JP2021061114A - Combustor - Google Patents

Combustor Download PDF

Info

Publication number
JP2021061114A
JP2021061114A JP2019183212A JP2019183212A JP2021061114A JP 2021061114 A JP2021061114 A JP 2021061114A JP 2019183212 A JP2019183212 A JP 2019183212A JP 2019183212 A JP2019183212 A JP 2019183212A JP 2021061114 A JP2021061114 A JP 2021061114A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
fuel
chamber
supply port
combustor
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.)
Granted
Application number
JP2019183212A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7310519B2 (en
Inventor
隆義 小島
Takayoshi Kojima
隆義 小島
優介 吉田
Yusuke Yoshida
優介 吉田
勇人 山下
Yuto Yamashita
勇人 山下
毅 植木
Takeshi Ueki
毅 植木
徹朗 ▲瀬▼耒
徹朗 ▲瀬▼耒
Tetsuro Serai
健司 大島
Kenji Oshima
健司 大島
翔平 石田
Shohei Ishida
翔平 石田
卓史 小代
Takuji Koshiro
卓史 小代
康弘 長田
Yasuhiro Osada
康弘 長田
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.)
Denso Corp
Soken Inc
Original Assignee
Denso Corp
Soken Inc
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 Denso Corp, Soken Inc filed Critical Denso Corp
Priority to JP2019183212A priority Critical patent/JP7310519B2/en
Publication of JP2021061114A publication Critical patent/JP2021061114A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7310519B2 publication Critical patent/JP7310519B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

To provide a combustor which enables stable combustion.SOLUTION: A housing 32 defines an internal space 50 of a combustor 7. A dividing member 33 divides the internal space 50 of the combustor 7 into a first chamber 51 and a second chamber 52. A first off-air supply port 41 supplies off-air to the first chamber 51. A second off-air supply port 42 supplies the off-air to the second chamber 52. An off-fuel supply port 43 supplies off-fuel to the second chamber 52. An off-air outlet 44 discharges the off-air to a combustion region 53 of the second chamber 52, where the off-fuel blown out from the off-fuel supply port 43 is burnt, or to the vicinity thereof from the first chamber 51. Shield plates 60 and 62 can prevent the off-air which is supplied from the second off-air supply port 42 to the second chamber 52, from flowing into the combustion region 53 in a manner flowing along an inner wall of the housing 32 or directly.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、燃料電池システムに用いられる燃焼器に関するものである。 The present invention relates to a combustor used in a fuel cell system.

従来、燃料ガスと酸化剤ガス（例えば空気）との電気化学反応により発電する燃料電池システムが知られている。燃料電池システムは、燃料電池スタックで消費されずに排出されたオフ燃料とオフ空気とを燃焼器で燃焼させる。また、燃料電池システムは、燃焼器で燃焼した燃焼ガスの熱が、燃料電池システムが備える改質器、蒸発器および空気予熱器などで利用される構成とされている。 Conventionally, a fuel cell system that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas (for example, air) is known. The fuel cell system burns off-fuel and off-air discharged without being consumed by the fuel cell stack in a combustor. Further, the fuel cell system is configured such that the heat of the combustion gas burned in the combustor is used in the reformer, the evaporator, the air preheater and the like included in the fuel cell system.

特許文献１に記載の燃料電池システムが備える燃焼器は、オフ空気とオフ燃料とが互いに直交する方向に吹き出されて混合された混合気が燃焼するように構成されている。なお、特許文献１では、燃料電池システムは燃料電池モジュールと呼ばれ、オフ空気は酸化剤排ガスと呼ばれ、オフ燃料は燃料排ガスと呼ばれている。 The combustor included in the fuel cell system described in Patent Document 1 is configured so that the off-air and the off-fuel are blown out in the directions orthogonal to each other and the mixed air-fuel mixture is burned. In Patent Document 1, the fuel cell system is called a fuel cell module, off-air is called oxidant exhaust gas, and off-fuel is called fuel exhaust gas.

また、特許文献２に記載の燃料電池システムは、燃料電池スタックから排出されたオフ燃料と原燃料ガスとをエジェクタで合流し、改質器を通して再び燃料電池スタックに供給し、発電に使用する構成とされている。 Further, the fuel cell system described in Patent Document 2 has a configuration in which off-fuel discharged from the fuel cell stack and raw fuel gas are merged by an ejector, supplied to the fuel cell stack again through a reformer, and used for power generation. It is said that.

特開２０１６−１３４３７０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-134370 特開２０１８−２０６６８５号公報JP-A-2018-206685

本発明の発明者らは、燃料電池システムに関する検討の結果、次のような課題を見出した。すなわち、燃料電池システムでは、燃料電池スタックで燃料ガスと空気とが発電に消費され、燃焼器に供給されるオフ燃料中の燃料濃度とオフ空気中の酸素濃度が低くなると、失火などで燃焼が安定しなくなるといった課題がある。 As a result of the study on the fuel cell system, the inventors of the present invention have found the following problems. That is, in the fuel cell system, fuel gas and air are consumed for power generation in the fuel cell stack, and when the fuel concentration in the off-fuel and the oxygen concentration in the off-air supplied to the combustor become low, combustion occurs due to misfire or the like. There is a problem that it becomes unstable.

また、特許文献２に記載の燃料電池システムのように、燃料電池スタックから排出されるオフ燃料をリサイクルして再び発電に使用する構成の場合、燃焼器に供給されるオフ燃料中の燃料濃度がより低くなるため、その課題が顕著になるおそれがある。 Further, in the case of a configuration in which the off-fuel discharged from the fuel cell stack is recycled and used for power generation again as in the fuel cell system described in Patent Document 2, the fuel concentration in the off-fuel supplied to the combustor is increased. As it becomes lower, the problem may become more prominent.

本発明は上記点に鑑みて、燃焼を安定化することの可能な燃焼器を提供することを目的とする。 In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a combustor capable of stabilizing combustion.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の燃焼器は、燃料電池システム（１）に用いられ、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スタック（２）で消費されなかった燃料ガスを含むオフ燃料と燃料電池スタックで消費されなかった酸化剤ガスを含むオフ空気とを燃焼させるものである。その燃焼器は、筐体（３２）、分割部材（３３）、第１オフ空気供給口（４１）、第２オフ空気供給口（４２）、オフ燃料供給口（４３）、オフ空気排出口（４４）および遮蔽板（６０、６２）を備える。筐体は、燃焼器の内部空間（５０）を形成する。分割部材は、燃焼器の内部空間を第１室（５１）と第２室（５２）とに分割する。第１オフ空気供給口は、第１室にオフ空気を供給する。第２オフ空気供給口は、第２室にオフ空気を供給する。オフ燃料供給口は、第２室にオフ燃料を供給する。オフ空気排出口は、第２室のうちでオフ燃料供給口から吹き出されるオフ燃料が燃焼する燃焼領域（５３）またはその近傍に第１室からオフ空気を排出する。遮蔽板は、第２オフ空気供給口から第２室に供給されたオフ空気が筐体の内壁に沿って流れてまたは直接的に燃焼領域に流入することを遮る。 In order to achieve the above object, the combustor according to claim 1 is used in the fuel cell system (1) and is not consumed in the fuel cell stack (2) that generates power by reacting the fuel gas with the oxidant gas. It burns off-fuel containing the fuel gas and off-air containing the oxidant gas that was not consumed in the fuel cell stack. The combustor includes a housing (32), a dividing member (33), a first off air supply port (41), a second off air supply port (42), an off fuel supply port (43), and an off air discharge port ( 44) and a shielding plate (60, 62) are provided. The housing forms the internal space (50) of the combustor. The dividing member divides the internal space of the combustor into a first chamber (51) and a second chamber (52). The first off-air supply port supplies off-air to the first chamber. The second off-air supply port supplies off-air to the second chamber. The off-fuel supply port supplies off-fuel to the second chamber. The off-air discharge port discharges off-air from the first chamber in or near the combustion region (53) where the off-fuel blown out from the off-fuel supply port in the second chamber burns. The shielding plate blocks the off-air supplied from the second off-air supply port to the second chamber from flowing along the inner wall of the housing or directly flowing into the combustion region.

これによれば、第１オフ空気供給口から第１室に供給されるオフ空気（以下、「第１オフ空気」という）は、オフ空気排出口を経由して燃焼領域またはその近傍に供給される。また、オフ燃料は、オフ燃料供給口から燃焼領域に供給される。一方、第２オフ空気供給口から第２室に供給されるオフ空気（以下、「第２オフ空気」という）は、遮蔽板によって燃焼領域への流入が遮られる。そのため、燃焼領域では、第２オフ空気の流入による空気過剰率の増加（すなわち燃料リーン化）が防がれ、第１オフ空気とオフ燃料による空燃比（オフ空気の質量／オフ燃料の質量）が燃焼に適した範囲内に維持される。したがって、この燃焼器は、燃焼領域において燃焼を安定化することができる。その結果、この燃焼器を備えた燃料電池システムは、燃焼器から改質器への熱供給量の不足が防がれるので、改質器による燃焼ガスの生成が良好に行われ、発電効率を向上することができる。 According to this, the off-air supplied from the first off-air supply port to the first chamber (hereinafter referred to as "first off-air") is supplied to the combustion region or its vicinity via the off-air discharge port. To. Further, the off-fuel is supplied to the combustion region from the off-fuel supply port. On the other hand, the off-air supplied from the second off-air supply port to the second chamber (hereinafter referred to as "second off-air") is blocked from flowing into the combustion region by the shielding plate. Therefore, in the combustion region, an increase in the excess air rate due to the inflow of the second off-air (that is, fuel leaning) is prevented, and the air-fuel ratio between the first off-air and the off-fuel (mass of off-air / mass of off-fuel). Is maintained within a range suitable for combustion. Therefore, this combustor can stabilize combustion in the combustion region. As a result, the fuel cell system equipped with this combustor can prevent the shortage of heat supply from the combustor to the reformer, so that the combustor can generate combustion gas well and the power generation efficiency can be improved. Can be improved.

請求項９に記載の燃焼器は、燃料電池システム（１）に用いられ、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スタック（２）で消費されなかった燃料ガスを含むオフ燃料と燃料電池スタックで消費されなかった酸化剤ガスを含むオフ空気とを燃焼させるものである。その燃焼器は、筐体（３２）、分割部材（３３）、第１オフ空気供給口（４１）、第２オフ空気供給口（４２）、カバー部（７０）、オフ燃料供給口（４３）およびオフ空気排出口（４４）を備える。筐体は、燃焼器の内部空間（５０）を形成する。分割部材は、燃焼器の内部空間を第１室（５１）と第２室（５２）とに分割する。第１オフ空気供給口は、第１室にオフ空気を供給する。第２オフ空気供給口は、第２室にオフ空気を供給する。カバー部は、分割部材の筐体側の部位（３３３）から筐体の内壁に沿って延びるものであり、そのカバー部と筐体の内壁との間に第１室に連通する扁平流路（７１）を形成する。オフ燃料供給口は、筐体のうち扁平流路が形成される部位に設けられ、扁平流路にオフ燃料を供給する。オフ空気排出口は、カバー部のうちオフ燃料供給口に対してカバー部の板厚方向に重なる位置に設けられ、第１室から扁平流路を流れるオフ空気とオフ燃料供給口から供給されるオフ燃料とを第２室に排出する。そして、扁平流路の少なくとも一部は、オフ空気排出口の外側を囲い、オフ空気排出口の軸を中心とした周方向の一方から他方に向かい流路面積が次第に小さくなるように形成されている。 The combustor according to claim 9 is an off-fuel containing fuel gas that is not consumed in the fuel cell stack (2) that is used in the fuel cell system (1) and generates power by reacting the fuel gas with the oxidant gas. And off-air containing oxidant gas that was not consumed in the fuel cell stack. The combustor includes a housing (32), a dividing member (33), a first off air supply port (41), a second off air supply port (42), a cover portion (70), and an off fuel supply port (43). And off-air outlet (44). The housing forms the internal space (50) of the combustor. The dividing member divides the internal space of the combustor into a first chamber (51) and a second chamber (52). The first off-air supply port supplies off-air to the first chamber. The second off-air supply port supplies off-air to the second chamber. The cover portion extends from a portion (333) on the housing side of the split member along the inner wall of the housing, and a flat flow path (71) communicating with the first chamber between the cover portion and the inner wall of the housing. ) Is formed. The off-fuel supply port is provided in a portion of the housing where the flat flow path is formed, and supplies off-fuel to the flat flow path. The off-air outlet is provided at a position of the cover that overlaps the off-fuel supply port in the plate thickness direction of the cover, and is supplied from the first chamber through the off-air flowing through the flat flow path and the off-fuel supply port. Discharge off fuel to the second chamber. Then, at least a part of the flat flow path is formed so as to surround the outside of the off-air discharge port so that the flow path area gradually decreases from one to the other in the circumferential direction centered on the axis of the off-air discharge port. There is.

これによれば、扁平流路の第１オフ空気の流れが、オフ空気排出口の軸を中心とした旋回流となる。そのため、オフ燃料供給口から扁平流路に供給されるオフ燃料と扁平流路を流れる第１オフ空気との混合が促進されると共に、オフ空気排出口から第２室に排出される混合気の軸方向の移動速度を下げることが可能である。したがって、その混合気が燃焼する火炎の吹き消えを抑制し、燃料を安定化させることができる。 According to this, the flow of the first off-air in the flat flow path becomes a swirling flow centered on the axis of the off-air discharge port. Therefore, the mixing of the off fuel supplied from the off fuel supply port to the flat flow path and the first off air flowing through the flat flow path is promoted, and the air-fuel mixture discharged from the off air discharge port to the second chamber is promoted. It is possible to reduce the moving speed in the axial direction. Therefore, it is possible to suppress the extinction of the flame in which the air-fuel mixture burns and stabilize the fuel.

請求項１０に記載の燃焼器は、燃料電池システム（１）に用いられ、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スタック（２）で消費されなかった燃料ガスを含むオフ燃料と燃料電池スタックで消費されなかった酸化剤ガスを含むオフ空気とを燃焼させるものである。その燃焼器は、筐体（３２）、分割部材（３３）、第１オフ空気供給口（４１）、第２オフ空気供給口（４２）およびオフ燃料供給口（４３）を備える。筐体は、燃焼器の内部空間（５０）を形成する。分割部材は、燃焼器の内部空間の一部を第１室（５１）と第２室（５２）とに分割する。第１オフ空気供給口は、第１室にオフ空気を供給する。第２オフ空気供給口は、第２室にオフ空気を供給する。オフ燃料供給口は、第１オフ空気供給口に対向する位置に設けられ、第１室にオフ燃料を供給する。そして、第１オフ空気供給口から第１室に供給されるオフ空気と、オフ燃料供給口から第１室に供給されるオフ燃料とが衝突するように構成されている。 The combustor according to claim 10 is an off-fuel containing fuel gas that is not consumed in the fuel cell stack (2) that is used in the fuel cell system (1) and generates power by reacting the fuel gas with the oxidant gas. And off-air containing oxidant gas that was not consumed in the fuel cell stack. The combustor includes a housing (32), a split member (33), a first off air supply port (41), a second off air supply port (42) and an off fuel supply port (43). The housing forms the internal space (50) of the combustor. The dividing member divides a part of the internal space of the combustor into a first chamber (51) and a second chamber (52). The first off-air supply port supplies off-air to the first chamber. The second off-air supply port supplies off-air to the second chamber. The off-fuel supply port is provided at a position facing the first off-air supply port, and supplies off-fuel to the first chamber. Then, the off-air supplied from the first off-air supply port to the first chamber and the off-fuel supplied from the off-fuel supply port to the first chamber are configured to collide with each other.

これによれば、第１オフ空気供給口から第１室に供給される第１オフ空気と、オフ燃料供給口から第１室に供給されるオフ燃料とが衝突することにより、第１オフ空気とオフ燃料の両方の流速が小さくなり、混合気の淀みが形成される。そのため、その混合気が燃焼する燃焼ガスの流速が燃焼速度より速くなることが防がれる。したがって、火炎リフトが生じることなく、燃焼を安定化させることができる。 According to this, the first off air supplied from the first off air supply port to the first chamber and the off fuel supplied from the off fuel supply port to the first chamber collide with each other, so that the first off air is supplied. Both the and off-fuel flow velocities are reduced, creating a stagnation of the air-fuel mixture. Therefore, it is possible to prevent the flow velocity of the combustion gas in which the air-fuel mixture is burned from becoming faster than the combustion speed. Therefore, combustion can be stabilized without causing a flame lift.

