JP3899259B2 - 燃料改質装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器とを備えた燃料改質装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料電池用燃料改質装置（特開平７−２５４４２６）は、図４に示されるように水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器１と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器２と、蒸発器１が生成した水蒸気と脱硫器２が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器３とを備え、前記蒸発器１によって生成された水蒸気と前記脱硫器２によって硫黄分が除去された燃料としての燃料ガスがそれぞれの供給配管４１、４２および合流配管４３を介して前記改質器３に供給され、燃料改質が行われるものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の燃料電池用燃料改質装置は、前記蒸発器１によって生成された水蒸気と前記脱硫器２によって硫黄分が除去された燃料としての燃料ガスがそれぞれの供給配管４１、４２および合流配管４３を介して前記改質器３に供給されるものであるため、前記蒸発器１および前記脱硫器２はそれぞれの供給配管４１、４２を介して連通しているので、前記蒸発器１によって生成された水蒸気が前記脱硫器２内に逆流し、水分をきらう前記脱硫器２の性能を低下させるという問題があった。
【０００４】
すなわち前記脱硫器２の硫黄吸着材におけるガスに混入した水分の硫黄吸着量への影響を把握するために、硫黄吸着材における水分量と硫黄吸着量との関係を調査した結果を示す線図である図５に示されるように、硫黄吸着材における水分量が多いほど硫黄吸着量が低下するのである。
【０００５】
そこで本発明者は、水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器とを備えた燃料改質装置において、前記脱硫器と前記改質器とを連絡する配管に、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止するという本発明の技術的思想に着眼し、更に研究開発を重ねた結果、水分をきらう前記脱硫器の性能の低下を防止するという目的を達成する本発明に到達した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１に記載の第１発明）の燃料改質装置は、
水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器とを備えた燃料改質装置において、
前記脱硫器と前記改質器とを連絡する配管に、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止する弁手段を配設し、
前記弁手段が、電気的入力に従い開閉動作する電磁弁によって構成され、
前記電磁弁が、前記燃料改質装置の動作に応じてコントローラから出力されるコントロール信号によって開閉動作するように構成されている
ものである。
【０００９】
本発明の燃料改質装置は、
水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器とを備えた燃料改質装置において、
前記脱硫器と前記改質器とを連絡する配管に、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止する弁手段を配設し、
前記弁手段が、前記蒸発器が生成した水蒸気が脱硫器に逆流することを阻止する逆止弁によって構成されている
ものである。
【００１０】
本発明の燃料改質装置は、
水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器とを備えた燃料改質装置において、
前記脱硫器と前記改質器とを連絡する配管に、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止する弁手段を配設し、
前記弁手段が、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止する２連弁によって構成されている
ものである。
【００１１】
【発明の作用および効果】
上記構成より成る第１発明の燃料改質装置は、水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器とを備えた燃料改質装置において、前記脱硫器と前記改質器とを連絡する配管に配設された前記弁手段によって、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止するので、水分をきらう前記脱硫器の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００１２】
上記構成より成る第１発明の燃料改質装置は、前記弁手段を構成する前記電磁弁によって、電気的入力に従い開閉動作することにより、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止するので、水分をきらう前記脱硫器の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００１３】
上記構成より成る第１発明の燃料改質装置は、前記電磁弁が、前記燃料改質装
