JP2021055871A - 燃焼器 - Google Patents
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Abstract
Description
燃焼室(85)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酸化剤ガスであるオフ酸化剤ガスを燃焼室に吹き出す酸化剤供給口(92)を形成する酸化剤供給口形成部(93)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吹き出す複数の燃料供給口(90)と、
燃焼室内に配置されている点火源(80)と、を備え、
複数の燃料供給口は、軸線(S)を中心とする周方向に並べられており、
複数の燃料供給口から吹き出されるオフ燃料ガスが酸化剤供給口から吹き出されるオフ酸化剤ガスに混合され、
点火源は、複数の燃料供給口のうち少なくとも1つの燃料供給口から吹き出されるオフ燃料ガスと酸化剤供給口から吹き出されるオフ酸化剤ガスとが混合されたガスに点火し、
酸化剤供給口から吹き出されるオフ酸化剤ガス、および複数の燃料供給口から吹き出されるオフ燃料ガスのうち少なくとも一方が燃焼室にて軸線を中心として旋回するようになっている。
これにより、複数の燃料供給口のうち隣り合う2つの燃料供給口の間で火炎が順次伝搬される。よって、燃焼室に供給されるオフ燃料ガスに対して良好に点火させるようにした燃焼器を提供することができる。
以下、本発明の実施形態の燃料電池システムについて図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
本実施形態の燃焼器30の排ガスは、排気ガスが燃焼器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)。
環状板材82は、環状板材84に対して軸線方向一方側に配置されている。環状板材82、84は、接合されている。本実施形態の接合とは、溶接等の物理的接合手段が用いられる。
オフ酸化剤ガスは、火炎の熱が内側壁部78aに伝わることを抑える空気断熱層(すなわち、エアカーテン)の役割を果たす。
複数の燃料供給口90から吹き出されるオフ燃料ガスの旋回流が形成される。
これにより、点火源80側の燃料供給口90の火炎から、複数の燃料供給口90のうち隣り合う2つの燃料供給口90の間で火炎が順次、周方向に伝搬される。
上記第1実施形態では、複数の吹出案内部93は、複数の酸化剤供給口92から吹き出されるオフ酸化剤ガスを軸線Sを中心とする旋回して流通させるように案内する例について説明した。
具体的には、複数の燃料供給口90は、それぞれ、軸線方向から視たとき軸線Sを中心とする径方向に交差し、かつ径方向外側から視たとき軸線方向に交差する方向にオフ燃料ガスを吹き出す。
つまり、燃焼室85内において複数の燃料供給口90からのオフ燃料ガスの旋回流が形成される。
上記第1実施形態では、複数の吹出案内部93は、複数の酸化剤供給口92から吹き出されるオフ酸化剤ガスを軸線Sを中心とする旋回させるように複数の酸化剤供給口92を形成する。
これにより、複数の燃料供給口90から吹き出されるオフ燃料ガスに対して良好に点火させるようにした燃焼器30を提供することができる。
上記第1実施形態では、複数の吹出案内部93は、複数の酸化剤供給口92から吹き出されるオフ酸化剤ガスを旋回させるように複数の酸化剤供給口92を形成した例について説明した。
上記第2実施形態では、複数の吹出案内部91が複数の酸化剤供給口92から吹き出されるオフ酸化剤ガスを旋回させるように複数の酸化剤ガス供給口90を形成した例について説明した。
上記第4実施形態では、中間パイプ76から燃焼室85内に突起する複数の吹出案内部93aによって、複数の酸化剤供給口92から吹き出されるオフ酸化剤ガスを旋回させるように案内する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各種の燃料ガスを用いて発電するようにしてもよい。
上記第1〜第6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に適用される。
