JPH04200737A - Combustion device of apparatus for modifying fuel cell - Google Patents

Combustion device of apparatus for modifying fuel cell

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Publication number
JPH04200737A
JPH04200737A JP2339602A JP33960290A JPH04200737A JP H04200737 A JPH04200737 A JP H04200737A JP 2339602 A JP2339602 A JP 2339602A JP 33960290 A JP33960290 A JP 33960290A JP H04200737 A JPH04200737 A JP H04200737A
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JP
Japan
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combustion
fuel
fuel cell
vaporizer
loop
Prior art date
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Pending
Application number
JP2339602A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Mizuno
裕 水野
Toshiji Hanashima
利治 花嶋
Hisatake Matsubara
松原 久剛
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.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
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Publication of JPH04200737A publication Critical patent/JPH04200737A/en
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

PURPOSE:To ensure much fuel vaporizing quantity without damaging combustion efficiency by arranging the connection part connecting the heat receiving part and emission part of a loop-shape combustion part so as to position the same inside the outer periphery of the loop of the combustion part CONSTITUTION:In a modifying apparatus 10 for a fuel cell, the combustion part 28 heating a catalyst bed 13 and a vaporizer 36 evaporating fuel to supply the same combustion part 28 are provided and the modifying gas obtained by reacting raw material gas in the catalyst bed 13 is supplied to the fuel cell 9. At this time, the combustion part 28 is formed into a loop shape and the vaporizer 36 is constituted of the heat receiving part 36a positioned above the combustion part 28, the emission part 36b positioned at a level almost same to that of the combustion part 28 and the connection part 36c connecting both parts. This connection part 36c is arranged so as to be positioned inside the outer periphery of the loop of the combustion part 28. As a result, much fuel vaporizing quantity carve ensured.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、燃料電池に改質ガスを供給する燃料電池用
改質装置の燃焼装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a combustion device for a fuel cell reformer that supplies reformed gas to a fuel cell.

[従来の技術] 燃料電池を搭載した電気自動車には例えば燃料電池用改
質装置を備え、燃料電池によって発生する電気を駆動源
として走行するものがある。
[Prior Art] Some electric vehicles equipped with a fuel cell are equipped with a fuel cell reformer, for example, and run using electricity generated by the fuel cell as a driving source.

この燃料電池は水素を空気(酸素)と反応させて水と電
気を発生するようにしたものであり、また燃料電池用改
質装置はこの燃料電池の発電に必要な水素を生成するた
めのものであり、原料ガスを加熱された触媒層に通すこ
とによって水素ガス主体の改頁ガスに変える。
This fuel cell reacts hydrogen with air (oxygen) to generate water and electricity, and the fuel cell reformer is used to generate the hydrogen necessary for the fuel cell to generate electricity. By passing the raw material gas through a heated catalyst layer, it is converted into a page break gas consisting mainly of hydrogen gas.

この燃料電池用改質装置には、触媒層を加熱する燃焼部
と、この燃焼部に燃料を気化して供給する気化器とが備
えられ、原料ガスを触媒層で反応させて得られる改頁ガ
スを燃料電池へ供給するようになっている。
This fuel cell reformer is equipped with a combustion section that heats a catalyst layer and a vaporizer that vaporizes and supplies fuel to this combustion section. It is designed to supply gas to the fuel cell.

[発明が解決しようとするi!!!!!]ところで、こ
のような燃料電池用改質装置の燃焼装置において、例え
ばメタノールを燃料とする場合等があるが、メタノール
は灯油等に比べ発熱量が半分であるため、多くの燃料を
気化させるためには多くの熱量が必要となる。しかし、
気化器の受熱部を大型化することは、燃焼部の多くの炎
を遮ることになり、燃焼装置としての効率を損ねる不具
合がある。
[The invention attempts to solve i! ! ! ! ! ] By the way, in the combustion device of such a fuel cell reformer, for example, methanol is used as fuel, but since methanol has half the calorific value compared to kerosene etc., it is necessary to vaporize a large amount of fuel. requires a large amount of heat. but,
Increasing the size of the heat-receiving part of the vaporizer blocks many flames in the combustion part, which has the disadvantage of impairing the efficiency of the combustion device.

この発明はかかる点に鑑みてなされたもので、燃焼効率
を損ねることなく、多くの燃料気化量を確保することが
できる燃料電池用改質装置の燃焼装置を提供することを
目的としている。
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a combustion device for a fuel cell reformer that can secure a large amount of fuel vaporized without impairing combustion efficiency.