置の動作に応じてコントローラから出力されるコントロール信号によって開閉動作するので、前記燃料改質装置の動作に応じて前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止するので、水分をきらう前記脱硫器の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００１４】
上記構成より成る本発明の燃料改質装置は、水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器とを備えた燃料改質装置において、前記脱硫器と前記改質器とを連絡する配管に、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止する弁手段を配設し、前記弁手段を構成する前記逆止弁によって、前記蒸発器が生成した水蒸気が脱硫器に逆流することを阻止するので、外的制御を必要としないで安価に、水分をきらう前記脱硫器の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００１５】
上記構成より成る本発明の燃料改質装置は、水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器とを備えた燃料改質装置において、前記脱硫器と前記改質器とを連絡する配管に、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止する弁手段を配設し、前記弁手段を構成する前記２連弁によって、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止するものであるので、前記２連弁として燃料ガスの供給部に配設されているものを用いれば、新たな弁部材を追加することなく、安価に水分をきらう前記脱硫器の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
本第１実施形態の燃料電池用燃料改質装置は、図１に示されるように水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器１と、燃料ガスとしての都市ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した都市ガスを供給する脱硫器２と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した都市ガスとを改質原料として供給される改質器３とを備えた燃料電池用燃料改質装置において、前記脱硫器２と前記改質器３とを連絡する配管４に、前記蒸発器１によって生成された水蒸気が前記脱硫器２に供給されることを阻止する弁手段５としての電気的入力に従い開閉動作する電磁弁５１を配設したものである。
【００１８】
本第１実施形態における燃料電池用燃料改質装置は、図１に示されるように供給された水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器１と、２連弁２１を介して供給される都市ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した都市ガスを供給する脱硫器２とが、前記改質器３の上流に配設され、前記配管４を構成する供給配管４１、４２および合流配管４３によって前記蒸発器１と前記脱硫器２と前記改質器３とが互いに連絡している。
【００１９】
前記２連弁２１を介して供給される都市ガスは、本来無臭の天然ガスのため、ガス漏れ検知の容易性その他の観点より一定量の硫黄分が含有されている。
【００２０】
前記改質器３は、前記配管４を介して供給された前記蒸発器１が生成した水蒸気と前記脱硫器２が供給する硫黄分を除去した都市ガスとを改質原料として燃料改質して、水素リッチガスを燃料電池のＦＣスタック６に排出するリアクターとしての改質部３１と、前記２連弁２１を介して供給される都市ガスを燃焼燃料として燃焼させる燃焼器３２とから成る。
【００２１】
前記電磁弁５１は、コントローラ７が前記燃料改質装置の動作に応じて出力するコントロール信号によってマグネットＭを励磁して、開閉動作するように構成され、前記供給配管４２に配設されている。
【００２２】
本第１実施形態においては、前記コントローラ７が前記燃料改質装置の動作に応じてコントロール信号を出力すると、前記電磁弁５１が、該コントロール信号に基づきマグネットＭを励磁して、開閉動作する。
【００２３】
前記蒸発器１が、供給された水を蒸発させて水蒸気を生成するが、かかる生成された水蒸気は、前記脱硫器２と前記改質器３とを連絡する前記供給配管４２に配設された前記弁手段としての電磁弁５１によって、前記脱硫器２に供給されることが阻止される。
【００２４】
本第１実施形態の燃料電池用燃料改質装置は、前記弁手段５を構成する前記電磁弁５１によって、電気的入力に従い開閉動作することにより、前記蒸発器１によって生成された水蒸気が前記脱硫器２に供給されることを阻止するので、水分をきらう前記脱硫器２の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００２５】
また本第１実施形態の燃料電池用燃料改質装置は、前記電磁弁５１が、前記燃料改質装置の動作に応じて前記コントローラ７から出力されるコントロール信号によって開閉動作するので、前記燃料改質装置の動作に応じて前記蒸発器１によって生成された水蒸気が前記脱硫器２に供給されることをタイミング良く阻止するとともに、必要応じて任意のタイミングで水蒸気が前記脱硫器２に供給されることを阻止することが出来るので、水分をきらう前記脱硫器の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００２６】
