JP6355106B2 - 燃料改質機構、流体改質機構、燃料改質機構を備えるジェットエンジン、燃料改質機構の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、燃料改質機構、流体改質機構、燃料改質機構を備えるジェットエンジン、燃料改質機構の製造方法に関する。

流路を囲む壁の内壁面に改質触媒を適用し、流路を流れる流体の改質を行う技術が知られている。

関連する技術として、特許文献１には、燃料通路内に、炭化水素燃料の吸熱熱分解を促進するための触媒を配置することが記載されている。炭化水素燃料は、吸熱熱分解によって低炭素数の燃料に改質される。

特開昭６３−１２０８４１号公報

本発明の目的は、燃料または流体の改質性能の向上が可能な燃料改質機構、流体改質機構、燃料改質機構を備えるジェットエンジン、燃料改質機構の製造方法を提供することにある。

この発明のこれらの目的とそれ以外の目的と利益とは以下の説明と添付図面とによって容易に確認することができる。

以下に、発明を実施するための形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態との対応関係の一例を示すために、参考として、括弧付きで付加されたものである。よって、括弧付きの記載により、特許請求の範囲は、限定的に解釈されるべきではない。

いくつかの実施形態の燃料改質機構は、第１部材（６０；６０’’’；６０’’’’；６０’’’’’）と、第１部材とは別の部材であり、前記第１部材に対して少なくとも１つの接合領域（７５、７７）で接合された第２部材（７０；７０’；７０’’；７０’’’’；７０’’’’’）と、燃料改質触媒（５０−１、５０−２）とを具備する。前記第１部材は、底壁（６１；６１’’’’）と、前記底壁上に交互に配置された複数の第１部材側壁（６２；６２’’’）および複数の第１部材溝（６４；６４’’’）とを備える。前記第２部材は、頂壁（７１；７１’；７１’’’’）と、前記頂壁上に交互に配置された複数の第２部材側壁（７２；７２’；７２’’）および複数の第２部材溝（７４；７４’；７４’’）とを備える。前記複数の第１部材側壁（６２；６２’’’）のうちの少なくとも１つの第１部材側壁は、前記複数の第２部材溝（７４；７４’；７４’’）のうちの少なくとも１つの第２部材溝内に配置される。前記複数の第２部材側壁（７２；７２’；７２’’）のうちの少なくとも１つの第２部材側壁は、前記複数の第１部材溝（６４；６４’’’）のうちの少なくとも１つの第１部材溝内に配置される。前記燃料改質触媒（５０−１、５０−２）は、前記複数の第１部材側壁（６２；６２’’’）の少なくとも一部の領域、または、前記複数の第２部材側壁（７２；７２’；７２’’）の少なくとも一部の領域に設けられている。

上記燃料改質機構において、前記燃料改質触媒（５０−１、５０−２）は、前記複数の第１部材側壁（６２；６２’’’）の少なくとも一部の領域、および、前記複数の第２部材側壁（７２；７２’；７２’’）の少なくとも一部の領域に設けられていてもよい。

上記燃料改質機構において、前記複数の第１部材側壁（６２；６２’’’）の少なくとも一部の領域に設けられた前記燃料改質触媒（５０−１）と、前記複数の第２部材側壁（７２；７２’；７２’’）の少なくとも一部の領域に設けられた前記燃料改質触媒（５０−２）とは、互いに種類が異なっていてもよい。

上記燃料改質機構において、前記複数の第１部材側壁（６２；６２’’’）の少なくとも一部の領域、または、前記複数の第２部材側壁（７２；７２’；７２’’）の少なくとも一部の領域のいずれか一方には、前記燃料改質触媒（５０−１、５０−２）が設けられていてもよい。前記複数の第１部材側壁（６２；６２’’’）の少なくとも一部の領域、または、前記複数の第２部材側壁（７２；７２’；７２’’）の少なくとも一部の領域のいずれか他方には、乱流を生成する凹凸面（８０）が設けられていてもよい。

上記燃料改質機構において、前記複数の第１部材側壁のうちの少なくとも１つの第１部材側壁（６２；６２’’’）は、前記頂壁（７１）と接触していてもよい。また、前記複数の第２部材側壁（７２’’）のうちの少なくとも１つの第２部材側壁は、前記底壁（６１；６１’’’’）から離間して配置されていてもよい。

上記燃料改質機構において、前記複数の第１部材側壁（６２’’’）のうちの少なくとも１つの第１部材側壁は、根元側の太さが先端側の太さよりも太くてもよい。

上記燃料改質機構において、前記底壁（６１’’’’）は、第１部材凹部（６８）を備えていてもよい。前記複数の第２部材側壁（７２）のうちの少なくとも１つの第２部材側壁は、前記第１部材凹部（６８）に挿入されていてもよい。

上記燃料改質機構において、前記頂壁（７１’’’’）は、第２部材凹部（７８）を備えていてもよい。前記複数の第１部材側壁（６２）のうちの少なくとも１つの第１部材側壁は、前記第２部材凹部（７８）に挿入されていてもよい。

いくつかの実施形態のジェットエンジンは、上記のいずれかの段落に記載された燃料改質機構を備える。

いくつかの実施形態の流体改質機構は、第１部材（６０；６０’’’；６０’’’’；６０’’’’’）と、第１部材とは別の部材であり、前記第１部材に対して少なくとも１つの接合領域（７５、７７）で接合された第２部材（７０；７０’；７０’’；７０’’’’；７０’’’’’）と、流体改質触媒とを具備する。前記第１部材は、底壁（６１；６１’’’’）と、前記底壁上に交互に配置された複数の第１部材側壁（６２；６２’’’）および複数の第１部材溝（６４；６４’’’）とを備える。前記第２部材は、頂壁（７１；７１’；７１’’’’）と、前記頂壁上に交互に配置された複数の第２部材側壁（７２；７２’；７２’’）および複数の第２部材溝（７４；７４’；７４’’）とを備える。前記複数の第１部材側壁（６２；６２’’’）のうちの少なくとも１つの第１部材側壁は、前記複数の第２部材溝（７４；７４’；７４’’）のうちの少なくとも１つの第２部材溝内に配置される。前記複数の第２部材側壁（７２；７２’；７２’’）のうちの少なくとも１つの第２部材側壁は、前記複数の第１部材溝（６４；６４’’’）のうちの少なくとも１つの第１部材溝内に配置される。前記底壁と、前記頂壁と、前記複数の第１部材側壁または前記複数の第２部材側壁のうちの少なくとも２つの側壁とによって流体流路（１０）が構成される。前記流体改質触媒は、前記複数の第１部材側壁（６２；６２’’’）の少なくとも一部の領域、または、前記複数の第２部材側壁（７２；７２’；７２’’）の少なくとも一部の領域に設けられている。

いくつかの実施形態における燃料改質機構の製造方法は、底壁（６１；６１’’’’）と、前記底壁上に交互に配置された複数の第１部材側壁（６２；６２’’’）および複数の第１部材溝（６４；６４’’’）とを備える第１部材（６０；６０’’’；６０’’’’；６０’’’’’）を準備する工程（Ｓ１）と、頂壁（７１；７１’；７１’’’’）と、前記頂壁上に交互に配置された複数の第２部材側壁（７２；７２’；７２’’）および複数の第２部材溝（７４；７４’；７４’’）とを備える第２部材（７０；７０’；７０’’；７０’’’’；７０’’’’’）を準備する工程（Ｓ６）と、前記複数の第１部材溝（６４；６４’’’）のうちの少なくとも１つの第１部材溝の内面（６９）、または、前記複数の第２部材溝（７４；７４’；７４’’）のうちの少なくとも１つの第２部材溝の内面（７９）に燃料改質触媒（５０−１；５０−２）を適用する工程（Ｓ３；Ｓ８）と、前記第１部材の少なくとも１つの接合領域（６５、６７）と、前記第２部材の少なくとも１つの接合領域（７５、７７）とを接合する接合工程とを具備する。前記接合工程は、前記複数の第１部材側壁（６２；６２’’’）のうちの少なくとも１つの第１部材側壁が、前記複数の第２部材溝（７４；７４’；７４’’）のうちの少なくとも１つの第２部材溝内に配置され、前記複数の第２部材側壁（７２；７２’；７２’’）のうちの少なくとも１つの第２部材側壁が、前記複数の第１部材溝（６４；６４’’’）のうちの少なくとも１つの第１部材溝内に配置された状態で、前記第１部材の少なくとも１つの接合領域（６５、６７）と、前記第２部材の少なくとも１つの接合領域（７５、７７）とを接合する工程である。