[iJ題を解決するための手段] 前記iaaを解決するために、この発明は、触媒層を加
熱する燃焼部と、この燃焼部に燃料を気化して供給する
気化器とを備え、原料ガスを前記触媒層で反応させて得
られる改質ガスを燃料電池へ供給する燃料電池用改質装
置において、前記燃焼部をループ状に形成すると共に、
前記気化器は前記燃焼部の上方に位置する受熱部と、前
記燃焼部と略同レベルに位置する吐出部と、この両者の
間をつなぐ連結部とより構成され、この連結部を前記燃
焼部のループの外周より内側に位置するように配置した
ことを特徴としている。
[Means for solving the iJ problem] In order to solve the above-mentioned iaa, the present invention includes a combustion section that heats the catalyst layer, a vaporizer that vaporizes and supplies fuel to the combustion section, and supplies a source gas to the combustion section. In a fuel cell reformer for supplying a reformed gas obtained by reacting in the catalyst layer to a fuel cell, the combustion part is formed in a loop shape, and
The carburetor is composed of a heat receiving section located above the combustion section, a discharge section located at approximately the same level as the combustion section, and a connecting section connecting the two, and this connecting section is connected to the combustion section. It is characterized by being located inside the outer periphery of the loop.

[作用] この発明では、燃焼部がループ状に形成され、気化器の
連結部がこのループの外周より内側に位置している。こ
れで、燃焼部の内側が高温雰囲気になり、気化器の受熱
部具外の連結部においても、多くの熱を受けて燃料を気
化させることができ、燃焼部での燃焼効率が向上する。
[Operation] In the present invention, the combustion section is formed in a loop shape, and the connection section of the carburetor is located inside the outer periphery of this loop. This creates a high-temperature atmosphere inside the combustion section, and the connecting portion outside the heat-receiving component of the vaporizer can also receive a lot of heat to vaporize the fuel, improving combustion efficiency in the combustion section.

[実施例コ 以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。
[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.

第1図はこの発明の燃焼装置を備える燃料電池用改質装
置を搭載した電気自動車の平面図、第2図はこの発明の
燃焼装置を備える燃料電池用改質装置の平面図、第3図
は第2図のIII −I11断面図、第4図はこの発明
の燃焼装置の平面図、第5図は燃料バーナと気化器の組
付けた状態の平面図、第6図は第5図を矢印方向から視
た側面図、第7図は第5図の■−■断面図である。
FIG. 1 is a plan view of an electric vehicle equipped with a fuel cell reformer equipped with the combustion device of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a fuel cell reformer equipped with the combustion device of the present invention, and FIG. is a sectional view taken along line III-I11 of FIG. 2, FIG. 4 is a plan view of the combustion device of the present invention, FIG. 5 is a plan view of the fuel burner and carburetor assembled, and FIG. A side view viewed from the direction of the arrow, and FIG. 7 is a sectional view taken along the line -■ in FIG. 5.

電気自動車1の車体前後方向略中央部の左右には燃料電
池装置2及び3個の蓄電池3がそれぞれ配置されている
。燃料電池装置2の後方には原料タンク4及び燃料タン
ク5が配されている。燃料電池装置2から導出する排気
管6.7は車体後方へ延出して車体の後部に開口してい
る。車体後部の略中夫には制御装置8が配置されている
A fuel cell device 2 and three storage batteries 3 are arranged on the left and right sides of the electric vehicle 1 at approximately the center in the longitudinal direction of the vehicle body. A raw material tank 4 and a fuel tank 5 are arranged behind the fuel cell device 2. An exhaust pipe 6.7 led out from the fuel cell device 2 extends toward the rear of the vehicle and opens at the rear of the vehicle. A control device 8 is disposed approximately at the rear of the vehicle body.

燃料電池装置2の燃料電池9は車体の幅方向中央寄りで
あって、且つその長手方向が車体の前後方向に一致する
ように配置され、さらに車体の幅方向外側には燃料電池
用改質装置10が配置されている。
The fuel cell 9 of the fuel cell device 2 is disposed near the center in the width direction of the vehicle body, and its longitudinal direction coincides with the longitudinal direction of the vehicle body, and a fuel cell reformer is located outside the vehicle body in the width direction. 10 are arranged.

この燃料電池用改質装置は第2図乃至第7図に示すよう
に構成されている。
This fuel cell reformer is constructed as shown in FIGS. 2 to 7.

燃料電池用改質装置10は筒状の上ハウジング11を有
しており、この上ハウジング11の下部には下ハウジン
グ12が締付固定されている。上ハウジング11の内部
には2枚の平行な板材がスパイラル状に巻かれて形成さ
れた触媒層13が設けられ、また触媒層13と平行に隣
接してスパイラル状の加熱層14が形成されている。
The fuel cell reformer 10 has a cylindrical upper housing 11, and a lower housing 12 is fastened to the lower part of the upper housing 11. A catalyst layer 13 formed by winding two parallel plates in a spiral shape is provided inside the upper housing 11, and a spiral heating layer 14 is formed parallel to and adjacent to the catalyst layer 13. There is.