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。 The reference reference numerals in parentheses attached to each component or the like indicate an example of the correspondence between the component or the like and the specific component or the like described in the embodiment described later.

第１実施形態に係る燃焼器が用いられる燃料電池システムの構成図である。It is a block diagram of the fuel cell system which uses the combustor which concerns on 1st Embodiment. 燃料電池システムが備えるホットモジュールの一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of the hot module provided in the fuel cell system. 第１実施形態に係る燃焼器の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of the combustor which concerns on 1st Embodiment. 図３に一点鎖線ＩＶで示した面において、燃焼器とその近傍を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a combustor and its vicinity in the plane shown by the alternate long and short dash line IV in FIG. 図３に一点鎖線で示したＶ面において、燃焼器とその近傍を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the combustor and its vicinity in the V plane shown by the alternate long and short dash line in FIG. 図４のＶＩ−ＶＩ線断面において、第１室から第２室に排出される第１オフ空気の流れを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the flow of the 1st off-air discharged from the 1st chamber to the 2nd chamber in the VI-VI line cross section of FIG. 燃焼器の内部空間の第２オフ空気および燃焼ガスの流れを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the flow of the 2nd off air and the combustion gas in the internal space of a combustor. 第１比較例の燃焼器に関し、図７にＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で示した箇所における空気過剰率の分布を示すシミュレーション図である。It is a simulation figure which shows the distribution of the excess air ratio in the part shown by the line VIII-VIII in FIG. 7 about the combustor of the 1st comparative example. 第１実施形態の燃焼器に関し、図７にＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で示した箇所における空気過剰率の分布を示すシミュレーション図である。It is a simulation figure which shows the distribution of the excess air ratio in the part shown by the line VIII-VIII in FIG. 7 about the combustor of 1st Embodiment. 第１実施形態の燃焼器と第１比較例の燃焼器に関し、図６に一点鎖線Ｘで示した箇所における混合ガスの流速を示すグラフである。It is a graph which shows the flow velocity of the mixed gas at the part shown by the alternate long and short dash line X with respect to the combustor of 1st Embodiment and the combustor of 1st comparative example. 第２実施形態に係る燃焼器とその近傍を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the combustor which concerns on 2nd Embodiment and its vicinity. 第２実施形態に係る燃焼器の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of the combustor which concerns on 2nd Embodiment. 図１１のＸＩＩＩ方向における燃焼器の一部を示す平面図である。It is a top view which shows a part of the combustor in the XIII direction of FIG. 第３実施形態に係る燃焼器とその近傍を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the combustor which concerns on 3rd Embodiment and the vicinity thereof. 第３実施形態に係る燃焼器の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of the combustor which concerns on 3rd Embodiment. 図１４のＸＶＩ方向における燃焼器の一部を示す平面図である。It is a top view which shows a part of the combustor in the XVI direction of FIG. 第４実施形態に係る燃焼器とその近傍を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the combustor which concerns on 4th Embodiment and the vicinity thereof. 図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線における燃焼器の一部を示す平面図である。It is a top view which shows a part of the combustor in line XVIII-XVIII of FIG. 燃焼器の扁平流路を流れる第１オフ空気の流れを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the flow of the 1st off-air flowing through the flat flow path of a combustor. 第５実施形態に係る燃焼器とその近傍を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the combustor which concerns on 5th Embodiment and the vicinity thereof. 第６実施形態に係る燃焼器とその近傍を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the combustor which concerns on 6th Embodiment and the vicinity thereof.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。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、同一符号を付し、その説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following embodiments, the same or equal parts are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

（第１実施形態）
第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、本実施形態の燃料電池システム１は、燃料電池スタック２、エジェクタ３、改質器４、蒸発器５、空気予熱器６、燃焼器７および暖機用燃焼器８などを備えている。なお、燃焼器７はオフガスバーナと呼ばれ、暖機用燃焼器８は暖機バーナと呼ばれることもある。 (First Embodiment)
The first embodiment will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the fuel cell system 1 of the present embodiment includes a fuel cell stack 2, an ejector 3, a reformer 4, an evaporator 5, an air preheater 6, a combustor 7, a warm-up combustor 8, and the like. It has. The combustor 7 is sometimes called an off-gas burner, and the warm-up combustor 8 is sometimes called a warm-up burner.

燃料電池スタック２には、都市ガスなどの原燃料ガスを水蒸気改質して生成した燃料ガスと、酸化剤ガスとしての空気（詳細には、空気中の酸素）が供給される。 The fuel cell stack 2 is supplied with a fuel gas generated by steam reforming a raw material gas such as city gas and air as an oxidant gas (specifically, oxygen in the air).

都市ガスなどの原燃料ガスは、炭化水素（例えば、メタン）を含むガスである。原燃料ガスは、燃料用ブロア９の駆動により燃料供給経路１０を流れ、エジェクタ３を介して改質器４に導入される。その燃料供給経路１０のうち燃料用ブロア９とエジェクタ３との間に蒸発器５から延びる水蒸気経路１１が接続されている。蒸発器５には、ポンプ１２の駆動により水が供給される。蒸発器５に供給された水は、燃焼器７から排出される燃焼ガスの熱により加熱され、水蒸気となって燃料供給経路１０を流れる原燃料ガスと混合される。 Raw fuel gas such as city gas is a gas containing hydrocarbons (for example, methane). The raw fuel gas flows through the fuel supply path 10 by driving the fuel blower 9, and is introduced into the reformer 4 via the ejector 3. A steam path 11 extending from the evaporator 5 is connected between the fuel blower 9 and the ejector 3 in the fuel supply path 10. Water is supplied to the evaporator 5 by driving the pump 12. The water supplied to the evaporator 5 is heated by the heat of the combustion gas discharged from the combustor 7, becomes steam, and is mixed with the raw fuel gas flowing through the fuel supply path 10.

エジェクタ３は、入口１３、吸引口１４および吐出口１５を有している。エジェクタ３の入口１３には、原燃料ガスと水蒸気との混合ガスが供給される。エジェクタ３の吸引口１４には、リサイクル通路１６が接続されている。リサイクル通路１６には、燃料電池スタック２で消費されなかった燃料ガスを含むオフ燃料の一部が流れる。エジェクタ３の吐出口１５側の通路１７には改質器４が接続されている。エジェクタ３は、入口１３に供給される原燃料ガスと水蒸気との混合ガスを駆動流として、リサイクル通路１６を流れるオフ燃料を吸引口１４から吸引し、それらを混合したガスを吐出口１５から改質器４へ吐出する。 The ejector 3 has an inlet 13, a suction port 14, and a discharge port 15. A mixed gas of raw fuel gas and water vapor is supplied to the inlet 13 of the ejector 3. A recycling passage 16 is connected to the suction port 14 of the ejector 3. A part of off-fuel including fuel gas not consumed by the fuel cell stack 2 flows through the recycling passage 16. The reformer 4 is connected to the passage 17 on the discharge port 15 side of the ejector 3. The ejector 3 uses a mixed gas of raw fuel gas and water vapor supplied to the inlet 13 as a drive flow, sucks off fuel flowing through the recycling passage 16 from the suction port 14, and modifies the mixed gas from the discharge port 15. Discharge to the pawnbroker 4.

改質器４は、原燃料ガスとオフ燃料と水蒸気との混合ガスおよび触媒が、燃焼器７から排出される燃焼ガスの熱により、水蒸気改質反応が可能な温度に加熱される。そして、原燃料ガスと水蒸気は、改質器４の有する触媒の存在のもとで反応し、水素と一酸化炭素を含む燃料ガスに改質される。その燃料ガスは、燃料電池スタック２の図示しない燃料極に供給される。 In the reformer 4, the mixed gas of the raw fuel gas, the off-fuel, and the steam and the catalyst are heated to a temperature at which the steam reforming reaction is possible by the heat of the combustion gas discharged from the combustor 7. Then, the raw material fuel gas and steam react in the presence of the catalyst contained in the reformer 4 and are reformed into a fuel gas containing hydrogen and carbon monoxide. The fuel gas is supplied to a fuel electrode (not shown) of the fuel cell stack 2.

燃料電池スタック２に供給される酸化剤ガスとして用いられる空気は、空気用ブロア１８の駆動により外気から取り込まれる。その空気は、空気供給経路１９の途中に設けられた空気予熱器６を流れる際、燃焼器７から排出される燃焼ガスの熱により加熱される。空気予熱器６で加熱された空気は、燃料電池スタック２の図示しない空気極に供給される。 The air used as the oxidant gas supplied to the fuel cell stack 2 is taken in from the outside air by driving the air blower 18. The air is heated by the heat of the combustion gas discharged from the combustor 7 when flowing through the air preheater 6 provided in the middle of the air supply path 19. The air heated by the air preheater 6 is supplied to an air electrode (not shown) of the fuel cell stack 2.

燃料電池スタック２は、セルスタックとも呼ばれるものであり、図示しない複数の燃料電池セルの集合体である。燃料電池セルは、例えば、固体酸化物形燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell：ＳＯＦＣ）であり、電解質を挟んで一方側の面に燃料極（すなわち、アノード）が形成され、他方の面に空気極（すなわち、カソード）が形成された構成となっている。燃料電池スタック２は、燃料極に供給される燃料ガスと、空気極に供給される酸化剤ガスとしての空気（詳細には、空気中の酸素）との電気化学反応により発電する。 The fuel cell stack 2 is also called a cell stack, and is an aggregate of a plurality of fuel cell cells (not shown). The fuel cell is, for example, a solid oxide fuel cell (SOFC) in which a fuel electrode (that is, an anode) is formed on one side of an electrolyte and an air electrode is formed on the other surface. (That is, the cathode) is formed. The fuel cell stack 2 generates electricity by an electrochemical reaction between the fuel gas supplied to the fuel electrode and air (specifically, oxygen in the air) as an oxidant gas supplied to the air electrode.

燃料電池スタック２で消費されなかった酸化剤ガスを含むオフ空気は、オフ空気通路２０を経由して燃焼器７に供給される。また、燃料電池スタック２で消費されなかった燃料ガスを含むオフ燃料は、オフ燃料通路２１を経由し、その一部が燃焼器７に供給される。 The off-air containing the oxidant gas that has not been consumed in the fuel cell stack 2 is supplied to the combustor 7 via the off-air passage 20. Further, the off-fuel containing the fuel gas not consumed in the fuel cell stack 2 passes through the off-fuel passage 21, and a part of the off-fuel is supplied to the combustor 7.

オフ燃料通路２１の途中の部位とエジェクタ３の吸引口１４とは、上述したリサイクル通路１６により接続されている。そのため、オフ燃料通路２１を流れるオフ燃料の他の一部は、リサイクル通路１６を経由してエジェクタ３に吸い込まれる。すなわち、この燃料電池システム１は、エジェクタ３を備えることにより、燃料電池スタック２から排出されるオフ燃料をリサイクルして原燃料ガスと水蒸気と混合し、改質器４を通して再び燃料電池スタック２に供給することで発電に繰り返し使用する構成とされている。 The part in the middle of the off-fuel passage 21 and the suction port 14 of the ejector 3 are connected by the recycling passage 16 described above. Therefore, the other part of the off-fuel flowing through the off-fuel passage 21 is sucked into the ejector 3 via the recycling passage 16. That is, the fuel cell system 1 includes the ejector 3, recycles the off-fuel discharged from the fuel cell stack 2, mixes the raw fuel gas and the steam, and returns the off fuel to the fuel cell stack 2 through the reformer 4. By supplying it, it is configured to be used repeatedly for power generation.

燃焼器７は、燃料電池スタック２から供給されるオフ燃料とオフ空気とを高温場で自着火により燃焼させるように構成されている。燃焼器７でオフ燃料とオフ空気とが燃焼して生成された燃焼ガスは、燃焼器７の燃焼ガス出口２２から燃焼ガス通路２３に排出される。燃焼器７および燃焼ガス通路２３は、改質器４、空気予熱器６および蒸発器５に対して燃焼ガスの熱を供給可能に設けられている。そのため、改質器４の有する触媒およびその触媒を流れる源燃料ガスや水蒸気、空気予熱器６を流れる空気、並びに、蒸発器５に供給される水は、燃焼器７および燃焼ガス通路２３を流れる燃焼ガスの熱により加熱される。 The combustor 7 is configured to burn off fuel and off air supplied from the fuel cell stack 2 by self-ignition in a high temperature field. The combustion gas generated by combustion of off-fuel and off-air in the combustor 7 is discharged to the combustion gas passage 23 from the combustion gas outlet 22 of the combustor 7. The combustor 7 and the combustion gas passage 23 are provided so as to be able to supply the heat of the combustion gas to the reformer 4, the air preheater 6, and the evaporator 5. Therefore, the catalyst of the reformer 4, the source fuel gas and steam flowing through the catalyst, the air flowing through the air preheater 6, and the water supplied to the evaporator 5 flow through the combustor 7 and the combustion gas passage 23. It is heated by the heat of the combustion gas.

暖機用燃焼器８は、燃料電池システム１の起動時に作動する。暖機用燃焼器８には、都市ガスと空気が供給される。暖機用燃焼器８は、都市ガスと空気との混合ガスを点火プラグ２４により着火して燃焼させ、その燃焼ガスの熱により燃料電池スタック２を加熱するものである。なお、暖機用燃焼器８は、燃料電池システム１の起動時に続く発電時には動作を停止する。 The warm-up combustor 8 operates when the fuel cell system 1 is started. City gas and air are supplied to the warm-up combustor 8. The warm-up combustor 8 ignites and burns a mixed gas of city gas and air by a spark plug 24, and heats the fuel cell stack 2 by the heat of the combustion gas. The warm-up combustor 8 stops operating during power generation that continues when the fuel cell system 1 is started.

本実施形態では、上述した燃料電池スタック２、改質器４、蒸発器５、エジェクタ３、空気予熱器６、燃焼器７および暖機用燃焼器８が、ホットモジュール２５として構成されている。 In the present embodiment, the fuel cell stack 2, the reformer 4, the evaporator 5, the ejector 3, the air preheater 6, the combustor 7, and the warm-up combustor 8 described above are configured as the hot module 25.

次に、本実施形態の燃料電池システム１が備えるホットモジュール２５の具体的な構成について図２〜図５を参照して説明する。なお、以下の説明において、「上」、「下」の用語は、説明の便宜上用いるものであり、各部材が設置される方向を限定するものではない。 Next, a specific configuration of the hot module 25 included in the fuel cell system 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 5. In the following description, the terms "upper" and "lower" are used for convenience of explanation, and do not limit the direction in which each member is installed.

図２に示すように、ホットモジュール２５の中央部には、有底筒状に形成された暖機用燃焼器８が設けられている。暖機用燃焼器８では、燃料供給部２６に都市ガスが供給され、混合室２８に空気が供給される。その都市ガスと空気は混合室２８で混合された後、混合室から暖機用燃焼室２９に供給される。暖機用燃焼室２９では、点火プラグ２４の着火により混合ガスが燃焼する。暖機用燃焼室２９で燃焼した燃焼ガスは、暖機用燃焼ガス通路３０を通って燃料電池スタック２の周囲を流れ、燃料電池スタック２の暖機加熱に用いられる。 As shown in FIG. 2, a warm-up combustor 8 formed in a bottomed tubular shape is provided in the central portion of the hot module 25. In the warm-up combustor 8, city gas is supplied to the fuel supply unit 26, and air is supplied to the mixing chamber 28. The city gas and air are mixed in the mixing chamber 28 and then supplied from the mixing chamber to the warm-up combustion chamber 29. In the warm-up combustion chamber 29, the mixed gas is burned by the ignition of the spark plug 24. The combustion gas burned in the warm-up combustion chamber 29 flows around the fuel cell stack 2 through the warm-up combustion gas passage 30, and is used for warming up the fuel cell stack 2.

