JP2013001627A - Fuel evaporation device - Google Patents

Fuel evaporation device Download PDF

Info

Publication number
JP2013001627A
JP2013001627A JP2011137448A JP2011137448A JP2013001627A JP 2013001627 A JP2013001627 A JP 2013001627A JP 2011137448 A JP2011137448 A JP 2011137448A JP 2011137448 A JP2011137448 A JP 2011137448A JP 2013001627 A JP2013001627 A JP 2013001627A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
evaporation
fuel
heating
evaporation surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011137448A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasunori Iwakiri
保憲 岩切
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2011137448A priority Critical patent/JP2013001627A/en
Publication of JP2013001627A publication Critical patent/JP2013001627A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel evaporation device capable of stably evaporating a liquid fuel independent of variation of ambient temperature.SOLUTION: An evaporation face 51 formed in a fuel evaporation channel 36 comprises a first evaporation face 51a at the upstream side and a second evaporation face 51b at the downstream side. The first evaporation face 51a is heated by a first heater 31-1 and the second evaporation face 51b is heated by a second heater 31-2. When the temperature of the first evaporation face 51a is lowered e.g. due to an increase in liquid fuel supply, the preset temperature of the second evaporation face 51b heated by the second heater 31-2 is changed from T1 to T2 (T2>T1) to increase the heating rate with the second heater 31-2 and raise the temperature of the second evaporation face 51b. Accordingly, the temperature lowering of the second evaporation face 51b linked with temperature lowering of the first evaporation face 51a is promptly avoided to enable stable evaporation of the liquid fuel.

Description

本発明は、燃料電池システムに用いる液体燃料を蒸発させる燃料蒸発装置に係り、特に、温度変化が発生した場合であっても安定的に燃料を蒸発させる技術に関する。   The present invention relates to a fuel evaporation apparatus that evaporates liquid fuel used in a fuel cell system, and more particularly to a technique for stably evaporating fuel even when a temperature change occurs.

地球環境問題への関心の高まりから、近年、各種燃料電池の利用が検討されている。このうち、効率の高い固体酸化物型燃料電池(SOFC;Solid Oxide Fuel Cell)の場合には、水素の多く含まれるガスを燃料とし、酸素を酸化剤として、水素及び一酸化炭素、炭化水素との電気化学的反応で発電を行う。この際、燃料ガスとして液体燃料を改質し、得られた改質ガスを燃料電池に供給する方式が採用されている。   In recent years, the use of various fuel cells has been studied due to the growing interest in global environmental problems. Among these, in the case of a highly efficient solid oxide fuel cell (SOFC), a gas containing a large amount of hydrogen is used as fuel, oxygen is used as an oxidant, hydrogen, carbon monoxide, and hydrocarbons are used. Power is generated by the electrochemical reaction. At this time, a method of reforming liquid fuel as fuel gas and supplying the obtained reformed gas to the fuel cell is adopted.

改質器に供給する液体燃料として、ガソリンをはじめとする高炭素数有機液体の液体原燃料が用いられ、これらの液体燃料は、燃料蒸発器によりガス化されて改質器に導入される。この際、燃料蒸発器は、液体燃料を安定的にガス化する必要があり、燃料蒸発通路の温度が略一定に保持されることが望まれる。即ち、燃料蒸発通路の温度が安定しない場合には、液体燃料に熱が適切な温度で伝達されにくくなる場合があり、コーキングが発生するという問題が生じる。   As a liquid fuel to be supplied to the reformer, a liquid raw fuel of high carbon number organic liquid such as gasoline is used, and these liquid fuels are gasified by a fuel evaporator and introduced into the reformer. At this time, the fuel evaporator needs to stably gasify the liquid fuel, and it is desirable that the temperature of the fuel evaporation passage be kept substantially constant. That is, when the temperature of the fuel evaporation passage is not stable, heat may not be easily transmitted to the liquid fuel at an appropriate temperature, which causes a problem that coking occurs.

この問題の解決策として、例えば、特開2006−327835号公報(特許文献1)に記載されているように、燃料電池システムで用いられる高温ガスを利用して蒸発熱面全体の温度を液体蒸発温度より少し高い温度に保持し、蒸発に十分な熱量を供給して燃料を蒸発させる方法が知られている。   As a solution to this problem, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-327835 (Patent Document 1), the temperature of the entire evaporation surface is liquid-evaporated using a high-temperature gas used in a fuel cell system. A method is known in which fuel is evaporated by maintaining a temperature slightly higher than the temperature and supplying a sufficient amount of heat for evaporation.

特開2006−327835号公報JP 2006-327835 A

しかしながら、上述した特許文献1に開示された従来例では、蒸発器の下流側に該蒸発器での設定温度よりも高い温度で運転される機器(例えば、改質器)が接続される場合には、これら高温部の温度の影響を受ける場合がある。また、燃料の蒸発部では蒸発により熱が奪われるため、燃料量の変化によっても蒸発器の蒸発面は温度変動を受ける。このため、蒸発器の蒸発面温度は作動環境が変化すると安定した状態で燃料の蒸発を行い難いという問題がある。   However, in the conventional example disclosed in Patent Document 1 described above, when a device (for example, a reformer) that is operated at a temperature higher than the set temperature in the evaporator is connected to the downstream side of the evaporator. May be affected by the temperature of these high-temperature parts. In addition, since heat is taken away by evaporation in the fuel evaporation section, the evaporation surface of the evaporator also undergoes temperature fluctuations due to changes in the fuel amount. For this reason, there is a problem that it is difficult to evaporate the fuel in a stable state when the operating surface changes in the evaporation surface temperature of the evaporator.

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、周囲温度の変化に影響されることなく安定的に液体燃料を蒸発させることが可能な燃料蒸発装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve such a conventional problem, and the object of the present invention is to stably evaporate liquid fuel without being affected by changes in ambient temperature. It is to provide a fuel evaporation device.

上記目的を達成するため、本願請求項1に記載の発明は、燃料蒸発通路を備え、外部より供給される液体燃料を蒸発させる燃料蒸発装置において、前記燃料蒸発通路中の第1蒸発領域を通過する液体燃料を加熱する第1加熱手段と、前記燃料蒸発通路中の、前記第1蒸発領域に隣接する第2蒸発領域を加熱する第2加熱手段と、前記第1蒸発領域の温度を検出する温度検出手段と、前記第1加熱手段、及び第2加熱手段による加熱温度を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記温度検出手段により検出される温度に応じて、前記第2加熱手段により加熱する際の設定温度を変更することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present application is a fuel evaporation device that includes a fuel evaporation passage and evaporates liquid fuel supplied from the outside, and passes through a first evaporation region in the fuel evaporation passage. A first heating means for heating the liquid fuel to be heated; a second heating means for heating a second evaporation area adjacent to the first evaporation area in the fuel evaporation passage; and a temperature of the first evaporation area. A temperature detecting means; and a control means for controlling a heating temperature by the first heating means and the second heating means, the control means in accordance with the temperature detected by the temperature detecting means. It is characterized in that the set temperature at the time of heating by the heating means is changed.

本発明に係る燃料蒸発装置では、温度検出手段により第1蒸発領域の温度を測定し、この測定温度に応じて、第1蒸発領域と隣接する第2蒸発領域の温度を制御するので、隣接する蒸発領域どうしで温度の変動を補完することができ、燃料蒸発通路内の温度を安定化することができる。その結果、液体燃料を安定的にガス化することができる。   In the fuel evaporation apparatus according to the present invention, the temperature of the first evaporation region is measured by the temperature detecting means, and the temperature of the second evaporation region adjacent to the first evaporation region is controlled according to the measured temperature. Temperature fluctuations can be complemented between the evaporation regions, and the temperature in the fuel evaporation passage can be stabilized. As a result, the liquid fuel can be stably gasified.

本発明の実施形態に係る燃料蒸発装置が用いられる燃料電池システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the fuel cell system with which the fuel evaporation apparatus which concerns on embodiment of this invention is used. 本発明の実施形態に係る燃料蒸発装置の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the fuel evaporation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る燃料蒸発装置の、電気的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric constitution of the fuel evaporation apparatus which concerns on embodiment of this invention. 蒸発面全体が熱的に平衡状態にあるときの、各蒸発面の温度、及び各ヒータの動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the temperature of each evaporation surface, and operation | movement of each heater when the whole evaporation surface is in a thermal equilibrium state. 本発明の第1実施形態に係る燃料蒸発装置が適用されない場合の、各蒸発面の温度、及び各ヒータの動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the temperature of each evaporation surface, and the operation | movement of each heater when the fuel evaporation apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention is not applied. 本発明の第1実施形態に係る燃料蒸発装置が適用された場合の、各蒸発面の温度、及び各ヒータの動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the temperature of each evaporation surface, and the operation | movement of each heater when the fuel evaporation apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention is applied. 本発明の第2実施形態に係る燃料蒸発装置が適用されない場合の、各蒸発面の温度、及び各ヒータの動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the temperature of each evaporation surface, and the operation | movement of each heater when the fuel evaporation apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention is not applied. 本発明の第2実施形態に係る燃料蒸発装置が適用された場合の、各蒸発面の温度、及び各ヒータの動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the temperature of each evaporation surface, and the operation of each heater when the fuel evaporation system concerning a 2nd embodiment of the present invention is applied. 本発明の第3実施形態に係る燃料蒸発装置が適用されない場合の、各蒸発面の温度、及び各ヒータの動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the temperature of each evaporation surface, and the operation of each heater when the fuel evaporation system concerning a 3rd embodiment of the present invention is not applied. 本発明の第3実施形態に係る燃料蒸発装置が適用された場合の、各蒸発面の温度、及び各ヒータの動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the temperature of each evaporation surface, and the operation of each heater at the time of applying the fuel evaporation system concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の変形例に係る燃料蒸発装置の、電気的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical structure of the fuel evaporation apparatus which concerns on the modification of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[燃料電池システムの構成説明]
図1は、本発明の実施形態に係る燃料蒸発装置14が搭載される燃料電池システム100の構成を示すブロック図である。図1に示すように、該燃料電池システム100は、カソード11a及びアノード11bを備えた燃料電池11と、燃料改質器15a及び該燃料改質器15aを加熱する燃焼バーナ15bを備えた改質装置15と、を備えている。そして、燃料改質器15aより出力される改質ガスは、アノード11bに供給される。また、カソード11aの排出ガスは燃焼バーナ15bに供給される。
[Description of fuel cell system configuration]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a fuel cell system 100 in which a fuel evaporation device 14 according to an embodiment of the present invention is mounted. As shown in FIG. 1, the fuel cell system 100 includes a fuel cell 11 having a cathode 11a and an anode 11b, a reformer having a fuel reformer 15a and a combustion burner 15b for heating the fuel reformer 15a. Device 15. The reformed gas output from the fuel reformer 15a is supplied to the anode 11b. Further, the exhaust gas from the cathode 11a is supplied to the combustion burner 15b.