この触媒層13と加熱層14との中心部に上下に貫通す
る加熱ガス通路15が設けられ、下ハウジング12によ
って形成された加熱室16と連通している。また、上ハ
ウジング11の下方にはスパイラル状の加熱部17が配
置され、この加熱部17は加熱ガス通路15の中に貫通
して上方へ延びている。加熱部17には供給ポンプ31
の駆動で原料タンク4から原料が供給され、この加熱部
17で加熱されて気化し原料ガスになる。加熱部17に
は連結バイブ18を介してバイブ19が連結され、この
バイブ19は触媒層13に連通されている。バイブ19
にはスリット19aが形成されており、このスリット1
9aが気化された原料ガスの触媒層13への開口となっ
ている。
A heating gas passage 15 is provided in the center of the catalyst layer 13 and the heating layer 14 and extends vertically through the heating gas passage 15, communicating with a heating chamber 16 formed by the lower housing 12. Further, a spiral heating section 17 is disposed below the upper housing 11, and this heating section 17 penetrates into the heating gas passage 15 and extends upward. A supply pump 31 is provided in the heating section 17.
A raw material is supplied from the raw material tank 4 by the drive of , and is heated in the heating section 17 and vaporized to become a raw material gas. A vibrator 19 is connected to the heating section 17 via a connecting vibrator 18 , and this vibrator 19 is communicated with the catalyst layer 13 . Vibrator 19
A slit 19a is formed in the slit 1.
9a serves as an opening for the vaporized raw material gas to the catalyst layer 13.

触媒層13の上部には触媒充填口部20が設けられ、ま
た改質ガス出口部21が設けられており、原料ガスを触
媒層13で反応させて得られる改質ガスが改質ガス出口
部21から燃料電池9へ送られる。この燃料電池9で水
素を空気(酸素)と反応させて水と電気を発生し、モー
タ等の負荷22を駆動すると共に、蓄電池3へ充電する
。蓄電池3は負荷22に駆動電圧を与えると共に、制御
装置8に駆動電圧を与えている。
A catalyst filling port 20 is provided in the upper part of the catalyst layer 13, and a reformed gas outlet 21 is provided, and the reformed gas obtained by reacting the raw material gas in the catalyst layer 13 is delivered to the reformed gas outlet. 21 to the fuel cell 9. In this fuel cell 9, hydrogen is reacted with air (oxygen) to generate water and electricity, which drive a load 22 such as a motor and charge the storage battery 3. The storage battery 3 provides a drive voltage to the load 22 and also provides a drive voltage to the control device 8 .

上ハウジング11の上部には触媒層13に対応する部分
にセンサ取付部23が設けられ、このセンサ取付部23
に温度センサ24が取付けられ、この温度センサ24で
触媒層13の温度を検出して制御装置8へ送り、制御情
報としている。
A sensor mounting portion 23 is provided in the upper part of the upper housing 11 at a portion corresponding to the catalyst layer 13.
A temperature sensor 24 is attached to the temperature sensor 24, which detects the temperature of the catalyst layer 13 and sends it to the control device 8 as control information.

下ハウジング12の下部には開口部12aが形成されて
おり、この開口部128にはファン25がtJ)Hされ
ている。このファン25は制御装置8で駆動され、二次
空気が開口部12aから強制的に加熱室】6に送られる
An opening 12a is formed in the lower part of the lower housing 12, and a fan 25 is installed in this opening 128. This fan 25 is driven by the control device 8, and secondary air is forcibly sent to the heating chamber 6 through the opening 12a.

加熱室】6には水素バーナ26及び燃料バーナ27で構
成される燃焼部28が配置され、この水素バーナ26及
び燃料バーナ27はそれぞれループ状になっている。水
素バーナ26及び燃料バーナ27は同心円状に配置され
、燃料バーナ27はその内側の対向位置には取付部27
a、27bが突出して形成され、また外側にも取付部2
7cが突出して形成されており、このそれぞれの取付部
27a〜27cが下ハウジング12に固定されたブラケ
ット29に固定されている。この燃料バーナ27の上方
位置で、その外周に嵌合して水素バーナ26が取付けら
れている。
A combustion section 28 consisting of a hydrogen burner 26 and a fuel burner 27 is arranged in the heating chamber 6, and the hydrogen burner 26 and the fuel burner 27 are each shaped like a loop. The hydrogen burner 26 and the fuel burner 27 are arranged concentrically, and the fuel burner 27 has a mounting part 27 at an opposing position inside thereof.
a, 27b are formed to protrude, and there is also a mounting part 2 on the outside.
7c is formed to protrude, and each of these mounting portions 27a to 27c is fixed to a bracket 29 fixed to the lower housing 12. A hydrogen burner 26 is attached above the fuel burner 27 so as to fit around its outer periphery.