本発明により、燃料または流体の改質性能の向上が可能な燃料改質機構、流体改質機構、燃料改質機構を備えるジェットエンジン、燃料改質機構の製造方法が提供できる。

図１Ａは、燃料改質機構の概略斜視図である。 図１Ｂは、燃料改質機構の概略断面図である。 図２Ａは、発明者によって認識された課題を説明するための図である。 図２Ｂは、発明者によって認識された課題を説明するための図である。 図２Ｃは、発明者によって認識された課題を説明するための図である。 図３Ａは、燃料改質機構の一例を示す概略断面図であって、流路の長手方向に垂直な断面における断面図である。 図３Ｂは、燃料改質機構の一例を示す概略断面図であって、流路の長手方向に垂直な断面における断面図である。 図４Ａは、燃料改質機構の一例を示す概略断面図であって、流路の長手方向に垂直な断面における断面図である。 図４Ｂは、燃料改質機構の一例を示す概略断面図であって、流路の長手方向に垂直な断面における断面図である。 図５Ａは、燃料改質機構の一例を示す概略断面図であって、流路の長手方向に垂直な断面における断面図である。 図５Ｂは、燃料改質機構の一例を示す概略断面図であって、流路の長手方向に垂直な断面における断面図である。 図６Ａは、燃料改質機構の一例を示す概略断面図であって、流路の長手方向に垂直な断面における断面図である。 図６Ｂは、燃料改質機構の一例を示す概略断面図であって、流路の長手方向に垂直な断面における断面図である。 図６Ｃは、図６Ａにおける領域Ｓ３を拡大した図である。 図６Ｄは、燃料改質機構の一例を示す概略断面図であって、流路の長手方向に垂直な断面における断面図である。 図７Ａは、燃料改質機構の一例を示す概略断面図であって、流路の長手方向に垂直な断面における断面図である。 図７Ｂは、燃料改質機構の一例を示す概略断面図であって、流路の長手方向に垂直な断面における断面図である。 図８は、燃料改質機構の一例を示す概略断面図であって、流路の長手方向に垂直な断面における断面図である。 図９Ａは、燃料供給システムの構成例を示す概略ブロック図である。 図９Ｂは、図９ＡのＤ−Ｄ矢視断面図である。 図９Ｃは、飛しょう体の概略斜視図である。 図１０は、燃料改質機構の製造工程を説明するフローチャートである。 図１１Ａは、燃料改質機構の製造工程を説明する図である。 図１１Ｂは、燃料改質機構の製造工程を説明する図である。 図１１Ｃは、燃料改質機構の製造工程を説明する図である。 図１１Ｄは、燃料改質機構の製造工程を説明する図である。 図１１Ｅは、燃料改質機構の製造工程を説明する図である。 図１１Ｆは、燃料改質機構の製造工程を説明する図である。 図１２Ａは、燃料改質機構の製造工程を説明する図である。 図１２Ｂは、燃料改質機構の製造工程を説明する図である。 図１２Ｃは、燃料改質機構の製造工程を説明する図である。 図１２Ｄは、燃料改質機構の製造工程を説明する図である。 図１２Ｅは、燃料改質機構の製造工程を説明する図である。 図１２Ｆは、燃料改質機構の製造工程を説明する図である。 図１３Ａは、燃料改質機構の製造工程を説明する図である。 図１３Ｂは、燃料改質機構の製造工程を説明する図である。

以下、燃料改質機構、流体改質機構、燃料改質機構を備えるジェットエンジン、燃料改質機構の製造方法に関して、添付図面を参照して説明する。

以下において、流体改質機構の一例として、流路を構成する壁の内壁面に燃料改質触媒が適用された燃料改質機構について説明を行う。しかし、実施形態は、燃料改質機構ではない任意の流体改質機構に対しても適用可能である。実施形態を、任意の流体改質機構に適用する場合には、本明細書における「燃料」、「燃料改質機構」および「燃料改質触媒」は、それぞれ、「流体」、「流体改質機構」および「流体改質触媒」に読み替えられる。

（燃料改質機構の概要）
図１Ａは、燃料改質機構１の概略斜視図である。燃料改質機構１は、複数の燃料流入口３と、複数の燃料流出口５と、複数の燃料流路１０を備える。各燃料流路１０は、燃料改質機構１の壁３０によって囲まれた流路である。

燃料改質機構１は、例えば、高炭素数の炭化水素を主成分として含む液体燃料（例えば、ＪｅｔＡ−１燃料のようなジェット燃料、炭素数１０以上１５以下のケロシン、ドデセン、または、これらの組み合わせを含む液体燃料）を熱分解して、低炭素数の炭化水素を主成分として含む気体の改質燃料（例えば、水素、メタン、エチレン、エタン、プロピレン、プロパン、または、これらの組み合わせを含む改質燃料）を生成する。熱分解において必要とされる熱は、熱源から供給される。熱源は、例えば、燃料改質機構１に接触する燃焼室、あるいは、ヒーター等である。なお、上記熱分解は、吸熱反応である。このため、燃料改質機構１が燃焼室に接触している場合には、吸熱反応によって、燃焼室の壁が効果的に冷却される。

図１Ｂは、図１Ａに記載された燃料改質機構１の断面Ｓ１における概略断面図である。各燃料流路１０の内壁面３２には、燃料改質触媒５０が適用されている。燃料改質触媒５０は、例えば、高炭素数の液体燃料を熱分解して低炭素数の気体燃料を生成する反応を促進する触媒である。代替的に、あるいは、付加的に、燃料改質触媒５０は、燃料からの炭素の析出を抑制するアルカリ触媒（例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属等を含む）であってもよい。炭素の析出、すなわち、コーキング（ｃｏｋｉｎｇ）を抑制することにより、燃料流路１０における流体（燃料）の背圧の上昇、あるいは、燃料流路１０の閉塞が効果的に抑制される。なお、燃料改質触媒５０の種類は、燃料改質の目的に応じて、任意に選択される。

（発明者によって認識された課題）
図２Ａ乃至図２Ｃは、発明者によって認識された課題を説明するための図である。図２Ａ乃至図２Ｃは、燃料流路１０の内壁面に燃料改質触媒を適用する工程の一例を示す。図２Ａは、燃料改質機構を構成する第１部材７の概略斜視図である。図２Ｂは、図１Ａに記載された第１部材７の断面Ｓ２における断面図である。

第１工程において、複数の溝８を備える第１部材７が準備される（図２Ａを参照。）。第２工程において、各溝８の内面に燃料改質触媒５０が適用される（図２Ｂを参照。）。第３工程において、第１部材７と、蓋部材である第２部材９とが接合される（図２Ｃを参照。）。

第２工程において、各溝８の内面に燃料改質触媒５０を適用する場合、各溝８の幅Ｗ１が広いほど、燃料改質触媒５０の各溝８の内面への適用が容易である。特に、燃料改質触媒５０が、ペースト状態で各溝８の内面に適用される場合等には、各溝８の幅Ｗ１は、十分に広いことが要求される。これに対し、各溝８の幅Ｗ１が狭い場合には、燃料と壁面との接触面積（換言すれば、燃料と燃料改質触媒との接触面積）を大きくすることが可能となる。その結果、燃料の改質性能が向上する。したがって、各溝８の幅Ｗ１を決定するにあたっては、燃料改質触媒５０の各溝８の内面への適用の容易性と、燃料の改質性能の向上とのトレードオフについて考慮する必要がある。なお、幅Ｗ１は、例えば、３ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。

なお、図２Ａ乃至図２Ｃに記載された例は、発明者によって認識された課題を説明するために便宜的に使用された例である。よって、図２Ａ乃至図２Ｃに記載された例は、本願出願前の公知の従来技術を示すものではない。

いくつかの実施形態においては、燃料改質触媒５０の各溝８の内面への適用の容易性が確保されるとともに、燃料の改質性能の向上が図られる。以下、具体例について説明する。

（燃料改質機構の具体例）
図３Ａおよび図３Ｂは、燃料改質機構１の一例を示す概略断面図である。図３Ａは、第１部材６０と第２部材７０とが接合される前の状態を示す。

図３Ａは、第１部材６０または第２部材７０の長手方向（すなわち、後述の第１部材溝、または、後述の第２部材溝の長手方向）に垂直な断面における概略断面図である。第１部材６０は、例えば、第１部材の長手方向に沿って、断面形状が一定である部材である。第２部材７０は、例えば、第２部材の長手方向に沿って、断面形状が一定である部材である。

第１部材６０は、底壁６１と、複数の第１部材側壁（６２−１乃至６２−５）と、複数の第１部材溝（６４−１乃至６４−４）とを備える。なお、図３Ａには、第１部材側壁が５個であり、第１部材溝が４個である例が記載されているが、第１部材側壁の個数は任意であり、第１部材溝の個数も任意である。

