JP3342203B2 - 燃料電池用水素製造装置の燃焼装置 - Google Patents
燃料電池用水素製造装置の燃焼装置Info
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Description
反応器を経て抽出した水素を燃料電池に供給し電気を得
るための燃料電池用水素製造装置の燃焼装置に関するも
のである。
させて水素を取り出すには、その反応は吸熱反応である
ため、燃焼装置によって反応器を加熱する必要がある。
反応開始状態になるまでの初期の燃料としては、一般に
メタノール、天然ガス等の炭化水素系の燃料が使用され
るが、取り出した水素を燃料電池に供給して発電を行な
わせると、水素を多量に含んだ未反応ガスが約20%程
度生じるから、この未反応ガスを上記燃焼装置の燃料と
して有効に使用される。
素を多量に含んだ未反応ガスは、初期加熱用燃料とした
炭化水素系燃料である天然ガスが10000〜1200
0Kcal/立方メートルと高カロリーであるのに対し
て、1900〜2500Kcal/立方メートルと低カ
ロリーであるから、上記水素リッチの未反応ガスを燃料
として使用する場合、高カロリーの燃料噴出口を使用す
ることは、熱量的にも不可能である。
の未反応ガスは、燃焼速度が天然ガスの燃焼速度に比し
て4倍位早いので、例えば風量とガス量のバランスが変
化すると逆火し、バーナヘッドで火炎を形成しないでノ
ズル先端で炎を形成する場合があり、バーナ本体を損傷
させる虞があった。
燃料を燃料電池用水素製造装置の燃焼装置に使用して
も、何の不都合も生じないようにすることをその目的と
してなされたものである。
素製造装置を加熱するための低カロリーガス用炎口部と
高カロリーガス用炎口部とを有するバーナと、低カロリ
ーガス用炎口部に低カロリーガスを供給する低カロリー
ガス供給手段と、高カロリーガス用炎口部に高カロリー
ガスを供給する高カロリーガス供給手段と、バーナに空
気を供給する空気供給手段と、バーナの上流にて高カロ
リーガスと空気とを混合する混合手段とを備える燃料電
池用水素製造装置の燃焼装置において、高カロリーガス
供給手段に設けられ、高カロリーガス噴出ノズルを有す
る高カロリーガス噴出部と、混合手段に設けられ、高カ
ロリーガス噴出部から噴出した高カロリーガスと空気の
共通の流通経路に配置された拡散板とを備えることを特
徴とする。
を加熱するための低カロリーガス用炎口部と高カロリー
ガス用炎口部とを有するバーナと、低カロリーガス用炎
口部に低カロリーガスを供給する低カロリーガス供給手
段と、高カロリーガス用炎口部に高カロリーガスを供給
する高カロリーガス供給手段と、バーナに空気を供給す
る空気供給手段と、バーナの上流にて高カロリーガスと
空気とを混合する混合手段とを備える燃料電池用水素製
造装置の燃焼装置において、低カロリーガス用炎口部は
バーナの外周部に、高カロリーガス用炎口部はバーナの
中央部に配置され、燃料電池用水素製造装置の燃焼室と
繋がる箱体と、箱体内の下流部に取付けられ、複数の空
気噴出孔を円錐状傾斜面上に有し、バーナを箱体に固定
する取付仕切板と、高カロリーガス噴出ノズルを有し、
箱体内の上流部に配置され、且つ高カロリーガス供給手
段に設けられた高カロリーガス噴出部と、混合手段に設
けられ、高カロリーガス噴出部から噴出した高カロリー
ガスと空気の共通の流通経路に配置された拡散板とを備
えることを特徴とする。
部はバーナに平面状に構成され、高カロリーガス用炎口
部はバーナの中央部に立設されたキャップ体の側周面に
多数の孔を穿設して構成したものである。
には1次空気を混入させないから、低カロリーガス用炎
口部における燃焼は拡散燃焼となり、火炎はバーナヘッ
ドにて形成される拡散火炎となり、逆火することはな
い。一方、高カロリーガスについては、一旦ノズルによ
って噴出させ、1次空気を巻き込んで、両者が良く混合
された予混合ガスを高カロリーガス用炎口部に送り込む
から、高カロリーガス用炎口部においては火炎を青火に
て燃焼させ、短い火炎長さとする。また、いずれの場合
も、2次空気をバーナの上方から送ることで完全燃焼さ
せることができる。
すると、つぎのとおりである。
の下部に本発明になる加熱用燃焼装置2を備えた家庭用
の小型の燃料電池用水素製造装置を示した概略図であ
る。先ず反応器1について簡単に説明すると、前記燃焼
装置2に連通する燃焼室3を中央に設け、その燃焼室3
の周囲に、燃焼室3より折り返す煙道5を介在して触媒
層4を配設し、別途水素製造用の天然ガス(炭化水素系