（第２実施形態）
本第２実施形態の燃料電池用燃料改質装置は、図２に示されるように前記弁手段５が、前記蒸発器１が生成した水蒸気が脱硫器２に逆流することを阻止する逆止弁５２によって構成されている点が、前記第１実施形態との相違点であり、以下相違点を中心に説明する。
【００２７】
前記逆止弁５２は、スプリング・ロード式ポペット弁その他によって構成され、通常のシステム操作中「開」状態に保持され、上流（脱硫器２）から下流（改質器３、蒸発器１）への流れを許容し、下流側（蒸発器１）から上流（脱硫器２）への流れが生じた時にとスプリングによって「閉」状態とされ、上流（脱硫器２）から下流（改質器３、蒸発器１）への流れを生じたら、「再び開」状態に保持される。
【００２８】
本第２実施形態の燃料電池用燃料改質装置は、図２に示されるように前記弁手段５を構成する前記逆止弁５２によって、前記蒸発器１が生成した水蒸気が脱硫器２に逆流することが阻止されるので、水分をきらう前記脱硫器２の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００２９】
また本第２実施形態の燃料電池用燃料改質装置は、前記逆止弁５２によって、前記蒸発器１が生成した水蒸気が前記脱硫器２に逆流することを阻止するので、外的制御を必要としないで安価に、水分をきらう前記脱硫器２の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００３０】
（第３実施形態）
本第３実施形態の燃料電池用燃料改質装置は、図３に示されるように前記弁手段５が、２連弁５３によって構成されている点が、前記第１実施形態との相違点であり、以下相違点を中心に説明する。
【００３１】
前記弁手段５を構成する前記２連弁５３は、直動方式電磁弁を連結してボディを一体化したもので、ガス流路および弁座も一体成形されており、給湯器および給湯付風呂釜等に用いられ、都市ガスの供給部に配設されるものである。
【００３２】
本第３実施形態においては、都市ガスの供給部に配設される前記２連弁５３の上流側に脱硫器２を配設して、前記脱硫器２によって都市ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した都市ガスを前記改質器３に供給する必要がある場合は、前記２連弁５３が「開」状態にされ、硫黄分を除去した都市ガスを前記改質器３に供給する必要がない場合は、前記２連弁５３が「閉」状態にされるので、かかる前記２連弁５３によって、前記蒸発器１が生成した水蒸気が前記脱硫器２に逆流することが阻止されるものである。
【００３３】
本第３実施形態の燃料電池用燃料改質装置は、図３に示されるように硫黄分を除去した都市ガスを前記改質器３に供給する必要がない場合は、「閉」状態にされた前記２連弁５３によって、前記蒸発器１が生成した水蒸気が脱硫器２に逆流することが阻止されるので、水分をきらう前記脱硫器２の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００３４】
また本第３実施形態の燃料電池用燃料改質装置は、前記弁手段を構成する前記２連弁５３によって、前記蒸発器１によって生成された水蒸気が前記脱硫器２に供給されることを阻止するものであるので、前記２連弁５３として都市ガスの供給部に配設されているものを用いるので、新たな弁部材を追加することなく、安価に水分をきらう前記脱硫器２の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００３５】
上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００３６】
上記実施形態においては、本発明を一例として燃料電池に適用した例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、燃料電池以外にも適用することが出来る。
【００３７】
上記実施形態においては、燃料ガスの一例として都市ガスを利用する例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、硫黄分が含まれる燃料ガスに広く適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の燃料電池用燃料改質装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態の燃料電池用燃料改質装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３実施形態の燃料電池用燃料改質装置を示すブロック図である。
【図４】従来の燃料電池用燃料改質装置を示すブロック図である。
【図５】脱硫器の硫黄吸着材における水分量と硫黄吸着量との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１ 蒸発器
２ 脱硫器
３ 改質器
４ 配管
５ 弁手段