複数の第１部材側壁（６２−１乃至６２−５）と、複数の第１部材溝（６４−１乃至６４−４）とは、底壁６１上に交互に配置されている。換言すれば、複数の第１部材側壁（６２−１乃至６２−５）のうちの隣接する２つの第１部材側壁と底壁６１によって、各第１部材溝が形成されている。複数の第１部材側壁（６２−１乃至６２−５）は、第１側壁６２−１と、第２側壁６２−２と、第３側壁６２−３と、第４側壁６２−４と、第５側壁６２−５とを含む。複数の第１部材溝（６４−１乃至６４−４）は、第１溝６４−１と、第２溝６４−２と、第３溝６４−３と、第４溝６４−４とを含む。底壁６１と第１側壁６２−１と第２側壁６２−２とによって、第１溝６４−１が構成されている。また、底壁６１と第２側壁６２−２と第３側壁６２−３とによって、第２溝６４−２が構成されている。また、底壁６１と第３側壁６２−３と第４側壁６２−４とによって、第３溝６４−３が構成されている。また、底壁６１と第４側壁６２−４と第５側壁６２−５とによって、第４溝６４−４が構成されている。

第２部材７０は、第１部材６０とは別の部材である。第２部材７０は、頂壁７１と、複数の第２部材側壁（７２−６乃至７２−９）と、複数の第２部材溝（７４−５乃至７４−７）とを備える。なお、図３Ａには、第２部材側壁が４個であり、第２部材溝が３個である例が記載されているが、第２部材側壁の個数は任意であり、第２部材溝の個数も任意である。

複数の第２部材側壁（７２−６乃至７２−９）と、複数の第２部材溝（７４−５乃至７４−７）とは、頂壁７１上に交互に配置されている。換言すれば、複数の第２部材側壁（７２−６乃至７２−９）のうちの隣接する２つの第２部材側壁と頂壁７１によって、各第２部材溝が形成されている。複数の第２部材側壁（７２−６乃至７２−９）は、第６側壁７２−６と、第７側壁７２−７と、第８側壁７２−８と、第９側壁７２−９とを含む。複数の第２部材溝（７４−５乃至７４−７）は、第５溝７４−５と、第６溝７４−６と、第７溝７４−７とを含む。頂壁７１と第６側壁７２−６と第７側壁７２−７とによって、第５溝７４−５が構成されている。また、頂壁７１と第７側壁７２−７と第８側壁７２−８とによって、第６溝７４−６が構成されている。また、頂壁７１と第８側壁７２−８と第９側壁７２−９とによって、第７溝７４−７が構成されている。

燃料改質触媒は、複数の第１部材側壁（６２−１乃至６２−５）の少なくとも一部の領域、または、複数の第２部材側壁（７２−６乃至７２−９）の少なくとも一部の領域に設けられている。以下において、第１部材６０に設けられた燃料改質触媒を、第１燃料改質触媒５０−１といい、第２部材７０に設けられた燃料改質触媒を、第２燃料改質触媒５０−２といい、第１燃料改質触媒５０−１と第２燃料改質触媒５０−２とを併せて、燃料改質触媒という。

図３Ａの例では、第１燃料改質触媒５０−１は、各第１部材側壁（６２−１乃至６２−５）の第１側面または第２側面のいずれか一方、あるいは、第１側面および第２側面の両方に設けられている。より詳細には、第１部材６０の一方の側端に位置する第１側壁６２−１の第１側面に第１燃料改質触媒５０−１が施工され、第２側壁６２−２の第１側面および第２側面に第１燃料改質触媒５０−１が施工され、第３側壁６２−３の第１側面および第２側面に第１燃料改質触媒５０−１が施工され、第４側壁６２−４の第１側面および第２側面に第１燃料改質触媒５０−１が施工され、第１部材６０の他方の側端に位置する第５側壁の第２側面に第１燃料改質触媒５０−１が施工されている。

また、図３Ａの例では、底壁６１の上面にも、第１燃料改質触媒５０−１が施工されている。ただし、底壁６１のうち、第２部材側壁の底面（例えば、第１底面７７−１、第２底面７７−２、第３底面７７−３、または、第４底面７７−４）と接合される接合領域（例えば、第１接合領域６５−１、第２接合領域６５−２、第３接合領域６５−３、または、第４接合領域６５−４）には、第１燃料改質触媒５０−１が施工されていない。

各第１部材溝（６４−１乃至６４−４）の幅Ｗ２は、例えば、図２Ｂにおける溝の幅Ｗ１と等しい。このため、第１部材６０の各第１部材溝（６４−１乃至６４−４）の内面（換言すれば、各第１部材溝を構成する壁の内壁面）への、第１燃料改質触媒５０−１の適用（例えば、ペースト状の第１燃料改質触媒５０−１の塗布）は容易である。なお、各第１部材溝（６４−１乃至６４−４）の内面のうち、第１燃料改質触媒５０−１を適用しない領域（例えば、第１接合領域６５−１、第２接合領域６５−２、第３接合領域６５−３、または、第４接合領域６５−４）には、予め、マスキング部材を施しておけばよい。

図３Ａの例では、第２燃料改質触媒５０−２は、各第２部材側壁（７２−６乃至７２−９）の第１側面または第２側面のいずれか一方、あるいは、第１側面および第２側面の両方に設けられている。より詳細には、第６側壁７２−６の第１側面および第２側面に第２燃料改質触媒５０−２が施工され、第７側壁７２−７の第１側面および第２側面に第２燃料改質触媒５０−２が施工され、第８側壁７２−８の第１側面および第２側面に第２燃料改質触媒５０−２が施工され、第９側壁７２−９の第１側面および第２側面に第２燃料改質触媒５０−２が施工されている。

また、図３Ａの例では、頂壁７１の下面にも、第２燃料改質触媒５０−２が施工されている。ただし、頂壁７１のうち、第１部材側壁の頂面（例えば、第１頂面６７−１、第２頂面６７−２、第３頂面６７−３、第４頂面６７−４、または、第５頂面６７−５）と接合される接合領域（例えば、第５接合領域７５−５、第６接合領域７５−６、第７接合領域７５−７、第８接合領域７５−８、または、第９接合領域７５−９）には、第２燃料改質触媒５０−２が施工されていない。

各第２部材溝（７４−５乃至７４−７）の幅Ｗ３は、例えば、図２Ｂにおける溝の幅Ｗ１と等しい。このため、各第２部材溝（７４−５乃至７４−７）の内面（換言すれば、各第２部材溝を構成する壁の内壁面）への、第２燃料改質触媒５０−２の適用は容易である。なお、各第２部材溝（７４−５乃至７４−７）の内面のうち、第２燃料改質触媒５０−２を適用しない領域（例えば、第５接合領域７５−５、第６接合領域７５−６、第７接合領域７５−７、第８接合領域７５−８、または、第９接合領域７５−９）には、予め、マスキング部材を施しておけばよい。

図３Ｂは、第１部材６０と第２部材７０とが接合された後の状態を示す。

図３Ｂは、燃料改質機構１の燃焼流路の長手方向に垂直な断面における概略断面図である。燃料改質機構１は、複数の燃料流路（１０−１乃至１０−８）を備える。

第２部材７０のうちの少なくとも１つの接合領域は、第１部材６０のうちの少なくとも１つの接合領域と接合されている。第２部材７０のうちの少なくとも１つの接合領域と、第１部材６０のうちの少なくとも１つの接合領域とは、例えば、溶接、ろう付け等によって接合されている。第１部材６０の接合領域は、例えば、第１接合領域６５−１、第２接合領域６５−２、第３接合領域６５−３、第４接合領域６５−４、第１頂面６７−１、第２頂面６７−２、第３頂面６７−３、第４頂面６７−４、第５頂面６７−５のうちの少なくとも１つである。第２部材７０の接合領域は、例えば、第５接合領域７５−５、第６接合領域７５−６、第７接合領域７５−７、第８接合領域７５−８、第９接合領域７５−９、第１底面７７−１、第２底面７７−２、第３底面７７−３、第４底面７７−４のうちの少なくとも１つである。

複数の燃料流路（１０−１乃至１０−８）は、第１流路１０−１と、第２流路１０−２と、第３流路１０−３と、第４流路１０−４と、第５流路１０−５と、第６流路１０−６と、第７流路１０−７と、第８流路１０−８とを含む。図３Ｂには、燃料流路の数が８個である例が記載されているが、燃料流路の数は任意である。

第１流路１０−１乃至第８流路１０−８の各々の燃料流路は、底壁６１と、頂壁７１と、２つの側壁とによって囲まれた流路である。図３Ｂに記載の例では、第１流路１０−１乃至第８流路１０−８の各々の燃料流路は、底壁６１と、頂壁７１と、第１部材６０を構成する１つの側壁と、第２部材７０を構成する１つの側壁とによって囲まれた流路である。例えば、第１流路１０−１は、底壁６１と、頂壁７１と、第１側壁６２−１と、第６側壁７２−６とによって囲まれた流路である。第２流路１０−２は、底壁６１と、頂壁７１と、第６側壁７２−６と、第２側壁６２−２とによって囲まれた流路である。第８流路１０−８は、底壁６１と、頂壁７１と、第９側壁７２−９と、第５側壁６２−５とによって囲まれた流路である。