水素バーナ26は供給パイプ90を介して燃料電池9に
接続されており、燃料電池9から余剰の水素が供給され
る。この水素バーナ26の上部内側には噴射孔26aが
形成されており、この噴射孔268から水素を噴射して
燃焼する。
The hydrogen burner 26 is connected to the fuel cell 9 via a supply pipe 90, and surplus hydrogen is supplied from the fuel cell 9. An injection hole 26a is formed inside the upper part of the hydrogen burner 26, and hydrogen is injected from this injection hole 268 and burned.

燃料バーナ27の内側には金網33が設けられ、この金
網33は仕切り板を兼ねたポーラスな伝熱促進体となっ
ている。即ち、金網33で二次空気を中央通路34から
外周通路35にも分配でき、燃焼効率が向上すると共に
、中央の吹抜けがなくなり、温度分布がよくなる。また
、金網33が伝熱促進体となっており、輻射熱を受けと
り、外部へ熱を逃がさないため熱効率が向上する。さら
に、金網33で気化器36へ伝熱するので、液化防止効
果もある。
A wire mesh 33 is provided inside the fuel burner 27, and this wire mesh 33 serves as a porous heat transfer promoter that also serves as a partition plate. That is, the wire mesh 33 can distribute the secondary air from the central passage 34 to the outer peripheral passage 35, improving combustion efficiency, eliminating blow-through in the center, and improving temperature distribution. Furthermore, the wire mesh 33 serves as a heat transfer accelerator, receives radiant heat, and prevents heat from escaping to the outside, improving thermal efficiency. Furthermore, since heat is transferred to the vaporizer 36 through the wire mesh 33, there is also an effect of preventing liquefaction.

この気化器36は、水素バーナ26及び燃料バーナ27
の上部に位置しこの2箇所に橋渡され燃焼による炎から
熱を受は燃料を気化させる受熱部36aと、燃料バーナ
27と略同レベルに位置し気化した燃料ガスを燃料バー
ナ27へ吐出させる吐出部36bと、この両者の間をつ
なぐ連結部36cとにより構成されている。この気化器
36の連結部36cは平面視で燃料バーナ27のループ
の外周より内側に位置するように配置され、その吐出部
36bが下ハウジング12に固定されたブラケット29
に取付けられている。
This carburetor 36 includes a hydrogen burner 26 and a fuel burner 27.
A heat receiving part 36a is located at the upper part of the fuel burner 27 and is bridged between these two places to receive heat from the flame caused by combustion and vaporize the fuel, and a discharge part is located at approximately the same level as the fuel burner 27 and discharges the vaporized fuel gas to the fuel burner 27. It is composed of a portion 36b and a connecting portion 36c that connects the two. The connecting portion 36c of the carburetor 36 is located inside the outer periphery of the loop of the fuel burner 27 in plan view, and its discharge portion 36b is attached to a bracket 29 fixed to the lower housing 12.
installed on.

気化器36の受熱部36aには供給バイブ37が接続さ
れ、供給ポンプ38の駆動で燃料タンク5から燃料例え
ばメタノールが供給される。気化器36の受熱部36a
の中央部36gには気化ヒータ40が設けられ、この気
化ヒータ40で中央部36gが加熱される。この受熱部
36aは水素バーナ26及び燃料バーナ27の上部に位
置して2箇所に橋渡されており、これで通路が長くなり
、燃焼部28からの熱を受けて燃料を効果的に気化させ
ることができる。
A supply vibrator 37 is connected to the heat receiving part 36a of the vaporizer 36, and fuel, for example, methanol, is supplied from the fuel tank 5 by driving a supply pump 38. Heat receiving part 36a of vaporizer 36
A vaporization heater 40 is provided at the central portion 36g, and the central portion 36g is heated by the vaporization heater 40. This heat receiving part 36a is located above the hydrogen burner 26 and the fuel burner 27 and bridges the two parts, which makes the passage longer and allows the fuel to be effectively vaporized by receiving heat from the combustion part 28. I can do it.

