JP2006105480A - バーナおよび燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 気化した液体燃料を酸素含有ガスと混合して混合気とし、混合気を燃焼させる燃焼方法において、(a)液体燃料を気化し、酸素含有ガスと混合して第一の混合気を形成する工程、(b)第一の混合気の一部をバーナマットに導いて燃焼させる工程、(c)第一の混合気の残部を酸素含有ガスと混合して第二の混合気を形成する工程、(d)第二の混合気を該バーナマット下流に導いて燃焼させる工程を有する。このためのバーナ。このバーナを備える燃料電池システム。
【選択図】 図1
Description
(a)液体燃料を気化し、酸素含有ガスと混合して第一の混合気を形成する工程;
(b)第一の混合気の一部をバーナマットに導いて燃焼させる工程;
(c)第一の混合気の残部を酸素含有ガスと混合して第二の混合気を形成する工程;および
(d)第二の混合気を該バーナマット下流に導いて燃焼させる工程
を有する燃焼方法が提供される。
入り口は酸素含有ガスを導入する酸素含有ガス導入口であり、出口にはバーナマットを備え、液体燃料を流下させるための液体燃料ノズルと流下された液体燃料を気化するための加熱面とを備える第一のガス流路;および
入り口は酸素含有ガスを導入する酸素含有ガス導入口であり、出口には該バーナマットの下流に開口するガスノズルを備える第二のガス流路を有し、
第一のガス流路の加熱面下流に形成される混合気の一部を第二のガス流路に導くための、第一のガス流路の加熱面より下流部分と第二のガス流路との間を貫通する貫通孔を有する
ことを特徴とするバーナが提供される。
前記第二のガス流路に導入する酸素含有ガスおよび混合気の量を、空気比が1を超えるように制御するための制御手段を備えることが好ましい。
入り口は燃料電池の水素極オフガスを導入する水素極オフガス導入口であり、出口には前記バーナマットの下流に開口する水素極オフガスノズルを備える水素極オフガス流路をさらに有することが好ましい。
該改質器が、このバーナを備えることを特徴とする燃料電池システムが提供される。
図2に、このバーナ101を、燃料電池システムにおいて用いられる改質器102に装着した場合の例を示す。バーナは改質器の上部に取り付けられ、上方からアクセス可能とされる。
さらに、上記バーナを備えた改質器を有する燃料電池システムの例につき、概要を図3に示す。燃料電池システムは、バーナ101、バーナ101の燃焼熱を利用して水蒸気改質反応を行う改質器102、および改質器によって得られた水素を含む改質ガスが水素極に供給される燃料電池103を有する。
1a 取りあい部
2 気化器
2a 加熱面
3 燃焼用空気供給口
4 分岐部
5 連通管
5a 貫通孔
5b 整流部
6 バーナマット
8 イグナイター
9 ヒータ
10 第一のガス流路
11 第一の空気導入口
12 液体燃料ノズル
14 加熱面と気化器側壁との間の空隙
20 第二のガス流路
21 第二の空気導入口
22 ガスノズル
30 水素極オフガス流路を形成するパイプ
31 水素極オフガス供給口
32 水素極オフガスノズル
101 バーナ
102 改質器
102a 改質管
103 燃料電池
103a 水素極
103c 空気極
111 演算処理装置
121 流量計(液体燃料用)
122 流量調節器(液体燃料用)
123 流量調節弁(液体燃料用)
131 流量計(空気用)
132 流量調節器(空気用)
133 流量調節バルブ(空気用)
Claims (7)
- 気化した液体燃料を酸素含有ガスと混合して混合気とし、該混合気を燃焼させる燃焼方法において、
(a)液体燃料を気化し、酸素含有ガスと混合して第一の混合気を形成する工程;
(b)第一の混合気の一部をバーナマットに導いて燃焼させる工程;
(c)第一の混合気の残部を酸素含有ガスと混合して第二の混合気を形成する工程;および
(d)第二の混合気を該バーナマット下流に導いて燃焼させる工程
を有する燃焼方法。 - 第一の混合気の空気比を1以下とし、第二の混合気の空気比を1より大きくする請求項1記載の方法。
- 燃焼に供された全ての酸素含有ガス量と燃焼に供された液体燃料量から算出される空気比を1.5以下とする請求項2記載の方法。
- 気化した液体燃料を酸素含有ガスと混合して混合気とし、該混合気を燃焼させるバーナにおいて、
入り口は酸素含有ガスを導入する酸素含有ガス導入口であり、出口にはバーナマットを備え、液体燃料を流下させるための液体燃料ノズルと流下された液体燃料を気化するための加熱面とを備える第一のガス流路;および
入り口は酸素含有ガスを導入する酸素含有ガス導入口であり、出口には該バーナマットの下流に開口するガスノズルを備える第二のガス流路を有し、
第一のガス流路の加熱面下流に形成される混合気の一部を第二のガス流路に導くための、第一のガス流路の加熱面より下流部分と第二のガス流路との間を貫通する貫通孔を有する
ことを特徴とするバーナ。 - 前記第一のガス流路に導入する酸素含有ガスおよび液体燃料の量を、空気比が1以下になるよう制御するための、かつ、
前記第二のガス流路に導入する酸素含有ガスおよび混合気の量を、空気比が1を超えるように制御するための
制御手段を備える請求項4記載のバーナ。 - 燃料電池システムにおいて用いられる、水素製造用原料を改質して水素を含有する改質ガスを得る改質器に、改質反応用の熱を供給するための改質器用バーナであり、
入り口は燃料電池の水素極オフガスを導入する水素極オフガス導入口であり、出口には前記バーナマットの下流に開口する水素極オフガスノズルを備える水素極オフガス流路をさらに有する請求項4または5記載のバーナ。 - 水素製造用原料を改質して水素を含有する改質ガスを得る改質器と、該改質ガスを燃料として用いる燃料電池とを備える燃料電池システムにおいて、
該改質器が、請求項6記載のバーナを備えることを特徴とする燃料電池システム。
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