暖機用燃焼器８の径方向外側に燃焼器７が設けられている。詳細には、暖機用燃焼器８の外縁を軸方向に延長した仮想円筒面（不図示）に対して径方向外側に燃焼器７が設けられている。その燃焼器７は、暖機用燃焼器８の径方向外側に環状に設けられている。 A combustor 7 is provided on the radial outer side of the warm-up combustor 8. Specifically, the combustor 7 is provided on the outer side in the radial direction with respect to a virtual cylindrical surface (not shown) in which the outer edge of the warm-up combustor 8 is extended in the axial direction. The combustor 7 is provided in an annular shape on the radial outer side of the warm-up combustor 8.

暖機用燃焼器８の下側、且つ、燃焼器７の径方向内側には、燃料電池スタック２の空気極から排出されたオフ空気が流れるオフ空気通路２０が設けられている。また、燃焼器７の下側には、燃料電池スタック２の燃料極から排出されたオフ燃料が流れるオフ燃料通路２１が設けられている。 An off-air passage 20 through which the off-air discharged from the air electrode of the fuel cell stack 2 flows is provided below the warm-up combustor 8 and inside the combustor 7 in the radial direction. Further, on the lower side of the combustor 7, an off-fuel passage 21 through which the off-fuel discharged from the fuel electrode of the fuel cell stack 2 flows is provided.

オフ燃料通路２１から燃焼器７に供給されるオフ燃料と、オフ空気通路２０から燃焼器７に供給されるオフ空気とは、自着火により燃焼器７の内部空間５０で燃焼する。燃焼器７の上方には、燃焼器７の燃焼ガス出口２２に連通する筒状の燃焼ガス通路２３が設けられている。 The off-fuel supplied from the off-fuel passage 21 to the combustor 7 and the off-air supplied from the off-air passage 20 to the combustor 7 are combusted in the internal space 50 of the combustor 7 by self-ignition. Above the combustor 7, a tubular combustion gas passage 23 communicating with the combustion gas outlet 22 of the combustor 7 is provided.

燃焼器７と燃焼ガス通路２３の径方向外側に改質器４が設けられている。改質器４には触媒が設けられている。改質器４では、エジェクタ３から供給される燃料ガスと水蒸気とが触媒を上から下へ流れるように構成されている。なお、燃焼器７の上側、且つ、燃焼ガス通路２３の径方向内側には、断熱材３１が設けられている。 A reformer 4 is provided on the radial outer side of the combustor 7 and the combustion gas passage 23. The reformer 4 is provided with a catalyst. The reformer 4 is configured such that the fuel gas supplied from the ejector 3 and water vapor flow through the catalyst from top to bottom. A heat insulating material 31 is provided above the combustor 7 and inside the combustion gas passage 23 in the radial direction.

燃焼ガス通路２３および改質器４の上方には、蒸発器５が設けられている。ホットモジュール２５は、燃焼ガス通路２３を流れた燃焼ガスが、蒸発器５の下側の流路２７を流れた後、外気に排出されるように構成されている。 An evaporator 5 is provided above the combustion gas passage 23 and the reformer 4. The hot module 25 is configured such that the combustion gas flowing through the combustion gas passage 23 flows through the flow path 27 below the evaporator 5 and then is discharged to the outside air.

図３〜図５に示すように、燃焼器７は、筐体３２、分割部材３３、第１オフ空気供給口４１、第２オフ空気供給口４２、オフ燃料供給口４３、オフ空気排出口４４、および、遮蔽板６０などを有している。 As shown in FIGS. 3 to 5, the combustor 7 includes a housing 32, a dividing member 33, a first off air supply port 41, a second off air supply port 42, an off fuel supply port 43, and an off air discharge port 44. , And a shielding plate 60 and the like.

筐体３２は、燃焼器７の外殻を構成している。筐体３２の内側には、内部空間５０が形成されている。筐体３２は環状に形成されている。そのため、筐体３２の内部空間５０も環状に形成されている。 The housing 32 constitutes the outer shell of the combustor 7. An internal space 50 is formed inside the housing 32. The housing 32 is formed in an annular shape. Therefore, the internal space 50 of the housing 32 is also formed in an annular shape.

本実施形態では、筐体３２の径方向外側の壁の外側（径方向外側）に、改質器４が設けられている。一方、筐体３２の径方向内側の壁の外側（径方向内側）に、オフ空気通路２０が設けられている。また、燃焼器７の下側の壁の外側（下側）に、オフ燃料通路２１が設けられている。そのため、以下の説明では、説明の便宜上、筐体３２の径方向外側の壁を「筐体３２の改質器４側の壁３４」といい、筐体３２の径方向内側の壁を「筐体３２のオフ空気通路２０側の壁３５」という。また、筐体３２の下側の壁を「筐体３２の下壁３６」といい、筐体３２の上側の壁を「筐体３２の上壁３７」という。 In the present embodiment, the reformer 4 is provided on the outside (diameter outside) of the radial outer wall of the housing 32. On the other hand, an off-air passage 20 is provided on the outside (diametrically inside) of the radial inner wall of the housing 32. Further, an off-fuel passage 21 is provided on the outside (lower side) of the lower wall of the combustor 7. Therefore, in the following description, for convenience of explanation, the radial outer wall of the housing 32 is referred to as "the wall 34 on the reformer 4 side of the housing 32", and the radial inner wall of the housing 32 is referred to as the "housing". The wall 35 on the off-air passage 20 side of the body 32 ". The lower wall of the housing 32 is referred to as the "lower wall 36 of the housing 32", and the upper wall of the housing 32 is referred to as the "upper wall 37 of the housing 32".

内部空間５０には、内部空間５０を第１室５１と第２室５２とに分割する分割部材３３が設けられている。分割部材３３は、環状に形成された環状板３３１と、その環状板３３１の径方向外側の部位から曲折する筒部３３２とを有している。環状板３３１の径方向内側の部位は、筐体３２のオフ空気通路２０側の壁３５に接続している。筒部３３２は、環状板３３１の径方向外側の部位と、筐体３２の下壁３６とを接続している。 The internal space 50 is provided with a dividing member 33 that divides the internal space 50 into a first chamber 51 and a second chamber 52. The dividing member 33 has an annular plate 331 formed in an annular shape and a tubular portion 332 that bends from a portion radially outer of the annular plate 331. The radial inner portion of the annular plate 331 is connected to the wall 35 on the off-air passage 20 side of the housing 32. The tubular portion 332 connects the radially outer portion of the annular plate 331 with the lower wall 36 of the housing 32.

内部空間５０の中で第１室５１は、分割部材３３の環状板３３１の下面と、筒部３３２の径方向内側の面と、筐体３２のオフ空気通路２０側の壁３５の一部と、筐体３２の下壁３６の一部とによって仕切られた空間である。一方、内部空間５０の中で第２室５２は、第１室５１以外の空間である。具体的には、第２室５２は、分割部材３３の環状板３３１の上面と、筒部３３２の径方向外側の面と、筐体３２の改質器４側の壁３４と、筐体３２の上壁３７と、筐体３２のオフ空気通路２０側の壁３５の一部と、筐体３２の下壁３６の一部とによって仕切られた空間である。 In the internal space 50, the first chamber 51 includes the lower surface of the annular plate 331 of the dividing member 33, the radial inner surface of the tubular portion 332, and a part of the wall 35 on the off-air passage 20 side of the housing 32. , A space partitioned by a part of the lower wall 36 of the housing 32. On the other hand, in the internal space 50, the second room 52 is a space other than the first room 51. Specifically, the second chamber 52 includes the upper surface of the annular plate 331 of the dividing member 33, the radial outer surface of the tubular portion 332, the wall 34 on the reformer 4 side of the housing 32, and the housing 32. It is a space partitioned by an upper wall 37, a part of the wall 35 on the off-air passage 20 side of the housing 32, and a part of the lower wall 36 of the housing 32.

筐体３２のオフ空気通路２０側の壁３５には、複数の第１オフ空気供給口４１と、複数の第２オフ空気供給口４２とが設けられている。複数の第１オフ空気供給口４１は、筐体３２のオフ空気通路２０側の壁３５のうち、環状板３３１が接続する位置よりも下側に設けられている。複数の第１オフ空気供給口４１は、燃焼器７の周方向に並んで設けられている。第１オフ空気供給口４１は、オフ空気通路２０と第１室５１とを連通している。そのため、第１オフ空気供給口４１は、オフ空気通路２０から第１室５１にオフ空気を供給することが可能である。なお、以下の説明では、第１オフ空気供給口４１から第１室５１に供給されるオフ空気を「第１オフ空気」という。 A plurality of first off-air supply ports 41 and a plurality of second off-air supply ports 42 are provided on the wall 35 on the off-air passage 20 side of the housing 32. The plurality of first off-air supply ports 41 are provided on the wall 35 on the off-air passage 20 side of the housing 32 below the position where the annular plate 331 is connected. The plurality of first off-air supply ports 41 are provided side by side in the circumferential direction of the combustor 7. The first off-air supply port 41 communicates the off-air passage 20 with the first chamber 51. Therefore, the first off-air supply port 41 can supply off-air from the off-air passage 20 to the first chamber 51. In the following description, the off air supplied from the first off air supply port 41 to the first chamber 51 is referred to as "first off air".

複数の第２オフ空気供給口４２は、筐体３２のオフ空気通路２０側の壁３５のうち、環状板３３１が接続する位置よりも上側に設けられている。複数の第２オフ空気供給口４２も、燃焼器７の周方向に並んで設けられている。第２オフ空気供給口４２は、オフ空気通路２０と第２室５２とを連通している。そのため、第２オフ空気供給口４２は、オフ空気通路２０から第２室５２にオフ空気を供給することが可能である。第２オフ空気供給口４２の開口面積は、第１オフ空気供給口４１の開口面積より大きく形成されている。なお、以下の説明では、第２オフ空気供給口４２から第２室５２に供給されるオフ空気を「第２オフ空気」という。 The plurality of second off-air supply ports 42 are provided on the wall 35 on the off-air passage 20 side of the housing 32 above the position where the annular plate 331 is connected. A plurality of second off-air supply ports 42 are also provided side by side in the circumferential direction of the combustor 7. The second off-air supply port 42 communicates the off-air passage 20 with the second chamber 52. Therefore, the second off-air supply port 42 can supply off-air from the off-air passage 20 to the second chamber 52. The opening area of the second off-air supply port 42 is formed to be larger than the opening area of the first off-air supply port 41. In the following description, the off air supplied from the second off air supply port 42 to the second chamber 52 is referred to as "second off air".

筐体３２の下壁３６には、複数のオフ燃料供給口４３が設けられている。複数のオフ燃料供給口４３は、筐体３２の下壁３６のうち、分割部材３３の筒部３３２が接続する位置よりも径方向外側に設けられている。言い換えれば、複数のオフ燃料供給口４３は、筐体３２の下壁３６のうち、分割部材３３の筒部３３２が接続する位置と、筐体３２の改質器４側の壁３４との間に設けられている。複数のオフ燃料供給口４３は、燃焼器７の周方向に並んで設けられている。オフ燃料供給口４３は、オフ燃料通路２１と第２室５２とを連通している。これにより、オフ燃料供給口４３は、オフ燃料通路２１から第２室５２にオフ空気を供給することが可能である。 A plurality of off-fuel supply ports 43 are provided on the lower wall 36 of the housing 32. The plurality of off-fuel supply ports 43 are provided on the lower wall 36 of the housing 32 on the outer side in the radial direction from the position where the tubular portion 332 of the dividing member 33 is connected. In other words, the plurality of off-fuel supply ports 43 are located between the position of the lower wall 36 of the housing 32 to which the tubular portion 332 of the dividing member 33 is connected and the wall 34 on the reformer 4 side of the housing 32. It is provided in. The plurality of off-fuel supply ports 43 are provided side by side in the circumferential direction of the combustor 7. The off-fuel supply port 43 communicates the off-fuel passage 21 with the second chamber 52. As a result, the off-fuel supply port 43 can supply off-air from the off-fuel passage 21 to the second chamber 52.

オフ燃料供給口４３から第２室５２に供給されたオフ燃料は、燃焼器７の内部空間５０の燃焼領域の温度が自着火温度以上であり、且つ、空燃比（オフ空気の質量／オフ燃料の質量）が燃焼可能な範囲にある場合、自着火により燃焼する。燃焼領域５３とは、第２室５２でオフ燃料が供給されて燃焼する領域をいう。図５では、燃焼領域５３を模式的に破線で示している。 In the off fuel supplied from the off fuel supply port 43 to the second chamber 52, the temperature of the combustion region of the internal space 50 of the combustor 7 is equal to or higher than the self-ignition temperature, and the air-fuel ratio (mass of off air / off fuel). If the mass) is within the combustible range, it will burn by self-ignition. The combustion region 53 refers to a region where off-fuel is supplied and burned in the second chamber 52. In FIG. 5, the combustion region 53 is schematically shown by a broken line.

分割部材３３の筒部３３２には、複数のオフ空気排出口４４が設けられている。複数のオフ空気排出口４４は、複数の第１オフ空気排出口４４１と複数の第２オフ空気排出口４４２を有している。第１オフ空気排出口４４１と第２オフ空気排出口４４２はいずれも、燃焼領域５３またはその近傍と第１室５１とを連通している。そのため、第１オフ空気排出口４４１と第２オフ空気排出口４４２は、第１室５１から燃焼領域５３またはその近傍に第１オフ空気を供給することが可能である。第１室５１の第１オフ空気を第１オフ空気排出口４４１と第２オフ空気排出口４４２から分けて排出することで、第１オフ空気排出口４４１と第２オフ空気排出口４４２から個別に排出される第１オフ空気の流量を少なくすることが可能である。 A plurality of off-air discharge ports 44 are provided in the tubular portion 332 of the dividing member 33. The plurality of off-air outlets 44 have a plurality of first off-air outlets 441 and a plurality of second off-air outlets 442. Both the first off-air outlet 441 and the second off-air outlet 442 communicate the combustion region 53 or its vicinity with the first chamber 51. Therefore, the first off air discharge port 441 and the second off air discharge port 442 can supply the first off air from the first chamber 51 to the combustion region 53 or its vicinity. By separately discharging the first off air of the first chamber 51 from the first off air discharge port 441 and the second off air discharge port 442, the first off air discharge port 441 and the second off air discharge port 442 are individually discharged. It is possible to reduce the flow rate of the first off-air discharged to the air.

図３、図４および図６に示すように、複数の第１オフ空気排出口４４１は、筒部３３２の周方向に並んで設けられている。複数の第１オフ空気排出口４４１は、オフ燃料供給口４３に近い位置（すなわち、筐体３２の下壁３６に近い位置）に設けられている。複数の第１オフ空気排出口４４１は、オフ空気排出口４４の中心軸とオフ燃料供給口４３の中心軸とが交差しない位置に配置されている。言い換えれば、複数の第１オフ空気排出口４４１は、オフ燃料が燃焼する火炎から離れた位置に向けてオフ空気を排出可能な位置に配置されている。すなわち、複数の第１オフ空気排出口４４１は、第１室５１から燃焼領域５３の近傍に第１オフ空気を供給することが可能である。 As shown in FIGS. 3, 4, and 6, a plurality of first off-air outlets 441 are provided side by side in the circumferential direction of the tubular portion 332. The plurality of first off-air discharge ports 441 are provided at positions close to the off-fuel supply port 43 (that is, positions close to the lower wall 36 of the housing 32). The plurality of first off-air discharge ports 441 are arranged at positions where the central axis of the off-air discharge port 44 and the central axis of the off-fuel supply port 43 do not intersect. In other words, the plurality of first off-air outlets 441 are arranged at positions where the off-air can be discharged toward a position away from the flame on which the off-fuel burns. That is, the plurality of first off-air outlets 441 can supply the first off-air from the first chamber 51 to the vicinity of the combustion region 53.

