JP2021055870A - 燃焼器 - Google Patents
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Abstract
Description
燃料電池から排出されて燃料電池にて発電で消費されなかった酸化剤ガスであるオフ酸化剤ガスを流通させる第1酸化剤流路(100)と、
燃焼室(85)を形成する燃焼室形成部(78a、72b)と、
燃料電池から排出されて燃料電池にて発電で消費されなかった燃料ガスであるオフ燃料ガスを燃焼室に供給する燃料供給口(90)と、
酸化剤流路から流通されるオフ酸化剤ガスを燃焼室に供給する燃焼用酸化剤供給口(92)と、
酸化剤流路から流通されるオフ酸化剤ガスを燃焼室に供給する保護用酸化剤供給口(112、114)と、を備え、
燃料供給口から供給されるオフ燃料ガスと燃焼用酸化剤供給口から供給されるオフ酸化剤ガスとが燃焼室内にて混合されて燃焼し火炎を発生し、
保護用酸化剤供給口から供給されるオフ酸化剤ガスを燃焼室形成部と火炎との間に流通させて、火炎の熱が燃焼室形成部に伝わることを保護用酸化剤供給口から供給されるオフ酸化剤ガスが抑制する。
セルスタック10は、空気予熱器20から供給される酸化剤ガスのうち発電で消費されなかった酸化剤ガスを排出する。以下、説明の便宜上、空気予熱器20から供給される酸化剤ガスのうち発電で消費されなかった酸化剤ガスをオフ酸化剤ガスという。
セルスタック10は、改質器60から供給される燃料ガスのうち発電で消費されなかった燃料ガスを排出する。以下、説明の便宜上、改質器60から供給される燃料ガスのうち発電で消費されなかった燃料ガスをオフ燃料ガスという。
本実施形態の燃焼器30の排ガスが燃焼器30→改質器60→空気予熱器20→蒸発器40の順に流れるように構成されている。なお、燃焼器30の構造の詳細は後述する。
なお、本実施形態の改質器60は、後述するように、軸線Sを中心とする円環状に形成されている(図2参照)。
複数の酸化剤供給口92は、軸線Sを中心とする周方向に間隔を開けて並べられている。
空気流路100は、セルスタック10からのオフ酸化剤ガスを軸線方向一方側から軸線方向一方側に流通させる。
オフ酸化剤ガスは、火炎200の熱が内側壁部78aに伝わることを抑える空気断熱層の役割を果たす。
上記第1実施形態では、複数の吹出案内部113によって複数の酸化剤供給口114をそれぞれ形成した例について説明した。
(1)上記第1、第2実施形態では、燃料電池システムにおいて、都市ガスを用いて発電する例について説明したが、これに代えて、都市ガス以外のプロパンガス等のガスを用いて発電するようにしてもよい。或いは、燃料電池システムにおいてガソリン等を用いて、発電するようにしてもよい。
(7)上記第1、第2実施形態では、酸化剤ガスとして空気を用いた例について説明したが、これに代えて、酸化剤ガスとして酸素ガスをを用いてもよい。
(8)なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、センサから車両の外部環境情報(例えば車外の湿度)を取得することが記載されている場合、そのセンサを廃し、車両の外部のサーバまたはクラウドからその外部環境情報を受信することも可能である。あるいは、そのセンサを廃し、車両の外部のサーバまたはクラウドからその外部環境情報に関連する関連情報を取得し、取得した関連情報からその外部環境情報を推定することも可能である。
(まとめ)
上記第1、第2実施形態、および他の実施形態の一部または全部に記載された第1の観点によれば、燃焼器は、燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電する燃料電池を備える燃料電池システムに適用される。
10 セルスタック
60 改質器
70 外側パイプ
72 内側パイプ
74 燃料パイプ
76 外側支持部材
78 内側支持部材
80 点火源
Claims (7)
- 燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電する燃料電池(10)を備える燃料電池システム(1)に適用される燃焼器であって、
前記燃料電池から排出されて前記燃料電池にて発電で消費されなかった前記酸化剤ガスであるオフ酸化剤ガスを流通させる第1酸化剤流路(100)と、