また、燃料電池11のカソード11aに空気を供給する第1空気ブロワ12と、該第1空気ブロワ12より送出される空気を加熱する熱交換器13と、アノード11bの出口側に設置され、アノード排出ガスを燃料改質器15aに循環させる循環ブロワ16と、該循環ブロワ16の出口側に設置される分岐弁25と、を備えている。   Also, a first air blower 12 for supplying air to the cathode 11a of the fuel cell 11, a heat exchanger 13 for heating the air sent from the first air blower 12, and an outlet side of the anode 11b, A circulation blower 16 that circulates the exhaust gas to the fuel reformer 15 a and a branch valve 25 installed on the outlet side of the circulation blower 16 are provided.

更に、燃料改質器15aに空気を供給する第2空気ブロワ17と、図示省略の燃料ポンプ等より送出される液体燃料を気化させる燃料蒸発装置14と、燃焼バーナ15bに空気を供給する第3空気ブロワ20と、を備えている。従って、第2空気ブロワ17より送出される空気、燃料蒸発装置14で気化された燃料ガス、及び分岐弁25を介して送出されるアノード排気ガスは、混合ガスとして燃料改質器15aに供給される。   Further, a second air blower 17 that supplies air to the fuel reformer 15a, a fuel evaporator 14 that vaporizes liquid fuel sent from a fuel pump (not shown), and a third that supplies air to the combustion burner 15b. An air blower 20. Therefore, the air sent from the second air blower 17, the fuel gas vaporized by the fuel evaporator 14, and the anode exhaust gas sent via the branch valve 25 are supplied to the fuel reformer 15 a as a mixed gas. The

そして、燃料電池11のアノード11bには燃料改質器15aで改質された改質ガスが供給され、カソード11aには空気が供給されるので、カソード11aとアノード11bとの間に電流が流れ、負荷(図示省略)に電力を供給することができる。   Since the reformed gas reformed by the fuel reformer 15a is supplied to the anode 11b of the fuel cell 11 and air is supplied to the cathode 11a, a current flows between the cathode 11a and the anode 11b. The power can be supplied to a load (not shown).

次に、本発明の特徴部分である燃料蒸発装置14の詳細な構成について、図2,図3を参照して説明する。図3は燃料蒸発装置14の断面図であり、図2は該燃料蒸発装置14の電気的な構成を示すブロック図である。   Next, a detailed configuration of the fuel evaporation device 14 which is a characteristic part of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a cross-sectional view of the fuel evaporation device 14, and FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the fuel evaporation device 14.

図3に示すように、燃料蒸発装置14は、中空の円筒形状をなす燃料蒸発通路36と、該燃料蒸発通路36の上流側に設けられる燃料供給口41と、燃料蒸発通路36の下流側に設けられる蒸発ガス出口42と、を備えている。   As shown in FIG. 3, the fuel evaporation device 14 includes a fuel evaporation passage 36 having a hollow cylindrical shape, a fuel supply port 41 provided on the upstream side of the fuel evaporation passage 36, and a downstream side of the fuel evaporation passage 36. Evaporative gas outlet 42 provided.

更に、燃料蒸発通路36の周囲には、上流側から下流側に向けて、第1ヒータ31-1、第2ヒータ31-2、及び第3ヒータ31-3が設置され、第1ヒータ31-1で加熱される上流の領域が第1蒸発面51aとされ、第2ヒータ31-2で加熱される中間の領域が第2蒸発面51bとされ、第3ヒータ31-3で加熱される下流の領域が第3蒸発面51cとされている。そして、図2に示すように、第1〜第3ヒータ31-1〜31-3はそれぞれ電力供給線34を介して温度制御部33に接続されており、該温度制御部33の制御により電力供給のオン、オフが切り換えられて、所望の温度となるように制御される。   Further, a first heater 31-1, a second heater 31-2, and a third heater 31-3 are installed around the fuel evaporation passage 36 from the upstream side toward the downstream side. The first heater 31- The upstream area heated by 1 is the first evaporation surface 51a, the intermediate area heated by the second heater 31-2 is the second evaporation surface 51b, and the downstream area is heated by the third heater 31-3. This area is the third evaporation surface 51c. As shown in FIG. 2, the first to third heaters 31-1 to 31-3 are each connected to the temperature control unit 33 through the power supply line 34, and the electric power is controlled by the control of the temperature control unit 33. The supply is switched on and off to be controlled to a desired temperature.

従って、燃料供給口41より供給される液体燃料は、燃料蒸発通路36内に噴射され、噴射された液体燃料は燃料蒸発通路36周囲部の蒸発面51(第1蒸発面51a、第2蒸発面51b、第3蒸発面51c)から熱が供給されて気化され、気化された燃料は蒸発ガス出口42を経由して外部に送出される。なお、本実施形態では、3個のヒータ31-1〜31-3を設ける構成とするが、本発明はこれに限定されるものではなく、2個、或いは4個以上としても良い。   Therefore, the liquid fuel supplied from the fuel supply port 41 is injected into the fuel evaporation passage 36, and the injected liquid fuel is the evaporation surface 51 (first evaporation surface 51a, second evaporation surface) around the fuel evaporation passage 36. 51b, the third evaporation surface 51c) is supplied with heat and vaporized, and the vaporized fuel is sent to the outside via the evaporative gas outlet 42. In the present embodiment, the three heaters 31-1 to 31-3 are provided. However, the present invention is not limited to this, and may be two, or four or more.

また、第1蒸発面51aの表面温度を測定する第1温度センサ32-1と、第2蒸発面51bの表面温度を測定する第2温度センサ32-2、及び第3蒸発面51cの表面温度を測定する第3温度センサ32-3が設けられており、これらの第1〜第3温度センサ32-1〜32-3は、制御線35を介して温度制御部33に接続されている。   Further, the first temperature sensor 32-1 that measures the surface temperature of the first evaporation surface 51a, the second temperature sensor 32-2 that measures the surface temperature of the second evaporation surface 51b, and the surface temperature of the third evaporation surface 51c. A third temperature sensor 32-3 for measuring the temperature is provided, and the first to third temperature sensors 32-1 to 32-3 are connected to the temperature control unit 33 via the control line 35.

温度制御部(制御手段)33は、例えば、CPU、RAM、ROM、及び各種の操作子等からなるマイコンにより構成することが可能であり、各温度センサ32-1〜32-3で検出される温度データに基づいて、後述する手順により各ヒータ31-1〜31-3の温度を調整する制御を行う。   The temperature control unit (control means) 33 can be configured by, for example, a microcomputer including a CPU, a RAM, a ROM, and various operators, and is detected by each temperature sensor 32-1 to 32-3. Based on the temperature data, control is performed to adjust the temperature of each of the heaters 31-1 to 31-3 by a procedure described later.

以下、本発明の第1〜第3実施形態に係る燃料蒸発装置14について詳細に説明する。   Hereinafter, the fuel evaporation apparatus 14 according to the first to third embodiments of the present invention will be described in detail.

[第1実施形態の説明]
第1実施形態の作用を説明する前に、図4に示すタイミングチャートを参照して、燃料蒸発装置14が熱的に平衡状態であるときの、第1蒸発面51a、第2蒸発面51b、及び第3蒸発面51cの温度変化と、第1〜第3ヒータ31-1〜31-3のオン、オフ動作との関係について説明する。
[Description of First Embodiment]
Before explaining the operation of the first embodiment, referring to the timing chart shown in FIG. 4, the first evaporation surface 51a, the second evaporation surface 51b, and the like when the fuel evaporation device 14 is in a thermal equilibrium state. The relationship between the temperature change of the third evaporation surface 51c and the on / off operations of the first to third heaters 31-1 to 31-3 will be described.

図4(1a)は、第1蒸発面51aの温度(第1温度センサ32-1で検出される温度)の変化を示し、(1b)は第1ヒータ31-1のオン、オフの変化を示している。また、図4(2a)は、第2蒸発面51bの温度(第2温度センサ32-2で検出される温度)の変化を示し、(2b)は第2ヒータ31-2のオン、オフの変化を示している。図4(3a)は、第3蒸発面51cの温度(第3温度センサ32-3で検出される温度)の変化を示し、(3b)は第3ヒータ31-3のオン、オフの変化を示している。   FIG. 4 (1a) shows changes in the temperature of the first evaporation surface 51a (temperature detected by the first temperature sensor 32-1), and (1b) shows changes in the on / off state of the first heater 31-1. Show. 4 (2a) shows a change in the temperature of the second evaporation surface 51b (temperature detected by the second temperature sensor 32-2), and (2b) shows whether the second heater 31-2 is turned on or off. It shows a change. FIG. 4 (3a) shows the change in the temperature of the third evaporation surface 51c (temperature detected by the third temperature sensor 32-3), and (3b) shows the change in the on / off state of the third heater 31-3. Show.