図６では、第１室５１から複数の第１オフ空気排出口４４１を通って燃焼領域５３の近傍に吹き出される第１オフ空気の流れを、複数の矢印によって模式的に示している。その複数の矢印に示したように、オフ空気排出口４４から吹き出された第１オフ空気は、オフ燃料供給口４３から燃焼領域５３に吹き出されるオフ燃料に対して直接当たることが防がれている。そのため、火炎の根元の燃料リーン化が抑制され、且つ、拡散燃焼を成立させることが可能となり、燃焼を安定化することができる。 In FIG. 6, the flow of the first off-air blown out from the first chamber 51 through the plurality of first off-air outlets 441 to the vicinity of the combustion region 53 is schematically shown by a plurality of arrows. As shown by the plurality of arrows, the first off-air blown from the off-air discharge port 44 is prevented from directly hitting the off-fuel blown from the off-fuel supply port 43 to the combustion region 53. ing. Therefore, the leaning of fuel at the root of the flame can be suppressed, and diffusion combustion can be established, and combustion can be stabilized.

図３および図５に示すように、複数の第２オフ空気排出口４４２も、筒部３３２の周方向に並んで設けられている。複数の第２オフ空気排出口４４２は、複数の第１オフ空気排出口４４１よりもオフ燃料供給口４３から遠い位置に設けられている。複数の第２オフ空気排出口４４２は、オフ燃料が燃焼する火炎に向けてオフ空気を排出可能な位置に配置されている。詳細には、複数の第２オフ空気排出口４４２は、第２オフ空気排出口４４２の中心軸とオフ燃料供給口４３の中心軸とが交差する位置に配置されている。このように複数の第２オフ空気排出口４４２を配置することで、第２オフ空気排出口４４２から第１オフ空気を火炎中に供給することが可能となる。そのため、火炎中で酸欠が生じることなく燃焼効率を向上し、未燃燃料ガスの発生を低減することができる。 As shown in FIGS. 3 and 5, a plurality of second off-air outlets 442 are also provided side by side in the circumferential direction of the tubular portion 332. The plurality of second off-air outlets 442 are provided at positions farther from the off-fuel supply port 43 than the plurality of first off-air outlets 441. The plurality of second off-air outlets 442 are arranged at positions where the off-air can be discharged toward the flame in which the off-fuel burns. Specifically, the plurality of second off-air discharge ports 442 are arranged at positions where the central axis of the second off-air discharge port 442 and the central axis of the off-fuel supply port 43 intersect. By arranging the plurality of second off air discharge ports 442 in this way, it is possible to supply the first off air from the second off air discharge port 442 into the flame. Therefore, it is possible to improve the combustion efficiency without causing oxygen deficiency in the flame and reduce the generation of unburned fuel gas.

さらに本実施形態の燃焼器７は、内部空間５０に遮蔽板６０を備えている。遮蔽板６０は、筒状に形成され、燃焼領域５３の径方向外側を囲うように設けられている。詳細には、遮蔽板６０は、筐体３２の下壁３６のうち、複数のオフ燃料供給口４３と筐体３２の改質器４側の壁３４との間の部位に設けられている。遮蔽板６０は、筐体３２の下壁３６から筐体３２の上壁３７側へ突出している。 Further, the combustor 7 of the present embodiment includes a shielding plate 60 in the internal space 50. The shielding plate 60 is formed in a tubular shape and is provided so as to surround the radial outside of the combustion region 53. Specifically, the shielding plate 60 is provided in a portion of the lower wall 36 of the housing 32 between the plurality of off-fuel supply ports 43 and the wall 34 on the reformer 4 side of the housing 32. The shielding plate 60 projects from the lower wall 36 of the housing 32 toward the upper wall 37 of the housing 32.

この遮蔽板６０は、第２オフ空気供給口４２から第２室５２に供給される第２オフ空気が筐体３２の内壁に沿って流れて燃焼領域５３に流入することを遮るものである。
図７では、第２オフ空気供給口４２から第２室５２に供給される第２オフ空気の主な流れ方向を矢印Ａと矢印Ｂで示している。また、燃焼領域５３でオフ燃料と第１オフ空気とが燃焼した燃焼ガスの主な流れを矢印Ｃで示している。 The shielding plate 60 blocks the second off air supplied from the second off air supply port 42 to the second chamber 52 from flowing along the inner wall of the housing 32 and flowing into the combustion region 53.
In FIG. 7, the main flow directions of the second off-air supplied from the second off-air supply port 42 to the second chamber 52 are indicated by arrows A and B. Further, the main flow of the combustion gas in which the off fuel and the first off air are burned in the combustion region 53 is indicated by an arrow C.

矢印Ａに示したように、第２オフ空気供給口４２から第２室５２に供給された第２オフ空気の一部は、径方向外側に流れて筐体３２の改質器４側の壁３４に衝突し、その壁に沿って下側に流れた後、筐体３２の下壁３６側に沿って径方向内側に流れる。
ここで、遮蔽板６０は、第２オフ空気の流れに対し、燃焼領域５３の少なくとも一部を囲うように設けられている。すなわち、遮蔽板６０は、その第２オフ空気が燃焼領域５３に流入することを遮るように設けられている。そのため、筐体３２の下壁３６側に沿って径方向内側に流れる第２オフ空気は、遮蔽板６０によって燃焼領域５３に流入することが遮られ、遮蔽板６０の径方向外側の面に沿って上側に流れる。 As shown by the arrow A, a part of the second off air supplied from the second off air supply port 42 to the second chamber 52 flows outward in the radial direction and flows to the wall on the reformer 4 side of the housing 32. After colliding with 34 and flowing downward along the wall, it flows inward in the radial direction along the lower wall 36 side of the housing 32.
Here, the shielding plate 60 is provided so as to surround at least a part of the combustion region 53 with respect to the flow of the second off-air. That is, the shielding plate 60 is provided so as to block the second off air from flowing into the combustion region 53. Therefore, the second off-air flowing radially inward along the lower wall 36 side of the housing 32 is blocked from flowing into the combustion region 53 by the shielding plate 60, and is along the radial outer surface of the shielding plate 60. Flows upward.

なお、矢印Ｂに示したように、第２オフ空気供給口４２から第２室５２に供給された第２オフ空気の他の一部は、径方向外側に流れて、燃焼ガス出口２２から燃焼ガス通路２３に流出する。また、矢印Ｃに示したように、燃焼領域５３で燃焼した燃焼ガスは、燃焼領域５３から上側に流れて第２オフ空気と混ざり合い、その一部が第２室５２を循環し、他の一部が燃焼ガス出口２２から燃焼ガス通路２３に流出する。 As shown by the arrow B, the other part of the second off air supplied from the second off air supply port 42 to the second chamber 52 flows outward in the radial direction and is burned from the combustion gas outlet 22. It flows out to the gas passage 23. Further, as shown by the arrow C, the combustion gas burned in the combustion region 53 flows upward from the combustion region 53 and mixes with the second off-air, and a part of the combustion gas circulates in the second chamber 52 and other parts. A part of the combustion gas outlet 22 flows out to the combustion gas passage 23.

このように本実施形態では、第２オフ空気供給口４２から第２室５２に供給される第２オフ空気は、遮蔽板６０によって燃焼領域５３への流入が遮られる。そのため、燃焼領域５３では、第２オフ空気の流入によって燃料ガスがリーン化することが防がれ、第１オフ空気とオフ燃料による空燃比が燃焼に適した範囲内に維持される。したがって、この燃焼器７は、燃焼領域５３において安定した燃焼状態を得ることが可能である。 As described above, in the present embodiment, the second off air supplied from the second off air supply port 42 to the second chamber 52 is blocked from flowing into the combustion region 53 by the shielding plate 60. Therefore, in the combustion region 53, the fuel gas is prevented from becoming lean due to the inflow of the second off-air, and the air-fuel ratio between the first off-air and the off-fuel is maintained within a range suitable for combustion. Therefore, the combustor 7 can obtain a stable combustion state in the combustion region 53.

図８は、第１実施形態に係る燃焼器７に関し、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面における空気過剰率λの分布を示すシミュレーション図である。一方、図９は、第１比較例の燃焼器に関し、図８と同じ箇所における空気過剰率λの分布を示すシミュレーション図である。
第１比較例の燃焼器は、第１実施形態に対して、オフ空気排出口４４を第１オフ空気排出口４４１と第２オフ空気排出口４４２といった多段に分けず、オフ空気排出口４４を１段のみとして周方向に連続するように形成したものである。 FIG. 8 is a simulation diagram showing the distribution of the excess air ratio λ in the cross section of the line VIII-VIII of FIG. 7 for the combustor 7 according to the first embodiment. On the other hand, FIG. 9 is a simulation diagram showing the distribution of the excess air ratio λ at the same location as in FIG. 8 with respect to the combustor of the first comparative example.
In the combustor of the first comparative example, the off-air discharge port 44 is not divided into multiple stages such as the first off-air discharge port 441 and the second off-air discharge port 442 with respect to the first embodiment, and the off-air discharge port 44 is used. It is formed so as to be continuous in the circumferential direction with only one step.

図９に示すように、第１比較例の燃焼器では、燃焼領域５３で燃料リッチ（すなわち、空気過剰率λが小）となる箇所が存在している。このことは、第１比較例の構成では、火炎に対してオフ空気が十分に供給されていないことを示している。
これに対し、図８に示すように、第１実施形態の燃焼器７では、燃焼領域５３で燃料リッチとなる箇所が解消されている。このことは、第１実施形態の構成によれば、火炎に対してオフ空気が十分に供給されることを示している。 As shown in FIG. 9, in the combustor of the first comparative example, there is a portion where the fuel is rich (that is, the excess air ratio λ is small) in the combustion region 53. This indicates that in the configuration of the first comparative example, off-air is not sufficiently supplied to the flame.
On the other hand, as shown in FIG. 8, in the combustor 7 of the first embodiment, the fuel-rich portion is eliminated in the combustion region 53. This indicates that, according to the configuration of the first embodiment, sufficient off-air is supplied to the flame.

図１０は、第１実施形態に係る燃焼器７と第１比較例の燃焼器に関し、図６に示したＸ−Ｘの箇所における混合ガスの流速を示すグラフである。
図１０の縦軸は混合ガスの流速を示している。図１０の横軸は、分割部材３３の筒部３３２と遮蔽板６０との間の位置を示している。図１０の実線Ｄは、第１実施形態において、その混合ガスの流速を示している。一方、図１０の実線Ｅは、第１比較例において、オフ燃料と第１オフ空気との混合ガスの流速を示している。 FIG. 10 is a graph showing the flow velocities of the mixed gas at the points XX shown in FIG. 6 with respect to the combustor 7 according to the first embodiment and the combustor of the first comparative example.
The vertical axis of FIG. 10 shows the flow velocity of the mixed gas. The horizontal axis of FIG. 10 indicates the position between the tubular portion 332 of the dividing member 33 and the shielding plate 60. The solid line D in FIG. 10 shows the flow velocity of the mixed gas in the first embodiment. On the other hand, the solid line E in FIG. 10 shows the flow velocity of the mixed gas of the off fuel and the first off air in the first comparative example.

この図１０のグラフに示されているように、第１実施形態の混合ガスの流速は、第１比較例の混合ガスの流速よりも遅くなっている。このように、第１実施形態では、オフ燃料供給口４３から燃焼領域５３に供給されるオフ燃料に第１オフ空気を直接当てないことで、混合ガスの流速が速くなることを防ぐことが可能である。したがって、第１実施形態の燃焼器７の構成により、火炎の吹き消えを防ぐことができる。 As shown in the graph of FIG. 10, the flow velocity of the mixed gas of the first embodiment is slower than the flow velocity of the mixed gas of the first comparative example. As described above, in the first embodiment, it is possible to prevent the flow velocity of the mixed gas from increasing by not directly applying the first off air to the off fuel supplied from the off fuel supply port 43 to the combustion region 53. Is. Therefore, the configuration of the combustor 7 of the first embodiment can prevent the flame from being blown out.

以上説明した第１実施形態の燃焼器７は、次の作用効果を奏するものである。
（１）第１実施形態の燃焼器７は、第２オフ空気供給口４２から第２室５２に供給される第２オフ空気の流れに対し、燃焼領域５３の径方向外側を囲うように設けられた遮蔽板６０を備えている。この遮蔽板６０は、第２オフ空気供給口４２から第２室５２に供給されたオフ空気が筐体３２の内壁に沿って流れて燃焼領域５３に流入することを遮ることが可能である。
これにより、第２オフ空気は、燃焼領域５３への流入が遮蔽板６０によって遮られる。そのため、燃焼領域５３では、第２オフ空気の流入による空気過剰率λの増加（すなわち燃料リーン化）が防がれ、第１オフ空気とオフ燃料による空燃比が燃焼に適した範囲内に維持される。したがって、この燃焼器７は、燃焼領域５３において安定した燃焼状態を得ることができる。その結果、この燃焼器７を備えた燃料電池システム１は、燃焼器７から改質器４への熱供給量の不足が防がれるので、改質器４による燃焼ガスの生成が良好に行われ、発電効率を向上することができる。 The combustor 7 of the first embodiment described above has the following effects.
(1) The combustor 7 of the first embodiment is provided so as to surround the radial outside of the combustion region 53 with respect to the flow of the second off air supplied from the second off air supply port 42 to the second chamber 52. The shield plate 60 is provided. The shielding plate 60 can block the off air supplied from the second off air supply port 42 to the second chamber 52 from flowing along the inner wall of the housing 32 and flowing into the combustion region 53.
As a result, the inflow of the second off-air into the combustion region 53 is blocked by the shielding plate 60. Therefore, in the combustion region 53, an increase in the excess air ratio λ due to the inflow of the second off-air (that is, fuel leaning) is prevented, and the air-fuel ratio between the first off-air and the off-fuel is maintained within a range suitable for combustion. Will be done. Therefore, the combustor 7 can obtain a stable combustion state in the combustion region 53. As a result, the fuel cell system 1 provided with the combustor 7 can prevent the shortage of the amount of heat supplied from the combustor 7 to the reformer 4, so that the combustor 4 can generate combustion gas satisfactorily. Therefore, the power generation efficiency can be improved.

（２）第１実施形態では、オフ空気排出口４４は、複数の第１オフ空気排出口４４１と複数の第２オフ空気排出口４４２とを有している。複数の第１オフ空気排出口４４１は、オフ燃料供給口４３に近い位置に設けられている。複数の第２オフ空気排出口４４２は、第１オフ空気排出口４４１よりもオフ燃料供給口４３から遠い位置に設けられている。
これにより、第１室５１の第１オフ空気を第１オフ空気排出口４４１と第２オフ空気排出口４４２から分けて排出することで、第１オフ空気排出口４４１と第２オフ空気排出口４４２から個別に排出される第１オフ空気の流量を少なくすることが可能である。そのため、第１オフ空気排出口４４１から火炎の根元への第１オフ空気の供給量が少なくなるので、初期火炎が燃料リッチ状態に保たれ、燃焼を安定化することができる。さらに、第２オフ空気排出口４４２から第１オフ空気を火炎中に供給することで、火炎中で酸欠が生じることなく燃焼効率を向上し、未燃燃料ガスの発生を低減することができる。 (2) In the first embodiment, the off-air outlet 44 has a plurality of first off-air outlets 441 and a plurality of second off-air outlets 442. The plurality of first off-air discharge ports 441 are provided at positions close to the off-fuel supply port 43. The plurality of second off-air discharge ports 442 are provided at positions farther from the off-fuel supply port 43 than the first off-air discharge port 441.
As a result, the first off air of the first chamber 51 is discharged separately from the first off air discharge port 441 and the second off air discharge port 442, so that the first off air discharge port 441 and the second off air discharge port 441 are discharged separately. It is possible to reduce the flow rate of the first off-air individually discharged from the 442. Therefore, the amount of the first off air supplied from the first off air outlet 441 to the root of the flame is reduced, so that the initial flame is kept in a fuel-rich state and combustion can be stabilized. Further, by supplying the first off air into the flame from the second off air discharge port 442, it is possible to improve the combustion efficiency without causing oxygen deficiency in the flame and reduce the generation of unburned fuel gas. ..