燃焼室(85)を形成する燃焼室形成部(78a、72b)と、
前記燃料電池から排出されて前記燃料電池にて発電で消費されなかった前記燃料ガスであるオフ燃料ガスを前記燃焼室に供給する燃料供給口(90)と、
前記第1酸化剤流路から流通される前記オフ酸化剤ガスを前記燃焼室に供給する燃焼用酸化剤供給口(92)と、
前記第1酸化剤流路から流通される前記オフ酸化剤ガスを前記燃焼室に供給する保護用酸化剤供給口(112、114)と、を備え、
前記燃料供給口から供給される前記オフ燃料ガスと前記燃焼用酸化剤供給口から供給される前記オフ酸化剤ガスとが前記燃焼室内にて混合されて燃焼し火炎を発生し、
前記保護用酸化剤供給口から供給される前記オフ酸化剤ガスを前記燃焼室形成部と前記火炎との間に流通させて、前記火炎の熱が前記燃焼室形成部に伝わることを前記保護用酸化剤供給口から供給される前記オフ酸化剤ガスが抑制する燃焼器。 - 前記保護用酸化剤供給口からの前記オフ酸化剤ガスを前記燃焼室形成部と前記火炎との間に流通させるように前記オフ酸化剤ガスを案内する吹出案内部(113、113a、115)を備える請求項1に記載の燃焼器。
- 前記吹出案内部(113、115)は、前記保護用酸化剤供給口からの前記オフ酸化剤ガスを前記燃焼室形成部と前記火炎との間に流通させるように案内する前記保護用酸化剤供給口(112、114)を形成する請求項2に記載の燃焼器。
- 前記燃焼室に対して軸線(S)を中心とする径方向外側には、前記燃焼室から吸熱して原燃料ガスを改質して前記燃料ガスを発生させる改質器(60)が設けられており、
前記改質器に対して前記軸線を中心とする径方向内側で、かつ前記燃焼室に対して前記オフ燃料ガスの流れ方向下流側に配置されている前記燃焼室形成部としての第1燃焼室形成部(72b)と、
前記第1燃焼室形成部に向けて前記第1酸化剤流路からの前記オフ酸化剤ガスを供給する前記保護用酸化剤供給口としての第1保護用酸化剤供給口(112)と、
前記燃焼室に対して前記軸線を中心とする径方向内側に配置されている前記燃焼室形成部としての第2燃焼室形成部(78a)を構成し、かつ前記第1酸化剤流路からの前記オフ酸化剤ガスを前記第1保護用酸化剤供給口に向けて流通させる第2酸化剤流路(102)を形成する第2酸化剤流路形成部(78)と、を備え、
前記第2酸化剤流路形成部は、前記第2燃焼室形成部に向けて前記第2酸化剤流路からの前記オフ酸化剤ガスを供給する前記保護用酸化剤供給口としての第2保護用酸化剤供給口(114)を形成し、
前記第1保護用酸化剤供給口からの前記オフ酸化剤ガスが前記第1燃焼室形成部および前記火炎との間に流通し、
前記第2保護用酸化剤供給口からの前記オフ酸化剤ガスが前記第2燃焼室形成部および前記火炎との間に流通する請求項1ないし3のいずれか1つに記載の燃焼器。 - 前記保護用酸化剤供給口を形成し、かつ前記第1酸化剤流路から前記オフ酸化剤ガスを前記保護用酸化剤供給口に向けて流通させる第2酸化剤流路(102)を形成する第2酸化剤流路形成部(78)を備え、
前記吹出案内部(113a)は、前記第2酸化剤流路形成部から前記燃焼室内に突起して、かつ前記保護用酸化剤供給口から前記燃焼室内に吹き出される前記オフ酸化剤ガスを前記燃焼室形成部と前記火炎との間に流通させるように案内する請求項2に記載の燃焼器。 - 前記吹出案内部は、前記保護用酸化剤供給口から吹き出される前記オフ酸化剤ガスを前記燃焼室形成部と前記火炎との間に案内する案内面(113b)を有する板部材である請求項5に記載の燃焼器。
- 前記第2酸化剤流路形成部は、前記燃焼室形成部(78a)を構成している請求項5または6に記載の燃焼器。
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US4928605A (en) * | 1985-11-15 | 1990-05-29 | Nippon Sanso Kabushiki Kaisha | Oxygen heater, hot oxygen lance having an oxygen heater and pulverized solid fuel burner |
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