用容器は、上記構成において好ましくは、基体および蓋体は、内外面に垂直な方向における空洞の幅が０.５ｍｍ乃至５ｍｍであることから、小型で熱を外部に伝え難い燃料改質器収納用容器とすることができるとともに、空洞によって機械的な衝撃を良好に吸収することができ、燃料改質器収納容器内へ衝撃が直接伝達することを大幅に低減することができる。その結果、燃料改質器収納用容器内に収容された燃料改質器の作動信頼性を向上させることができる。

本発明の燃料改質器収納用容器は、上記構成において好ましくは、基体および蓋体は、空洞から内面までの厚みおよび空洞から外面までの厚みがそれぞれ０．１ｍｍ以上であることから、燃料改質器から基体や蓋体の外部に放散される熱をより効果的に低減することができる。その結果、燃料改質器の温度低下の抑制や燃料改質器収納用容器の高温化の抑制をより有効に行なうことができ、発電損失をより低減することができる。

本発明の燃料改質装置は、上記本発明の燃料改質器収納用容器と、凹部に設置された燃料改質器と、基体の上面に凹部を覆って取着された蓋体とを具備していることから、上記本発明の燃料改質器収納用容器の特徴を有する、燃料改質器によって改質された水素ガス等のガスを安全に燃料改質器収納用容器の外に排出できるとともに、発電損失の少ないものとなる。

本発明の燃料改質装置は、上記構成において好ましくは、凹部の内圧が１０Ｐａ以下であることから、燃料改質器収納用容器内の断熱効果を高めることができ、燃料改質器から基体や蓋体に伝わる熱をさらに効果的に低減することができるため、燃料改質器を良好に動作させるために必要な温度を保つためのヒーターに大きな電力を供給しつづける必要はなく、発電効率をさらに著しく向上させることができる。

本発明の燃料改質器収納用容器の実施形態を以下に詳細に説明する。

図１は本発明の燃料電池収納用容器の実施の形態の一例を示す断面図である。１は基体、２は配線としてのリード端子、３はボンディングワイヤ、４は蓋体、５ａは燃料を供給する供給路としての供給管、５ｂは改質ガスを排出する排出路としての排出管、７は電極、８は基体１の貫通孔にリード端子２を絶縁しつつ封止固定するための絶縁封止材、９は燃料改質器であり、主にこれら基体１、蓋体４、供給管５ａおよび排出管５ｂで燃料改質器９を収納する燃料改質器収納用容器１１が構成される。

本発明における基体１および蓋体４は、ともに燃料改質器９を収納する容器としての役割を有する。それらは、例えばＦｅ合金，無酸素銅、ＳＵＳ等の金属材料や、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）質焼結体，ムライト（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）質焼結体，炭化珪素（ＳｉＣ）質焼結体，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体，窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミック材料形成されている。

なお、基体１や蓋体４がガラスセラミックスから成る場合、基体１や蓋体４に適用可能なガラスセラミックスとしては、例えば、ガラス成分とフィラー成分とから成るものが用いられる。そのガラス成分としては、例えばＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系，ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３系，ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^１Ｏ−Ｍ^２Ｏ系（但し、Ｍ^１およびＭ^２は同一または異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^１Ｏ−Ｍ^２Ｏ系（但し、Ｍ^１およびＭ^２は上記と同じである），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ｍ^３ _２Ｏ系（但し、Ｍ^３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｍ^３ _２Ｏ系（但し、Ｍ^３は上記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等が挙げられる。

また、フィラー成分としては、例えばＡｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＺｒＯ_２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、ＴｉＯ_２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、Ａｌ_２Ｏ_３およびＳｉＯ_２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等が挙げられる。

本発明の基体１および蓋体４の少なくとも一方は、内部に空洞Ｓが形成されている。これにより、熱を効果的に断熱することができ、燃料改質器９から基体１や蓋体４の外面への熱伝導を大幅に低減できるため、燃料改質器収納用容器１１の外表面の温度が上昇するのを有効に抑制することが可能となる。その結果、携帯機器内の他の部品を破壊したり、携帯機器の使用者に火傷を負わせるのを有効に防止できる。