（３）第１実施形態では、第１オフ空気排出口４４１は、第１オフ空気排出口４４１の中心軸とオフ燃料供給口４３の中心軸とが交差しない位置に配置されている。これにより、オフ燃料供給口４３から燃焼領域５３に供給されるオフ燃料に対し第１オフ空気を直接当てないことで、火炎の根元の燃料リーン化が抑制され、燃焼を安定化することができる。
また、仮に、オフ燃料供給口４３から燃焼領域５３に供給されるオフ燃料に対し第１オフ空気を直接当てる構成とした場合、オフ燃料と第１オフ空気との混合ガスの流速が燃焼速度より速くなると、火炎が吹き消えるおそれがある。これに対し、第１実施形態では、オフ燃料供給口４３から燃焼領域５３に供給されるオフ燃料に第１オフ空気を直接当てず、燃焼領域５３の近傍に第１オフ空気を供給している。これにより、拡散燃焼を成立させると共に、火炎の吹き消えを防ぐことができる。 (3) In the first embodiment, the first off-air discharge port 441 is arranged at a position where the central axis of the first off-air discharge port 441 and the central axis of the off-fuel supply port 43 do not intersect. As a result, by not directly applying the first off air to the off fuel supplied from the off fuel supply port 43 to the combustion region 53, the leaning of the fuel at the root of the flame can be suppressed and the combustion can be stabilized. ..
Further, if the configuration is such that the first off air is directly applied to the off fuel supplied from the off fuel supply port 43 to the combustion region 53, the flow velocity of the mixed gas of the off fuel and the first off air is higher than the combustion speed. If it becomes faster, the flame may be extinguished. On the other hand, in the first embodiment, the first off-air is not directly applied to the off-fuel supplied from the off-fuel supply port 43 to the combustion region 53, but the first off-air is supplied in the vicinity of the combustion region 53. .. As a result, diffusion combustion can be established and the flame can be prevented from being blown out.

（４）第１実施形態では、第１オフ空気排出口４４１は、オフ燃料が燃焼する火炎から離れた位置（すなわち、燃焼領域５３の近傍）に向けてオフ空気を排出可能な位置に配置されている。第２オフ空気排出口４４２は、オフ燃料が燃焼する火炎（すなわち、燃焼領域５３）に向けてオフ空気を排出可能な位置に配置されている。
これによれば、オフ燃料供給口４３から燃焼領域５３に供給されるオフ燃料に対し第１オフ空気を直接当てず、燃焼領域５３の近傍に第１オフ空気を供給することで、火炎の根元の燃料リーン化が抑制され、拡散燃焼を成立させることが可能となる。したがって、燃焼を安定化することができる。
さらに、第２オフ空気排出口４４２から第１オフ空気を火炎中に供給することで、火炎中で酸欠が生じることなく燃焼効率を向上し、未燃燃料ガスの発生を低減することができる。 (4) In the first embodiment, the first off-air discharge port 441 is arranged at a position where off-air can be discharged toward a position away from the flame on which the off-fuel burns (that is, in the vicinity of the combustion region 53). ing. The second off-air discharge port 442 is arranged at a position where the off-air can be discharged toward the flame (that is, the combustion region 53) where the off-fuel burns.
According to this, the first off-air is not directly applied to the off-fuel supplied from the off-fuel supply port 43 to the combustion region 53, but the first off-air is supplied in the vicinity of the combustion region 53 to provide the root of the flame. Fuel leaning is suppressed, and diffusion combustion can be established. Therefore, combustion can be stabilized.
Further, by supplying the first off air into the flame from the second off air discharge port 442, it is possible to improve the combustion efficiency without causing oxygen deficiency in the flame and reduce the generation of unburned fuel gas. ..

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して、遮蔽板６０などの構成を変更したものであり、その他の構成については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。 (Second Embodiment)
The second embodiment will be described. The second embodiment is a modification of the configuration of the shielding plate 60 and the like with respect to the first embodiment, and the other configurations are the same as those of the first embodiment. Only explained.

図１１〜図１３に示すように、第２実施形態の燃焼器７は、遮蔽板６０の一部から径方向内側に突出する複数の突起部６１を備えている。その突起部６１の先端は、分割部材３３の有する筒部３３２に当接している。なお、本明細書において、「当接」とは、複数の部材同士が接している状態に加え、複数の部材同士が接合されている状態も含んでいる。複数の突起部６１は、遮蔽板６０から径方向内側に突出する距離がいずれも同一となるように形成されている。また、複数の突起部６１は、遮蔽板６０の周方向にほぼ等間隔で設けられている。 As shown in FIGS. 11 to 13, the combustor 7 of the second embodiment includes a plurality of protrusions 61 protruding inward in the radial direction from a part of the shielding plate 60. The tip of the protrusion 61 is in contact with the tubular portion 332 of the dividing member 33. In addition, in this specification, "contact" includes a state in which a plurality of members are in contact with each other and a state in which a plurality of members are joined to each other. The plurality of protrusions 61 are formed so that the distances protruding inward in the radial direction from the shielding plate 60 are the same. Further, the plurality of protrusions 61 are provided at substantially equal intervals in the circumferential direction of the shielding plate 60.

なお、第２実施形態では、分割部材３３の有する筒部３３２の下端と筐体３２の下壁３６との間に形成される空間が、第１室５１から燃焼領域５３およびその近傍に第１オフ空気を排出するオフ空気排出口４４に相当する。そのオフ空気排出口４４は、周方向に連続するように形成されている。 In the second embodiment, a space formed between the lower end of the tubular portion 332 of the dividing member 33 and the lower wall 36 of the housing 32 is first formed in the combustion region 53 and its vicinity from the first chamber 51. Corresponds to the off-air discharge port 44 that discharges off-air. The off-air outlet 44 is formed so as to be continuous in the circumferential direction.

第２実施形態では、遮蔽板６０と分割部材３３との距離が突起部６１の大きさによって正確に定められる。上述したように、複数の突起部６１は、遮蔽板６０から径方向内側に突出する距離がいずれも同一となるように形成されているので、遮蔽板６０と分割部材３３との距離は燃焼領域５３の各箇所で均一なものとなる。これにより、燃焼領域５３の各箇所において第１オフ空気およびオフ燃料の供給量を均一にすることが可能である。したがって、この燃焼器７は、燃焼領域５３の各箇所において、空気過剰率λが燃焼に適した範囲内となり、燃焼を安定化することができる。 In the second embodiment, the distance between the shielding plate 60 and the dividing member 33 is accurately determined by the size of the protrusion 61. As described above, since the plurality of protrusions 61 are formed so that the distances protruding inward from the shielding plate 60 in the radial direction are the same, the distance between the shielding plate 60 and the dividing member 33 is the combustion region. It becomes uniform at each part of 53. As a result, it is possible to make the supply amounts of the first off-air and off-fuel uniform at each location in the combustion region 53. Therefore, in the combustor 7, the excess air ratio λ is within a range suitable for combustion at each location in the combustion region 53, and combustion can be stabilized.

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。第３実施形態も、第１実施形態等に対して、遮蔽板６０などの構成を変更したものであり、その他の構成については第１実施形態等と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。 (Third Embodiment)
The third embodiment will be described. The third embodiment is also different from the first embodiment because the configuration of the shielding plate 60 and the like is changed from the first embodiment and the like, and the other configurations are the same as those of the first embodiment and the like. Only the part will be described.

図１４〜図１６に示すように、第３実施形態の燃焼器７では、遮蔽板６０は、分割部材３３の筒部３３２から第２室５２側に突出する複数の突出壁６２として構成されている。すなわち、遮蔽板６０としての複数の突出壁６２と、分割部材３３の筒部３３２とは一体に形成されている。その複数の突出壁６２の下端部と、筐体３２の下壁３６とは当接している。複数の突出壁６２はそれぞれ、オフ燃料供給口４３と燃焼領域５３を囲うように設けられている。そのため、複数の突出壁６２は、第２オフ空気供給口４２から第２室５２に供給される第２オフ空気が筐体３２の内壁に沿って流れて燃焼領域５３に流入することを遮る遮蔽板６０として機能する。なお、燃焼領域５３の上方は第２室５２に開放されている。複数の突出壁６２は、その形状および大きさがいずれも同一となるように形成されている。また、複数の突出壁６２は、分割部材３３の筒部３３２の周方向にほぼ等間隔に設けられている。 As shown in FIGS. 14 to 16, in the combustor 7 of the third embodiment, the shielding plate 60 is configured as a plurality of protruding walls 62 protruding from the tubular portion 332 of the dividing member 33 toward the second chamber 52 side. There is. That is, the plurality of protruding walls 62 as the shielding plate 60 and the tubular portion 332 of the dividing member 33 are integrally formed. The lower ends of the plurality of protruding walls 62 are in contact with the lower wall 36 of the housing 32. The plurality of projecting walls 62 are provided so as to surround the off-fuel supply port 43 and the combustion region 53, respectively. Therefore, the plurality of protruding walls 62 shield the second off air supplied from the second off air supply port 42 to the second chamber 52 from flowing along the inner wall of the housing 32 and flowing into the combustion region 53. Functions as a plate 60. The upper part of the combustion region 53 is open to the second chamber 52. The plurality of protruding walls 62 are formed so as to have the same shape and size. Further, the plurality of protruding walls 62 are provided at substantially equal intervals in the circumferential direction of the tubular portion 332 of the dividing member 33.

第３実施形態では、複数の突出壁６２によって周方向に断続的となった筒部３３２同士間の隙間を経由して、第１室５１から燃焼領域５３またはその近傍に第１オフ空気が排出される。そのため、分割部材本体３８に設けられる筒部３３２同士間の隙間が、第１オフ空気を排出するオフ空気排出口４４に相当する。なお、図１４では、オフ空気排出口４４に相当する箇所を一点鎖線で示している。 In the third embodiment, the first off-air is discharged from the first chamber 51 to the combustion region 53 or its vicinity via the gaps between the tubular portions 332 that are intermittent in the circumferential direction due to the plurality of protruding walls 62. Will be done. Therefore, the gap between the tubular portions 332 provided in the split member main body 38 corresponds to the off-air discharge port 44 for discharging the first off-air. In FIG. 14, the portion corresponding to the off-air discharge port 44 is indicated by a alternate long and short dash line.

以上説明した第３実施形態では、遮蔽板６０としての複数の突出壁６２と分割部材３３とを一体に形成することで、部品点数を少なくすることが可能となる。したがって、製造コストを低減することができる。
また、分割部材３３から突出する複数の突出壁６２をいずれも同一形状とすることで、複数の突出壁６２により囲まれた複数の燃焼領域５３それぞれの容積が均一なものとなる。そのため、燃焼領域５３の各箇所において第１オフ空気およびオフ燃料の供給量を均一にすることが可能である。したがって、この燃焼器７は、複数の燃焼領域５３の各箇所において、空気過剰率λが燃焼に適した範囲内となり、燃焼を安定化することができる。 In the third embodiment described above, the number of parts can be reduced by integrally forming the plurality of protruding walls 62 as the shielding plate 60 and the dividing member 33. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
Further, by making the plurality of projecting walls 62 projecting from the dividing member 33 all having the same shape, the volumes of the plurality of combustion regions 53 surrounded by the plurality of projecting walls 62 become uniform. Therefore, it is possible to make the supply amounts of the first off-air and off-fuel uniform at each location in the combustion region 53. Therefore, in the combustor 7, the excess air ratio λ is within a range suitable for combustion at each of the plurality of combustion regions 53, and combustion can be stabilized.

（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。第４実施形態は、第１実施形態等に対して、分割部材３３の形状を変更したものである。なお、第４実施形態では、第１実施形態等で説明した遮蔽板６０を廃止している。 (Fourth Embodiment)
A fourth embodiment will be described. The fourth embodiment is a modification of the shape of the split member 33 with respect to the first embodiment and the like. In the fourth embodiment, the shielding plate 60 described in the first embodiment and the like is abolished.

図１７および図１８に示すように、第４実施形態の燃焼器７は、分割部材３３のうち筐体３２の下壁３６側の部位３３３から、筐体３２の下壁３６に沿って径方向外側に延びるように形成されたカバー部７０を備えている。カバー部７０は、筐体３２の下壁３６に設けられたオフ燃料供給口４３の周囲を覆うように設けられている。筐体３２の下壁３６とカバー部７０との間には、扁平流路７１が形成されている。図１８では、その扁平流路７１の外縁を破線で示している。扁平流路７１の径方向内側（分割部材３３の筒部３３２側）に形成される開口７２は、第１室５１に連通している。 As shown in FIGS. 17 and 18, the combustor 7 of the fourth embodiment is radially along the lower wall 36 of the housing 32 from the portion 333 of the dividing member 33 on the lower wall 36 side of the housing 32. A cover portion 70 formed so as to extend outward is provided. The cover portion 70 is provided so as to cover the periphery of the off-fuel supply port 43 provided on the lower wall 36 of the housing 32. A flat flow path 71 is formed between the lower wall 36 of the housing 32 and the cover portion 70. In FIG. 18, the outer edge of the flat flow path 71 is shown by a broken line. The opening 72 formed on the radial inside of the flat flow path 71 (on the tubular portion 332 side of the dividing member 33) communicates with the first chamber 51.

オフ燃料供給口４３は、筐体３２の下壁３６のうち扁平流路７１が形成される部位に設けられている。そのため、オフ燃料供給口４３は、扁平流路７１にオフ燃料を供給する。
カバー部７０のうち扁平流路７１を形成する部位に、オフ空気排出口４４が設けられている。オフ空気排出口４４とオフ燃料供給口４３とは、カバー部７０の板厚方向に重なる位置に設けられている。そのため、オフ空気排出口４４は、第１室５１から扁平流路７１を流れるオフ空気と、オフ燃料供給口４３から供給されるオフ燃料とを第２室５２に排出することが可能である。 The off-fuel supply port 43 is provided at a portion of the lower wall 36 of the housing 32 where the flat flow path 71 is formed. Therefore, the off-fuel supply port 43 supplies off-fuel to the flat flow path 71.
An off-air discharge port 44 is provided at a portion of the cover portion 70 that forms the flat flow path 71. The off-air discharge port 44 and the off-fuel supply port 43 are provided at positions where the cover portion 70 overlaps in the plate thickness direction. Therefore, the off-air discharge port 44 can discharge the off-air flowing through the flat flow path 71 from the first chamber 51 and the off-fuel supplied from the off-fuel supply port 43 to the second chamber 52.

扁平流路７１の少なくとも一部は、オフ空気排出口４４の外側を囲うように形成されている。そして、扁平流路７１は、オフ空気排出口４４の軸を中心とした周方向の一方から他方に向かい流路面積が次第に小さくなるように形成されている。これにより、図１９の矢印に示すように、扁平流路７１の第１オフ空気の流れは、オフ空気排出口４４の軸を中心とした旋回流となる。そして、オフ燃料供給口４３から扁平流路７１に供給されるオフ燃料と旋回流となった第１オフ空気とが混合され、オフ空気排出口４４から第２室５２に吹き出される。そして、第２室５２に吹き出された混合気は自着火により燃焼する。 At least a part of the flat flow path 71 is formed so as to surround the outside of the off-air discharge port 44. The flat flow path 71 is formed so that the flow path area gradually decreases from one of the circumferential directions centered on the axis of the off-air discharge port 44 toward the other. As a result, as shown by the arrow in FIG. 19, the flow of the first off-air in the flat flow path 71 becomes a swirling flow centered on the axis of the off-air discharge port 44. Then, the off fuel supplied from the off fuel supply port 43 to the flat flow path 71 and the first off air that has become a swirling flow are mixed and blown out from the off air discharge port 44 to the second chamber 52. Then, the air-fuel mixture blown out to the second chamber 52 is burned by self-ignition.

以上説明した第４実施形態の燃焼器７には、筐体３２の内壁に沿って延びるカバー部７０により扁平流路７１が形成されている。その扁平流路７１は、オフ空気排出口４４の軸を中心とした周方向の一方から他方に向かい流路面積が次第に小さくなる形状とされている。これにより、扁平流路７１を流れる第１オフ空気が旋回流となり、オフ燃料供給口４３から扁平流路７１に供給されるオフ燃料と第１オフ空気との混合を促進することができる。さらに、第４実施形態では、扁平流路７１を流れる第１オフ空気を旋回流とすることで、オフ空気排出口４４から第２室５２に排出される混合気の軸方向の移動速度を下げることが可能である。したがって、火炎の吹き消えを抑制し、燃料を安定化させることができる。 In the combustor 7 of the fourth embodiment described above, a flat flow path 71 is formed by a cover portion 70 extending along the inner wall of the housing 32. The flat flow path 71 has a shape in which the flow path area gradually decreases from one side in the circumferential direction centered on the axis of the off-air discharge port 44 toward the other side. As a result, the first off-air flowing through the flat flow path 71 becomes a swirling flow, and mixing of the off-fuel supplied from the off-fuel supply port 43 to the flat flow path 71 with the first off-air can be promoted. Further, in the fourth embodiment, the first off-air flowing through the flat flow path 71 is used as a swirling flow to reduce the axial movement speed of the air-fuel mixture discharged from the off-air discharge port 44 to the second chamber 52. It is possible. Therefore, it is possible to suppress the extinction of the flame and stabilize the fuel.