複数の第１部材側壁（６２−１乃至６２−５）のうちの１つの第１部材側壁は、複数の第２部材溝（７４−５乃至７４−７）のうちの１つの第２部材溝内に配置されている。図３Ａおよび図３Ｂに記載の例では、第１部材６０の側端（一方側の側端、または、他方側の側端）に位置しない複数の第１部材側壁（６２−２乃至６２−４）は、それぞれ、対応する複数の第２部材溝（７４−５乃至７４−９）内に配置されている。

複数の第２部材側壁（７２−６乃至７２−９）のうちの１つの第２部材側壁は、複数の第１部材溝（６４−１乃至６４−４）のうちの１つの第１部材溝内に配置されている。図３Ａおよび図３Ｂに記載の例では、第２部材の側端（一方側の端、または、他方側の端）に位置しない複数の第２部材側壁（７２−６乃至７２−９）は、それぞれ、対応する複数の第１部材溝（６４−１乃至６４−４）内に配置されている。

図３Ｂに記載の例において、各燃料流路（１０−１乃至１０−８）の内壁には、第１燃料改質触媒５０−１と、第２燃料改質触媒５０−２とが施工されている。

各燃料流路（１０−１乃至１０−８）の幅Ｗ４は、各第１部材溝（６４−１乃至６２−４）の幅Ｗ２よりも小さい。また、各燃料流路（１０−１乃至１０−８）の幅Ｗ４は、各第２部材溝（７４−５乃至７４−７）の幅Ｗ３よりも小さい。例えば、各燃料流路（１０−１乃至１０−８）の幅Ｗ４は、幅Ｗ２の半分より小さく、幅Ｗ３の半分より小さい。このため、各燃料流路の体積に対する燃料改質触媒が適用された領域の面積の割合を大きくすることが可能となる。したがって、燃料の改質性能が向上する。なお、幅Ｗ４は、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。

（燃料改質機構の第１変形例）
図４Ａおよび図４Ｂは、燃料改質機構１’の一例を示す概略断面図である。図４Ａは、第１部材６０と第２部材７０’とが接合される前の状態を示す。図４Ｂは、第１部材６０と第２部材７０’とが溶接またはろう付け等により接合された後の状態を示す。図４Ａおよび図４Ｂに記載の例では、第２部材７０’の構成が、図３Ａおよび図３Ｂに記載の第２部材７０と異なっている。図４Ａおよび図４Ｂに記載の第１部材６０は、図３Ａおよび図３Ｂに記載の第１部材６０と同様である。

図４Ａは、第１部材６０または第２部材７０’の長手方向（第１部材溝の長手方向または第２部材溝の長手方向）に垂直な断面における概略断面図である。第１部材６０については、図３Ａおよび図３Ｂに記載の第１部材６０と同様であるので説明を省略する。

第２部材７０’は、第１部材６０とは別の部材である。第２部材７０’は、頂壁７１’と、複数の第２部材側壁（７２’−６乃至７２’−９）と、複数の第２部材溝（７４’−５乃至７４’−７）とを備える。なお、図４Ａには、第２部材側壁が４個であり、第２部材溝が３個である例が記載されているが、第２部材側壁の個数は任意であり、第２部材溝の個数も任意である。

図４Ａの例では、複数の第２部材側壁（７２’−６乃至７２’−９）の少なくとも一部の領域に、燃料の流れを乱流にする凹凸面８０（例えば、粗面）が形成されている。より詳細には、第６側壁（７２’−６）の少なくとも一部の領域に凹凸面が設けられ、第７側壁（７２’−７）の少なくとも一部の領域に凹凸面が設けられ、第８側壁（７２’−８）の少なくとも一部の領域に凹凸面が設けられ、第９側壁（７２’−９）の少なくとも一部の領域に凹凸面が設けられている。また、図３Ａの例では、頂壁７１’の下面にも、凹凸面が設けられている。

図４Ｂは、燃料改質機構１’の燃焼流路の長手方向に垂直な断面における概略断面図である。燃料改質機構１’は、複数の燃料流路（１０’−１乃至１０’−８）を備える。

各燃料流路（１０’−１乃至１０’−８）には、第１燃料改質触媒５０−１が配置されている。また、各燃料流路（１０’−１乃至１０’−８）の内壁面には、凹凸面が設けられている。このため、各燃料流路（１０’−１乃至１０’−８）を通過する燃料の流れは、凹凸面の存在によって、乱流となる。その結果、燃料が効果的に撹拌され、燃料の第１燃料改質触媒５０−１への接触機会が増加する。燃料の第１燃料改質触媒５０−１への接触機会の増加に伴い、燃料の改質性能が向上する。

なお、図４Ａおよび図４Ｂに記載の例では、第２部材７０’上に、第２燃料改質触媒が施工されていない。代替的に、第２部材７０’に凹凸面を設けることに加えて、第２部材７０’の少なくとも一部の領域（例えば、複数の第２部材側壁のうちの少なくとも一部の領域）に、第２燃料改質触媒を施工してもよい。また、図４Ａおよび図４Ｂに記載の例では、第１部材６０上に、乱流を生成する凹凸面が設けられていない。代替的に、第１部材６０に第１燃料改質触媒５０−１を設けることに加えて、第１部材６０の少なくとも一部の領域（例えば、複数の第１部材側壁のうちの少なくとも一部の領域）に、乱流を生成する凹凸面を設けてもよい。

（燃料改質機構の第２変形例）
図５Ａおよび図５Ｂは、燃料改質機構１’’の一例を示す概略断面図である。図５Ａは、第１部材６０と第２部材７０’’とが接合される前の状態を示す。図５Ｂは、第１部材６０と第２部材７０’’とが溶接またはろう付け等により接合された後の状態を示す。図５Ａおよび図５Ｂに記載の例では、第２部材７０’’の構成が、図３Ａおよび図３Ｂに記載の第２部材７０の構成と異なっている。図５Ａおよび図５Ｂに記載の第１部材６０は、図３Ａおよび図３Ｂに記載の第１部材６０と同様である。

図５Ａは、第１部材６０または第２部材７０’’の長手方向（第１部材溝の長手方向または第２部材溝の長手方向）に垂直な断面における概略断面図である。第１部材６０については、図３Ａおよび図３Ｂに記載の第１部材６０と同様であるので説明を省略する。

第２部材７０’’は、第１部材６０とは別の部材である。第２部材７０’は、頂壁７１と、複数の第２部材側壁（７２’’−６乃至７２’’−９）と、複数の第２部材溝（７４’’−５乃至７４’’−７）とを備える。なお、図５Ａには、第２部材側壁が４個であり、第２部材溝が３個である例が記載されているが、第２部材側壁の個数は任意であり、第２部材溝の個数も任意である。

図５Ａに記載の例では、各第２部材側壁（７２’’−６乃至７２’’−９）の高さ（頂壁に垂直な方向における長さ）が、図３Ａに記載の各第２部材側壁（７２−６乃至７２−９）の長さよりも短い。

図５Ｂは、燃料改質機構１’’の燃焼流路の長手方向に垂直な断面における概略断面図である。燃料改質機構１’’は、複数の燃料流路（１０’’−１乃至１０’’−４）を備える。

図５Ｂに記載の例では、各第２部材側壁（７２’’−６乃至７２’’−９）は、第１部材６０に接触していない。換言すれば、各第２部材側壁（７２’’−６乃至７２’’−９）は、第１部材６０の底壁６１から離間して配置されている。

第１流路１０’’−１乃至第４流路１０’’−４の各々の燃料流路は、底壁６１と、頂壁７１と、２つの側壁とによって囲まれた流路である。図５Ｂに記載の例では、第１流路１０’’−１乃至第４流路１０’’−４の各々の燃料流路は、底壁６１と、頂壁７１と、第１部材６０を構成する２つの側壁とによって囲まれた流路である。例えば、第１流路１０’’−１は、底壁６１と、頂壁７１と、第１側壁６２−１と、第２側壁６２−２とによって囲まれた流路である。第４流路１０’’−４は、底壁６１と、頂壁７１と、第４側壁６２−４と、第５側壁６２−５とによって囲まれた流路である。各燃料流路（１０’’−１乃至１０’’−４）の長手方向に垂直な断面の形状は、略Ｕ字形状である。