５１ 電磁弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器とを備えた燃料改質装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料電池用燃料改質装置（特開平７−２５４４２６）は、図４に示されるように水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器１と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器２と、蒸発器１が生成した水蒸気と脱硫器２が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器３とを備え、前記蒸発器１によって生成された水蒸気と前記脱硫器２によって硫黄分が除去された燃料としての燃料ガスがそれぞれの供給配管４１、４２および合流配管４３を介して前記改質器３に供給され、燃料改質が行われるものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の燃料電池用燃料改質装置は、前記蒸発器１によって生成された水蒸気と前記脱硫器２によって硫黄分が除去された燃料としての燃料ガスがそれぞれの供給配管４１、４２および合流配管４３を介して前記改質器３に供給されるものであるため、前記蒸発器１および前記脱硫器２はそれぞれの供給配管４１、４２を介して連通しているので、前記蒸発器１によって生成された水蒸気が前記脱硫器２内に逆流し、水分をきらう前記脱硫器２の性能を低下させるという問題があった。
【０００４】
すなわち前記脱硫器２の硫黄吸着材におけるガスに混入した水分の硫黄吸着量への影響を把握するために、硫黄吸着材における水分量と硫黄吸着量との関係を調査した結果を示す線図である図５に示されるように、硫黄吸着材における水分量が多いほど硫黄吸着量が低下するのである。
【０００５】
そこで本発明者は、水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器とを備えた燃料改質装置において、前記脱硫器と前記改質器とを連絡する配管に、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止するという本発明の技術的思想に着眼し、更に研究開発を重ねた結果、水分をきらう前記脱硫器の性能の低下を防止するという目的を達成する本発明に到達した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１に記載の第１発明）の燃料改質装置は、
水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器とを備えた燃料改質装置において、
前記脱硫器と前記改質器とを連絡する配管に、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止する弁手段を配設し、
前記弁手段が、電気的入力に従い開閉動作する電磁弁によって構成され、
前記電磁弁が、前記燃料改質装置の動作に応じてコントローラから出力されるコントロール信号によって開閉動作するように構成されている
ものである。
【０００９】
本発明の燃料改質装置は、
水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器とを備えた燃料改質装置において、
前記脱硫器と前記改質器とを連絡する配管に、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止する弁手段を配設し、
前記弁手段が、前記蒸発器が生成した水蒸気が脱硫器に逆流することを阻止する逆止弁によって構成されている
ものである。
【００１０】
本発明の燃料改質装置は、
水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器とを備えた燃料改質装置において、
前記脱硫器と前記改質器とを連絡する配管に、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止する弁手段を配設し、
前記弁手段が、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止する２連弁によって構成されている
ものである。
【００１１】
【発明の作用および効果】
上記構成より成る第１発明の燃料改質装置は、水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器とを備えた燃料改質装置において、前記脱硫器と前記改質器とを連絡する配管に配設された前記弁手段によって、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止するので、水分をきらう前記脱硫器の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００１２】
上記構成より成る第１発明の燃料改質装置は、前記弁手段を構成する前記電磁弁によって、電気的入力に従い開閉動作することにより、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止するので、水分をきらう前記脱硫器の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００１３】
上記構成より成る第１発明の燃料改質装置は、前記電磁弁が、前記燃料改質装
置の動作に応じてコントローラから出力されるコントロール信号によって開閉動作するので、前記燃料改質装置の動作に応じて前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止するので、水分をきらう前記脱硫器の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００１４】