そして、温度制御部33は、各蒸発面51a〜51cの温度がそれぞれ予め設定する設定温度T1(基準温度)となるように、各ヒータ31-1〜31-3のオン、オフを制御する。例えば、図4(1a)に示すように、第1蒸発面51aの温度が設定温度T1を上回った場合には第1ヒータ31-1をオフとして発熱を停止させ、反対に、設定温度T1を下回った場合には第1ヒータ31-1をオンとして発熱させる。その結果、第1蒸発面51aの温度が設定温度T1を中心として上下に変動し、平均的には略一定の温度となるように制御される。この際、第1蒸発面51aは、他の蒸発面(第2蒸発面51b及び第3蒸発面51c)と繋がっているので、各蒸発面同士の熱のやり取りも行われるが、各温度センサ32-1〜32-3で検出される温度に基づいて各ヒータ31-1〜31-3のオン、オフが制御されるので、各蒸発面51a〜51c共に略一定温度に維持されている。なお、図4(1a)等に示す温度変化の特性曲線は、理解し易いように三角波形状に示している。実際には、なめらかな曲線で上下に変動する曲線となる。他の特性曲線についても同様である。   And the temperature control part 33 controls ON / OFF of each heater 31-1 to 31-3 so that the temperature of each evaporation surface 51a-51c may become preset temperature T1 (reference temperature) each preset. For example, as shown in FIG. 4 (1a), when the temperature of the first evaporation surface 51a exceeds the set temperature T1, the first heater 31-1 is turned off to stop the heat generation. If it falls below, the first heater 31-1 is turned on to generate heat. As a result, the temperature of the first evaporation surface 51a is controlled so as to fluctuate up and down around the set temperature T1, and on average, it is controlled to be substantially constant. At this time, since the first evaporation surface 51a is connected to the other evaporation surfaces (the second evaporation surface 51b and the third evaporation surface 51c), heat is exchanged between the evaporation surfaces, but each temperature sensor 32 is also used. Since each heater 31-1 to 31-3 is controlled to be turned on / off based on the temperature detected at -1 to 32-3, each of the evaporation surfaces 51a to 51c is maintained at a substantially constant temperature. In addition, the characteristic curve of the temperature change shown in FIG. 4 (1a) or the like is shown in a triangular wave shape for easy understanding. Actually, the curve is a smooth curve that fluctuates up and down. The same applies to other characteristic curves.

次に、本実施形態に係る温度制御を実施しない場合(即ち、従来の制御方式を用いた場合)において、第1蒸発面51aの温度が低下した際の、第2蒸発面51b、及び第3蒸発面51cの温度変化について、図5に示すタイミングチャートを参照して説明する。図5(1a)は第1蒸発面51aの温度変化を示し、(1b)は第1ヒータ31-1のオン、オフの変化を示し、(1c)は設定温度T1に対する温度低下レベルを示している。また、図5(2a)は、第2蒸発面51bの温度変化を示し、(2b)は第2ヒータ31-2のオン、オフの変化を示している。図5(3a)は第3蒸発面51cの温度変化を示し、(3b)は第3ヒータ31-3のオン、オフの変化を示している。   Next, when the temperature control according to the present embodiment is not performed (that is, when the conventional control method is used), the second evaporation surface 51b and the third evaporation surface when the temperature of the first evaporation surface 51a decreases. The temperature change of the evaporation surface 51c will be described with reference to the timing chart shown in FIG. FIG. 5 (1a) shows the temperature change of the first evaporation surface 51a, (1b) shows the on / off change of the first heater 31-1, and (1c) shows the temperature drop level with respect to the set temperature T1. Yes. 5 (2a) shows the temperature change of the second evaporation surface 51b, and (2b) shows the ON / OFF change of the second heater 31-2. FIG. 5 (3a) shows the temperature change of the third evaporation surface 51c, and (3b) shows the ON / OFF change of the third heater 31-3.

そして、この例では、第1蒸発面51aの温度が時間経過と共に徐々に低下する場合を示している。このような温度変化が生じる状況としては、例えば、図2に示した燃料供給口41より供給される燃料が増加した場合が挙げられる。燃料蒸発通路36内への燃料供給量が増加すると、第1ヒータ31-1により加熱される第1蒸発面51aからの、燃料への蒸発熱の放出が多くなるため、図5(1a)に示すように、第1蒸発面51aの温度が設定温度T1を下回る時間が増加し、第1ヒータ31-1のオン時間がオフ時間に対して相対的に長くなる。更に、第1ヒータ31-1による発熱量が、燃料を蒸発させるために必要となる蒸発熱を賄いきれなくなると、第1ヒータ31-1のオン状態を継続させた場合(常時オン状態とした場合)でも、第1蒸発面51aの温度は低下し続ける。   And in this example, the case where the temperature of the 1st evaporation surface 51a falls gradually with progress of time is shown. As a situation where such a temperature change occurs, for example, there is a case where the fuel supplied from the fuel supply port 41 shown in FIG. 2 increases. When the amount of fuel supplied into the fuel evaporation passage 36 increases, the amount of heat of evaporation evaporating from the first evaporation surface 51a heated by the first heater 31-1 increases. As shown, the time during which the temperature of the first evaporation surface 51a falls below the set temperature T1 increases, and the ON time of the first heater 31-1 becomes relatively longer than the OFF time. Further, when the amount of heat generated by the first heater 31-1 cannot cover the heat of vaporization required for evaporating the fuel, the first heater 31-1 is kept in the on-state (always turned on). However, the temperature of the first evaporation surface 51a continues to decrease.

また、第1蒸発面51aと第2蒸発面51bは繋がっているので、図5(2a)に示すように、やがて第2蒸発面51bの温度も設定温度T1を下回る時間が増加し、第2ヒータ31-2のオン時間がオフ時間に対して相対的に長くなり、第2ヒータ31-2の発熱量が増加する。   Further, since the first evaporation surface 51a and the second evaporation surface 51b are connected, as shown in FIG. 5 (2a), the time when the temperature of the second evaporation surface 51b eventually falls below the set temperature T1 increases, and the second The on time of the heater 31-2 becomes relatively longer than the off time, and the amount of heat generated by the second heater 31-2 increases.

そして、第2ヒータ31-2の発熱量の増加により、第2蒸発面51bでの燃料蒸発熱量を賄える場合には、第2蒸発面51bの温度を設定温度T1に維持することができる。しかし、第1蒸発面51aについては、温度の低下傾向が継続される。この場合、液体燃料は、第1蒸発面51a、及び第2蒸発面51bより熱が供給されて、段階的に蒸発することになり、初めに第1蒸発面51aにより燃料中の低沸点成分(蒸発し易い成分)が蒸発し、その後、第2蒸発面51bにて燃料中の高沸点成分(蒸発し難い成分)が蒸発することになるため、第2蒸発面51bにて燃料がコーキングする等の問題が生じ易くなる。   When the amount of heat generated by the second heater 31-2 increases to cover the amount of heat evaporated by the second evaporation surface 51b, the temperature of the second evaporation surface 51b can be maintained at the set temperature T1. However, the temperature decreasing tendency continues for the first evaporation surface 51a. In this case, the liquid fuel is supplied with heat from the first evaporation surface 51a and the second evaporation surface 51b, and vaporizes in stages. First, a low boiling point component (in the fuel) is generated by the first evaporation surface 51a. The component that tends to evaporate) evaporates, and then the high boiling point component (component that does not easily evaporate) in the fuel evaporates on the second evaporation surface 51b, so that the fuel cokes on the second evaporation surface 51b, etc. This problem is likely to occur.

即ち、図5に示す温度制御方法(本発明を採用しない手法)では、例えば、燃料蒸発通路36内に供給される燃料量に変動が発生した場合には、供給される燃料を安定的に蒸発させることができない場合があり得る。   That is, in the temperature control method shown in FIG. 5 (a technique not employing the present invention), for example, when the amount of fuel supplied into the fuel evaporation passage 36 fluctuates, the supplied fuel is stably evaporated. It may not be possible to do so.

次に、第1蒸発面51aの温度が低下した際に、本発明の第1実施形態に係る温度制御を実施した場合の温度変化について図6に示すタイミングチャートを参照して説明する。   Next, a temperature change when the temperature control according to the first embodiment of the present invention is performed when the temperature of the first evaporation surface 51a is lowered will be described with reference to a timing chart shown in FIG.

第1実施形態に係る燃料蒸発装置14では、燃料蒸発通路36の上流側の領域である第1蒸発面51aの温度が低下傾向にある場合に、これに隣接する第2蒸発面51bを加熱するための第2ヒータ31-2の設定温度を上昇させることにより、第2蒸発面51bに供給する熱量を増大させて、燃料蒸発通路36内に噴霧された液体燃料が確実に気化するように制御する。   In the fuel evaporation apparatus 14 according to the first embodiment, when the temperature of the first evaporation surface 51a that is the upstream region of the fuel evaporation passage 36 tends to decrease, the second evaporation surface 51b adjacent thereto is heated. By increasing the set temperature of the second heater 31-2, the amount of heat supplied to the second evaporation surface 51b is increased, and control is performed so that the liquid fuel sprayed in the fuel evaporation passage 36 is surely vaporized. To do.

即ち、第1実施形態においては、第1蒸発面51aが第1蒸発領域であり、第2蒸発面51bが第2蒸発領域であり、第1ヒータ31-1が第1加熱手段であり、第2ヒータ31-2が第2加熱手段であり、第1温度センサ32-1が温度検出手段である。   That is, in the first embodiment, the first evaporation surface 51a is the first evaporation region, the second evaporation surface 51b is the second evaporation region, the first heater 31-1 is the first heating means, The two heaters 31-2 are the second heating means, and the first temperature sensor 32-1 is the temperature detection means.

図6において、(1a)は、第1蒸発面51aの温度変化を示し、(1b)は第1ヒータ31-1のオン、オフの変化を示し、(1c)は設定温度T1に対する温度低下レベルを示している。また、図6(2a)は第2蒸発面51bの温度の変化を示し、(2b)は第2ヒータ31-2のオン、オフの変化を示している。図6(3a)は第3蒸発面51cの温度変化を示し、(3b)は第3ヒータ31-3のオン、オフの変化を示している。   In FIG. 6, (1a) shows the temperature change of the first evaporation surface 51a, (1b) shows the ON / OFF change of the first heater 31-1, and (1c) is the temperature drop level with respect to the set temperature T1. Is shown. 6 (2a) shows a change in the temperature of the second evaporation surface 51b, and (2b) shows a change in the on / off state of the second heater 31-2. FIG. 6 (3a) shows the temperature change of the third evaporation surface 51c, and (3b) shows the ON / OFF change of the third heater 31-3.

図5の例で示したように、例えば、燃料供給口41からの蒸発燃料供給量が増加すると、第1ヒータ31-1から液体燃料に供給する熱量が増大するので、図6(1a)に示すように、第1蒸発面51aの温度、即ち、第1温度センサ32-1による検出温度が低下する。従って、温度制御部33は、図6(1b)に示すように、オフ時間(Toff)に対してオン時間(Ton)が相対的に長くなり、最終的には常時オン状態となる。   As shown in the example of FIG. 5, for example, when the amount of evaporated fuel supplied from the fuel supply port 41 increases, the amount of heat supplied to the liquid fuel from the first heater 31-1 increases. As shown, the temperature of the first evaporation surface 51a, that is, the temperature detected by the first temperature sensor 32-1 decreases. Therefore, as shown in FIG. 6 (1b), the temperature control unit 33 has a relatively long on-time (Ton) with respect to the off-time (Toff), and is finally always on.