図５Ｂに記載の例では、各燃料流路の体積に対する燃料改質触媒が適用された領域の面積の割合を、図２Ｂおよび図２Ｃに記載の例と比較して、大きくすることが可能となる。したがって、燃料の改質性能が向上する。また、図５Ｂに記載の例では、燃料流路の数は、図３Ｂに記載の例における燃料流路の数よりも少ない。このため、複数の燃料流路の各燃料流入口に燃料を供給する配管の配置が複雑化しない。また図５Ｂに記載の例では、図３Ｂ及び図４Ｂに記載の例と比較して、溶接またはろう付け等により接合する箇所が少ない。このため、燃料改質機構の製造性が向上する。

なお、図５Ｂに記載の例では、各第２部材側壁（７２’’−６乃至７２’’−９）は、第１部材６０の底壁６１から離間して配置されている。代替的に、複数の第２部材側壁（７２’’−６乃至７２’’−９）のうちの少なくとも１つの第２部材側壁が底壁６１から離間して配置され、複数の第２部材側壁（７２’’−６乃至７２’’−９）のうちの少なくとも１つの第２部材側壁が底壁６１と接触して配置されてもよい。代替的に、あるいは、付加的に、複数の第１部材側壁（６２−１乃至６２−５）のうちの少なくとも１つの第１部材側壁が第２部材７０’’の頂壁７１から離間して配置され、複数の第１部材側壁（６２−１乃至６２−５）のうちの少なくとも１つの第１部材側壁が頂壁７１と接触して配置されてもよい。

図５Ａおよび図５Ｂに記載の第２変形例は、図４Ａおよび図４Ｂに記載の変形例と組み合わせることが可能である。すなわち、複数の第２部材側壁（７２’’−６乃至７２’’−９）のうちの少なくとも１つの第２部材側壁を第１部材６０の底壁６１から離間して配置するのに加えて、複数の第２部材側壁（または、複数の第１部材側壁）の少なくとも一部の領域に、乱流を生成する凹凸面を設けてもよい。

（燃料改質機構の第３変形例）
図６Ａおよび図６Ｂは、燃料改質機構１０’’’の一例を示す概略断面図である。図６Ａは、第１部材６０’’’と第２部材７０とが接合される前の状態を示す。図６Ｂは、第１部材６０’’’と第２部材７０とが溶接またはろう付け等によって接合された後の状態を示す。図６Ａおよび図６Ｂに記載の例では、第１部材６０’’’の構成が、図３Ａおよび図３Ｂに記載の第１部材６０の構成と異なっている。図６Ａおよび図６Ｂに記載の第２部材７０は、図３Ａおよび図３Ｂに記載の第２部材７０と同様である。

図６Ａは、第１部材６０’’’または第２部材７０の長手方向（第１部材溝の長手方向または第２部材溝の長手方向）に垂直な断面における概略断面図である。第２部材７０については、図３Ａおよび図３Ｂに記載の第２部材７０と同様であるので説明を省略する。

第１部材６０’’’は、第２部材７０とは別の部材である。第１部材６０’’’は、底壁６１と、複数の第１部材側壁（６２’’’−１乃至６２’’’−５）と、複数の第１部材溝（６４’’’−１乃至６４’’’−４）とを備える。なお、図６Ａには、第１部材側壁が５個であり、第１部材溝が４個である例が記載されているが、第１部材側壁の個数は任意であり、第１部材溝の個数も任意である。

図６Ａに記載の例における各第１部材側壁（６２’’’−１乃至６２’’’−５）の形状は、図３Ａに記載の各第１部材側壁（６２−１乃至６２−５）の形状と異なる。図６Ａに記載の例では、各第１部材側壁（６２’’’−１乃至６２’’’−５）の根元側は、各第１部材側壁（６２’’’−１乃至６２’’’−５）の先端側よりも太い。換言すれば、各第１部材側壁（６２’’’−１乃至６２’’’−５）の根元側の厚さ（長手方向に垂直、かつ、底壁６１に平行な方向における厚さ）は、各第１部材側壁（６２’’’−１乃至６２’’’−５）の先端側の厚さ（長手方向に垂直、かつ、底壁６１に平行な方向における厚さ）よりも大きい。図６Ａに記載の例では、各第１部材側壁（６２’’’−１乃至６２’’’−５）は、根元側から先端側に向かって徐々に先細る先細り形状を有する。より具体的には、図６Ａに記載の例では、各第１部材側壁（６２’’’−１乃至６２’’’−５）の長手方向（第１部材溝の長手方向）に垂直な断面は、先細りテーパ形状を有する。

なお、図６Ａに記載の例では、各第１部材側壁（６２’’’−１乃至６２’’’−５）の根元側は、各第１部材側壁（６２’’’−１乃至６２’’’−５）の先端側よりも太い。しかし、複数の第１部材側壁（６２’’’−１乃至６２’’’−５）のうちの少なくとも１つの第１部材側壁の根元側の太さを先端側の太さよりも太くするとともに、複数の第１部材側壁（６２’’’−１乃至６２’’’−５）のうちの少なくとも１つの第１部材側壁の根元側の太さを先端側の太さと等しくしてもよい。

図６Ｂは、燃料改質機構１’’’の燃焼流路の長手方向に垂直な断面における概略断面図である。

次に、少なくとも１つの第１部材側壁の根元側を、先端側よりも太くすることにより得られる効果について説明する。

図６Ｃは、図６Ａにおける領域Ｓ３を拡大した図である。図６Ｃにおいて、底壁６１の底面側には、燃焼室等の熱源が存在するものとする。矢印ａ乃至矢印ｆは、熱源から伝達される熱の流れを模式的に示している。第４側壁６２’’’−４の先端領域Ａに伝達される熱の流れは、矢印ｃおよび矢印ｄで示されている。第４側壁６２’’’−４の中央領域Ｂに伝達される熱の流れは、矢印ｂおよび矢印ｅで示されている。第４側壁６２’’’−４の基端領域Ｃに伝達される熱の流れは、矢印ａおよび矢印ｆで示されている。図６Ｃを参照すると、先端領域Ａおよび中央領域Ｂに熱を効果的に伝達させる場合、基端領域Ｃを通過する熱の流れの量が多くなることが把握される。熱の流れの量を多くするためには、当該熱の流れが通過する部材の太さを太くすればよい。

図６Ｃに記載の例では、基端領域Ｃが先端領域Ａよりも太いため、中央領域Ｂおよび先端領域Ａに、熱が効果的に伝達される。よって、先端領域Ａまたは中央領域Ｂに設けられた第１燃料改質触媒５０−１が、伝達される熱によって、効果的に活性化される。

図６Ｄに、図６Ａに記載の例に対する変形例を示す。図６Ｄに記載の例では、各第１部材側壁（６２’’’−１乃至６２’’’−５）の根元側の一部のみに先細りテーパ部が設けられている。図６Ｄに記載の例は、図６Ａに記載の例と比較して、先端領域への熱伝達の効果は小さい。他方、図６Ｄに記載の例は、図６Ａに記載の例と比較して、各燃料流路の断面積を大きくすることが可能である。

図６Ａ乃至図６Ｄに記載の第３変形例は、図４Ａおよび図４Ｂに記載の第１変形例と組み合わせることが可能である。図６Ａ乃至図６Ｄに記載の第３変形例は、図５Ａおよび図５Ｂに記載の第２変形例と組み合わせることが可能である。また、図６Ａ乃至図６Ｄに記載の第３変形例は、第１変形例および第２変形例と組み合わせることが可能である。

（燃料改質機構の第４変形例）
図７Ａおよび図７Ｂは、燃料改質機構１’’’’の一例を示す概略断面図である。図７Ａは、第１部材６０’’’’と第２部材７０’’’’とが接合される前の状態を示す。図７Ｂは、第１部材６０’’’’と第２部材７０’’’’とが溶接またはろう付け等により接合された後の状態を示す。図７Ａおよび図７Ｂに記載の例では、第１部材６０’’’’の底壁６１’’’’に複数の第１部材凹部（６８−１乃至６８−４）が設けられ、第２部材７０’’’’の頂壁７１’’’’に複数の第２部材凹部（７８−５乃至７８−９）が設けられている点で、図３Ａおよび図３Ｂに記載の例とは異なる。複数の第１部材凹部（６８−１乃至６８−４）は、複数の第１部材補助溝ということもできる。同様に、複数の第２部材凹部（７８−５乃至７８−９）は、複数の第２部材補助溝ということもできる。

図７Ａは、第１部材６０’’’’または第２部材７０’’’’の長手方向（第１部材溝の長手方向または第２部材溝の長手方向）に垂直な断面における概略断面図である。

図７Ａに記載の例では、複数の第１部材凹部（６８−１乃至６８−１）は、第１凹部６８−１と、第２凹部６８−２と、第３凹部６８−３と、第４凹部６８−４とを含む。また、複数の第２部材凹部（７８−５乃至７８−９）は、第５凹部７８−５と、第６凹部７８−６と、第７凹部７８−７と、第８凹部７８−８と、第９凹部７８−９とを含む。