このような基体１および蓋体４は、例えば相対密度が９５％以上の緻密質の酸化アルミニウム質焼結体で形成されている場合は、例えば、まず酸化アルミニウム粉末に希土類酸化物粉末や酸化アルミニウム粉末等の焼結助剤を添加，混合して、酸化アルミニウム質焼結体の原料粉末を調製する。次いで、この原料粉末に有機バインダおよび分散媒を添加，混合してペースト化し、このペーストをドクターブレード法によって、あるいは原料粉末に有機バインダを加え、プレス成形，圧延成形等によって、所定の厚みのグリーンシートを作製する。その後、特定のグリーンシートに空洞Ｓとなる貫通穴を設け、所定枚数のシート状成形体を位置合わせして積層圧着した後、この積層体を、例えば非酸化性雰囲気中、焼成最高温度が１２００〜１５００℃の温度で焼成して、目的とするセラミック製の基体１および蓋体４を得る。なお、基体１および蓋体４の成形は粉末成形プレス法であっても良い。また、凹部を有するセラミック焼成体を形成した後、別のセラミック焼成体で凹部を塞ぐように接合することによって空洞Ｓを有する基体１や蓋体４を形成してもよい。

また、基体１および蓋体４が金属材料から成る場合は、切削法，プレス法，ＭＩＭ（Metal Injection Mold）法等により所定の形状に形成された２枚の成形体の端部を、ロウ材や溶接法により接合することによって内部に空洞Ｓを有する基体１および蓋体４を得る。

また、基体１および蓋体４は、腐食を防止するためにその表面に、例えばＡｕ，Ｎｉのめっき処理や、ポリイミド等の樹脂コーティング等の被覆コーティング処理が行なわれることが望ましい。例えばＡｕめっき処理の場合であれば、その厚さは０．１〜５μｍ程度であることが望ましい。

また、基体１および蓋体４で構成される燃料改質器収納用容器１１の少なくとも内側表面をＡｕやＡｌのめっき処理膜で覆うことにより、収容された燃料改質器９で発生する輻射熱を効率良く防ぐことができ、燃料改質器収納用容器１１の昇温を抑制することが可能となる。

基体１や蓋体４は、空洞Ｓの内圧が１０Ｐａ以下であるのがよい。これにより、空洞Ｓ内の気体の分子密度を低くすることができるため、空洞Ｓを介した基体１の内面および外面間の熱伝導量を効果的に低減することができる。その結果、燃料改質器９から基体１や蓋体４に伝わる熱をより効果的に低減することができ、燃料改質器９の温度低下を抑制して発電損失をより低減することができるとともに燃料改質器収納用容器１１の高温化の抑制をより有効に行なうことができる。

このように空洞Ｓの内圧を低くする方法としては、例えば、２つの部材を接合して空洞Ｓを形成する場合であれば、２つの部材同士を接合する際、真空炉内でのロウ材による封止や真空チャンバー内でのシームウェルド法等で行なうことにより実施できる。あるいは、空洞Ｓを有する基体１や蓋体４に空洞Ｓと外部とをつなぐ貫通孔を設け、貫通孔から吸引することによって空洞Ｓ内を低圧にした後、貫通孔を塞ぐことにより実施してもよい。

また、基体１や蓋体４は、内外面に垂直な方向における空洞Ｓの幅が０.５ｍｍ乃至５ｍｍであるのがよい。これにより、小型で熱を外部に伝え難い燃料改質器収納用容器１１とすることができるとともに、空洞Ｓによって機械的な衝撃を良好に吸収することができ、燃料改質器収納容器１１内へ衝撃が直接伝達することを大幅に低減することができる。その結果、燃料改質器収納用容器１１内に収容された燃料改質器９の作動信頼性を向上させることができる。また、空洞Ｓを低圧にして真空に近づけることによって断熱効果を高めた場合に、基体１や蓋体４が多少変形しても基体１や蓋体４の内外面が接触するのを抑制し、安定した構造を保持することができるため、燃料改質器９から基体１や蓋体４の外面への熱伝導の抑制を良好に維持できる。

また、基体１や蓋体４は、空洞Ｓから内面までの厚みおよび空洞Ｓから外面までの厚みがそれぞれ０．１ｍｍ以上であるのがよい。これにより、燃料改質器９から基体１や蓋体４の外部に放散される熱をより効果的に低減することができる。その結果、燃料改質器９の温度低下の抑制や燃料改質器収納用容器１１の高温化の抑制をより有効に行なうことができ、発電損失をより低減することができる。また、基体１や蓋体４の機械的強度を高めることができ、安定した容積の空洞Ｓを保持できる。その結果、燃料改質器９から基体１や蓋体４の最外面への熱伝導の抑制を良好に維持し、発電効率を長期にわたり安定かる高効率に維持できる。

基体１の空洞Ｓは、基体１の一部に形成されていてもよく、凹部の周囲を全面にわたって覆うように形成されていてもよい。例えば、底部または側部に基体１の内外面に平行となるように形成されていたり、あるいは、基体１の底部および側部に連続して内外面に平行に、あたかも二重構造となるように形成されていてもよい。

