(57)【要約】【課題】組立て時の作業性を良好にできると共に、従来よりも生産性を向上できる燃料電池用改質器を提供する。【解決手段】それぞれ正面視して長方形状の第１、第２の扁平皿形容器１１、１２の周縁に設けられた鍔部１５、１７を仕切り板２４を介して重ね合わせたケーシング１０が複数並べられ、ケーシング１０内には改質材が配置された燃料電池用改質器において、隣り合うケーシング１０の当接面には、一方に凹部４３、４５が他方が凹部４３、４５と係合する凸部４４、４６からなる連結部３５〜４２が複数設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ正面視して長方形状の第１、第２の扁平皿形容器の周縁に設けられた鍔部を仕切り板を介して重ね合わせたケーシングが複数並べられ、該ケーシング内には改質材が配置された燃料電池用改質器において、
隣り合う前記ケーシングの当接面には、一方に凹部が他方が該凹部と係合する凸部からなる連結部が複数設けられていることを特徴とする燃料電池用改質器。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池用改質器において、隣り合う前記ケーシングの第１、第２の扁平皿形容器には、それぞれ同一数の前記凹部及び前記凸部が設けられていることを特徴とする燃料電池用改質器。
【請求項３】
請求項２記載の燃料電池用改質器において、前記凹部及び前記凸部は対となって、前記第１、第２の扁平皿形容器の四隅に設けられていることを特徴とする燃料電池用改質器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用の改質器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、都市ガス又はＬＰガスの原料ガスから生成させた水素を空気と反応させることにより発電する燃料電池が使用されている。ここで、原料ガスから水素を生成させる装置としては、原料ガスと水を触媒の存在下で反応させて水素を生成させる燃料電池用改質器（以下、単に改質器ともいう）が使用されている。
この燃料電池用改質器には、例えば、特許文献１、２のように、水素を生成させる触媒等を収納する円筒型のケーシングを使用した改質器と、特許文献３、４のように、触媒等を収納した平板型のケーシングを複数並べて配置した改質器がある。なお、本願発明は、後者に関するものであるため、以下、平板型のケーシングを使用した燃料電池用改質器について説明する。
【０００３】
図３（Ａ）に示すように、燃料電池用改質器５０は、改質触媒や酸化触媒、又は脱硫触媒等が充填された複数のケーシング５１〜６０と、図示しない断熱材、排熱回収用熱交換器、及びヒータとを有している。この複数のケーシング５１〜６０は、隣り合うケーシング５１〜６０の側壁の広面を当接させて一体としており、しかも各ケーシング５１〜６０間は、原料ガス、空気、水、又は変成処理ガスが流れる配管６１〜６９等により、それぞれ接続されている。
このように構成することで、原料ガスを水と触媒下で反応させ、原料ガスを改質して、水素リッチな変成処理ガスを生成できる。なお、変成処理ガスの生成の詳細内容については、前記した特許文献３、４に開示されているため、ここでは省略する。
【０００４】
図３（Ｂ）、図４に示すように、燃料電池用改質器５０を構成する１つのケーシング、例えば、ケーシング５８は、仕切り板７０を中心としてその両側に、周囲に鍔部７１、７２がそれぞれ形成された２つの扁平皿形容器７３、７４が、それぞれの開口部７５、７６を仕切り板７０の表面に向け、鍔部７１、７２を仕切り板７０に当接させた状態で取付けられたものである。この仕切り板７０と各扁平皿形容器７３、７４とで形成される第１、第２の空間部７７、７８の原料ガスの入側と出側には、触媒を保持する触媒保持板７９、８０が設けられている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５１６０７号公報
【特許文献２】特開平９−３０９７０２号公報
【特許文献３】特開２００４−５９３５９号公報
【特許文献４】特開２００７−３２６７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の燃料電池用改質器５０を構成する複数のケーシング５１〜６０には、隣り合うケーシング５１〜６０の位置決め用の目印がないため、燃料電池用改質器５０の組立てを行う際には、例えば、治具を使用したり、また目分量で行っていた。