気化ヒータ40は駆動初期成いは水素バーナ26及び燃
料バーナ27での発熱量が小さいときに駆動され、この
ときの温度レベルを検知するヒータ制御スイッチ41が
設けられている。ヒータ制御スイッチ41はバイメタル
が用いられ、気化器ヒータ40と直列接続で蓄電池3と
連結され、このヒータ制御スイッチ41やそのリート線
は2次空気の中央通路34中に配置され、この部分は気
化器36の周辺で、しかも最低温部であり、直接炎にさ
らされることもないので、耐熱性の低い安価なスイッチ
を用いることができる。
The vaporization heater 40 is driven initially when the amount of heat generated by the hydrogen burner 26 and the fuel burner 27 is small, and is provided with a heater control switch 41 that detects the temperature level at this time. The heater control switch 41 is made of bimetal, and is connected to the storage battery 3 in series with the vaporizer heater 40. This heater control switch 41 and its rieet wire are arranged in the central passage 34 of the secondary air, and this part is connected to the storage battery 3 in series with the vaporizer heater 40. Since this is the lowest temperature area around the vessel 36 and is not directly exposed to flame, an inexpensive switch with low heat resistance can be used.

気化器36の吐出部36bは燃料バーナ27の供給口部
27d内に挿入され、この供給口部27dはラッパ状に
して絞り部27eが形成されている。これで、気化器3
6の吐出部36bと燃料バーナ27の供給口部27dと
の間には所定の隙間が形成され、気化器36で気化した
燃料ガスを供給するとき、供給口部27d側が負圧にな
り、隙間から一次空気が吸入されて混合される。
The discharge portion 36b of the carburetor 36 is inserted into the supply port 27d of the fuel burner 27, and the supply port 27d is shaped like a trumpet and has a constricted portion 27e formed therein. Now, vaporizer 3
A predetermined gap is formed between the discharge part 36b of No. 6 and the supply port 27d of the fuel burner 27, and when the fuel gas vaporized by the carburetor 36 is supplied, the supply port 27d side becomes negative pressure, and the gap closes. Primary air is drawn in and mixed.

この気化器36及び燃料バーナ27は1ピースのブラケ
ット29に固定されており、これで吐出部36bと供給
口部27dとの間の隙間精度が確保され、その結果1次
空気の吸入量の精度確保が容易である。
The carburetor 36 and the fuel burner 27 are fixed to a one-piece bracket 29, which ensures the accuracy of the gap between the discharge part 36b and the supply port part 27d, resulting in the accuracy of the intake amount of primary air. Easy to secure.

燃料バーナ27は第5図乃至第7図に示すように、上ゲ
ース42と下ケース43とを間に区画プレート44を介
在して接合し、上側通路45と下側通路46が形成され
ている。この上ゲース42の内側にはさらに支持金網4
7が設けられ、この支持金網47でノズル金網48を上
ゲース42に支持しており、このノズル金網48から燃
料ガスが吐出される。区画プレート44のノズル金網4
8の位置に対応して下側通路46と上側通路45とを連
通する連通孔49が形成されており、この連通孔49は
最下流側の間隔を長くして燃料ガスが下側通路46から
上側通路45に供給されるようになっている。
As shown in FIGS. 5 to 7, the fuel burner 27 has an upper gauge 42 and a lower case 43 joined together with a partition plate 44 interposed therebetween, forming an upper passage 45 and a lower passage 46. . There is also a support wire mesh 4 inside the upper gate 42.
7 is provided, and this supporting wire mesh 47 supports a nozzle wire mesh 48 on the upper gauge 42, and fuel gas is discharged from this nozzle wire mesh 48. Nozzle wire mesh 4 of partition plate 44
A communication hole 49 that communicates the lower passage 46 and the upper passage 45 is formed corresponding to the position No. It is supplied to the upper passage 45.

燃料バーナ27及び水素バーナ26の上方位置には点火
装置50が設けられ、さらに燃焼温度を検出する温度検
出センサ51が設けられ、この温度検出センサ51から
の温度情報で装置の制御を行なうようになっている。
An ignition device 50 is provided above the fuel burner 27 and the hydrogen burner 26, and a temperature detection sensor 51 for detecting combustion temperature is also provided, and the device is controlled using temperature information from the temperature detection sensor 51. It has become.

燃料電池用改頁装置の燃焼装置では、気化器36の受熱
部36aには供給ポンプ38の駆動で、燃料タンク5の
燃料が供給バイブ37を介して供給され、この受熱部3
6′aで燃料が水素バーナ26及び燃料バーナ27から
なる燃焼部28の加熱によって気化されて燃料ガスにな
る。その燃料ガスは気化器36の連結部36cから吐出
部36bへ流れて、燃料バーナ27へ吐出されて一次空
気と混合されて燃焼する。
In the combustion device of the fuel cell pagination device, the fuel in the fuel tank 5 is supplied to the heat receiving part 36a of the vaporizer 36 via the supply vibrator 37 by driving the supply pump 38.
At 6'a, the fuel is vaporized by heating in the combustion section 28 consisting of the hydrogen burner 26 and the fuel burner 27, and becomes fuel gas. The fuel gas flows from the connection part 36c of the carburetor 36 to the discharge part 36b, is discharged to the fuel burner 27, and is mixed with primary air and combusted.