（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。第５実施形態は、第１実施形態等に対して、オフ燃料供給口４３の配置などを変更したものである。なお、第５実施形態でも、第１実施形態等で説明した遮蔽板６０を廃止している。 (Fifth Embodiment)
A fifth embodiment will be described. The fifth embodiment is a modification of the first embodiment and the like in which the arrangement of the off-fuel supply port 43 and the like are changed. Also in the fifth embodiment, the shielding plate 60 described in the first embodiment and the like is abolished.

図２０に示すように、第５実施形態の燃焼器７は、分割部材３３が、燃焼器７の内部空間５０の一部を第１室５１と第２室５２とに分割している。具体的には、分割部材３３は環状に形成されている。分割部材３３のうち径方向内側の部位と、筐体３２のオフ空気通路２０側の壁３５とが接続されている。一方、分割部材３３のうち径方向外側の外縁と、筐体３２の改質器４側の壁３４とは離れている。そのため、分割部材３３のうち径方向外側の外縁と、筐体３２の改質器４側の壁３４との間は、第１室５１と第２室５２とが連通する空間となっている。 As shown in FIG. 20, in the combustor 7 of the fifth embodiment, the dividing member 33 divides a part of the internal space 50 of the combustor 7 into the first chamber 51 and the second chamber 52. Specifically, the dividing member 33 is formed in an annular shape. The radial inner portion of the dividing member 33 and the wall 35 on the off-air passage 20 side of the housing 32 are connected. On the other hand, the outer outer edge of the split member 33 in the radial direction is separated from the wall 34 on the reformer 4 side of the housing 32. Therefore, the outer edge of the split member 33 on the outer side in the radial direction and the wall 34 on the reformer 4 side of the housing 32 form a space in which the first chamber 51 and the second chamber 52 communicate with each other.

筐体３２のオフ空気通路２０側の壁３５には、複数の第１オフ空気供給口４１と、複数の第２オフ空気供給口４２とが設けられている。
複数の第１オフ空気供給口４１は、筐体３２のオフ空気通路２０側の壁３５のうち、分割部材３３が接続する位置よりも下側に設けられている。第１オフ空気供給口４１は、オフ空気通路２０から第１室５１にオフ空気を供給することが可能である。 A plurality of first off-air supply ports 41 and a plurality of second off-air supply ports 42 are provided on the wall 35 on the off-air passage 20 side of the housing 32.
The plurality of first off-air supply ports 41 are provided on the wall 35 on the off-air passage 20 side of the housing 32 below the position where the dividing member 33 is connected. The first off-air supply port 41 can supply off-air from the off-air passage 20 to the first chamber 51.

複数の第２オフ空気供給口４２は、筐体３２のオフ空気通路２０側の壁３５のうち、分割部材３３が接続する位置よりも上側に設けられている。第２オフ空気供給口４２は、オフ空気通路２０から第２室５２にオフ空気を供給することが可能である。 The plurality of second off-air supply ports 42 are provided above the position where the dividing member 33 is connected in the wall 35 on the off-air passage 20 side of the housing 32. The second off-air supply port 42 can supply off-air from the off-air passage 20 to the second chamber 52.

燃焼器７は、筐体３２の下壁３６から上方に突出する凸壁部４５を有している。突出部の内側の空間には、オフ燃料通路２１が形成されている。凸壁部４５のうち径方向内側の部位に複数のオフ燃料供給口４３が設けられている。複数のオフ燃料供給口４３は、燃焼器７の周方向に並んで設けられている。オフ燃料供給口４３は、オフ燃料通路２１と第１室５１とを連通している。これにより、オフ燃料供給口４３は、オフ燃料通路２１から第１室５１にオフ空気を供給することが可能である。 The combustor 7 has a convex wall portion 45 that projects upward from the lower wall 36 of the housing 32. An off-fuel passage 21 is formed in the space inside the protrusion. A plurality of off-fuel supply ports 43 are provided in the radial inner portion of the convex wall portion 45. The plurality of off-fuel supply ports 43 are provided side by side in the circumferential direction of the combustor 7. The off-fuel supply port 43 communicates the off-fuel passage 21 with the first chamber 51. As a result, the off-fuel supply port 43 can supply off-air from the off-fuel passage 21 to the first chamber 51.

複数の第１オフ空気供給口４１と複数のオフ燃料供給口４３とは、互いに対向する位置に設けられている。そのため、第１オフ空気供給口４１から第１室５１に供給されるオフ空気と、オフ燃料供給口４３から第１室５１に供給されるオフ燃料とは、第１室５１で衝突する。これにより、第１オフ空気とオフ燃料の両方の流速が小さくなり、混合気の淀みが形成される。そのため、その混合気の流速が燃焼速度より速くなることが防がれる。したがって、火炎リフトが生じることなく、燃焼を安定化させることができる。 The plurality of first off-air supply ports 41 and the plurality of off-fuel supply ports 43 are provided at positions facing each other. Therefore, the off-air supplied from the first off-air supply port 41 to the first chamber 51 and the off-fuel supplied from the off-fuel supply port 43 to the first chamber 51 collide with each other in the first chamber 51. As a result, the flow velocities of both the first off-air and the off-fuel are reduced, and the stagnation of the air-fuel mixture is formed. Therefore, it is possible to prevent the flow velocity of the air-fuel mixture from becoming faster than the combustion speed. Therefore, combustion can be stabilized without causing a flame lift.

なお、第５実施形態の燃焼器７は、燃料電池システム１の出力変動などによりオフ燃料の流量が変動する場合でも、第１オフ空気とオフ燃料とが衝突することで、混合気の淀みを第１室５１に形成することが可能である。したがって、その場合でも、火炎リフトが生じることなく、燃焼を安定化させることができる。 The combustor 7 of the fifth embodiment causes the air-fuel mixture to stagnate due to the collision between the first off-air and the off-fuel even when the flow rate of the off-fuel fluctuates due to the output fluctuation of the fuel cell system 1. It can be formed in the first chamber 51. Therefore, even in that case, combustion can be stabilized without causing a flame lift.

（第６実施形態）
第６実施形態について説明する。第６実施形態は、第１実施形態等に対して、分割部材３３および遮蔽板６０の構成の一部を変更したものである。 (Sixth Embodiment)
The sixth embodiment will be described. The sixth embodiment is a modification of the first embodiment and the like in which a part of the configuration of the dividing member 33 and the shielding plate 60 is changed.

燃料電池システム１では、例えば燃料脈動などにより一時的にオフ燃料の供給が停止して燃焼領域５３で意図しない失火が生じた場合、次にオフ燃料の供給が再開しても、再着火するまでの間、発電ができなくなるおそれがある。 In the fuel cell system 1, if the supply of off-fuel is temporarily stopped due to fuel pulsation or the like and an unintended misfire occurs in the combustion region 53, even if the supply of off-fuel is restarted next time, until reignition occurs. During that time, power generation may not be possible.

そこで、図２１に示すように、第６実施形態の燃焼器７では、分割部材３３の筒部３３２のうち第２オフ空気排出口４４２より下側の部位３３２ａが、分割部材３３の他の部位や筐体３２に比べて単位面積当たりの熱容量が大きい構成とされている。また、遮蔽板６０も、分割部材３３の環状板３３１や筐体３２に比べて単位面積当たりの熱容量が大きい構成とされている。単位面積あたりの熱容量を大きくするための具体的構成として、その部材の厚みを厚くすることで質量を大きくしてもよく、または、比熱の大きい材料を使用してもよい。 Therefore, as shown in FIG. 21, in the combustor 7 of the sixth embodiment, the portion 332a below the second off-air discharge port 442 of the tubular portion 332 of the dividing member 33 is the other portion of the dividing member 33. The heat capacity per unit area is larger than that of the housing 32 and the housing 32. Further, the shielding plate 60 is also configured to have a larger heat capacity per unit area than the annular plate 331 of the dividing member 33 and the housing 32. As a specific configuration for increasing the heat capacity per unit area, the mass may be increased by increasing the thickness of the member, or a material having a large specific heat may be used.

このように、分割部材３３および遮蔽板６０のうち燃焼領域５３の周囲に配置される部位の熱容量を大きくすることで、燃焼領域５３で意図しない失火が生じた場合、それらの部位から燃焼領域５３への放熱量を増加することが可能である。そのため、その失火した後にオフ燃料の供給が再開すると、燃焼領域５３のオフ燃料を早期に自着火させることができる。 In this way, by increasing the heat capacity of the portions of the dividing member 33 and the shielding plate 60 that are arranged around the combustion region 53, when an unintended misfire occurs in the combustion region 53, the combustion region 53 is transmitted from those portions. It is possible to increase the amount of heat released to. Therefore, when the supply of off-fuel is resumed after the misfire, the off-fuel in the combustion region 53 can be self-ignited at an early stage.

以上説明した第６実施形態の燃焼器７は、燃焼領域５３で意図しない失火が生じた場合でも、次にオフ燃料の供給が再開すると、発電モードに即座に復旧することができる。 Even if an unintended misfire occurs in the combustion region 53, the combustor 7 of the sixth embodiment described above can be immediately restored to the power generation mode when the off-fuel supply is restarted next time.

（他の実施形態）
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。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope of the claims. Further, the above-described embodiments are not unrelated to each other, and can be appropriately combined unless the combination is clearly impossible. Further, in each of the above embodiments, it goes without saying that the elements constituting the embodiment are not necessarily essential except when it is clearly stated that they are essential and when they are clearly considered to be essential in principle. No. Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical values, amounts, and ranges of the constituent elements of the embodiment are mentioned, when it is clearly stated that they are particularly essential, and in principle, the number is clearly limited to a specific number. It is not limited to the specific number except when it is done. Further, in each of the above embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of a component or the like, the shape, unless otherwise specified or limited in principle to a specific shape, positional relationship, etc. It is not limited to the positional relationship.

（１）上記各実施形態では、燃料電池システム１の備える燃料電池スタック２が固体酸化物形燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell：ＳＯＦＣ）により構成されるものとして説明したが、これに限るものではない。燃料電池スタック２は、例えば固体高分子形燃料電池（polymer electrolyte fuel cell：PEFC）など、種々の燃料電池を採用することが可能である。 (1) In each of the above embodiments, the fuel cell stack 2 included in the fuel cell system 1 has been described as being composed of a solid oxide fuel cell (SOFC), but the present invention is not limited to this. .. As the fuel cell stack 2, various fuel cells such as a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) can be adopted.

（２）上記各実施形態では、燃料電池システム１の備える燃焼器７は環状に形成されるものとして説明したが、これに限るものではない。燃焼器７の形状は、例えば直方体、立方体など、種々の形状のものを採用することが可能である。 (2) In each of the above embodiments, the combustor 7 provided in the fuel cell system 1 has been described as being formed in an annular shape, but the present invention is not limited to this. As the shape of the combustor 7, various shapes such as a rectangular parallelepiped and a cube can be adopted.

（３）上記各実施形態では、燃料電池システム１はエジェクタ３を備えることで、オフ燃料をリサイクルして繰り返し使用するものとして説明したが、これに限るものではない。本発明は、エジェクタ３を備えていない燃料電池システム１に適用することも可能である。 (3) In each of the above embodiments, the fuel cell system 1 is described as being provided with an ejector 3 to recycle off-fuel for repeated use, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a fuel cell system 1 that does not include an ejector 3.

（４）上記第１実施形態等では、遮蔽板６０は、第２オフ空気供給口４２から第２室５２に供給された第２オフ空気が筐体３２の内壁に沿って流れて燃焼領域５３に流入することを遮るものとして説明したが、これに限るものではない。例えば、遮蔽板６０は、第２オフ空気供給口４２から第２室５２に供給された第２オフ空気が直接的に燃焼領域５３に流入することを遮るものとしてもよい。
具体的には、例えば、筐体３２の上壁３７または筐体３２の改質器４側の壁３４に第２オフ空気供給口４２を設けた場合、その第２オフ空気供給口４２から供給される第２オフ空気は、直接的に燃焼領域５３に流入するおそれがある。その場合、第２オフ空気供給口４２と燃焼領域５３との間に遮蔽板６０を設けることで、その遮蔽板６０により、第２オフ空気の流れが直接的に燃焼領域５３に流入することを遮ることが可能である。 (4) In the first embodiment or the like, in the shielding plate 60, the second off air supplied from the second off air supply port 42 to the second chamber 52 flows along the inner wall of the housing 32 and the combustion region 53. Although it was explained as blocking the inflow to the air, it is not limited to this. For example, the shielding plate 60 may block the second off air supplied from the second off air supply port 42 to the second chamber 52 from directly flowing into the combustion region 53.
Specifically, for example, when the second off air supply port 42 is provided on the upper wall 37 of the housing 32 or the wall 34 on the reformer 4 side of the housing 32, the air is supplied from the second off air supply port 42. The second off-air to be reformed may flow directly into the combustion region 53. In that case, by providing a shielding plate 60 between the second off air supply port 42 and the combustion region 53, the shielding plate 60 prevents the flow of the second off air from directly flowing into the combustion region 53. It can be blocked.

（５）上記第２実施形態では、複数の突起部６１は、遮蔽板６０の一部が径方向内側に突出して分割部材３３に当接するものとして説明したが、これに限るものではない。例えば、複数の突起部６１は、分割部材３３の筒部３３２の一部が径方向外側に突出して遮蔽板６０に当接するように構成してもよい。このように構成した場合でも、分割部材３３の筒部３３２から複数の突起部６１が突出する距離をいずれも同一とすることで、分割部材３３の筒部３３２と遮蔽板６０との距離を燃焼領域５３の各箇所で均一にすることが可能である。 (5) In the second embodiment, the plurality of protrusions 61 have been described as having a part of the shielding plate 60 projecting inward in the radial direction and abutting on the dividing member 33, but the present invention is not limited to this. For example, the plurality of protrusions 61 may be configured such that a part of the tubular portion 332 of the dividing member 33 projects outward in the radial direction and comes into contact with the shielding plate 60. Even in this configuration, the distance between the tubular portion 332 of the split member 33 and the shielding plate 60 is burned by making the distances at which the plurality of protrusions 61 project from the tubular portion 332 of the split member 33 the same. It is possible to make it uniform at each location of the region 53.

（６）上記第６実施形態では、分割部材３３の一部と遮蔽板６０の両方の熱容量を大きくした構成について説明したが、これに限らず、分割部材３３の一部または遮蔽板６０の少なくとも一方の熱容量を大きくした構成としてもよい。 (6) In the sixth embodiment, the configuration in which the heat capacities of both a part of the dividing member 33 and the shielding plate 60 are increased has been described, but the present invention is not limited to this, and at least a part of the dividing member 33 or the shielding plate 60 is used. On the other hand, the heat capacity may be increased.