上記構成より成る本発明の燃料改質装置は、水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器とを備えた燃料改質装置において、前記脱硫器と前記改質器とを連絡する配管に、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止する弁手段を配設し、前記弁手段を構成する前記逆止弁によって、前記蒸発器が生成した水蒸気が脱硫器に逆流することを阻止するので、外的制御を必要としないで安価に、水分をきらう前記脱硫器の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００１５】
上記構成より成る本発明の燃料改質装置は、水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器とを備えた燃料改質装置において、前記脱硫器と前記改質器とを連絡する配管に、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止する弁手段を配設し、前記弁手段を構成する前記２連弁によって、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止するものであるので、前記２連弁として燃料ガスの供給部に配設されているものを用いれば、新たな弁部材を追加することなく、安価に水分をきらう前記脱硫器の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
本第１実施形態の燃料電池用燃料改質装置は、図１に示されるように水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器１と、燃料ガスとしての都市ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した都市ガスを供給する脱硫器２と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した都市ガスとを改質原料として供給される改質器３とを備えた燃料電池用燃料改質装置において、前記脱硫器２と前記改質器３とを連絡する配管４に、前記蒸発器１によって生成された水蒸気が前記脱硫器２に供給されることを阻止する弁手段５としての電気的入力に従い開閉動作する電磁弁５１を配設したものである。
【００１８】
本第１実施形態における燃料電池用燃料改質装置は、図１に示されるように供給された水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器１と、２連弁２１を介して供給される都市ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した都市ガスを供給する脱硫器２とが、前記改質器３の上流に配設され、前記配管４を構成する供給配管４１、４２および合流配管４３によって前記蒸発器１と前記脱硫器２と前記改質器３とが互いに連絡している。
【００１９】
前記２連弁２１を介して供給される都市ガスは、本来無臭の天然ガスのため、ガス漏れ検知の容易性その他の観点より一定量の硫黄分が含有されている。
【００２０】
前記改質器３は、前記配管４を介して供給された前記蒸発器１が生成した水蒸気と前記脱硫器２が供給する硫黄分を除去した都市ガスとを改質原料として燃料改質して、水素リッチガスを燃料電池のＦＣスタック６に排出するリアクターとしての改質部３１と、前記２連弁２１を介して供給される都市ガスを燃焼燃料として燃焼させる燃焼器３２とから成る。
【００２１】
前記電磁弁５１は、コントローラ７が前記燃料改質装置の動作に応じて出力するコントロール信号によってマグネットＭを励磁して、開閉動作するように構成され、前記供給配管４２に配設されている。
【００２２】
本第１実施形態においては、前記コントローラ７が前記燃料改質装置の動作に応じてコントロール信号を出力すると、前記電磁弁５１が、該コントロール信号に基づきマグネットＭを励磁して、開閉動作する。
【００２３】
前記蒸発器１が、供給された水を蒸発させて水蒸気を生成するが、かかる生成された水蒸気は、前記脱硫器２と前記改質器３とを連絡する前記供給配管４２に配設された前記弁手段としての電磁弁５１によって、前記脱硫器２に供給されることが阻止される。
【００２４】
本第１実施形態の燃料電池用燃料改質装置は、前記弁手段５を構成する前記電磁弁５１によって、電気的入力に従い開閉動作することにより、前記蒸発器１によって生成された水蒸気が前記脱硫器２に供給されることを阻止するので、水分をきらう前記脱硫器２の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００２５】
また本第１実施形態の燃料電池用燃料改質装置は、前記電磁弁５１が、前記燃料改質装置の動作に応じて前記コントローラ７から出力されるコントロール信号によって開閉動作するので、前記燃料改質装置の動作に応じて前記蒸発器１によって生成された水蒸気が前記脱硫器２に供給されることをタイミング良く阻止するとともに、必要応じて任意のタイミングで水蒸気が前記脱硫器２に供給されることを阻止することが出来るので、水分をきらう前記脱硫器の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００２６】
（第２実施形態）
本第２実施形態の燃料電池用燃料改質装置は、図２に示されるように前記弁手段５が、前記蒸発器１が生成した水蒸気が脱硫器２に逆流することを阻止する逆止弁５２によって構成されている点が、前記第１実施形態との相違点であり、以下相違点を中心に説明する。