次に、本発明におけるリード端子２は、基体１および蓋体４の熱膨張係数と同一または近似した金属が用いられるのがよく、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金よりなるものが、実用時の温度変化に対して熱歪の発生を防止できる。その上、リード端子２と基体１との良好な封着性が得られるとともに、ボンディング性に優れ、実装時に必要な強度と良好なはんだ付性や溶接性を確保できる。

また、本発明の絶縁封止材８は、例えば、硼珪酸ガラス，アルカリガラス，鉛を主成分とする絶縁ガラス等から成り、基体１に形成された貫通孔でこの絶縁封止材８によって基体１とリード端子２とが電気的に絶縁されてリード端子２が封止固定されている。基体１に形成されたリード端子２が挿通される貫通孔は、基体１とリード端子２とが接触して電気的に導通することがない大きさが必要であり、具体的にはリード端子２から基体１までの間隔が０．１ｍｍ以上確保できる内径が好ましい。

絶縁封止材８は、例えば酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックスやガラス等の絶縁部材から成っていてもよい。この場合、基体１に形成された貫通穴に、例えば筒状の絶縁封止材８を挿入し、さらにこの絶縁封止材８にリード端子２を挿入することにより、基体１とリード端子２とを電気的に絶縁することができる。なお、このような絶縁封止材８と基体１との接合及び絶縁封止材８とリード端子２との接合は、例えばＡｕ−Ｇｅ合金やＡｇ−Ｃｕ合金等のロウ材を使用することができる。

そして、燃料改質器９上の電極７とリード端子２とをボンディングワイヤ３を介して電気的に接続し、さらに蓋体４を用いて基体１の凹部を封止することによって、燃料改質器収納用容器１１の凹部内に収容した燃料改質器９を気密に封止した燃料改質装置が形成される。

また、本発明の燃料改質器収納用容器１１に収納される燃料改質器９は、微小ケミカルデバイスとして、半導体製造技術を適用して、例えば、シリコン等の半導体，石英，ガラス，セラミックス等の無機材料の基材に、切削法，エッチング法，ブラスト法等により細い溝を形成することによって液体流路が作製され、操作中の液体の蒸発防止等を目的として、ガラス板等のカバーを陽極接合、ロウ付け等により表面に密着させて作製される。

燃料改質器９内には、温度調節機構、例えば、抵抗層等から成る薄膜ヒーター（不図示）を形成し、表面にはこの薄膜ヒーターへ電力を供給する端子として電極７が形成される。この温度調節機構により、燃料改質条件に相当する２００〜８００℃程度の温度条件に調整することで、供給管５ａが接続された燃料供給口から供給される燃料を水蒸気と結合させて、改質ガス排出口に接続された排出管５ｂから水素ガスを発生させる改質反応を良好に促進することができる。

燃料改質器９は、基体１の凹部内に収容され、蓋体４をＡｕ合金，Ａｇ合金，Ａｌ合金等の金属ロウ材やガラス材による接合やシームウェルド法等によって基体１の上面に凹部を覆って取着することによって、燃料改質器収納容器１１内に収納される。

例えば、蓋体４を基体１にＡｕ−Ｓｎロウ材により接合する場合は、蓋体４に予めＡｕ−Ｓｎロウ材を溶着させておくか、あるいは金型等を用いて打ち抜き加工等で枠状に形成したＡｕ−Ｓｎロウ材を基体１と蓋体４との間に載置した後、封止炉あるいはシームウェルダーで蓋体４を基体１に接合することにより、燃料改質器収納用容器１１の内部に燃料改質器９を封止することができる。

また、燃料改質器９は、燃料改質器９上の電極７がボンディングワイヤ３を介して基体１に設けたリード端子２に電気的に接続される。これにより、電極７を通じて燃料改質器９上に形成されたヒーターを加熱することができる。その結果、燃料改質器９において反応温度の維持が可能となり燃料の改質反応を安定させることができる。

供給管５ａおよび排出管５ｂは、それぞれ原料や燃料ガス流体の供給路および水素を含有する改質ガスの排出路である。これらは、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，ＳＵＳ等の金属材料、Ａｌ_２Ｏ_３質焼結体，３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２質焼結体，ＳｉＣ質焼結体，ＡｌＮ質焼結体，Ｓｉ_３Ｎ_４質焼結体，ガラスセラミック焼結体等のセラミック材料、ポリイミド等の高耐熱の樹脂材料、または、ガラスで形成されている。