（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、請求項１に記載の燃焼器は、燃料電池システムに用いられ、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スタックで消費されなかった燃料ガスを含むオフ燃料と燃料電池スタックで消費されなかった酸化剤ガスを含むオフ空気とを燃焼させるものである。その燃焼器は、筐体、分割部材、第１オフ空気供給口、第２オフ空気供給口、オフ燃料供給口、オフ空気排出口および遮蔽板を備える。筐体は、燃焼器の内部空間を形成する。分割部材は、燃焼器の内部空間を第１室と第２室とに分割する。第１オフ空気供給口は、第１室にオフ空気を供給する。第２オフ空気供給口は、第２室にオフ空気を供給する。オフ燃料供給口は、第２室にオフ燃料を供給する。オフ空気排出口は、第２室のうちでオフ燃料供給口から吹き出されるオフ燃料が燃焼する燃焼領域またはその近傍に第１室からオフ空気を排出する。遮蔽板は、第２オフ空気供給口から第２室に供給されたオフ空気が筐体の内壁に沿って流れてまたは直接的に燃焼領域に流入することを遮る。 (Summary)
According to the first aspect shown in part or all of the above embodiments, the combustor according to claim 1 is used in a fuel cell system and reacts a fuel gas with an oxidant gas to generate power. It burns off-fuel containing fuel gas not consumed in the fuel cell stack and off-air containing oxidant gas not consumed in the fuel cell stack. The combustor includes a housing, a split member, a first off-air supply port, a second off-air supply port, an off-fuel supply port, an off-air discharge port, and a shielding plate. The housing forms the internal space of the combustor. The dividing member divides the internal space of the combustor into a first chamber and a second chamber. The first off-air supply port supplies off-air to the first chamber. The second off-air supply port supplies off-air to the second chamber. The off-fuel supply port supplies off-fuel to the second chamber. The off-air discharge port discharges off-air from the first chamber in or near the combustion region where the off-fuel blown out from the off-fuel supply port in the second chamber burns. The shielding plate blocks the off-air supplied from the second off-air supply port to the second chamber from flowing along the inner wall of the housing or directly flowing into the combustion region.

第２の観点によれば、遮蔽板は、第２オフ空気供給口から第２室に供給されたオフ空気の流れに対し、燃焼領域の少なくとも一部を囲うように設けられている。
これによれば、第２オフ空気は、遮蔽板によって燃焼領域への流入が遮られる。そのため、燃焼領域では、第２オフ空気の流入による空気過剰率の増加が防がれ、第１オフ空気とオフ燃料による空燃比が燃焼に適した範囲内に維持される。したがって、この燃焼器は、燃焼領域において燃焼を安定化することができる。その結果、この燃焼器を備えた燃料電池システムは、燃焼器から改質器への熱供給量の不足が防がれるので、改質器による燃焼ガスの生成が良好に行われ、発電効率を向上することができる。 According to the second aspect, the shielding plate is provided so as to surround at least a part of the combustion region with respect to the flow of the off air supplied from the second off air supply port to the second chamber.
According to this, the inflow of the second off-air into the combustion region is blocked by the shielding plate. Therefore, in the combustion region, an increase in the excess air ratio due to the inflow of the second off-air is prevented, and the air-fuel ratio of the first off-air and the off-fuel is maintained within a range suitable for combustion. Therefore, this combustor can stabilize combustion in the combustion region. As a result, the fuel cell system equipped with this combustor can prevent the shortage of heat supply from the combustor to the reformer, so that the combustor can generate combustion gas well and the power generation efficiency can be improved. Can be improved.

第３の観点によれば、オフ空気排出口は、オフ燃料供給口に近い位置に設けられる第１オフ空気排出口と、その第１オフ空気排出口よりもオフ燃料供給口から遠い位置に設けられる第２オフ空気排出口とを有する。 According to the third viewpoint, the off-air outlet is provided at a position closer to the off-fuel supply port and at a position farther from the off-fuel supply port than the first off-air outlet. It has a second off-air outlet.

これによれば、第１室の第１オフ空気を第１オフ空気排出口と第２オフ空気排出口から分けて排出することで、第１オフ空気排出口と第２オフ空気排出口から個別に排出される第１オフ空気の流量を少なくすることが可能である。そのため、第１オフ空気排出口から火炎の根元への第１オフ空気の供給量が少なくなるので、初期火炎が燃料リッチ状態に保たれ、燃焼を安定化することができる。
さらに、第２オフ空気排出口から第１オフ空気を火炎中に供給することで、火炎中で酸欠が生じることなく燃焼効率を向上し、未燃燃料ガスの発生を低減することができる。 According to this, by discharging the first off air of the first chamber separately from the first off air outlet and the second off air outlet, the first off air outlet and the second off air outlet are individually discharged. It is possible to reduce the flow rate of the first off-air discharged to the air. Therefore, the amount of the first off air supplied from the first off air outlet to the root of the flame is reduced, so that the initial flame is kept in a fuel-rich state and combustion can be stabilized.
Further, by supplying the first off air into the flame from the second off air outlet, it is possible to improve the combustion efficiency without causing oxygen deficiency in the flame and reduce the generation of unburned fuel gas.

第４の観点によれば、第１オフ空気排出口は、第１オフ空気排出口の中心軸とオフ燃料供給口の中心軸とが交差しない位置に配置されている。 According to the fourth aspect, the first off-air outlet is arranged at a position where the central axis of the first off-air outlet and the central axis of the off-fuel supply port do not intersect.

これによれば、オフ燃料供給口から燃焼領域に供給されるオフ燃料に対し第１オフ空気を直接当てないことで、火炎の根元の燃料リーン化が抑制され、燃焼を安定化することができる。
また、仮に、オフ燃料供給口から燃焼領域に供給されるオフ燃料に対し第１オフ空気を直接当てる構成とした場合、オフ燃料と第１オフ空気とが燃焼した燃焼ガスの流速が燃焼速度より速くなると、火炎が吹き消えるおそれがある。これに対し、オフ燃料供給口から燃焼領域に供給されるオフ燃料に第１オフ空気を直接当てず、燃焼領域の近傍に第１オフ空気を供給することで、拡散燃焼を成立させると共に、火炎の吹き消えを防ぐことができる。 According to this, by not directly applying the first off air to the off fuel supplied from the off fuel supply port to the combustion region, the leaning of the fuel at the root of the flame can be suppressed and the combustion can be stabilized. ..
Further, if the configuration is such that the first off-air is directly applied to the off-fuel supplied from the off-fuel supply port to the combustion region, the flow velocity of the combustion gas burned by the off-fuel and the first off-air is higher than the combustion speed. If it becomes faster, the flame may be extinguished. On the other hand, the first off-air is not directly applied to the off-fuel supplied from the off-fuel supply port to the combustion region, but the first off-air is supplied in the vicinity of the combustion region to establish diffusion combustion and flame. Can be prevented from blowing out.

第５の観点によれば、第１オフ空気排出口は、オフ燃料が燃焼する火炎から離れた位置に向けてオフ空気を排出可能な位置に配置されている。一方、第２オフ空気排出口は、オフ燃料が燃焼する火炎に向けてオフ空気を排出可能な位置に配置されている。 According to the fifth aspect, the first off-air outlet is arranged at a position where the off-air can be discharged toward a position away from the flame in which the off-fuel burns. On the other hand, the second off-air outlet is arranged at a position where the off-air can be discharged toward the flame in which the off-fuel burns.

これによれば、オフ燃料供給口から燃焼領域に供給されるオフ燃料に対し第１オフ空気を直接当てず、燃焼領域の近傍に第１オフ空気を供給することで、火炎の根元の燃料リーン化が抑制され、拡散燃焼を成立させることが可能となる。したがって、燃焼を安定化することができる。
さらに、第２オフ空気排出口から第１オフ空気を火炎中に供給することで、火炎中で酸欠が生じることなく燃焼効率を向上し、未燃燃料ガスの発生を低減することができる。 According to this, the first off-air is not directly applied to the off-fuel supplied from the off-fuel supply port to the combustion region, but the first off-air is supplied in the vicinity of the combustion region, so that the fuel lean at the root of the flame. The formation is suppressed and diffusion combustion can be established. Therefore, combustion can be stabilized.
Further, by supplying the first off air into the flame from the second off air outlet, it is possible to improve the combustion efficiency without causing oxygen deficiency in the flame and reduce the generation of unburned fuel gas.

第６の観点によれば、遮蔽板から突出して分割部材に当接するか、または、分割部材から突出して遮蔽板に当接するように構成された複数の突起部をさらに備える。 According to the sixth aspect, a plurality of protrusions configured to protrude from the shielding plate and abut against the dividing member or to protrude from the dividing member and abut against the shielding plate are further provided.

これによれば、遮蔽板と分割部材との距離が突起部の大きさによって定められるので、遮蔽板と分割部材との距離を燃焼領域の各箇所で均一にすることが可能である。そのため、燃焼領域の各箇所に対する第１オフ空気とオフ燃料の供給量を均一にすることが可能である。したがって、この燃焼器は、燃焼領域の各箇所において、空気過剰率が燃焼に適した範囲内となり、燃焼を安定化することができる。 According to this, since the distance between the shielding plate and the dividing member is determined by the size of the protrusion, the distance between the shielding plate and the dividing member can be made uniform at each position in the combustion region. Therefore, it is possible to make the supply amounts of the first off-air and off-fuel to each location in the combustion region uniform. Therefore, in this combustor, the excess air ratio is within a range suitable for combustion at each location in the combustion region, and combustion can be stabilized.

第７の観点によれば、遮蔽板は、分割部材から第２室側に突出し、オフ燃料供給口と燃焼領域を囲う複数の突出壁として構成されている。 According to the seventh aspect, the shielding plate protrudes from the dividing member toward the second chamber side, and is configured as a plurality of protruding walls surrounding the off-fuel supply port and the combustion region.

これによれば、遮蔽板としての複数の突出壁と分割部材とを一体に形成することで、部品点数を少なくすることが可能となる。したがって、製造コストを低減することができる。
また、分割部材から突出する複数の突出壁をいずれも同一形状とすることで、複数の突出壁により囲まれた複数の燃焼領域それぞれの容積が均一なものとなる。そのため、燃焼領域の各箇所において第１オフ空気およびオフ燃料の供給量を均一にすることが可能である。したがって、この燃焼器は、複数の燃焼領域の各箇所において、空気過剰率が燃焼に適した範囲内となり、燃焼を安定化することができる。 According to this, it is possible to reduce the number of parts by integrally forming a plurality of protruding walls as a shielding plate and the dividing member. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
Further, by making the plurality of protruding walls protruding from the dividing member all have the same shape, the volumes of the plurality of combustion regions surrounded by the plurality of protruding walls become uniform. Therefore, it is possible to make the supply amounts of the first off-air and off-fuel uniform at each location in the combustion region. Therefore, in this combustor, the excess air ratio is within a range suitable for combustion at each location of the plurality of combustion regions, and combustion can be stabilized.

ところで、燃料電池システムでは、例えば燃料脈動などにより一時的にオフ燃料の供給が停止して燃焼領域で意図しない失火が生じた場合、次にオフ燃料の供給が再開しても、再着火するまでの間、発電ができなくなるおそれがある。
そこで、第８の観点によれば、分割部材および遮蔽板のうち燃焼領域の周囲に配置される部位は、筐体に比べて単位面積当たりの熱容量が大きい構成とされている。 By the way, in a fuel cell system, if the supply of off-fuel is temporarily stopped due to fuel pulsation, for example, and an unintended misfire occurs in the combustion region, even if the supply of off-fuel is restarted next time, until reignition During that time, power generation may not be possible.
Therefore, according to the eighth viewpoint, the portion of the dividing member and the shielding plate that is arranged around the combustion region has a configuration in which the heat capacity per unit area is larger than that of the housing.

これにより、燃焼領域で意図しない失火が生じた場合、分割部材または遮蔽板から燃焼領域への放熱量を増加させることで、オフ燃料の供給がされたときに早期に自着火させることが可能である。したがって、燃焼領域で意図しない失火が生じた場合でも、次にオフ燃料の供給が再開すると、発電モードに即座に復旧することができる。
なお、単位面積あたりの熱容量を大きくするための具体的構成として、その部材の厚みを厚くすることで質量を大きくしてもよく、または、比熱の大きい材料を使用してもよい。 As a result, if an unintended misfire occurs in the combustion region, it is possible to self-ignite early when off-fuel is supplied by increasing the amount of heat released from the dividing member or shielding plate to the combustion region. is there. Therefore, even if an unintended misfire occurs in the combustion region, the power generation mode can be immediately restored when the off-fuel supply is restarted next time.
As a specific configuration for increasing the heat capacity per unit area, the mass may be increased by increasing the thickness of the member, or a material having a large specific heat may be used.

第９の観点によれば、燃焼器は、燃料電池システムに用いられ、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スタックで消費されなかった燃料ガスを含むオフ燃料と燃料電池スタックで消費されなかった酸化剤ガスを含むオフ空気とを燃焼させるものである。その燃焼器は、筐体、分割部材、第１オフ空気供給口、第２オフ空気供給口、カバー部、オフ燃料供給口およびオフ空気排出口を備える。筐体は、燃焼器の内部空間を形成する。分割部材は、燃焼器の内部空間を第１室と第２室とに分割する。第１オフ空気供給口は、第１室にオフ空気を供給する。第２オフ空気供給口は、第２室にオフ空気を供給する。カバー部は、分割部材の筐体側の部位から筐体の内壁に沿って延びるものであり、そのカバー部と筐体の内壁との間に第１室に連通する扁平流路を形成する。オフ燃料供給口は、筐体のうち扁平流路が形成される部位に設けられ、扁平流路にオフ燃料を供給する。オフ空気排出口は、カバー部のうちオフ燃料供給口に対してカバー部の板厚方向に重なる位置に設けられ、第１室から扁平流路を流れるオフ空気とオフ燃料供給口から供給されるオフ燃料とを第２室に排出する。そして、扁平流路の少なくとも一部は、オフ空気排出口の外側を囲い、オフ空気排出口の軸を中心とした周方向の一方から他方に向かい流路面積が次第に小さくなるように形成されている。 According to the ninth aspect, the combustor is used in a fuel cell system and is an off-fuel and fuel cell stack containing fuel gas that is not consumed in the fuel cell stack that generates power by reacting the fuel gas with the oxidant gas. It burns off-air containing oxidant gas that was not consumed in. The combustor includes a housing, a split member, a first off-air supply port, a second off-air supply port, a cover portion, an off-fuel supply port, and an off-air discharge port. The housing forms the internal space of the combustor. The dividing member divides the internal space of the combustor into a first chamber and a second chamber. The first off-air supply port supplies off-air to the first chamber. The second off-air supply port supplies off-air to the second chamber. The cover portion extends from a portion of the split member on the housing side along the inner wall of the housing, and forms a flat flow path communicating with the first chamber between the cover portion and the inner wall of the housing. The off-fuel supply port is provided in a portion of the housing where the flat flow path is formed, and supplies off-fuel to the flat flow path. The off-air outlet is provided at a position of the cover that overlaps the off-fuel supply port in the plate thickness direction of the cover, and is supplied from the first chamber through the off-air flowing through the flat flow path and the off-fuel supply port. Discharge off fuel to the second chamber. Then, at least a part of the flat flow path is formed so as to surround the outside of the off-air discharge port so that the flow path area gradually decreases from one to the other in the circumferential direction centered on the axis of the off-air discharge port. There is.

これによれば、扁平流路の第１オフ空気の流れが、オフ空気排出口の軸を中心とした旋回流となる。そのため、オフ燃料供給口から扁平流路に供給されるオフ燃料と扁平流路を流れる第１オフ空気との混合が促進されると共に、オフ空気排出口から第２室に排出される混合ガスの軸方向の移動速度を下げることが可能である。したがって、その混合気が燃焼する火炎の吹き消えを抑制し、燃料を安定化させることができる。 According to this, the flow of the first off-air in the flat flow path becomes a swirling flow centered on the axis of the off-air discharge port. Therefore, the mixing of the off fuel supplied from the off fuel supply port to the flat flow path and the first off air flowing through the flat flow path is promoted, and the mixed gas discharged from the off air discharge port to the second chamber is promoted. It is possible to reduce the moving speed in the axial direction. Therefore, it is possible to suppress the extinction of the flame in which the air-fuel mixture burns and stabilize the fuel.