第7の観点によれば、複数の燃料供給口から吹き出されるオフ燃料ガスを燃焼室にて軸線を中心として旋回させるように複数の燃料供給口を形成する複数の燃料供給口形成部を備える。
10 セルスタック
30 燃焼器
60 改質器
70 外側パイプ
72 内側パイプ
74 燃料パイプ
76、78 中間パイプ
80 点火源
85 燃焼室
Claims (9)
- 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、
燃焼室(85)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酸化剤ガスであるオフ酸化剤ガスを前記燃焼室に吹き出す酸化剤供給口(92)を形成する酸化剤供給口形成部(93)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吹き出す複数の燃料供給口(90)と、
前記燃焼室内に配置されている点火源(80)と、を備え、
前記複数の燃料供給口は、軸線(S)を中心とする周方向に並べられており、
前記複数の燃料供給口から吹き出されるオフ燃料ガスが前記酸化剤供給口から吹き出されるオフ酸化剤ガスに混合され、
前記点火源は、前記複数の燃料供給口のうち少なくとも1つの燃料供給口から吹き出されるオフ燃料ガスと前記酸化剤供給口から吹き出されるオフ酸化剤ガスとが混合されたガスに点火し、
前記酸化剤供給口から吹き出されるオフ酸化剤ガス、および前記複数の燃料供給口から吹き出されるオフ燃料ガスのうち少なくとも一方が前記燃焼室にて前記軸線を中心として旋回するようになっている燃焼器。 - 前記酸化剤供給口から吹き出されるオフ酸化剤ガスを前記軸線を中心として旋回させるように前記酸化剤供給口を形成する酸化剤供給口形成部(93)を備える請求項1に記載の燃焼器。
- 前記複数の酸化剤供給口を形成する複数の前記酸化剤供給口形成部を備え、
前記複数の酸化剤供給口は、前記軸線を中心とする周方向に並べられており、
前記複数の酸化剤供給口形成部は、前記複数の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軸線を中心として旋回させるように前記複数の酸化剤供給口を形成する請求項2に記載の燃焼器。 - 前記酸化剤供給口を構成し、かつ前記燃料電池から排出されるオフ酸化剤ガスを流通させる酸化剤ガス流路(101)を形成する酸化剤流路形成部(76)と、
前記酸化剤流路形成部から前記燃焼室内に突起するように形成され、かつ前記酸化剤供給口から前記オフ酸化剤ガスを前記軸線を中心として旋回させるように案内する酸化剤ガス案内部(93a)と、を備える請求項1に記載の燃焼器。 - 前記酸化剤ガス案内部は、前記酸化剤供給口から前記オフ酸化剤ガスを前記軸線を中心として旋回させるように案内する案内面(93b)を有する板材である請求項4に記載の燃焼器。
- 複数の前記酸化剤ガス案内部(93a)を備え、
前記酸化剤流路形成部には、前記軸線を中心とする周方向に並べられている複数の前記酸化剤供給口が形成されており、
前記複数の酸化剤ガス案内部は、それぞれ、前記酸化剤流路形成部から前記燃焼室内に突起するように形成され、前記複数の酸化剤供給口から前記オフ酸化剤ガスを前記軸線を中心として旋回させるように案内する請求項4または5に記載の燃焼器。 - 前記複数の燃料供給口から吹き出されるオフ燃料ガスを前記燃焼室にて前記軸線を中心として旋回させるように前記複数の燃料供給口を形成する複数の燃料供給口形成部(91)を備える請求項1ないし6のいずれか1つに記載の燃焼器。
- 前記複数の燃料供給口を構成し、かつ前記燃料電池から排出されるオフ燃料ガスを流通させる燃料ガス流路(86)を形成する燃料流路形成部(84)と、
前記燃料流路形成部から前記燃焼室内に突起するように形成され、かつ前記複数の燃料供給口から吹き出されるオフ燃料ガスを前記燃焼室にて前記軸線を中心として旋回させるように案内する複数の燃料ガス案内部(91a)と、を備える請求項1ないし6のいずれか1つに記載の燃焼器。 - 前記複数の燃料ガス案内部は、それぞれ、前記複数の燃料供給口から吹き出される前記オフ燃料ガスを前記燃焼室にて前記軸線を中心として旋回させるように案内する案内面(91b)を有する板材である請求項8に記載の燃焼器。
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