好ましくは、改質ガスに含まれる水素により脆化しにくいものであるのがよい。このような材料としては、Ｆｅ合金、セラミックス、ガラスが挙げられる。

また、排出管５ｂの開口面積が燃料改質器９の排出孔の開口面積よりも大きいのがよい。燃料改質器９から排出管５ｂへの改質ガスの流動の抵抗を小さくすることができ、燃料改質器９からの改質ガスの排出をスムーズにして燃料改質の効率を大幅に向上させることができる。

供給管５ａとの接合、および基体１と排出管部分５ｂとの接合は、供給管５ａや排出管５ｂ、基体１を構成する材料により、超音波接合や熱溶着、圧着、樹脂接着剤による接着、Ａｕ−ＳｉやＡｇ−Ｃｕ等のロウ材による接合、硼珪酸ガラス等のガラスによる接合、同時焼結等の各種方法が適宜用いられる。

また、供給管５ａおよび排出管５ｂの内径はφ０．１ｍｍ以上として流体の圧力損失を抑えるとともに、小型化，低背化のためにはφ５ｍｍ以下とすることが好ましい。

供給管５ａおよび排出管５ｂの断面形状としては、通常は円形状とすればよいが、これに限定されない。すなわち、円形状の他には、楕円形状や、流体の流れ方向にその辺部を合わせることができる角状のもの、例えば、正方形状，長方形状等が挙げられる。また、肉厚は原料供給や反応ガス排出の圧力で変形しない厚みが必要であり、Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，ＳＵＳ等の金属材料から成る場合には、携帯機器等に使用するものでは通常は０．１ｍｍ以上であれば良い。また、流れ方向の長さは、燃料改質器９で発生する熱を発電セルに伝えにくくするためには長い程よいが、燃料電池システム全体の大きさを考慮した長さにすべきである。

また、供給管５ａおよび排出管５ｂは、燃料改質器収納用容器１１の内部の部位における外面において、軸方向に平行な複数の溝または軸方向に直角な複数の溝が形成されているのがよい。これにより、供給管５ａおよび排出管５ｂの熱伝導を低下させて燃料改質器９から基体１や蓋体４への熱伝導をより有効に抑制できるとともに、供給管５ａおよび排出管５ｂが適度に変形することが可能となり、供給管５ａおよび排出管５ｂの適度な変形により応力を緩和することができ、供給管５ａおよび排出管５ｂと燃料改質器９との接合部、および、供給管５ａおよび排出管５ｂと基体１または蓋体４との接合部の接合を良好に維持することができる。

なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。例えば、図１に示した例においては、燃料管５ａおよび排出管５ｂは燃料改質器９の下面に接合されているが、これらは燃料改質器９の仕様に応じて上面に接合しても良い。また、供給管５ａおよび排出管５ｂは複数形成されていてもよい。

本発明の燃料改質器収納用容器の実施の形態の一例を示す断面図である。

符号の説明

１・・・・・基体
４・・・・・蓋体
５ａ・・・・供給管
５ｂ・・・・排出管
９・・・・・燃料改質器
１１・・・・燃料改質器収納用容器
Ｓ・・・・・空洞

Claims (6)

1. 燃料から水素ガスを含む改質ガスを発生させる燃料改質器を内部に収容する凹部を上面に有する基体と、該基体の上面に前記凹部を覆って取着される蓋体と、前記基体および前記蓋体の少なくとも一方を貫通して先端が前記燃料改質器に接合されるとともに前記燃料改質器を前記蓋体と前記凹部の底面との間の空間に浮かして固定する、前記燃料改質器に前記燃料を供給するための供給管と、前記基体および前記蓋体の少なくとも一方を貫通して先端が前記燃料改質器に接合されるとともに前記燃料改質器を前記蓋体と前記凹部の底面との間の空間に浮かして固定する、前記改質ガスを排出するための排出管とを具備している燃料改質器収納用容器であって、前記基体および蓋体の少なくとも一方は、内部に空洞が形成されていることを特徴とする燃料改質器収納用容器。
2. 前記基体および前記蓋体は、前記空洞の内圧が１０Ｐａ以下であることを特徴とする請求項１記載の燃料改質器収納用容器。
3. 前記基体および前記蓋体は、内外面に垂直な方向における前記空洞の幅が０.５ｍｍ乃至５ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の燃料改質器収納用容器。
4. 前記基体および前記蓋体は、前記空洞から内面までの厚みおよび前記空洞から外面までの厚みがそれぞれ０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の燃料改質器収納用容器。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の燃料改質器収納用容器と、前記凹部に設置された前記燃料改質器と、前記基体の上面に前記凹部を覆って取着された前記蓋体とを具備していることを特徴とする燃料改質装置。
6. 前記凹部の内圧が１０Ｐａ以下であることを特徴とする請求項５記載の燃料改質装置。

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