また、第1蒸発面51aの温度が低下して、図6(1c)に示すように、予め設定した下限閾値温度Tth1(設定温度T1よりもΔTだけ低い温度)まで低下した場合には、温度制御部33は、図6(2a)に示すように、第2ヒータ31-2による設定温度T1を、T2(但し、T2>T1)に変更する。これにより、第2ヒータ31-2は、第2蒸発面51bの温度が設定温度T2を上回った場合にオフとなり、下回った場合にオンとなるように制御されるので、図6(2b)に示すように、オフ時間に対してオン時間が相対的に長くなるように制御される。従って、第2ヒータ31-2による発熱量が増加し、第2蒸発面51bの温度が高くなるように制御される。   In addition, when the temperature of the first evaporation surface 51a decreases and decreases to a preset lower limit threshold temperature Tth1 (a temperature lower by ΔT than the set temperature T1) as shown in FIG. As shown in FIG. 6 (2a), the controller 33 changes the set temperature T1 by the second heater 31-2 to T2 (where T2> T1). Accordingly, the second heater 31-2 is controlled to be turned off when the temperature of the second evaporation surface 51b is higher than the set temperature T2, and is turned on when the temperature is lower than that in FIG. 6 (2b). As shown, the ON time is controlled to be relatively longer than the OFF time. Therefore, the amount of heat generated by the second heater 31-2 is increased, and the temperature of the second evaporation surface 51b is controlled to be high.

その結果、前述の図5(2a)に示したように、第1蒸発面51aの温度の低下に連動して、第2蒸発面51bの温度が低下することを抑制することができ、第1蒸発面51aで蒸発されない液体燃料を加熱して、蒸発させることができる。   As a result, as shown in FIG. 5 (2a), it is possible to suppress the temperature of the second evaporation surface 51b from decreasing in conjunction with the temperature decrease of the first evaporation surface 51a. The liquid fuel that is not evaporated on the evaporation surface 51a can be heated and evaporated.

このようにして、第1実施形態に係る燃料蒸発装置14では、第1蒸発面51aの温度を検出し、この温度が予め設定した下限閾値温度Tth1を下回った場合には、第1蒸発面51aの下流側に隣接する第2蒸発面51bの設定温度を上昇させる。具体的には、図6(2a)に示すT1からT2に変更する処理を行う。従って、第2蒸発面51bを加熱するための、第2ヒータ31-2による発熱量を早期に増大させることができ、第1蒸発面51aの温度低下に連動して第2蒸発面51bが温度低下することを防止することができ、燃料蒸発通路36に供給される液体燃料に対して常に十分な熱を加えることができる。その結果、コーキング等の問題の発生を回避することができ、安定的に液体燃料を気化させることが可能となる。   Thus, in the fuel evaporation apparatus 14 according to the first embodiment, the temperature of the first evaporation surface 51a is detected, and when this temperature falls below the preset lower threshold temperature Tth1, the first evaporation surface 51a. The set temperature of the second evaporation surface 51b adjacent to the downstream side is increased. Specifically, a process of changing from T1 to T2 shown in FIG. 6 (2a) is performed. Therefore, the amount of heat generated by the second heater 31-2 for heating the second evaporation surface 51b can be increased at an early stage, and the second evaporation surface 51b is heated in response to the temperature decrease of the first evaporation surface 51a. It is possible to prevent the decrease, and sufficient heat can always be applied to the liquid fuel supplied to the fuel evaporation passage 36. As a result, the occurrence of problems such as coking can be avoided, and the liquid fuel can be stably vaporized.

なお、上記した第1実施形態では、第1温度センサ32-1を用いて第1蒸発面51aの温度を測定する構成としたが、第1ヒータ31-1のオン時間とオフ時間との比率、即ち、図6(1b)に示すオン時間tonとオフ時間toffとの比率に基づいて、第1蒸発面51aの温度低下を検出することも可能である。また、第1蒸発面51aの温度低下を検出する手法として、一定時間内での実測平均温度と、設定温度との差に基づいて検出することや、実測中の最低温度のホールド値で検出すること、或いはヒータのオフ時間が一定値幅を超えたことに基づいて検出することも可能である。   In the first embodiment described above, the first temperature sensor 32-1 is used to measure the temperature of the first evaporation surface 51a. However, the ratio between the on time and the off time of the first heater 31-1 is used. That is, it is also possible to detect the temperature drop of the first evaporation surface 51a based on the ratio between the on time ton and the off time toff shown in FIG. 6 (1b). Further, as a technique for detecting the temperature drop of the first evaporation surface 51a, detection is performed based on the difference between the measured average temperature within a certain time and the set temperature, or the hold value of the lowest temperature during the measurement is detected. It is also possible to detect based on the fact that the heater OFF time exceeds a certain value range.

更に、設定温度の変化量ΔTは、蒸発させる燃料に応じて適宜設定することができる。例えば、燃料としてガソリンを用いる場合には、初期的な設定温度T1を200℃に設定し、温度低下時の設定温度T2を250℃程度の数値に設定することにより、コーキングの発生を抑制することが可能となる。   Furthermore, the change amount ΔT of the set temperature can be appropriately set according to the fuel to be evaporated. For example, when gasoline is used as the fuel, the initial set temperature T1 is set to 200 ° C., and the set temperature T2 at the time of temperature drop is set to a value of about 250 ° C., thereby suppressing the occurrence of coking. Is possible.

[第2実施形態の説明]
次に、第2実施形態について説明する。初めに、第2実施形態に係る温度制御を実施しない場合(即ち、従来の制御方式を用いた場合)において、第3蒸発面51cの温度が上昇した際の、第1蒸発面51a、及び第2蒸発面51bの温度変化について、図7に示すタイミングチャートを参照して説明する。
[Description of Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. First, in the case where the temperature control according to the second embodiment is not performed (that is, when the conventional control method is used), the first evaporation surface 51a and the first evaporation surface when the temperature of the third evaporation surface 51c rises The temperature change of the 2 evaporation surface 51b is demonstrated with reference to the timing chart shown in FIG.

図7(1a)は、第1蒸発面51aの温度変化を示し、(1b)は第1ヒータ31-1のオン、オフの変化を示している。また、図7(2a)は第2蒸発面51bの温度変化を示し、(2b)は第2ヒータ31-2のオン、オフの変化を示している。図7(3a)は第3蒸発面51cの温度変化を示し、(3b)は第3ヒータ31-3のオン、オフの変化を示し、(3c)は設定温度T1に対する温度上昇レベルを示している。   FIG. 7 (1a) shows the temperature change of the first evaporation surface 51a, and (1b) shows the ON / OFF change of the first heater 31-1. 7 (2a) shows the temperature change of the second evaporation surface 51b, and (2b) shows the ON / OFF change of the second heater 31-2. FIG. 7 (3a) shows the temperature change of the third evaporation surface 51c, (3b) shows the on / off change of the third heater 31-3, and (3c) shows the temperature rise level with respect to the set temperature T1. Yes.

そして、この例では、図7(3a)に示すように、第3蒸発面51cの温度が時間経過と共に徐々に上昇している場合を示している。このような温度変化が生じる状況としては、例えば、燃料蒸発装置14の下流側に設けられる燃料改質器15a、或いは燃料電池11(図1参照)の温度が蒸発温度よりも高い場合に、この温度の影響を受けて第3蒸発面51cの温度が設定温度T1を大きく上回る場合が挙げられる。   In this example, as shown in FIG. 7 (3a), the temperature of the third evaporation surface 51c gradually increases with time. As a situation where such a temperature change occurs, for example, when the temperature of the fuel reformer 15a provided on the downstream side of the fuel evaporation device 14 or the fuel cell 11 (see FIG. 1) is higher than the evaporation temperature, The case where the temperature of the 3rd evaporation surface 51c greatly exceeds preset temperature T1 under the influence of temperature is mentioned.

燃料改質器15aの改質温度等の影響に起因して、図7(3a)に示すように、第3蒸発面51cの温度が上昇すると、第3蒸発面51cの温度が設定温度T1を上回る時間が増加し、図7(3b)に示すように、第3ヒータ31-3のオン時間(ton)がオフ時間(toff)に対して相対的に減少する。その後更に、第3蒸発面51cの温度が低下しない場合には、第3ヒータ31-3は常時オフとなり、且つ、第3蒸発面51cの温度が上昇し続ける。   As shown in FIG. 7 (3a), when the temperature of the third evaporation surface 51c rises due to the influence of the reforming temperature or the like of the fuel reformer 15a, the temperature of the third evaporation surface 51c becomes equal to the set temperature T1. The exceeding time increases, and as shown in FIG. 7 (3b), the on-time (ton) of the third heater 31-3 decreases relative to the off-time (toff). Thereafter, when the temperature of the third evaporation surface 51c does not decrease, the third heater 31-3 is always turned off, and the temperature of the third evaporation surface 51c continues to increase.

また、第3蒸発面51cとその上流側の第2蒸発面51bは繋がっているので、図7(2a)、(2b)に示すように、やがて第2蒸発面51bの温度も設定温度T1を上回る時間が増加し、第2ヒータ31-2のオフ時間がオン時間に対して相対的に増加し、第2ヒータ31-2の発熱量が低下する。   Further, since the third evaporation surface 51c and the second evaporation surface 51b on the upstream side thereof are connected, as shown in FIGS. 7 (2a) and (2b), the temperature of the second evaporation surface 51b eventually reaches the set temperature T1. The exceeding time increases, the off time of the second heater 31-2 increases relative to the on time, and the heat generation amount of the second heater 31-2 decreases.

そして、第2ヒータ31-2の発熱量の減少により、第3蒸発面51c側からの流入熱量に見合うだけの温度低下が可能であれば、第2ヒータ31-2により加熱される第2蒸発面51bを設定温度T1に維持することができる。しかし、第3蒸発面51cについては、温度の上昇傾向が継続される。従って、第3蒸発面51cの温度を一定に保持することができなくなる。   If the amount of heat generated by the second heater 31-2 can be reduced by a decrease in the amount of heat generated by the second heater 31-2, the second evaporation heated by the second heater 31-2 is possible. The surface 51b can be maintained at the set temperature T1. However, with respect to the third evaporation surface 51c, the temperature increasing trend is continued. Therefore, the temperature of the third evaporation surface 51c cannot be kept constant.