【００２７】
前記逆止弁５２は、スプリング・ロード式ポペット弁その他によって構成され、通常のシステム操作中「開」状態に保持され、上流（脱硫器２）から下流（改質器３、蒸発器１）への流れを許容し、下流側（蒸発器１）から上流（脱硫器２）への流れが生じた時にとスプリングによって「閉」状態とされ、上流（脱硫器２）から下流（改質器３、蒸発器１）への流れを生じたら、「再び開」状態に保持される。
【００２８】
本第２実施形態の燃料電池用燃料改質装置は、図２に示されるように前記弁手段５を構成する前記逆止弁５２によって、前記蒸発器１が生成した水蒸気が脱硫器２に逆流することが阻止されるので、水分をきらう前記脱硫器２の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００２９】
また本第２実施形態の燃料電池用燃料改質装置は、前記逆止弁５２によって、前記蒸発器１が生成した水蒸気が前記脱硫器２に逆流することを阻止するので、外的制御を必要としないで安価に、水分をきらう前記脱硫器２の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００３０】
（第３実施形態）
本第３実施形態の燃料電池用燃料改質装置は、図３に示されるように前記弁手段５が、２連弁５３によって構成されている点が、前記第１実施形態との相違点であり、以下相違点を中心に説明する。
【００３１】
前記弁手段５を構成する前記２連弁５３は、直動方式電磁弁を連結してボディを一体化したもので、ガス流路および弁座も一体成形されており、給湯器および給湯付風呂釜等に用いられ、都市ガスの供給部に配設されるものである。
【００３２】
本第３実施形態においては、都市ガスの供給部に配設される前記２連弁５３の上流側に脱硫器２を配設して、前記脱硫器２によって都市ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した都市ガスを前記改質器３に供給する必要がある場合は、前記２連弁５３が「開」状態にされ、硫黄分を除去した都市ガスを前記改質器３に供給する必要がない場合は、前記２連弁５３が「閉」状態にされるので、かかる前記２連弁５３によって、前記蒸発器１が生成した水蒸気が前記脱硫器２に逆流することが阻止されるものである。
【００３３】
本第３実施形態の燃料電池用燃料改質装置は、図３に示されるように硫黄分を除去した都市ガスを前記改質器３に供給する必要がない場合は、「閉」状態にされた前記２連弁５３によって、前記蒸発器１が生成した水蒸気が脱硫器２に逆流することが阻止されるので、水分をきらう前記脱硫器２の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００３４】
また本第３実施形態の燃料電池用燃料改質装置は、前記弁手段を構成する前記２連弁５３によって、前記蒸発器１によって生成された水蒸気が前記脱硫器２に供給されることを阻止するものであるので、前記２連弁５３として都市ガスの供給部に配設されているものを用いるので、新たな弁部材を追加することなく、安価に水分をきらう前記脱硫器２の性能の低下を防止するという効果を奏する。
【００３５】
上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００３６】
上記実施形態においては、本発明を一例として燃料電池に適用した例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、燃料電池以外にも適用することが出来る。
【００３７】
上記実施形態においては、燃料ガスの一例として都市ガスを利用する例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、硫黄分が含まれる燃料ガスに広く適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の燃料電池用燃料改質装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態の燃料電池用燃料改質装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３実施形態の燃料電池用燃料改質装置を示すブロック図である。
【図４】従来の燃料電池用燃料改質装置を示すブロック図である。
【図５】脱硫器の硫黄吸着材における水分量と硫黄吸着量との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１ 蒸発器
２ 脱硫器
３ 改質器
４ 配管
５ 弁手段
５１ 電磁弁
Claims (1)
- 水を蒸発させ水蒸気を生成する蒸発器と、燃料ガスに含まれる硫黄分を除去して硫黄分を除去した燃料ガスを供給する脱硫器と、蒸発器が生成した水蒸気と脱硫器が供給する硫黄分を除去した燃料ガスとを改質原料として供給される改質器とを備えた燃料改質装置において、
前記脱硫器と前記改質器とを連絡する配管に、前記蒸発器によって生成された水蒸気が前記脱硫器に供給されることを阻止する弁手段を配設し、
前記弁手段が、電気的入力に従い開閉動作する電磁弁によって構成され、
前記電磁弁が、前記燃料改質装置の動作に応じてコントローラから出力されるコントロール信号によって開閉動作するように構成されている
ことを特徴とする燃料改質装置。
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