第１０の観点によれば、燃焼器は、燃料電池システムに用いられ、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スタックで消費されなかった燃料ガスを含むオフ燃料と燃料電池スタックで消費されなかった酸化剤ガスを含むオフ空気とを燃焼させるものである。その燃焼器は、筐体、分割部材、第１オフ空気供給口、第２オフ空気供給口およびオフ燃料供給口を備える。筐体は、燃焼器の内部空間を形成する。分割部材は、燃焼器の内部空間の一部を第１室と第２室とに分割する。第１オフ空気供給口は、第１室にオフ空気を供給する。第２オフ空気供給口は、第２室にオフ空気を供給する。オフ燃料供給口は、第１オフ空気供給口に対向する位置に設けられ、第１室にオフ燃料を供給する。そして、第１オフ空気供給口から第１室に供給されるオフ空気と、オフ燃料供給口から第１室に供給されるオフ燃料とが衝突するように構成されている。 According to a tenth aspect, the combustor is used in a fuel cell system and is an off-fuel and fuel cell stack containing fuel gas that is not consumed in the fuel cell stack that generates power by reacting the fuel gas with the oxidant gas. It burns off-air containing oxidant gas that was not consumed in. The combustor includes a housing, a split member, a first off air supply port, a second off air supply port and an off fuel supply port. The housing forms the internal space of the combustor. The dividing member divides a part of the internal space of the combustor into a first chamber and a second chamber. The first off-air supply port supplies off-air to the first chamber. The second off-air supply port supplies off-air to the second chamber. The off-fuel supply port is provided at a position facing the first off-air supply port, and supplies off-fuel to the first chamber. Then, the off-air supplied from the first off-air supply port to the first chamber and the off-fuel supplied from the off-fuel supply port to the first chamber are configured to collide with each other.

これによれば、第１オフ空気供給口から第１室に供給される第１オフ空気と、オフ燃料供給口から第１室に供給されるオフ燃料とが衝突することにより、第１オフ空気とオフ燃料の両方の流速が小さくなり、混合ガスの淀みが形成される。そのため、その混合ガスが燃焼する燃焼ガスの流速が燃焼速度より速くなることが防がれる。したがって、火炎リフトが生じることなく、燃焼を安定化させることができる。 According to this, the first off air supplied from the first off air supply port to the first chamber and the off fuel supplied from the off fuel supply port to the first chamber collide with each other, so that the first off air is supplied. The flow velocities of both the and off-fuel are reduced, forming a stagnation of the mixed gas. Therefore, it is possible to prevent the flow velocity of the combustion gas in which the mixed gas is burned from becoming faster than the combustion speed. Therefore, combustion can be stabilized without causing a flame lift.

１：燃料電池システム、 ２：燃料電池スタック、
７：燃焼器、 ３２：筐体、
３３：分割部材、 ４１：第１オフ空気供給口、
４２：第２オフ空気供給口、 ４３：オフ燃料供給口、
４４：オフ空気排出口、 ５０：内部空間、
５１：第１室、 ５２：第２室、
５３：燃焼領域、 ６０、６２：遮蔽板。 1: Fuel cell system, 2: Fuel cell stack,
7: Combustor, 32: Housing,
33: Split member, 41: First off air supply port,
42: 2nd off air supply port, 43: off fuel supply port,
44: Off air outlet, 50: Internal space,
51: Room 1, 52: Room 2,
53: Combustion region, 60, 62: Shielding plate.

Claims (10)

燃料電池システム（１）に用いられ、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スタック（２）で消費されなかった燃料ガスを含むオフ燃料と前記燃料電池スタックで消費されなかった酸化剤ガスを含むオフ空気とを燃焼させる燃焼器であって、
前記燃焼器の内部空間（５０）を形成する筐体（３２）と、
前記内部空間を第１室（５１）と第２室（５２）とに分割する分割部材（３３）と、
前記第１室にオフ空気を供給する第１オフ空気供給口（４１）と、
前記第２室にオフ空気を供給する第２オフ空気供給口（４２）と、
前記第２室にオフ燃料を供給するオフ燃料供給口（４３）と、
前記第２室のうちで前記オフ燃料供給口から吹き出されるオフ燃料が燃焼する燃焼領域（５３）またはその近傍に向けて前記第１室からオフ空気を排出するオフ空気排出口（４４）と、
前記第２オフ空気供給口から前記第２室に供給されたオフ空気が前記筐体の内壁に沿って流れてまたは直接的に前記燃焼領域に流入することを遮る遮蔽板（６０、６２）と、を備える燃焼器。 Off-fuel containing fuel gas that was used in the fuel cell system (1) and was not consumed in the fuel cell stack (2) that generates power by reacting the fuel gas with the oxidizing agent gas and was not consumed in the fuel cell stack. A combustor that burns off-air containing an oxidant gas.
A housing (32) forming the internal space (50) of the combustor and
A dividing member (33) that divides the internal space into a first chamber (51) and a second chamber (52), and
A first off-air supply port (41) for supplying off-air to the first chamber,
A second off-air supply port (42) for supplying off-air to the second chamber,
An off-fuel supply port (43) for supplying off-fuel to the second chamber,
In the second chamber, an off-air discharge port (44) for discharging off-air from the first chamber toward or near the combustion region (53) where the off-fuel blown out from the off-fuel supply port burns. ,
With a shielding plate (60, 62) that blocks the off-air supplied from the second off-air supply port to the second chamber from flowing along the inner wall of the housing or directly flowing into the combustion region. Combustor equipped with. 前記遮蔽板は、前記第２オフ空気供給口から前記第２室に供給されたオフ空気の流れに対し、前記燃焼領域の少なくとも一部を囲うように設けられている、請求項１に記載の燃焼器。 The first aspect of the present invention, wherein the shielding plate is provided so as to surround at least a part of the combustion region with respect to the flow of off air supplied from the second off air supply port to the second chamber. Combustor. 前記オフ空気排出口は、前記オフ燃料供給口に近い位置に設けられる第１オフ空気排出口（４４１）と、前記第１オフ空気排出口よりも前記オフ燃料供給口から遠い位置に設けられる第２オフ空気排出口（４４２）とを有している、請求項１または２に記載の燃焼器。 The off-air discharge port is provided at a position closer to the off-fuel supply port than the first off-air discharge port (441) and at a position farther from the off-fuel supply port than the first off-air discharge port. The combustor according to claim 1 or 2, which has a 2-off air outlet (442). 前記第１オフ空気排出口は、前記第１オフ空気排出口の中心軸と前記オフ燃料供給口の中心軸とが交差しない位置に配置されている、請求項３に記載の燃焼器。 The combustor according to claim 3, wherein the first off-air discharge port is arranged at a position where the central axis of the first off-air discharge port and the central axis of the off-fuel supply port do not intersect. 前記第１オフ空気排出口は、オフ燃料が燃焼する火炎から離れた位置に向けてオフ空気を排出可能な位置に配置されており、
前記第２オフ空気排出口は、オフ燃料が燃焼する火炎に向けてオフ空気を排出可能な位置に配置されている、請求項３または４に記載の燃焼器。 The first off-air outlet is arranged at a position where off-air can be discharged toward a position away from the flame on which the off-fuel burns.
The combustor according to claim 3 or 4, wherein the second off-air outlet is arranged at a position where off-air can be discharged toward a flame in which off-fuel burns. 前記遮蔽板から突出して前記分割部材に当接するか、または、前記分割部材から突出して前記遮蔽板に当接するように構成された複数の突起部（６１）をさらに備える請求項１ないし５のいずれか１つに記載の燃焼器。 Any of claims 1 to 5, further comprising a plurality of protrusions (61) configured to protrude from the shielding plate and abut against the dividing member, or to protrude from the dividing member and abut against the shielding plate. The combustor described in one. 前記遮蔽板は、前記分割部材から前記第２室側に突出し、前記オフ燃料供給口と前記燃焼領域を囲う複数の突出壁（６２）として構成されている、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の燃焼器。 Any one of claims 1 to 5, wherein the shielding plate projects from the dividing member toward the second chamber and is configured as a plurality of protruding walls (62) surrounding the off-fuel supply port and the combustion region. Combustor described in one. 前記分割部材および前記遮蔽板のうち前記燃焼領域の周囲に配置される部位は、前記筐体に比べて単位面積当たりの熱容量が大きい構成とされている請求項１ないし７のいずれか１つに記載の燃焼器。 The portion of the dividing member and the shielding plate that is arranged around the combustion region is one of claims 1 to 7, which has a configuration in which the heat capacity per unit area is larger than that of the housing. The combustor described. 燃料電池システム（１）に用いられ、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スタック（２）で消費されなかった燃料ガスを含むオフ燃料と前記燃料電池スタックで消費されなかった酸化剤ガスを含むオフ空気とを燃焼させる燃焼器であって、
前記燃焼器の内部空間（５０）を形成する筐体（３２）と、
前記内部空間を第１室（５１）と第２室（５２）とに分割する分割部材（３３）と、
前記第１室にオフ空気を供給する第１オフ空気供給口（４１）と、
前記第２室にオフ空気を供給する第２オフ空気供給口（４２）と、
前記分割部材の前記筐体側の部位（３３３）から前記筐体の内壁に沿って延びるカバー部（７０）であって、前記筐体の内壁と前記カバー部との間に前記第１室に連通する扁平流路（７１）を形成する前記カバー部と、
前記筐体のうち前記扁平流路が形成される部位に設けられ、前記扁平流路にオフ燃料を供給するオフ燃料供給口（４３）と、
前記カバー部のうち前記オフ燃料供給口に対して前記カバー部の板厚方向に重なる位置に設けられ、前記第１室から前記扁平流路を流れるオフ空気と前記オフ燃料供給口から供給されるオフ燃料とを前記第２室に排出するオフ空気排出口（４４）と、を備え、
前記扁平流路の少なくとも一部は、前記オフ空気排出口の外側を囲い、前記オフ空気排出口の軸を中心とした周方向の一方から他方に向かい流路面積が次第に小さくなるように形成されている、燃焼器。 Off-fuel containing fuel gas that was used in the fuel cell system (1) and was not consumed in the fuel cell stack (2) that generates power by reacting the fuel gas with the oxidizing agent gas and was not consumed in the fuel cell stack. A combustor that burns off-air containing an oxidant gas.
A housing (32) forming the internal space (50) of the combustor and
A dividing member (33) that divides the internal space into a first chamber (51) and a second chamber (52), and
A first off-air supply port (41) for supplying off-air to the first chamber,
A second off-air supply port (42) for supplying off-air to the second chamber,
A cover portion (70) extending from a portion (333) on the housing side of the dividing member along the inner wall of the housing, and communicating with the first chamber between the inner wall of the housing and the cover portion. With the cover portion forming the flat flow path (71)
An off-fuel supply port (43) provided in a portion of the housing where the flat flow path is formed and supplies off-fuel to the flat flow path, and an off-fuel supply port (43).
The cover portion is provided at a position overlapping the off fuel supply port in the plate thickness direction of the cover portion, and is supplied from the first chamber to the off air flowing through the flat flow path and from the off fuel supply port. An off-air outlet (44) for discharging off-fuel to the second chamber is provided.
At least a part of the flat flow path is formed so as to surround the outside of the off-air discharge port so that the flow path area gradually decreases from one to the other in the circumferential direction centered on the axis of the off-air discharge port. The combustor. 燃料電池システム（１）に用いられ、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スタック（２）で消費されなかった燃料ガスを含むオフ燃料と前記燃料電池スタックで消費されなかった酸化剤ガスを含むオフ空気とを燃焼させる燃焼器であって、
前記燃焼器の内部空間（５０）を形成する筐体（３２）と、
前記内部空間の一部を第１室（５１）と第２室（５２）とに分割する分割部材（３３）と、
前記第１室にオフ空気を供給する第１オフ空気供給口（４１）と、
前記第２室にオフ空気を供給する第２オフ空気供給口（４２）と、
前記第１オフ空気供給口に対向する位置に設けられ、前記第１室にオフ燃料を供給するオフ燃料供給口（４３）と、を備え、
前記第１オフ空気供給口から前記第１室に供給されるオフ空気と、前記オフ燃料供給口から前記第１室に供給されるオフ燃料とが衝突するように構成されている、燃焼器。 Off-fuel containing fuel gas that was used in the fuel cell system (1) and was not consumed in the fuel cell stack (2) that generates power by reacting the fuel gas with the oxidizing agent gas and was not consumed in the fuel cell stack. A combustor that burns off-air containing an oxidant gas.
A housing (32) forming the internal space (50) of the combustor and
A dividing member (33) that divides a part of the internal space into a first chamber (51) and a second chamber (52), and
A first off-air supply port (41) for supplying off-air to the first chamber,
A second off-air supply port (42) for supplying off-air to the second chamber,
An off-fuel supply port (43) provided at a position facing the first off-air supply port and supplying off-fuel to the first chamber is provided.
A combustor configured such that the off-air supplied from the first off-air supply port to the first chamber and the off-fuel supplied from the off-fuel supply port to the first chamber collide with each other.
JP2019183212A 2019-10-03 2019-10-03 combustor Active JP7310519B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019183212A JP7310519B2 (en) 2019-10-03 2019-10-03 combustor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019183212A JP7310519B2 (en) 2019-10-03 2019-10-03 combustor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021061114A true JP2021061114A (en) 2021-04-15
JP7310519B2 JP7310519B2 (en) 2023-07-19

Family

ID=75380355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019183212A Active JP7310519B2 (en) 2019-10-03 2019-10-03 combustor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7310519B2 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002106844A (en) * 2000-09-28 2002-04-10 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Structure of gas turbine combustion drvice
JP2008166070A (en) * 2006-12-27 2008-07-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fuel cell system with exhaust fuel combustor
JP2012113931A (en) * 2010-11-24 2012-06-14 Ngk Spark Plug Co Ltd Auxiliary device for fuel cell and fuel cell
JP2017147220A (en) * 2016-02-16 2017-08-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 High-temperature operation type fuel battery module
JP2017212203A (en) * 2016-05-19 2017-11-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 High-temperature operation fuel cell system
JP2017212204A (en) * 2016-05-19 2017-11-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 High-temperature operation fuel cell system
JP2018169080A (en) * 2017-03-29 2018-11-01 東京瓦斯株式会社 Combustion system and combustion device
JP2018195377A (en) * 2017-05-12 2018-12-06 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Fuel battery and composite power generation system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002106844A (en) * 2000-09-28 2002-04-10 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Structure of gas turbine combustion drvice
JP2008166070A (en) * 2006-12-27 2008-07-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fuel cell system with exhaust fuel combustor
JP2012113931A (en) * 2010-11-24 2012-06-14 Ngk Spark Plug Co Ltd Auxiliary device for fuel cell and fuel cell
JP2017147220A (en) * 2016-02-16 2017-08-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 High-temperature operation type fuel battery module
JP2017212203A (en) * 2016-05-19 2017-11-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 High-temperature operation fuel cell system
JP2017212204A (en) * 2016-05-19 2017-11-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 High-temperature operation fuel cell system
JP2018169080A (en) * 2017-03-29 2018-11-01 東京瓦斯株式会社 Combustion system and combustion device
JP2018195377A (en) * 2017-05-12 2018-12-06 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Fuel battery and composite power generation system

Also Published As

Publication number Publication date
JP7310519B2 (en) 2023-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107208883B (en) There is the improved turbulent burner of fuel injection device in the upstream and downstream of cyclone
KR101284290B1 (en) Combustion apparatus
JP6998548B2 (en) Fuel cell system
KR101050511B1 (en) Multistep combustion apparatus using plasma
JP4340873B2 (en) Combustion device
JP7310519B2 (en) combustor
JP7226225B2 (en) fuel cell system
JP2005214543A (en) Combustion device and hydrogen supplying device used in fuel cell
JP2009274886A (en) Combustion apparatus for reforming apparatus, reforming apparatus, and fuel cell system
JP5009593B2 (en) Combustion device
JP3562463B2 (en) Reformer for fuel cell
JP3873119B2 (en) In-cylinder swirl combustor
JP3632590B2 (en) Fuel cell system
JP7186146B2 (en) fuel cell module
CN210568419U (en) Thick-thin combustor and gas device
JP7215405B2 (en) combustor
JP2010266160A (en) Combustion device
JPH1163417A (en) Two stage combustor
JP7188341B2 (en) combustor
CN210568420U (en) Thick and thin combustor and gas device
WO2024033614A1 (en) Fuel cell system and method of operating the same
JPH0639221Y2 (en) Burner for hydrocarbon reformer
JP2015105788A (en) Burner
TW202414872A (en) Fuel cell system and method of operating the same
KR200157863Y1 (en) Boiler furnace of nitrogen oxide reduction type

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220119

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230110

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230215

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230606

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230619

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7310519

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150