即ち、図7に示す温度制御方法(本発明を採用しない手法)では、例えば、燃料蒸発装置14の下流側に設けられる燃料改質器15aの温度や燃料電池11の温度の影響を受けて、第3蒸発面51cの温度が上昇する場合には、液体燃料を蒸発させる際の温度を一定に維持することができなくなり、安定的に燃料を蒸発させることができない場合が発生する。   That is, in the temperature control method shown in FIG. 7 (a technique that does not employ the present invention), for example, under the influence of the temperature of the fuel reformer 15a provided on the downstream side of the fuel evaporator 14 and the temperature of the fuel cell 11, When the temperature of the third evaporation surface 51c increases, the temperature at the time of evaporating the liquid fuel cannot be maintained constant, and the fuel cannot be stably evaporated.

次に、第3蒸発面51cの温度が上昇した際に、本発明の第2実施形態に係る温度制御を実施した場合の温度変化について図8に示すタイミングチャートを参照して説明する。   Next, a temperature change when the temperature control according to the second embodiment of the present invention is performed when the temperature of the third evaporation surface 51c rises will be described with reference to a timing chart shown in FIG.

第2実施形態に係る燃料蒸発装置14では、燃料蒸発通路36の下流側の領域である第3蒸発面51cの温度が上昇傾向にある場合に、該第3蒸発面51cの上流側に隣接する第2蒸発面51bを加熱するための第2ヒータ31-2の設定温度を低下させることにより、第2蒸発面51bに供給する熱量を減少させて、燃料蒸発通路36内に供給される液体燃料に必要以上の熱を伝達しないように制御する。   In the fuel evaporation apparatus 14 according to the second embodiment, when the temperature of the third evaporation surface 51c, which is the region on the downstream side of the fuel evaporation passage 36, tends to increase, it is adjacent to the upstream side of the third evaporation surface 51c. By reducing the set temperature of the second heater 31-2 for heating the second evaporation surface 51b, the amount of heat supplied to the second evaporation surface 51b is reduced, and the liquid fuel supplied into the fuel evaporation passage 36 Control to avoid transferring more heat than necessary.

即ち、第2実施形態においては、第3蒸発面51cが第1蒸発領域であり、第2蒸発面51bが第2蒸発領域であり、第3ヒータ31-3が第1加熱手段であり、第2ヒータ31-2が第2加熱手段であり、第3温度センサ32-3が温度検出手段である。   That is, in the second embodiment, the third evaporation surface 51c is the first evaporation region, the second evaporation surface 51b is the second evaporation region, the third heater 31-3 is the first heating means, The two heaters 31-2 are the second heating means, and the third temperature sensor 32-3 is the temperature detecting means.

図8において、(1a)は、第1蒸発面51aの温度変化を示し、(1b)は第1ヒータ31-1のオン、オフの変化を示している。また、図8(2a)は、第2蒸発面51bの温度変化を示し、(2b)は第2ヒータ31-2のオン、オフの変化を示している。図8(3a)は第3蒸発面51cの温度変化を示し、(3b)は第3ヒータ31-3のオン、オフの変化を示し、(3c)は設定温度T1に対する温度上昇レベルを示している。   In FIG. 8, (1a) shows the temperature change of the first evaporation surface 51a, and (1b) shows the ON / OFF change of the first heater 31-1. 8 (2a) shows the temperature change of the second evaporation surface 51b, and (2b) shows the ON / OFF change of the second heater 31-2. FIG. 8 (3a) shows the temperature change of the third evaporation surface 51c, (3b) shows the on / off change of the third heater 31-3, and (3c) shows the temperature rise level with respect to the set temperature T1. Yes.

図7の例で示したように、例えば、燃料蒸発通路36の下流側の領域が燃料改質器15aの温度等の影響を受けると、燃料改質器15aの熱が第3蒸発面51cに伝達されて図8(3a)に示すように、第3蒸発面51cの温度が上昇する。従って、温度制御部33は、図8(3b)に示すように、第3ヒータ31-3を、オン時間(Ton)に対してオフ時間(Toff)を相対的に長くなるように制御し、最終的に常時オフ状態とする。   As shown in the example of FIG. 7, for example, when the region on the downstream side of the fuel evaporation passage 36 is affected by the temperature of the fuel reformer 15a, the heat of the fuel reformer 15a is applied to the third evaporation surface 51c. As a result, the temperature of the third evaporation surface 51c rises as shown in FIG. 8 (3a). Therefore, as shown in FIG. 8 (3b), the temperature control unit 33 controls the third heater 31-3 so that the off time (Toff) is relatively longer than the on time (Ton), Finally, it is always turned off.

また、第3蒸発面51cの温度が上昇して、図8(3c)に示すように、予め設定した上限閾値温度Tth2(設定温度T1よりもΔTだけ高い温度)まで上昇した場合には、温度制御部33は、図8(2a)に示すように、第2ヒータ31-2による設定温度T1を、T3(但し、T3<T1)に変更する。これにより、第2ヒータ31-2は、第2蒸発面51bの温度が設定温度T3を上回った場合にオフとなり、下回った場合にオンとなるように制御されるので、図8(2b)に示すように、オフ時間に対してオン時間が相対的に短くなるように制御される。従って、第2ヒータ31-2による発熱量が減少し、第2蒸発面51bの温度が低くなるように制御される。   Further, when the temperature of the third evaporation surface 51c rises and rises to a preset upper limit threshold temperature Tth2 (a temperature higher by ΔT than the set temperature T1) as shown in FIG. 8 (3c), the temperature As shown in FIG. 8 (2a), the controller 33 changes the set temperature T1 by the second heater 31-2 to T3 (where T3 <T1). As a result, the second heater 31-2 is controlled to turn off when the temperature of the second evaporation surface 51b exceeds the set temperature T3 and to turn on when the temperature falls below the set temperature T3. As shown, the ON time is controlled to be relatively shorter than the OFF time. Accordingly, the amount of heat generated by the second heater 31-2 is reduced, and the temperature of the second evaporation surface 51b is controlled to be low.

その結果、前述の図7(2a)に示したように、第3蒸発面51cの温度の上昇に連動して、第2蒸発面51bの温度が上昇することを抑制することができ、第2蒸発面51bの温度を略一定の温度に保持することができる。   As a result, as shown in FIG. 7 (2a), it is possible to suppress the temperature of the second evaporation surface 51b from increasing in conjunction with the increase in the temperature of the third evaporation surface 51c. The temperature of the evaporation surface 51b can be maintained at a substantially constant temperature.

このようにして、第2実施形態に係る燃料蒸発装置14では、第3蒸発面51cの温度を検出し、この温度が予め設定した上限閾値温度Tth2を上回った場合には、第3蒸発面51cの上流側に隣接する第2蒸発面51bの設定温度を低下させる。具体的には、図8(2a)に示すT1からT3に変更する処理を実施する。従って、第2蒸発面51bを加熱するための、第2ヒータ31-2による発熱量を減少させることができ、第3蒸発面51cの温度低下に連動して第2蒸発面51bが温度上昇することを防止することができ、燃料蒸発通路36に噴射される液体燃料に対して常に安定した熱を加えることができる。その結果、液体燃料に均一な熱を加えて安定的に気化させることが可能となる。   Thus, in the fuel evaporation apparatus 14 according to the second embodiment, the temperature of the third evaporation surface 51c is detected, and when this temperature exceeds the preset upper threshold temperature Tth2, the third evaporation surface 51c. Lower the set temperature of the second evaporation surface 51b adjacent to the upstream side. Specifically, a process of changing from T1 to T3 shown in FIG. 8 (2a) is performed. Accordingly, the amount of heat generated by the second heater 31-2 for heating the second evaporation surface 51b can be reduced, and the temperature of the second evaporation surface 51b rises in conjunction with the temperature decrease of the third evaporation surface 51c. This can be prevented, and stable heat can always be applied to the liquid fuel injected into the fuel evaporation passage 36. As a result, the liquid fuel can be vaporized stably by applying uniform heat.

なお、上述した第1実施形態と同様に、第2実施形態においても、第3ヒータ31-3のオン時間とオフ時間との比率、即ち、図8(3b)に示すオン時間tonとオフ時間toffとの比率に基づいて、第3蒸発面51cの温度を検出することも可能である。   Similar to the first embodiment described above, also in the second embodiment, the ratio between the on time and the off time of the third heater 31-3, that is, the on time ton and the off time shown in FIG. 8 (3b). It is also possible to detect the temperature of the third evaporation surface 51c based on the ratio to toff.

[第3実施形態の説明]
次に、第3実施形態について説明する。初めに、第3実施形態に係る温度制御を実施しない場合(即ち、従来の制御方式を用いた場合)において、第1蒸発面51aの温度が低下し、その後、第3蒸発面51cの温度が上昇した際の、第2蒸発面51bの温度変化について、図9に示すタイミングチャートを参照して説明する。
[Description of Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described. First, when the temperature control according to the third embodiment is not performed (that is, when the conventional control method is used), the temperature of the first evaporation surface 51a is lowered, and then the temperature of the third evaporation surface 51c is decreased. The temperature change of the second evaporation surface 51b when it rises will be described with reference to the timing chart shown in FIG.

図9(1a)は、第1蒸発面51aの温度変化を示し、(1b)は第1ヒータ31-1のオン、オフの変化を示し、(1c)は設定温度T1に対する温度低下レベルを示している。また、図9(2a)は、第2蒸発面51bの温度変化を示し、(2b)は第2ヒータ31-2のオン、オフの変化を示している。図9(3a)は第3蒸発面51cの温度変化を示し、(3b)は第3ヒータ31-3のオン、オフの変化を示し、(3c)は設定温度T1に対する温度上昇レベルを示している。   FIG. 9 (1a) shows the temperature change of the first evaporation surface 51a, (1b) shows the on / off change of the first heater 31-1, and (1c) shows the temperature drop level with respect to the set temperature T1. ing. 9 (2a) shows the temperature change of the second evaporation surface 51b, and (2b) shows the ON / OFF change of the second heater 31-2. FIG. 9 (3a) shows the temperature change of the third evaporation surface 51c, (3b) shows the on / off change of the third heater 31-3, and (3c) shows the temperature rise level with respect to the set temperature T1. Yes.