の燃料)aを触媒層4の上方から導入させて、触媒層4
で発生した反応ガス(水素リッチガス)bは触媒層4の
下端から上昇流路6aおよび反応ガス流出部6を経て燃
料電池(図示せず)に導く。一方、煙道5は下端で折り
返され上昇流路7aを経て燃焼ガス排出部7から外部に
至る構成となっている。
反応器1の下部に装着される燃焼装置2の箱体8は上端
開口部で反応器1の燃焼室3と繋がらせる。この箱体8
内の上部には、円錐状傾斜面に多数の2次空気噴出孔9
(図3参照)をあけた取付仕切板10を取付け、その取
付仕切板10の下端部にバーナ11を装着した筒体12
が固定されている。本例のバーナ11は平板状をなし、
外周部を低カロリーガス用炎口部11a、中央部を高カ
ロリーガス用炎口部11bとしている。
部11aと繋がる空洞環状の低カロリーガス用燃料供給
部13が形成され、箱体8の底面を貫通して設けた低カ
ロリーガス用燃料供給管14が接続されている。筒体1
2には、また、高カロリーガス用炎口部11bと繋がる
空洞状の高カロリーガス用燃料供給部15が形成され、
その底部には周囲に脚付き拡散板17を設けた連通孔1
6が穿設されている。
2の連通孔16に対向する高カロリーガス噴射ノズル1
8と、該噴射ノズル18を固着したガス溜り19とで構
成された高カロリーガス用燃料噴出部20が配設され、
箱体8の底面を貫通して設けた高カロリーガス用燃料供
給管21が接続されている。
を送り込む送風機11が装着される。箱体8内に送り込
まれた燃焼用空気は、筒体12の下方空間に当たる1次
空気通路23を通り、筒体12外側面と箱体8内側面と
で形成される2次空気通路を経て、上記取付仕切板10
に穿設した2次空気噴出部の孔9から噴出するようにな
っている。上記高カロリーガス用ノズル18は1次空気
通路23内にあり、上記バーナ11は2次空気噴出孔9
よりも下側にあること図示のとおりである。
ガスcが低カロリーガス用燃料供給管14から供給され
ると、1次空気とは全く縁が絶たれた状態で低カロリー
ガス用燃料供給部13に直送されるから、バーナ11の
低カロリーガス用炎口部11aでは拡散火炎となって燃
焼し、2次空気噴出部9から噴出する2次空気によって
完全燃焼する。
用燃料供給管21から高カロリーガス用燃料噴出部20
に供給されると、高カロリーガス用噴出ノズル18から
1次空気雰囲気中に噴流として噴出され、その噴出ノズ
ル18は筒体12の連通孔16に対向して設けているか
ら、高カロリーガスの噴流と、これによって巻き込まれ
た周囲の1次空気とが一緒になったものが脚付き拡散板
17に衝突し、よく混合された予混合ガスが高カロリー
ガス用燃料供給部15に送られ、バーナ11の高カロリ
ーガス用炎口部11bで予混合火炎となって燃焼し、2
次空気噴出孔9から噴出する2次空気によって完全燃焼
することになる。
ている。本例では低カロリーガス用炎口部11aについ
ては平板状であるが、中央部の高カロリーガス用炎口部
11bは高カロリーガス用燃料供給部15の上部に上端
閉鎖のキャップ体25を立設し、そのキャップ体25側
面に多数の炎口26を穿設した構成としている。図2の
バーナ12では、中央部の高カロリーガス用炎口部11
bの炎口面積を大きくしたくても自ずから限界があっ
た。しかし、図4の如くすることで、キャップ25の高
さを高くし、側面に穿設される炎口数を増すことで容易
に炎口面積を増大できるから、高カロリーガスを高負荷
燃焼させたい場合に特に有効である。
製造装置の燃焼装置は、低カロリーガス用燃料供給部に
1次空気を混入させなくしたから、低カロリーガス用炎
口部では拡散火炎となって燃焼(拡散燃焼)し、火炎は
常にバーナヘッドにて形成されて逆火することはない。
一方、高カロリーガス用燃料供給部には高カロリーガス
と1次空気との良く混合さた予混合ガスを送り込むこと
になるから、高カロリーガス用炎口部では火炎を青火に
て燃焼させ、火炎を短くすることができる。このように
性質の異なる2種類の燃料を使っても支障はない。
ロリーガス用炎口部よりも上方に当たる取付仕切板の円
錐状傾斜面に穿設した多数の2次空気噴出孔から2次空
気を噴出するから、いずれのガス燃料も完全燃焼させる
ことができる。
キャップ体の側周面に多数の孔を穿設して高カロリーガ
ス用炎口部を構成すると、その炎口面積を容易に増大で
きるから、高負荷燃焼を行ってもブローオフ(吹き飛
び)が起きたり、燃焼が不安定になったりさせなくする
ことができる。
の概略図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 燃料電池用水素製造装置を加熱するため