一方、水素バーナ26には燃料電池9から余剰の水素が
供給バイブ90から供給されて燃焼される。このように
水素バーナ26及び燃料バーナ27の燃焼によって、加
熱部17及び触媒層13が加熱され、この燃焼によって
加熱室16で生成された加熱ガスは加熱ガス通路15を
経て加熱層14に入り、その中心部から外側に向けてス
パイラル状に流されながら触媒層13を加熱し、最後に
外周の排出部52から大気へ排出される。
On the other hand, excess hydrogen from the fuel cell 9 is supplied to the hydrogen burner 26 from the supply vibrator 90 and is burned. As described above, the heating section 17 and the catalyst layer 13 are heated by the combustion of the hydrogen burner 26 and the fuel burner 27, and the heating gas generated in the heating chamber 16 by this combustion enters the heating layer 14 through the heating gas passage 15. The catalyst layer 13 is heated as it flows spirally from the center outward, and is finally discharged to the atmosphere from the discharge section 52 on the outer periphery.

この加熱部17には供給ポンプ31の駆動によって原料
タンク4から原料が供給され、この原料は加熱部17で
気化されて原料ガスとなって、連結パイプ18を介して
バイブ19から触媒層13へ供給される。この触媒層1
3で原料ガスが反応して改質ガスが得られ、この改質ガ
スは改質ガス出口部21から燃料電池9へ送られ、この
燃料電池9で水素を空気と反応させて木と電気を発生し
、モータ等の負荷22を駆動すると共に、蓄電池3へ充
電する。
A raw material is supplied to this heating section 17 from the raw material tank 4 by driving the supply pump 31, and this raw material is vaporized in the heating section 17 to become a raw material gas, and is sent from the vibrator 19 to the catalyst layer 13 via the connecting pipe 18. Supplied. This catalyst layer 1
In step 3, the raw material gas reacts to obtain reformed gas, and this reformed gas is sent from the reformed gas outlet 21 to the fuel cell 9, where hydrogen is reacted with air to generate wood and electricity. This generates energy, drives a load 22 such as a motor, and charges the storage battery 3.

このように、加熱部17及び触媒層13を加熱する水素
バーナ26及び燃料バーナ27の燃焼部28はループ状
に形成されており、これで燃焼部28の内側を高温雰囲
気にすることがで診る。そして、気化器36の受熱部3
6aは燃焼部28の上方に位置し燃焼による炎から熱を
受けて燃料を気化させる。この気化された燃料ガスは連
結部36cを通って吐出部36bから燃料バーナ27に
吐出されるが、この連結部36cは平面視で燃料バーナ
27のループの外周より内側に位置しており、気化器3
6の受熱部36a以外の連結部36Cにおいても、多く
の熱を受けることができ燃料が効果的に気化される。
In this way, the combustion section 28 of the hydrogen burner 26 and the fuel burner 27 that heat the heating section 17 and the catalyst layer 13 is formed in a loop shape, and this creates a high-temperature atmosphere inside the combustion section 28. . Then, the heat receiving part 3 of the vaporizer 36
6a is located above the combustion section 28 and receives heat from the flame caused by combustion to vaporize the fuel. This vaporized fuel gas passes through the connection part 36c and is discharged from the discharge part 36b to the fuel burner 27, but this connection part 36c is located inside the outer periphery of the loop of the fuel burner 27 in plan view. Vessel 3
The connecting portion 36C other than the heat receiving portion 36a of No. 6 can also receive a large amount of heat, and the fuel can be effectively vaporized.

また、気化器36の連結部36cを平面視で燃料バーナ
27のループの外周より内側に位置させることで、燃料
バーナ27の外側に気化器36が突出することがなくな
り、装置がコンパクトになる。
Further, by locating the connecting portion 36c of the carburetor 36 inside the outer periphery of the loop of the fuel burner 27 in plan view, the carburetor 36 does not protrude outside the fuel burner 27, making the device compact.

さらに、気化器36が高温部に位置するため、伝導及び
輻射による伝熱効果により、気化能力が高い、このため
、気化器36をコンパクトにでき、さらに気化器36全
体が周囲から加熱されるので保温効果があり、燃料が凝
縮しない。
Furthermore, since the vaporizer 36 is located in a high temperature area, the vaporization ability is high due to the heat transfer effect by conduction and radiation. Therefore, the vaporizer 36 can be made compact, and furthermore, the entire vaporizer 36 is heated from the surroundings. It has a heat retention effect and does not condense fuel.

また、気化器36は第1図に示すように、その長手方向
が車両前後方向に配置されており、走行時の傾斜による
影響を少なくしている。
Further, as shown in FIG. 1, the carburetor 36 is arranged with its longitudinal direction extending in the front-rear direction of the vehicle, thereby reducing the influence of inclination during driving.