そして、この例では、図9(1a)に示すように、第1蒸発面51aの温度が時間経過と共に徐々に低下し、且つ、図9(3a)に示すように第3蒸発面51cの温度が時間経過と共に徐々に上昇している場合を示している。このような温度変化が生じる状況としては、例えば、図2に示した燃料供給口41より供給される燃料が増加した場合で、且つ、燃料蒸発装置14の下流側に設けられる燃料改質器15a、或いは燃料電池11(図1参照)の温度が蒸発温度よりも高い場合等が挙げられる。   In this example, as shown in FIG. 9 (1a), the temperature of the first evaporation surface 51a gradually decreases with time, and as shown in FIG. 9 (3a), the temperature of the third evaporation surface 51c. Shows a case where the value gradually increases with time. As a situation where such a temperature change occurs, for example, when the fuel supplied from the fuel supply port 41 shown in FIG. 2 increases and the fuel reformer 15a provided on the downstream side of the fuel evaporation device 14 Or the case where the temperature of the fuel cell 11 (refer FIG. 1) is higher than evaporation temperature is mentioned.

燃料蒸発通路36内への燃料供給量が増加すると、第1ヒータ31-1により加熱される第1蒸発面51aから、該第1蒸発面51aを通過する燃料に伝達される熱量が多くなるので、図9(1a)に示すように、第1蒸発面51aの温度が設定温度T1を下回る時間が増加し、第1ヒータ31-1のオン時間がオフ時間に対して相対的に増加する。更に、第1ヒータ31-1による発熱量が、燃料を蒸発させるために必要となる蒸発熱を賄いきれなくなると、第1ヒータ31-1のオン状態を継続させた場合(常時オン状態とした場合)でも、第1蒸発面51aの温度は低下し続ける。従って、第1蒸発面51aの温度は図9(1c)に示すように、時間の経過に対し低下傾向となる。   When the amount of fuel supplied into the fuel evaporation passage 36 increases, the amount of heat transferred from the first evaporation surface 51a heated by the first heater 31-1 to the fuel passing through the first evaporation surface 51a increases. As shown in FIG. 9 (1a), the time during which the temperature of the first evaporation surface 51a falls below the set temperature T1 increases, and the ON time of the first heater 31-1 increases relatively with respect to the OFF time. Further, when the amount of heat generated by the first heater 31-1 cannot cover the heat of vaporization required for evaporating the fuel, the first heater 31-1 is kept in the on-state (always turned on). However, the temperature of the first evaporation surface 51a continues to decrease. Therefore, as shown in FIG. 9 (1c), the temperature of the first evaporation surface 51a tends to decrease with the passage of time.

一方、図9(3a)に示すように、第3蒸発面51cの温度が上昇すると、第3蒸発面51cの温度が設定温度T1を上回る時間が増加し、図9(3b)に示すように、第3ヒータ31-3のオン時間がオフ時間に対して相対的に減少する。その後更に、第3蒸発面51cの温度が低下しない場合には、第3ヒータ31-3は常時オフとなり、且つ、第3蒸発面51cの温度が上昇し続ける。従って、第3蒸発面51cの温度は図9(3c)に示すように、時間経過と共に上昇する。   On the other hand, as shown in FIG. 9 (3a), when the temperature of the third evaporation surface 51c increases, the time during which the temperature of the third evaporation surface 51c exceeds the set temperature T1 increases, as shown in FIG. 9 (3b). The on-time of the third heater 31-3 decreases relative to the off-time. Thereafter, when the temperature of the third evaporation surface 51c does not decrease, the third heater 31-3 is always turned off, and the temperature of the third evaporation surface 51c continues to increase. Therefore, the temperature of the third evaporation surface 51c increases with time as shown in FIG. 9 (3c).

このように、第1蒸発面51aの温度低下、及び第3蒸発面51cの温度上昇に対して何等の制御も行われない場合には、燃料蒸発通路36の上流側で温度が低下し、下流側で温度が上昇し、燃料蒸発通路36内全体の温度が均一化されず、液体燃料を安定的に蒸発させることができないという問題が生じる。   Thus, when no control is performed on the temperature decrease of the first evaporation surface 51a and the temperature increase of the third evaporation surface 51c, the temperature decreases on the upstream side of the fuel evaporation passage 36, and the downstream side As a result, the temperature rises, the temperature inside the fuel evaporation passage 36 is not uniformized, and the liquid fuel cannot be stably evaporated.

次に、第1蒸発面51aの温度が低下し、且つ、第3蒸発面51cの温度が上昇した際に、本発明の第3実施形態に係る温度制御を実施した場合の温度変化について、図10に示すタイミングチャートを参照して説明する。   Next, the temperature change when the temperature control according to the third embodiment of the present invention is performed when the temperature of the first evaporation surface 51a decreases and the temperature of the third evaporation surface 51c increases will be described. This will be described with reference to the timing chart shown in FIG.

第3実施形態に係る燃料蒸発装置14では、燃料蒸発通路36の上流側の領域となる第1蒸発面51aの温度が低下傾向にあり、且つ、燃料蒸発通路36の下流側の領域となる第3蒸発面51cの温度が上昇傾向にある場合に、第2蒸発面51bの温度を制御して燃料蒸発通路36内の温度が安定するように制御する。   In the fuel evaporation device 14 according to the third embodiment, the temperature of the first evaporation surface 51 a that is the upstream region of the fuel evaporation passage 36 tends to decrease, and the first region that is the downstream region of the fuel evaporation passage 36 is used. When the temperature of the third evaporation surface 51c tends to increase, the temperature of the second evaporation surface 51b is controlled so that the temperature in the fuel evaporation passage 36 is stabilized.

即ち、第3実施形態においては、第1蒸発面51a、及び第3蒸発面51cが第1蒸発領域であり、このうち第1蒸発面51aが上流側蒸発領域、第3蒸発面51cが下流側蒸発領域である。また、第2蒸発面51bが第2蒸発領域である。また、第1ヒータ31-1、及び第3ヒータ31-3が第1加熱手段であり、このうち第1ヒータ31-1が上流側加熱手段、第3ヒータ31-3が下流側加熱手段である。また、第2ヒータ31-2が第2加熱手段である。更に、第1温度センサ32-1、及び第3温度センサ32-3が温度検出手段であり、このうち第1温度センサ32-1が上流側蒸発領域の温度を測定し、第3温度センサ32-3が下流側蒸発領域の温度を測定する。   In other words, in the third embodiment, the first evaporation surface 51a and the third evaporation surface 51c are the first evaporation regions, of which the first evaporation surface 51a is the upstream evaporation region and the third evaporation surface 51c is the downstream side. It is an evaporation area. The second evaporation surface 51b is a second evaporation region. The first heater 31-1 and the third heater 31-3 are first heating means, of which the first heater 31-1 is an upstream heating means and the third heater 31-3 is a downstream heating means. is there. The second heater 31-2 is a second heating means. Further, the first temperature sensor 32-1 and the third temperature sensor 32-3 are temperature detection means. Among these, the first temperature sensor 32-1 measures the temperature of the upstream evaporation region, and the third temperature sensor 32. -3 measures the temperature in the downstream evaporation zone.

図10において、(1a)は、第1蒸発面51aの温度変化を示し、(1b)は第1ヒータ31-1のオン、オフの変化を示し、(1c)は設定温度T1に対する温度低下レベルを示している。また、図10(2a)は、第2蒸発面51bの温度変化を示し、(2b)は第2ヒータ31-2のオン、オフの変化を示している。図10(3a)は第3蒸発面51cの温度変化を示し、(3b)は第3ヒータ31-3のオン、オフの変化を示し、(3c)は設定温度T1に対する温度上昇レベルを示している。   In FIG. 10, (1a) shows the temperature change of the first evaporation surface 51a, (1b) shows the ON / OFF change of the first heater 31-1, and (1c) is the temperature drop level with respect to the set temperature T1. Is shown. FIG. 10 (2a) shows the temperature change of the second evaporation surface 51b, and (2b) shows the ON / OFF change of the second heater 31-2. FIG. 10 (3a) shows the temperature change of the third evaporation surface 51c, (3b) shows the on / off change of the third heater 31-3, and (3c) shows the temperature rise level with respect to the set temperature T1. Yes.

図9の例で示したように、例えば、燃料供給口41からの蒸発燃料供給量が増加すると、第1ヒータ31-1から液体燃料に供給する熱量が増大するので、図10(1a)に示すように、第1蒸発面51aの温度が低下する。従って、温度制御部33は、図10(1b)に示すように、オフ時間(Toff)に対してオン時間(Ton)が相対的に長くなるように第1ヒータ31-1のオン、オフ制御を行い、最終的には常時オン状態とする。   As shown in the example of FIG. 9, for example, when the amount of evaporated fuel supplied from the fuel supply port 41 increases, the amount of heat supplied to the liquid fuel from the first heater 31-1 increases. As shown, the temperature of the first evaporation surface 51a decreases. Accordingly, as shown in FIG. 10 (1b), the temperature control unit 33 controls the on / off of the first heater 31-1 so that the on time (Ton) is relatively longer than the off time (Toff). Finally, it is always turned on.

また、図10(1c)に示すように、第1蒸発面51aの温度が低下し、下限閾値温度Tth1を下回ると、前述した第1実施形態と同様に、第2蒸発面51bの設定温度がT1からT2(但し、T2>T1)に変更される。従って、第2ヒータ31-2は、第2蒸発面51bの温度がT2を上回った場合にオフとなり、下回った場合にオンとなるように制御されるので、図10(2b)に示すように、オフ時間に対してオン時間が相対的に長くなるように制御される。従って、第2ヒータ31-2による発熱量が増加し、第2蒸発面51bの温度が高くなるように制御されることになる。   Further, as shown in FIG. 10 (1c), when the temperature of the first evaporation surface 51a decreases and falls below the lower limit threshold temperature Tth1, the set temperature of the second evaporation surface 51b becomes the same as in the first embodiment described above. T1 is changed to T2 (where T2> T1). Therefore, the second heater 31-2 is controlled to turn off when the temperature of the second evaporation surface 51b exceeds T2 and to turn on when it falls below, as shown in FIG. 10 (2b). The ON time is controlled to be relatively longer than the OFF time. Therefore, the amount of heat generated by the second heater 31-2 is increased, and the temperature of the second evaporation surface 51b is controlled to be high.