の低カロリーガス用炎口部と高カロリーガス用炎口部と
を有するバーナと、前記低カロリーガス用炎口部に低カ
ロリーガスを供給する低カロリーガス供給手段と、前記
高カロリーガス用炎口部に高カロリーガスを供給する高
カロリーガス供給手段と、前記バーナに空気を供給する
空気供給手段と、前記バーナの上流にて前記高カロリー
ガスと前記空気とを混合する混合手段とを備える燃料電
池用水素製造装置の燃焼装置において、 前記高カロリーガス供給手段に設けられ、高カロリーガ
ス噴出ノズルを有する高カロリーガス噴出部と、 前記混合手段に設けられ、前記高カロリーガス噴出部か
ら噴出した前記高カロリーガスと前記空気の共通の流通
経路に配置された拡散板とを備える ことを特徴とする燃
料電池用水素製造装置の燃焼装置。 - 【請求項2】 燃料電池用水素製造装置を加熱するため
の低カロリーガス用炎口部と高カロリーガス用炎口部と
を有するバーナと、前記低カロリーガス用炎口部に低カ
ロリーガスを供給する低カロリーガス供給手段と、前記
高カロリーガス用炎口部に高カロリーガスを供給する高
カロリーガス供給手段と、前記バーナに空気を供給する
空気供給手段と、前記バーナの上流にて前記高カロリー
ガスと前記空気とを混合する混合手段とを備える燃料電
池用水素製造装置の燃焼装置において、 前記低カロリーガス用炎口部は前記バーナの外周部に、
前記高カロリーガス用炎口部は前記バーナの中央部に配
置され、 前記燃料電池用水素製造装置の 燃焼室と繋がる箱体と、該 箱体内の下流部に取付けられ、複数の空気噴出孔を円
錐状傾斜面上に有し、前記バーナを該箱体に固定する取
付仕切板と、 高カロリーガス噴出ノズルを有し、前記箱体内の上流部
に配置され、且つ前記高カロリーガス供給手段に設けら
れた高カロリーガス噴出部と、 前記混合手段に設けられ、前記高カロリーガス噴出部か
ら噴出した前記高カロリーガスと前記空気の共通の流通
経路に配置された拡散板とを備える ことを特徴とする燃
料電池用水素製造装置の燃焼装置。 - 【請求項3】 前記低カロリーガス用炎口部は前記バー
ナに平面状に構成され、前記高カロリーガス用炎口部は
前記バーナの中央部に立設されたキャップ体の側周面に
多数の孔を穿設して構成されたことを特徴とする請求項
1又は請求項2記載の燃料電池用水素製造装置の燃焼装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29536094A JP3342203B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 燃料電池用水素製造装置の燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29536094A JP3342203B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 燃料電池用水素製造装置の燃焼装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08152114A JPH08152114A (ja) | 1996-06-11 |
JP3342203B2 true JP3342203B2 (ja) | 2002-11-05 |
Family
ID=17819618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29536094A Expired - Lifetime JP3342203B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 燃料電池用水素製造装置の燃焼装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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JP5451458B2 (ja) * | 2010-03-05 | 2014-03-26 | ダイニチ工業株式会社 | 燃料電池用水素供給装置の燃焼装置 |
-
1994
- 1994-11-29 JP JP29536094A patent/JP3342203B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
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