第１凹部６８−１、第２凹部６８−２、第３凹部６８−３、第４凹部６８−４は、それぞれ、第１溝６４−１、第２溝６４−２、第３溝６４−３、第４溝６４−４の底壁６１’’’’側に設けられている。そして、第１凹部６８−１、第２凹部６８−２、第３凹部６８−３、第４凹部６８−４は、それぞれ、第１溝６４−１、第２溝６４−２、第３溝６４−３、第４溝６４−４と連通している。また、第６凹部７８−６、第７凹部７８−７、第８凹部７８−８は、それぞれ、第５溝７４−５、第６溝７４−６、第７溝７４−７の頂壁’’’’側に設けられている。そして、第６凹部７８−６、第７凹部７８−７、第８凹部７８−８は、それぞれ、第５溝７４−５、第６溝７４−６、第７溝７４−７と連通している。

図７Ｂは、燃料改質機構１’’’’の燃焼流路の長手方向に垂直な断面における概略断面図である。

第１凹部６８−１には、第２部材７０’’’’の第６側壁７２−６が挿入されている。より詳細には、例えば、第１凹部６８−１と、第６側壁７２−６とは、互いに嵌合している。同様に、第２凹部６８−２には、第７側壁７２−７が挿入され、第３凹部６８−３には、第８側壁７２−８が挿入され、第４凹部６８−４には、第９側壁７２−９が挿入されている。

第５凹部７８−５には、第１部材６０’’’’の第１側壁６２−１が挿入されている。より詳細には、例えば、第５凹部７８−５と、第１側壁６２−１とは、互いに嵌合している。同様に、第６凹部７８−６には、第２側壁６２−２が挿入され、第７凹部７８−７には、第３側壁６２−３が挿入され、第８凹部７８−８には、第４側壁６２−４が挿入され、第９凹部７８−９には、第５側壁６２−５が挿入されている。

図７Ａおよび図７Ｂの例では、複数の第１部材側壁（６２−１乃至６２−５）が、それぞれ、対応する複数の第２部材凹部（７８−５乃至７８−９）に挿入されている。また、複数の第２部材側壁（７２−６乃至７２−９）が、それぞれ、対応する複数の第１部材凹部（６８−１乃至６８−４）に挿入されている。このため、第１部材６０’’’’と第２部材７０’’’’とを接合する際に、第１部材６０’’’’と第２部材７０’’’’との間の位置決めをより正確に行うことが可能となる。

複数の第１部材側壁（６２−１乃至６２−５）が、それぞれ、対応する複数の第２部材凹部（７８−５乃至７８−９）に、溶接またはろう付け等によって接合されてもよい。また、複数の第２部材側壁（７２−６乃至７２−９）が、それぞれ、対応する複数の第１部材凹部（６８−１乃至６８−４）に、溶接またはろう付け等によって接合されてもよい。

図７Ａおよび図７Ｂに記載の例では、第１部材６０’’’’に第１燃料改質触媒５０−１を施工した後、各第１部材凹部（６８−１乃至６８−４）を形成することが可能である。各第１部材凹部（６８−１乃至６８−４）の形成によって、第１燃料改質触媒５０−１の一部が除去される、このため、各第１部材凹部（６８−１乃至６８−４）には、第１燃料改質触媒５０−１が存在しない。このため、第１部材凹部と、第２部材側壁との接合が強固となる。同様に、第２部材７０’’’’に第２燃料改質触媒５０−２を施工した後、各第２部材凹部（７８−５乃至７８−９）を形成することが可能である。各第２部材凹部（７８−５乃至７８−９）の形成によって、第２燃料改質触媒５０−２の一部が除去される、このため、各第２部材凹部（７８−５乃至７８−９）には、第２燃料改質触媒５０−２が存在しない。このため、第２部材凹部と、第１部材側壁との接合が強固となる。

図７Ａおよび図７Ｂに記載の第４変形例は、図４Ａおよび図４Ｂに記載の第１変形例、図５Ａおよび図５Ｂに記載の第２変形例、または、図６Ａ乃至図６Ｄに記載の第３変形例と組み合わせることが可能である。また、第４変形例は、第１変形例乃至第３変形例のうちの２以上の変形例の組み合わせと組み合わせることが可能である。

（燃料改質機構の第５変形例）
図８は、燃料改質機構１’’’’’の一例を示す概略断面図である。図８は、第１部材６０’’’’’と第２部材７０’’’’’とが接合される前の状態を示す。

図８に記載の例では、第１部材６０’’’’’の形状と、第２部材７０’’’’’の形状とが一致している。すなわち、図８に記載の第１部材６０’’’’’を、仮想的に回転移動あるいは平行移動させると、図８に記載の第１部材６０’’’’’を図８に記載の第２部材７０’’’’’に一致させることが可能である。

図８に記載の例では、第１部材６０’’’’’の形状と、第２部材７０’’’’’の形状とが一致しているため、第１部材と第２部材を製造する際の製造コストが低減される。

第５変形例は、第１変形例、第２変形例、第３変形例、または、第４変形と組み合わせることが可能である。また、第５変形例は、第１変形例乃至第４変形例のうちの２以上の変形例の組み合わせと組み合わせることが可能である。

（燃料改質触媒の種類）
上述の各実施形態または各変形例において、第１燃料改質触媒５０−１の種類と、第２燃料改質触媒５０−２の種類とは同じであってもよい。代替的に、第１燃料改質触媒５０−１と、第２燃料改質触媒５０−２とは、互いに異なる種類の燃料改質触媒であってもよい。

第１燃料改質触媒５０−１と第２燃料改質触媒５０−２とを、互いに異なる種類の燃料改質触媒とする場合、ある種類の燃料改質触媒（第１燃料改質触媒５０−１）を第１部材に適用し、別の種類の燃料改質触媒（第２燃料改質触媒５０−２）を第２部材に適用するだけでよい。このため、複数種類の燃料改質触媒を１つの燃料流路内に配置することを、極めて容易に実行することが可能である。

複数種類の燃料改質触媒を１つの燃料流路内に配置する具体例について説明する。第１燃料改質触媒５０−１として、高炭素数の液体燃料を、低炭素数の気体燃料に改質する熱分解反応を促進させる触媒を用いる。触媒は、例えば、固体酸触媒である。高炭素数の液体燃料を、低炭素数の気体燃料に改質する熱分解反応は、比較的高温下の条件で進行する。第２燃料改質触媒５０−２として、前記熱分解反応に付随する炭素析出を抑制するアルカリ触媒（アルカリ金属、アルカリ土類金属を含む）を用いる。第１部材６０の底壁６１を熱源（例えば、燃焼室）の壁部に接触して設ける場合、相対的に高温である底壁６１に近い領域において、第１部材６０に施工された第１燃料改質触媒５０−１によって、高炭素数の液体燃料の熱分解反応が効果的に促進される。また、相対的に低温である頂壁７１に近い領域において、第２部材７０に施工された第２燃料改質触媒５０−２によって、炭素の析出（すなわち、コーキング）が効果的に抑制される。

なお、第１燃料改質触媒５０−１の種類は、上記の例に限定されず任意である。また、第２燃料改質触媒５０−２の種類は、上記の例に限定されず任意である。

（燃料改質機構の適用例）
図９Ａ乃至９Ｃに、燃料改質機構の適用例を示す。図９Ａは、燃料供給システムの構成例を示す概略ブロック図である。図９Ｂは、図９ＡのＤ−Ｄ矢視断面図である。図９Ｃは、飛しょう体の概略斜視図である。

図９Ａおよび図９Ｂは、燃料改質機構を、燃料供給システムに適用した例を示す。燃料供給システム１００は、燃料改質機構１０１に加え、燃料タンク２１０と、燃焼室２２０と、燃料噴射器２２４と、第１配管２３０と、第２配管２４０とを備える。

燃料改質機構１０１は、上述の燃料改質機構１、燃料改質機構１’、燃料改質機構１’’、燃料改質機構１’’’、燃料改質機構１’’’’、燃料改質機構１’’’’’のいずれかである。

燃料タンク２１０は、高炭素数の液体燃料を貯留する。液体燃料は、第１配管２３０を介して燃料改質機構１０１に供給される。第１配管２３０は、燃料タンク２１０の燃料排出口と、燃料改質機構１０１の燃料流入口１０３とを接続する配管である。

燃料改質機構１０１は、供給された液体燃料を燃焼室２２０からの熱で熱分解して気体の改質燃料を生成する。

燃焼室２２０は、液体燃料と燃焼室の壁部との熱交換によって冷却される。また、液体燃料の熱分解は吸熱反応であるため、当該吸熱反応により燃料改質機構１０１および燃焼室２２０は冷却される。燃料を用いて燃焼室を冷却することは、再生冷却と称されることがある。