一方、第3蒸発面51cの温度が上昇すると、温度制御部33は、図10(3b)に示すように、第3ヒータ31-3のオン時間(Ton)に対してオフ時間(Toff)を相対的に長くなるように制御する。その後、第3蒸発面51cの温度が上昇して、図10(3c)に示す時刻q1で上限閾値温度Tth2まで上昇した場合であっても、第2ヒータ31-2による設定温度を変更しない。即ち、この状況においては、上流側である第1蒸発面51aの温度低下の影響を回避するために、第2ヒータ31-2の設定温度をT2に変更しているので、下流側である第3蒸発面51cの温度が上限閾値温度Tth2を上回った場合であっても、第2ヒータ31-2の設定温度をT2に維持する。   On the other hand, when the temperature of the third evaporation surface 51c rises, the temperature controller 33 changes the off time (Toff) with respect to the on time (Ton) of the third heater 31-3, as shown in FIG. 10 (3b). Control to be relatively long. Thereafter, even if the temperature of the third evaporation surface 51c rises and rises to the upper threshold temperature Tth2 at time q1 shown in FIG. 10 (3c), the set temperature by the second heater 31-2 is not changed. In other words, in this situation, the set temperature of the second heater 31-2 is changed to T2 in order to avoid the influence of the temperature drop of the first evaporation surface 51a on the upstream side. Even when the temperature of the third evaporation surface 51c exceeds the upper threshold temperature Tth2, the set temperature of the second heater 31-2 is maintained at T2.

その後、第3蒸発面51cの温度が更に上昇して、時刻q2にて、上限閾値温度Tth2よりも大きい上限許容温度TULを上回った際に、第2ヒータ31-2の設定温度をT2からT1に戻す処理を行う。これにより、第2蒸発面51bの温度が過剰に上昇することを防止する。   After that, when the temperature of the third evaporation surface 51c further rises and exceeds the upper limit allowable temperature TUL higher than the upper limit threshold temperature Tth2 at time q2, the set temperature of the second heater 31-2 is changed from T2 to T1. Process to return to. This prevents the temperature of the second evaporation surface 51b from rising excessively.

このようにして、第3実施形態に係る燃料蒸発装置14では、第1蒸発面51aの温度が低下して、下限閾値温度Tth1を下回った場合には、第2蒸発面51bの設定温度をT1からT2に変更することにより、第2ヒータ31-2による発熱量を上昇させて第2蒸発面51bの温度低下を防止する。また、第2蒸発面51bの設定温度がT2とされているときに、第3蒸発面51cの温度が、上限閾値温度Tth2を上回った場合には、第2蒸発面51bの設定温度をT2のままとし、更に第3蒸発面51cの温度が上昇して上限許容温度TUL(>Tth2)を上回った場合には、第2蒸発面51bの設定温度をT1に戻すように制御される。   In this way, in the fuel evaporation device 14 according to the third embodiment, when the temperature of the first evaporation surface 51a decreases and falls below the lower limit threshold temperature Tth1, the set temperature of the second evaporation surface 51b is set to T1. By changing from T2 to T2, the amount of heat generated by the second heater 31-2 is increased to prevent the temperature of the second evaporation surface 51b from being lowered. When the set temperature of the second evaporation surface 51b is T2, and the temperature of the third evaporation surface 51c exceeds the upper threshold temperature Tth2, the set temperature of the second evaporation surface 51b is set to T2. If the temperature of the third evaporation surface 51c further increases and exceeds the upper limit allowable temperature TUL (> Tth2), the set temperature of the second evaporation surface 51b is controlled to return to T1.

従って、第2蒸発面51bの設定温度は、その上流側である第1蒸発面51aの温度、及びその下流側である第3蒸発面51cの温度に基づいて、適切に制御されるので、燃料蒸発通路36内に流入する液体燃料を安定的に蒸発させることができる。   Accordingly, the set temperature of the second evaporation surface 51b is appropriately controlled based on the temperature of the first evaporation surface 51a on the upstream side and the temperature of the third evaporation surface 51c on the downstream side. The liquid fuel flowing into the evaporation passage 36 can be stably evaporated.

ここで、図10に示した例では、先に第1蒸発面51aの温度が低下し、その後、第3蒸発面51cの温度が上昇する例について説明したが、先に第3蒸発面51cの温度が上昇し、その後、第1蒸発面51aの温度が低下する場合もあり得る。この場合について以下に説明する。   Here, in the example shown in FIG. 10, the example in which the temperature of the first evaporation surface 51 a first decreases and then the temperature of the third evaporation surface 51 c increases, but first the temperature of the third evaporation surface 51 c has been described. The temperature may rise and then the temperature of the first evaporation surface 51a may drop. This case will be described below.

蒸発面51が熱的に平衡な状態にあるときに、第3蒸発面51cの温度が上昇し、図8(3c)に示したように上限閾値温度Tth2を上回ると、第2蒸発面51bの設定温度がT1からT3(T3<T1)に変更される。その後、第1蒸発面51aの温度が低下して図10(1c)に示す下限閾値温度Tth1を下回った場合でも、第2蒸発面51bの設定温度はT3を維持する。そして、更に第1蒸発面51aの温度が低下し、図10(1c)に示す下限許容温度TLLを下回った場合には、第2蒸発面51bの設定温度をT1に戻すように制御される。   When the evaporation surface 51 is in a thermal equilibrium state, when the temperature of the third evaporation surface 51c rises and exceeds the upper threshold temperature Tth2 as shown in FIG. 8 (3c), the second evaporation surface 51b The set temperature is changed from T1 to T3 (T3 <T1). Thereafter, even when the temperature of the first evaporation surface 51a decreases and falls below the lower limit threshold temperature Tth1 shown in FIG. 10 (1c), the set temperature of the second evaporation surface 51b maintains T3. Then, when the temperature of the first evaporation surface 51a further decreases and falls below the lower limit allowable temperature TLL shown in FIG. 10 (1c), the set temperature of the second evaporation surface 51b is controlled to return to T1.

従って、先に第3蒸発面51cの温度が上昇し、その後第1蒸発面51aの温度が低下した場合であっても、第2蒸発面51bの設定温度は、その上流側である第1蒸発面51aの温度、及びその下流側である第3蒸発面51cの温度に基づいて適切に制御され、燃料蒸発通路36内に流入する液体燃料を安定的に蒸発させることができる。   Therefore, even if the temperature of the third evaporation surface 51c first increases and then the temperature of the first evaporation surface 51a decreases, the set temperature of the second evaporation surface 51b is the first evaporation on the upstream side. The liquid fuel flowing into the fuel evaporation passage 36 can be stably evaporated by being appropriately controlled based on the temperature of the surface 51a and the temperature of the third evaporation surface 51c on the downstream side.

[変形例に説明]
次に、上述した各実施形態に係る燃料蒸発装置の変形例について説明する。図11は、変形例に係る燃料蒸発装置14aの構成を示すブロック図である。前述した各実施形態では、加熱手段として、電力が供給されて発熱する第1ヒータ31-1〜第3ヒータ31-3を用いる例について説明したが、本発明に係る加熱手段は、電力を用いるものに限定されるものではなく、加熱ガスを用いることも可能である。
[Explanation to modification]
Next, a modified example of the fuel evaporation apparatus according to each embodiment described above will be described. FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a fuel evaporation device 14a according to a modification. In each of the above-described embodiments, examples in which the first heater 31-1 to the third heater 31-3 that generate heat when supplied with electric power have been described as the heating means. However, the heating means according to the present invention uses electric power. It is not limited to a thing, It is also possible to use heating gas.

図11に示すように、第1蒸発面51aに対応する領域に、加熱ガスが流入する流路(ガス流入路)を設け、このガス流入路を第1ヒータ31-1とする。即ち、ガス流入路に、燃料電池システムで用いられる加熱ガスを供給することにより、第1蒸発面51aを加熱し、液体燃料を加熱する。また、ガス流入路の入口に流量調整弁61を設けることにより、加熱ガスの流量を制御し、ひいては第1蒸発面51aの温度を制御することが可能となる。   As shown in FIG. 11, a flow path (gas inflow path) into which the heated gas flows is provided in a region corresponding to the first evaporation surface 51a, and this gas inflow path is referred to as a first heater 31-1. That is, by supplying a heating gas used in the fuel cell system to the gas inflow path, the first evaporation surface 51a is heated and the liquid fuel is heated. In addition, by providing the flow rate adjustment valve 61 at the inlet of the gas inflow path, it is possible to control the flow rate of the heated gas and thus the temperature of the first evaporation surface 51a.

以上、本発明の燃料蒸発装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。   As mentioned above, although the fuel evaporation apparatus of this invention was demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to this, The structure of each part is replaced with the thing of the arbitrary structures which have the same function. Can do.

例えば、上記した各実施形態では、蒸発面51を加熱するための手段として、3個のヒータ(第1〜第3ヒータ31-1〜31-3)を設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、3個以上のヒータを設ける構成としても良い。また、第1、第2実施形態に関しては、2個のヒータを設ける場合について適用することが可能である。   For example, in each of the above-described embodiments, an example in which three heaters (first to third heaters 31-1 to 31-3) are provided as means for heating the evaporation surface 51 has been described. It is not limited to this, It is good also as a structure which provides three or more heaters. The first and second embodiments can be applied to the case where two heaters are provided.

本発明は、液体燃料を安定的にガス化することに利用することができる。   The present invention can be used to stably gasify liquid fuel.