さらに、気化器36の受熱部36aに例えばフィンを設
けてもよく、このフィンを設けることで受熱部36gの
表面積を多くすることができ、その結果加熱効果を向上
させることができる。
Furthermore, the heat receiving section 36a of the vaporizer 36 may be provided with, for example, fins, and by providing these fins, the surface area of the heat receiving section 36g can be increased, and as a result, the heating effect can be improved.

また、燃料バーナ27は気化器36の受熱部36aが配
置される位置で燃料ガスの噴出口を増加させ、これによ
り火炎を強力にすることで、気化器36側の受熱量を大
きくすると共に、燃焼バーナ2フ側としての炎をバラン
スさせて出力量を均等にさせることができる。
In addition, the fuel burner 27 increases the number of fuel gas jet ports at the position where the heat receiving part 36a of the vaporizer 36 is arranged, thereby making the flame more powerful, increasing the amount of heat received on the side of the vaporizer 36, and The flame on the combustion burner 2 side can be balanced and the output amount can be made equal.

第8図はこの発明の燃焼装置の他の実施例の平面図、第
9図は第8刃のIX−IX断面図である。
FIG. 8 is a plan view of another embodiment of the combustion device of the present invention, and FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX of the eighth blade.

この実施例では、気化器36の受熱部36aを略半分に
短縮し、水素バーナ26及び燃料バーナ27のla1所
に橋渡したもので、連結部36cに気化ヒータ40を設
けている。気化器36の受熱部36aを略半分に短縮す
ることで、水素バーナ26及び燃料バーナ27の炎を遮
断する部分を少なくしている。
In this embodiment, the heat receiving section 36a of the vaporizer 36 is shortened to approximately half, and is bridged between the hydrogen burner 26 and the fuel burner 27 at la1, and a vaporization heater 40 is provided at the connecting section 36c. By shortening the heat receiving portion 36a of the vaporizer 36 by approximately half, the portion that blocks the flames of the hydrogen burner 26 and the fuel burner 27 is reduced.

第10図はこの発明の燃焼装置のざらに他の実施例の平
面図、第11図は第10図の側面図である。
FIG. 10 is a plan view of another embodiment of the combustion apparatus of the present invention, and FIG. 11 is a side view of FIG. 10.

この実施例では、燃焼部60がループ部の一部を切欠い
たC型に形成されており、気化器61の連結部61aが
平面視でループの外周より内側に位置するように配置さ
れ、この切欠き部に気化器61の連結部61aが位置し
、吐出部61bから燃焼部60へ燃料ガスが供給され、
受熱部61cは燃焼部60の上方に位置している。
In this embodiment, the combustion part 60 is formed in a C-shape with a part of the loop part cut out, and the connecting part 61a of the carburetor 61 is arranged so as to be located inside the outer periphery of the loop in plan view. A connecting part 61a of the carburetor 61 is located in the notch, and fuel gas is supplied from the discharge part 61b to the combustion part 60,
The heat receiving section 61c is located above the combustion section 60.

第12図はこの発明の燃焼装置のさらに他の実施例の平
面図である。
FIG. 12 is a plan view of still another embodiment of the combustion apparatus of the present invention.

この実施例では、独立した4個のバーナ7oをループ状
に配置し、これで燃焼部71がループ状に形成されてい
る。気化器72の連結部72aが平面視でループ状の外
周より内側に位置するように配置され、気化器72の吐
出部72bがバーナ70に連結され、受熱部72cがバ
ーナ7oの上方に位置している。
In this embodiment, four independent burners 7o are arranged in a loop shape, thereby forming a combustion section 71 in a loop shape. The connecting portion 72a of the vaporizer 72 is arranged to be located inside the loop-shaped outer periphery in plan view, the discharge portion 72b of the vaporizer 72 is connected to the burner 70, and the heat receiving portion 72c is located above the burner 7o. ing.

なお、燃焼部は前記のようなループ状の他に、例えば楕
円状または四角形状等のループ状に形成することができ
る。
In addition to the above-mentioned loop shape, the combustion part can be formed in a loop shape such as an elliptical shape or a square shape.