気体の改質燃料は、第２配管２４０を介して燃焼室２２０（より具体的には、燃料噴射器２２４）に供給される。第２配管２４０は、燃料改質機構１０１の燃料流出口１０５と燃料噴射器２２４とを接続する配管である。燃料噴射器２２４は、気体の改質燃料Ｇを、燃焼室２２０の内部に向けて噴射する。噴射された改質燃料Ｇは、燃焼室内で燃焼する。

図９Ｂは、図９ＡのＤ−Ｄ矢視断面図である。燃料改質機構１０１の第１部材の底壁６１は、燃焼室２２０の壁２２２と接触配置されている。代替的に、壁２２２を省略して、第１部材の底壁６１が、燃焼室２２０の壁の機能を果たすようにしてもよい。

実施形態の燃料改質機構１０１を、燃料供給システム１００に適用する場合、燃料の改質性能の向上に伴い、燃料の燃焼効率が向上するとともに、燃料の安定的な燃焼が可能となる。また、燃焼室の冷却性能が向上する。

図９Ｃは、実施形態の燃料改質機構１０１を搭載したジェットエンジン３００、および、ジェットエンジン３００を搭載した飛しょう体４００を示す。燃料改質機構１０１は、ジェットエンジン３００の内部に設けられている。ジェットエンジン３００は、例えば、ラムジェットエンジンあるいはスクラムジェットエンジンである。ジェットエンジン３００は、インレット３１０から取り入れた空気と、燃料タンクから供給された燃料との混合気体を燃焼室内で燃焼させる。燃焼ガスは、ジェットエンジン３００のノズル３２０から排出される。飛しょう体４００は、燃焼ガスのノズル３２０からの排出によって、推力を得る。

実施形態の燃料改質機構１０１を、ジェットエンジン３００を適用する場合、燃料の改質性能の向上に伴い、燃焼室内における改質燃料の燃焼を安定化させることが可能となる。その結果、ジェットエンジン３００の信頼性が向上する。

（燃料改質機構の製造方法）
図１０乃至図１３Ｂを参照して、燃料改質機構の製造方法について説明する。図１０は、燃料改質機構の製造工程を説明するフローチャートである。

第１工程Ｓ１において、底壁６１と、底壁上に交互に配置された複数の第１部材側壁６２および複数の第１部材溝６４とを備える第１部材６０が準備される。図１１Ａに、準備された第１部材６０の概略断面図を示す。第１工程Ｓ１は、第１部材６０を準備する工程である。

第２工程Ｓ２において、第１部材６０のうち、燃料改質触媒が適用されるべきでない領域に、マスキング部材６６が適用される。図１１Ｂは、第２工程Ｓ２を実行した後の状態を示す概略断面図である。第２工程Ｓ２は、マスキング部材を適用する工程である。

第３工程Ｓ３において、第１部材６０の第１部材溝６４の内面６９に第１燃料改質触媒５０−１が適用される。図１１Ｃは、第３工程Ｓ３を実行中の状態を示す概略断面図である。第３工程Ｓ３は、複数の第１部材溝６４のうちの少なくとも１つの第１部材溝の内面６９に、第１燃料改質触媒を適用する工程である。なお、第１燃料改質触媒は、例えば、ペースト状態で、第１部材溝の内面に塗布される。塗布されたペースト状の第１燃料改質触媒は、熱を適用することにより、焼結して固化される。

第４工程Ｓ４において、第１部材６０からマスキング部材６６が除去される。図１１Ｄは、第４工程Ｓ４を実行中の状態を示す概略断面図である。また、図１１Ｅは、第４工程Ｓ４を実行後の状態を示す概略断面図である。第４工程Ｓ４は、マスキング部材を除去する工程である。

なお、第２工程Ｓ２、および、第４工程Ｓ４を省略するとともに、第３工程Ｓ３の後に、次の第５工程を実行してもよい。第５工程Ｓ５は、第１部材６０に、第１部材凹部６８を形成する工程である。第１部材凹部６８の形成に伴い、第１燃料改質触媒５０−１の一部は除去される。このため、第１部材凹部６８には、第１燃料改質触媒５０−１が存在しない。図１１Ｆは、第５工程Ｓ５を実行後の状態を示す概略断面図である。

なお、第２工程Ｓ２、および、第４工程Ｓ４を省略することなく、第５工程Ｓ５を付加的に実行することも可能である。この場合、第５工程Ｓ５は、例えば、第３工程Ｓ３または第４工程Ｓ４の後に実行される。

第６工程Ｓ６において、頂壁７１と、頂壁７１上に交互に配置された複数の第２部材側壁７２および複数の第２部材溝７４とを備える第２部材７０が準備される。図１２Ａに、準備された第２部材７０の概略断面図を示す。第６工程Ｓ６は、第２部材７０を準備する工程である。

第７工程Ｓ７において、第２部材７０のうち、燃料改質触媒が適用されるべきでない領域に、マスキング部材７６が適用される。図１２Ｂは、第７工程Ｓ７を実行した後の状態を示す概略断面図である。第７工程Ｓ７は、マスキング部材を適用する工程である。

第８工程Ｓ８において、第２部材７０の第２部材溝７４の内面７９に第２燃料改質触媒５０−２が適用される。図１２Ｃは、第８工程Ｓ８を実行中の状態を示す概略断面図である。第８工程Ｓ８は、複数の第２部材溝７４のうちの少なくとも１つの第２部材溝の内面７９に、第２燃料改質触媒を適用する工程である。なお、第２燃料改質触媒は、例えば、ペースト状態で、第２部材溝の内面に塗布される。塗布されたペースト状の第２燃料改質触媒は、熱を適用することにより、焼結して固化される。

第９工程Ｓ９において、第２部材７０からマスキング部材７６が除去される。図１２Ｄは、第９工程Ｓ９を実行中の状態を示す概略断面図である。また、図１２Ｅは、第９工程Ｓ９を実行後の状態を示す概略断面図である。第９工程Ｓ９は、マスキング部材を除去する工程である。

なお、第７工程Ｓ７、および、第９工程Ｓ９を省略するとともに、第８工程Ｓ８の後に、次の第１０工程を実行してもよい。第１０工程Ｓ１０は、第２部材７０に、第２部材凹部７８を形成する工程である。第２部材凹部７８の形成に伴い、第２燃料改質触媒５０−２の一部は除去される。このため、第２部材凹部７８には、第２燃料改質触媒５０−２が存在しない。図１２Ｆは、第１０工程Ｓ１０を実行後の状態を示す概略断面図である。

なお、第７工程Ｓ７、および、第９工程Ｓ９を省略することなく、第１０工程Ｓ１０を付加的に実行することも可能である。この場合、第１０工程Ｓ１０は、例えば、第８工程Ｓ８または第９工程Ｓ９の後に実行される。

なお、第６工程乃至第１０工程は、第１工程乃至第５工程の後に実行してもよい。代替的に、第６工程乃至第１０工程は、第１工程乃至第５工程の前に実行してもよい。代替的に、第６工程乃至第１０工程は、第１工程乃至第５工程と並行して実行してもよい。

第１１工程Ｓ１１は、第１部材６０と第２部材７０とを接合する工程である。第１１工程Ｓ１１において、第１部材６０の少なくとも１つの接合領域（６５、６７）と、第２部材７０の少なくとも１つの接合領域（７５、７７）とが接合される。図１３Ａおよび図１３Ｂは、第１１工程Ｓ１１を実行後の状態を示す概略断面図である。図１３Ａは、図１１Ｅに記載の第１部材６０と、図１２Ｅに記載の第２部材７０とを接合した後の状態を示す。また、図１３Ｂは、図１１Ｆに記載の第１部材６０と、図１２Ｆに記載の第２部材７０とを接合した後の状態を示す。第１部材６０と第２部材７０との接合により、複数の燃料流路１０を備えた燃料改質機構が提供される。

第１１工程Ｓ１１は、複数の第１部材側壁６２のうちの１つの第１部材側壁が、複数の第２部材溝７４のうちの１つの第２部材溝内に配置された状態で実行される。また、第１１工程Ｓ１１は、複数の第２部材側壁７２のうちの１つの第２部材側壁が、複数の第１部材溝６４のうちの１つの第１部材溝内に配置された状態で実行される。

実施形態における燃料改質機構の製造方法は、上述の燃料改質機構１、燃料改質機構１’、燃料改質機構１’’、燃料改質機構１’’’、燃料改質機構１’’’’、燃料改質機構１’’’’’のいずれかを製造する製造方法である。