11 燃料電池
11a カソード
11b アノード
12 第1空気ブロワ
13 熱交換器
14、14a 燃料蒸発装置
15 改質装置
15a 燃料改質器
15b 燃焼バーナ
16 循環ブロワ
17 第2空気ブロワ
20 第3空気ブロワ
25 分岐弁
31-1〜31-3 第1〜第3ヒータ
32-1〜32-3 第1〜第3温度センサ
33 温度制御部
34 電力供給線
35 制御線
36 燃料蒸発通路
41 燃料供給口
42 蒸発ガス出口
51 蒸発面
51a 第1蒸発面
51b 第2蒸発面
51c 第3蒸発面
61 流量調整弁
100 燃料電池システム
Tth1 下限閾値温度
Tth2 上限閾値温度
TLL 下限許容温度
TUL 上限許容温度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Fuel cell 11a Cathode 11b Anode 12 1st air blower 13 Heat exchanger 14, 14a Fuel evaporator 15 Reformer 15a Fuel reformer 15b Combustion burner 16 Circulation blower 17 2nd air blower 20 3rd air blower 25 Branch valve 31-1 to 31-3 First to third heaters 32-1 to 32-3 First to third temperature sensors 33 Temperature controller 34 Power supply line 35 Control line 36 Fuel evaporating passage 41 Fuel supply port 42 Evaporating gas outlet 51 Evaporation Surface 51a First Evaporation Surface 51b Second Evaporation Surface 51c Third Evaporation Surface 61 Flow Control Valve 100 Fuel Cell System Tth1 Lower Threshold Temperature Tth2 Upper Threshold Temperature TLL Lower Threshold Temperature TUL Upper Threshold Temperature

Claims (6)

燃料蒸発通路を備え、外部より供給される液体燃料を蒸発させる燃料蒸発装置において、
前記燃料蒸発通路中の第1蒸発領域を通過する液体燃料を加熱する第1加熱手段と、
前記燃料蒸発通路中の、前記第1蒸発領域に隣接する第2蒸発領域を加熱する第2加熱手段と、
前記第1蒸発領域の温度を検出する温度検出手段と、
前記第1加熱手段、及び第2加熱手段による加熱温度を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記温度検出手段により検出される温度に応じて、前記第2加熱手段により加熱する際の設定温度を変更することを特徴とする燃料蒸発装置。
In a fuel evaporation device that includes a fuel evaporation passage and evaporates liquid fuel supplied from outside,
First heating means for heating the liquid fuel passing through the first evaporation region in the fuel evaporation passage;
A second heating means for heating a second evaporation region adjacent to the first evaporation region in the fuel evaporation passage;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the first evaporation region;
Control means for controlling the heating temperature by the first heating means and the second heating means,
The control means includes
A fuel evaporation apparatus, wherein a set temperature when heating by the second heating means is changed according to a temperature detected by the temperature detecting means.
前記第2蒸発領域は、前記液体燃料の供給方向に対して前記第1蒸発領域の下流側に隣接し、
前記制御手段は、
前記温度検出手段により検出される前記第1蒸発領域の温度が予め設定した下限閾値温度よりも低い場合には、前記第2加熱手段により加熱する際の設定温度を予め設定した基準温度よりも高い温度に変更することを特徴とする請求項1に記載の燃料蒸発装置。
The second evaporation region is adjacent to the downstream side of the first evaporation region with respect to the supply direction of the liquid fuel,
The control means includes
When the temperature of the first evaporation region detected by the temperature detection means is lower than a preset lower threshold temperature, the set temperature for heating by the second heating means is higher than a preset reference temperature The fuel evaporation apparatus according to claim 1, wherein the fuel evaporation apparatus is changed to a temperature.
前記第2蒸発領域は、前記液体燃料の供給方向に対して前記第1蒸発領域の上流側に隣接し、
前記制御手段は、
前記温度検出手段により検出される前記第1蒸発領域の温度が予め設定した上限閾値温度よりも高い場合には、前記第2加熱手段により加熱する際の設定温度を予め設定した基準温度よりも低い温度に変更することを特徴とする請求項1に記載の燃料蒸発装置。
The second evaporation region is adjacent to the upstream side of the first evaporation region with respect to the supply direction of the liquid fuel,
The control means includes
When the temperature of the first evaporation region detected by the temperature detection unit is higher than a preset upper threshold temperature, the set temperature for heating by the second heating unit is lower than a preset reference temperature The fuel evaporation apparatus according to claim 1, wherein the fuel evaporation apparatus is changed to a temperature.
前記第1蒸発領域は、前記液体燃料の供給方向に対して前記第2蒸発領域の上流側に隣接する上流側蒸発領域、及び下流側に隣接する下流側蒸発領域を含み、
前記第2加熱手段は、前記上流側蒸発領域を加熱する上流側加熱手段、及び前記下流側蒸発領域を加熱する下流側加熱手段を含み、
前記温度検出手段は、前記上流側蒸発領域の温度、及び下流側蒸発領域の温度を測定し、
前記制御手段は、
前記上流側蒸発領域の温度が予め設定した下限閾値温度を下回った場合に、前記第2加熱手段により加熱する際の設定温度を予め設定した基準温度よりも高い温度に変更し、その後、前記下流側蒸発領域の温度が予め設定した上限許容温度を上回った場合に、前記第2加熱手段により加熱する際の設定温度を前記基準温度に戻すように制御すること
を特徴とする請求項1に記載の燃料蒸発装置。
The first evaporation region includes an upstream evaporation region adjacent to the upstream side of the second evaporation region with respect to the supply direction of the liquid fuel, and a downstream evaporation region adjacent to the downstream side,
The second heating means includes an upstream heating means for heating the upstream evaporation area, and a downstream heating means for heating the downstream evaporation area,
The temperature detecting means measures the temperature of the upstream evaporation region and the temperature of the downstream evaporation region;
The control means includes
When the temperature of the upstream evaporation region falls below a preset lower threshold temperature, the set temperature when heating by the second heating means is changed to a temperature higher than a preset reference temperature, and then the downstream 2. The control according to claim 1, wherein when the temperature of the side evaporation region exceeds a preset upper limit allowable temperature, control is performed so as to return the set temperature when heated by the second heating means to the reference temperature. Fuel evaporation system.
前記第1蒸発領域は、前記液体燃料の供給方向に対して前記第2蒸発領域の上流側に隣接する上流側蒸発領域、及び下流側に隣接する下流側蒸発領域を含み、
前記第2加熱手段は、前記上流側蒸発領域を加熱する上流側加熱手段、及び前記下流側蒸発領域を加熱する下流側加熱手段を含み、
前記温度検出手段は、前記上流側蒸発領域の温度、及び下流側蒸発領域の温度を測定し、
前記制御手段は、
前記下流側蒸発領域の温度が予め設定した上限閾値温度を上回った場合に、前記第2加熱手段により加熱する際の設定温度を予め設定した基準温度よりも低い温度に変更し、その後、前記上流側蒸発領域の温度が予め設定した下限許容温度を下回った場合に、前記第2加熱手段により加熱する際の設定温度を前記基準温度に戻すように制御すること
を特徴とする請求項1に記載の燃料蒸発装置。
The first evaporation region includes an upstream evaporation region adjacent to the upstream side of the second evaporation region with respect to the supply direction of the liquid fuel, and a downstream evaporation region adjacent to the downstream side,
The second heating means includes an upstream heating means for heating the upstream evaporation area, and a downstream heating means for heating the downstream evaporation area,
The temperature detecting means measures the temperature of the upstream evaporation region and the temperature of the downstream evaporation region;
The control means includes
When the temperature of the downstream evaporation region exceeds a preset upper threshold temperature, the set temperature when heating by the second heating means is changed to a temperature lower than a preset reference temperature, and then the upstream The control is performed so as to return the set temperature when heating by the second heating means to the reference temperature when the temperature of the side evaporation region falls below a preset lower limit allowable temperature. Fuel evaporation system.
前記第1加熱手段、及び第2加熱手段のうちの少なくとも一つは、ガス流入路を備え、該ガス流入路に高温ガスを供給することにより、前記第1蒸発領域、及び第2蒸発領域のうちの対象となる領域を加熱することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の燃料蒸発装置。   At least one of the first heating unit and the second heating unit includes a gas inflow path, and by supplying a high temperature gas to the gas inflow path, the first evaporation area and the second evaporation area The fuel evaporation apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a target region is heated.
JP2011137448A 2011-06-21 2011-06-21 Fuel evaporation device Pending JP2013001627A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011137448A JP2013001627A (en) 2011-06-21 2011-06-21 Fuel evaporation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011137448A JP2013001627A (en) 2011-06-21 2011-06-21 Fuel evaporation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013001627A true JP2013001627A (en) 2013-01-07

Family

ID=47670562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011137448A Pending JP2013001627A (en) 2011-06-21 2011-06-21 Fuel evaporation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013001627A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019215931A1 (en) * 2018-05-11 2019-11-14 日産自動車株式会社 Fuel cell system and control method for fuel cell system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02253316A (en) * 1989-03-27 1990-10-12 Omron Tateisi Electron Co Temperature controller
JP2009022752A (en) * 2001-07-31 2009-02-05 Philip Moris Usa Inc Process and apparatus for generation of volatilized liquid

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02253316A (en) * 1989-03-27 1990-10-12 Omron Tateisi Electron Co Temperature controller
JP2009022752A (en) * 2001-07-31 2009-02-05 Philip Moris Usa Inc Process and apparatus for generation of volatilized liquid

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019215931A1 (en) * 2018-05-11 2019-11-14 日産自動車株式会社 Fuel cell system and control method for fuel cell system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5064387B2 (en) Hydrogen generator and fuel cell system
US20080280171A1 (en) Hydrogen Generation Device, Operation Method Thereof, and Fuel Cell System
JP2009099264A (en) Solid oxide fuel cell power generation system and its starting method
US20050129997A1 (en) Hydrogen generator, method of operating hydrogen generator, and fuel cell system
EP3179547B1 (en) Hydrogen generation system
US6630109B2 (en) Control apparatus for reformer and method of controlling reformer using control apparatus
US6613465B2 (en) Control device for a fuel reforming apparatus
US20020081470A1 (en) Control method for heating processing system
JP2018014204A (en) Fuel cell device
JP2017050049A (en) Fuel battery system
JP2009081052A (en) Solid oxide fuel cell power generation system and operation control method of solid oxide fuel cell power generation system
JP5825830B2 (en) Fuel cell system
US11424459B2 (en) Fuel cell system
JP2013001627A (en) Fuel evaporation device
JP2008010258A (en) Starting system and starting method in solid oxide fuel cell power generation system
US9755257B2 (en) Fuel cell system and method for controlling fuel cell system
JP5838599B2 (en) Fuel cell system
JP2009238623A (en) Solid oxide fuel cell power generation system and its operation control method
JP6887090B2 (en) Hydrogen production system and fuel cell system
JP4541904B2 (en) Humidifying gas dew point control device and dew point control method
WO2019229997A1 (en) Catalytic reaction system and fuel cell system
JP2019114342A (en) Fuel cell system
JP2000178001A (en) Controller for reformer
JP2009238622A (en) Solid oxide fuel cell power generation system and its operation control method
JP2021077586A (en) Fuel battery module

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140423

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150120

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150318

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151006

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160405