[発明の効果] 前記したように、この発明は、燃焼部をループ状に形成
すると共に、気化器の連結部をループの外周より内側に
位置するように配置しており、燃焼部をループ状に形成
することで、燃焼部の内側を高温雰囲気にすることがで
き、しかも気化器の連結部が燃焼部のループの外周より
内側に位置している。従って、気化器の受熱部具外の連
結部においても、多くの熱を受けて燃料を気化させるこ
とができ、燃焼効率を損ねることなく多くの燃料気化量
を確保することが可能になる。
[Effects of the Invention] As described above, in the present invention, the combustion section is formed in a loop shape, and the connection section of the carburetor is located inside the outer periphery of the loop, and the combustion section is formed in a loop shape. By forming this, a high-temperature atmosphere can be created inside the combustion section, and the connecting portion of the carburetor is located inside the outer periphery of the loop of the combustion section. Therefore, it is possible to vaporize the fuel by receiving a large amount of heat even at the connecting portion outside the heat receiving member of the vaporizer, and it is possible to secure a large amount of fuel vaporized without impairing combustion efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の燃焼装置を備える燃料電池用改頁装
置を搭載した電気自動車の平面図、第2図はこの発明の
燃焼装置を備える燃料電池用改質装置の平面図、第3図
は第2図のm −II+断面図、第4図はこの発明の燃
焼装置の平面図、第5図は燃料バーナと気化器の組付け
た状態の平面図、第6図はN5図を矢印方向から視た側
面図、第7図は第5図の■−■断面図、′t%8図はこ
の発明の燃焼装置の他の実施例の平面図、第9図はis
図のIX−EX断面図、第10図はこの発明の燃焼装置
のさらに他の実施例の平面図、y、s1図は第10図の
側面図、1@12図はこの発明の燃焼装置のさらに他の
実施例の平面図である。 図中符号1は電気自動車、2は燃料電池装置、3は蓄電
池、4は原料タンク、5は燃料タンク、8は制御装置、
9は燃料電池、10は燃料電池用改頁装置、16は加熱
室、17は加Il!11部、36゜61.71は気化器
、36a、61c、71cは受熱部、36b、61b、
71bは吐出部、36c、61a、7+aは連結部、6
0.70は燃焼部である。 第2図 第4図 115  図 第6図 第7図 第10図 7−’  61e1 1b 第11図 第12図
FIG. 1 is a plan view of an electric vehicle equipped with a fuel cell page changing device equipped with the combustion device of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a fuel cell reformer equipped with the combustion device of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view at m-II+ in Fig. 2, Fig. 4 is a plan view of the combustion device of the present invention, Fig. 5 is a plan view of the assembled state of the fuel burner and carburetor, and Fig. 6 is an arrow pointing to Fig. N5. FIG. 7 is a sectional view taken along the line ■-■ of FIG. 5, FIG.
FIG. 10 is a plan view of still another embodiment of the combustion device of the present invention, y and s1 are side views of FIG. 10, and FIG. FIG. 7 is a plan view of still another embodiment. In the figure, numeral 1 is an electric vehicle, 2 is a fuel cell device, 3 is a storage battery, 4 is a raw material tank, 5 is a fuel tank, 8 is a control device,
9 is a fuel cell, 10 is a page break device for fuel cells, 16 is a heating chamber, and 17 is an addition unit! Part 11, 36°61.71 is a vaporizer, 36a, 61c, 71c are heat receiving parts, 36b, 61b,
71b is a discharge part, 36c, 61a, 7+a are connection parts, 6
0.70 is the combustion part. Figure 2 Figure 4 115 Figure 6 Figure 7 Figure 10 Figure 7-' 61e1 1b Figure 11 Figure 12

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 触媒層を加熱する燃焼部と、この燃焼部に燃料を気化し
て供給する気化器とを備え、前記触媒層で原料ガスを反
応させて得られる改質ガスを燃料電池へ供給する燃料電
池用改質装置において、前記燃焼部をループ状に形成す
ると共に、前記気化器は前記燃焼部の上方に位置する受
熱部と、前記燃焼部と略同レベルに位置する吐出部と、
この両者の間をつなぐ連結部とより構成され、この連結
部を前記燃焼部のループの外周より内側に位置するよう
に配置したことを特徴とする燃料電池用改質装置の燃焼
装置。
For fuel cells, which includes a combustion section that heats a catalyst layer, and a vaporizer that vaporizes and supplies fuel to the combustion section, and supplies reformed gas obtained by reacting raw material gas in the catalyst layer to the fuel cell. In the reformer, the combustion section is formed in a loop shape, and the vaporizer includes a heat receiving section located above the combustion section, and a discharge section located at approximately the same level as the combustion section;
A combustion device for a reformer for a fuel cell, comprising a connecting portion that connects the two, and the connecting portion is located inside the outer periphery of the loop of the combustion portion.
JP2339602A 1990-11-30 1990-11-30 Combustion device of apparatus for modifying fuel cell Pending JPH04200737A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6390030B1 (en) 1999-06-03 2002-05-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel reformer for mounting on a vehicle

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6390030B1 (en) 1999-06-03 2002-05-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel reformer for mounting on a vehicle

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