実施形態における燃料改質機構の製造方法では、第１部材６０の第１部材溝６４の幅が比較的広いため、第３工程Ｓ３において、第１部材溝６４の内面６９に第１燃料改質触媒５０−１を適用することが容易である。また、第２部材７０の第２部材溝７４の幅が比較的広いため、第８工程Ｓ８において、第２部材溝７４の内面７９に第２燃料改質触媒５０−２を適用することが容易である。また、第１部材６０と第２部材７０とを接合することによって提供される燃料改質機構において、複数の燃料流路１０の各燃料流路の幅は比較的狭い。このため、各燃料流路の体積に対する燃料改質触媒が適用された領域の面積の割合を大きくすることが可能となる。したがって、燃料の改質性能が向上する。

本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、各実施形態又は変形例で用いられる種々の技術は、技術的矛盾が生じない限り、他の実施形態又は変形例にも適用可能である。

１ ：燃料改質機構
３ ：燃料流入口
５ ：燃料流出口
７ ：第１部材
８ ：溝
９ ：第２部材
１０ ：燃料流路
１０−１ ：第１流路
１０−２ ：第２流路
１０−３ ：第３流路
１０−４ ：第４流路
１０−５ ：第５流路
１０−６ ：第６流路
１０−７ ：第７流路
１０−８ ：第８流路
３０ ：壁
３２ ：内壁面
５０ ：燃料改質触媒
５０−１ ：第１燃料改質触媒
５０−２ ：第２燃料改質触媒
６０ ：第１部材
６１ ：底壁
６２ ：第１部材側壁
６２−１ ：第１側壁
６２−２ ：第２側壁
６２−３ ：第３側壁
６２−４ ：第４側壁
６２−５ ：第５側壁
６４ ：第１部材溝
６４−１ ：第１溝
６４−２ ：第２溝
６４−３ ：第３溝
６４−４ ：第４溝
６５−１ ：第１接合領域
６５−２ ：第２接合領域
６５−３ ：第３接合領域
６５−４ ：第４接合領域
６６ ：マスキング部材
６７−１ ：第１頂面
６７−２ ：第２頂面
６７−３ ：第３頂面
６７−４ ：第４頂面
６７−５ ：第５頂面
６８ ：第１部材凹部
６８−１ ：第１凹部
６８−２ ：第２凹部
６８−３ ：第３凹部
６８−４ ：第４凹部
６９ ：内面
７０ ：第２部材
７１ ：頂壁
７２ ：第２部材側壁
７２−６ ：第６側壁
７２−７ ：第７側壁
７２−８ ：第８側壁
７２−９ ：第９側壁
７４ ：第２部材溝
７４−５ ：第５溝
７４−６ ：第６溝
７４−７ ：第７溝
７５−５ ：第５接合領域
７５−６ ：第６接合領域
７５−７ ：第７接合領域
７５−８ ：第８接合領域
７５−９ ：第９接合領域
７６ ：マスキング部材
７７−１ ：第１底面
７７−２ ：第２底面
７７−３ ：第３底面
７７−４ ：第４底面
７８ ：第２部材凹部
７８−５ ：第５凹部
７８−６ ：第６凹部
７８−７ ：第７凹部
７８−８ ：第８凹部
７８−９ ：第９凹部
７９ ：内面
８０ ：凹凸面
１００ ：燃料供給システム
１０１ ：燃料改質機構
１０３ ：燃料流入口
１０５ ：燃料流出口
２１０ ：燃料タンク
２２０ ：燃焼室
２２２ ：壁
２２４ ：燃料噴射器
２３０ ：第１配管
２４０ ：第２配管
３００ ：ジェットエンジン
３１０ ：インレット
３２０ ：ノズル
４００ ：飛しょう体

Claims (11)

1. 第１部材と、
   第１部材とは別の部材であり、前記第１部材に対して少なくとも１つの接合領域で接合された第２部材と、
   燃料改質触媒と
   を具備し、
   前記第１部材は、
   底壁と、
   前記底壁上に交互に配置された複数の第１部材側壁および複数の第１部材溝と
   を備え、
   前記第２部材は、
   頂壁と、
   前記頂壁上に交互に配置された複数の第２部材側壁および複数の第２部材溝と
   を備え、
   前記複数の第１部材側壁のうちの少なくとも１つの第１部材側壁は、前記複数の第２部材溝のうちの少なくとも１つの第２部材溝内に配置され、
   前記複数の第２部材側壁のうちの少なくとも１つの第２部材側壁は、前記複数の第１部材溝のうちの少なくとも１つの第１部材溝内に配置され、
   前記燃料改質触媒は、前記複数の第１部材側壁の少なくとも一部の領域、または、前記複数の第２部材側壁の少なくとも一部の領域に設けられている
   燃料改質機構。
2. 前記燃料改質触媒は、前記複数の第１部材側壁の少なくとも一部の領域、および、前記複数の第２部材側壁の少なくとも一部の領域に設けられている
   請求項１に記載の燃料改質機構。
3. 前記複数の第１部材側壁の少なくとも一部の領域に設けられた前記燃料改質触媒と、前記複数の第２部材側壁の少なくとも一部の領域に設けられた前記燃料改質触媒とは、互いに種類が異なる
   請求項２に記載の燃料改質機構。
4. 前記複数の第１部材側壁の少なくとも一部の領域、または、前記複数の第２部材側壁の少なくとも一部の領域のいずれか一方には、前記燃料改質触媒が設けられ、
   前記複数の第１部材側壁の少なくとも一部の領域、または、前記複数の第２部材側壁の少なくとも一部の領域のいずれか他方には、乱流を生成する凹凸面が設けられている
   請求項１に記載の燃料改質機構。
5. 前記複数の第１部材側壁のうちの少なくとも１つの第１部材側壁は、前記頂壁と接触し、
   前記複数の第２部材側壁のうちの少なくとも１つの第２部材側壁は、前記底壁から離間して配置されている
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の燃料改質機構。
6. 前記複数の第１部材側壁のうちの少なくとも１つの第１部材側壁は、根元側の太さが先端側の太さよりも太い
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の燃料改質機構。
7. 前記底壁は、第１部材凹部を備え、
   前記複数の第２部材側壁のうちの少なくとも１つの第２部材側壁は、前記第１部材凹部に挿入されている
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の燃料改質機構。
8. 前記頂壁は、第２部材凹部を備え、
   前記複数の第１部材側壁のうちの少なくとも１つの第１部材側壁は、前記第２部材凹部に挿入されている
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の燃料改質機構。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の燃料改質機構を備えるジェットエンジン。
10. 第１部材と、
    第１部材とは別の部材であり、前記第１部材に対して少なくとも１つの接合領域で接合された第２部材と、
    流体改質触媒と
    を具備し、
    前記第１部材は、
    底壁と、
    前記底壁上に交互に配置された複数の第１部材側壁および複数の第１部材溝と
    を備え、
    前記第２部材は、
    頂壁と、
    前記頂壁上に交互に配置された複数の第２部材側壁および複数の第２部材溝と
    を備え、
    前記複数の第１部材側壁のうちの少なくとも１つの第１部材側壁は、前記複数の第２部材溝のうちの少なくとも１つの第２部材溝内に配置され、
    前記複数の第２部材側壁のうちの少なくとも１つの第２部材側壁は、前記複数の第１部材溝のうちの少なくとも１つの第１部材溝内に配置され、
    前記底壁と、前記頂壁と、前記複数の第１部材側壁または前記複数の第２部材側壁のうちの少なくとも２つの側壁とによって流体流路が構成され、
    前記流体改質触媒は、前記複数の第１部材側壁の少なくとも一部の領域、または、前記複数の第２部材側壁の少なくとも一部の領域に設けられている
    流体改質機構。
11. 燃料改質機構の製造方法であって、
    底壁と、前記底壁上に交互に配置された複数の第１部材側壁および複数の第１部材溝とを備える第１部材を準備する工程と、
    頂壁と、前記頂壁上に交互に配置された複数の第２部材側壁および複数の第２部材溝とを備える第２部材を準備する工程と、
    前記複数の第１部材溝のうちの少なくとも１つの第１部材溝の内面、または、前記複数の第２部材溝のうちの少なくとも１つの第２部材溝の内面に燃料改質触媒を適用する工程と、
    前記第１部材の少なくとも１つの接合領域と、前記第２部材の少なくとも１つの接合領域とを接合する接合工程と
    を具備し、
    前記接合工程は、前記複数の第１部材側壁のうちの少なくとも１つの第１部材側壁が、前記複数の第２部材溝のうちの少なくとも１つの第２部材溝内に配置され、前記複数の第２部材側壁のうちの少なくとも１つの第２部材側壁が、前記複数の第１部材溝のうちの少なくとも１つの第１部材溝内に配置された状態で、前記第１部材の少なくとも１つの接合領域と、前記第２部材の少なくとも１つの接合領域とを接合する工程である
    燃料改質機構の製造方法。

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