このため、燃料電池用改質器５０の組立て時の作業性が悪かった。また、隣り合うケーシング５１〜６０同士の位置決め精度が悪く、前記した配管の取付け位置に誤差が生じて、配管の取付け時の作業性も悪かった。そして、このように、位置決め精度が悪い状態で、隣り合うケーシングの配管同士を溶接により接続した場合には、これらを分離して再度接続し直す必要もあり、作業工程数が増加して燃料電池用改質器の生産性が低下する問題もあった。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、組立て時の作業性を良好にできると共に、従来よりも生産性を向上できる燃料電池用改質器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的に沿う本発明に係る燃料電池用改質器は、それぞれ正面視して長方形状の第１、第２の扁平皿形容器（偏平皿形容器）の周縁に設けられた鍔部を仕切り板を介して重ね合わせたケーシングが複数並べられ、該ケーシング内には改質材が配置された燃料電池用改質器において、
隣り合う前記ケーシングの当接面には、一方に凹部が他方が該凹部と係合する凸部からなる連結部が複数設けられている。
【０００９】
本発明に係る燃料電池用改質器において、隣り合う前記ケーシングの第１、第２の扁平皿形容器には、それぞれ同一数の前記凹部及び前記凸部が設けられていることが好ましい。
【００１０】
本発明に係る燃料電池用改質器において、前記凹部及び前記凸部は対となって、前記第１、第２の扁平皿形容器の四隅に設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１〜３記載の燃料電池用改質器は、隣り合うケーシングの当接面に、一方に凹部、他方に凸部からなる連結部が複数設けられているので、隣り合うケーシングの位置決めが容易にできる。これにより、組立て時の作業性を向上できると共に、生産性よく燃料電池用改質器を製造できる。
【００１２】
特に、請求項３記載の燃料電池用改質器は、凹部と凸部が対となって各扁平皿形容器の四隅に設けられているので、隣り合うケーシング同士の位置決めをより確実にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る燃料電池用改質器の正面図、側断面図、背面図、図２は同燃料電池用改質器の隣り合うケーシングの連結部の部分拡大側断面図である。
【００１４】
図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る燃料電池用改質器（以下、単に改質器ともいう）は、原料ガスと水（水蒸気）を触媒の存在下で反応させて水素を生成させるものである。この燃料電池用改質器は、前記したように、改質触媒や酸化触媒、又は脱硫触媒等（改質材の一例）が充填された複数（例えば、２〜２０個程度）のケーシングで構成されるものであるため、ここでは、燃料電池用改質器を構成する３つのケーシング１０を接続した状態について説明する。なお、図１（Ｂ）においては、上記した触媒の図示を省略している。
【００１５】
ケーシング１０は、第１、第２の扁平皿形容器１１、１２を備える外側ケース１３を有している。
正面視して角部が丸くなった長方形状の第１の扁平皿形容器１１は、底部が広面となって上部に開口部１４を有する扁平皿型に形成され、この開口側周縁には、鍔部１５が設けられている。また、第２の扁平皿形容器１２も、正面視して角部が丸くなった長方形状であって、底部が広面となって上部に開口部１６を有する扁平皿型に形成されたものであり、この開口側周縁には、鍔部１７が設けられている。
各第１、第２の扁平皿形容器１１、１２に設けられた鍔部１５、１７は、それぞれ扁平皿形容器１１、１２の広面（底面）と平行となるように形成されている。
【００１６】
第１、第２の扁平皿形容器１１、１２の鍔部１５、１７を合わせて立設した状態において、上部及び下部となる位置には、例えば、原料ガス、空気、水、又は変成処理ガスを流す配管を接続するための接続部１８〜２１が取付けられている。また、第１、第２の扁平皿形容器１１、１２の上下方向と幅方向の中央部には、改質触媒や酸化触媒の触媒を装入するための触媒充填口２２、２３が形成されている。
なお、第１の扁平皿形容器１１と第２の扁平皿形容器１２は、後述する細かい形状を除いては、同一形状となっている。
以上の構成により、第１、第２の扁平皿形容器１１、１２の開口部１４、１６を向かい合わせた状態で、各鍔部１５、１７を合致させることにより、外側ケース１３が形成される。
【００１７】
外側ケース１３の第１、第２の扁平皿形容器１１、１２の鍔部１５、１７の間には、仕切り板２４の周縁部２５が挟持されている。
この仕切り板２４は、その外周が、第１、第２の扁平皿形容器１１、１２の鍔部１５、１７の外周と同じ、又はそれより僅かに大きくなっており、各扁平皿形容器１１、１２の鍔部１５、１７と仕切り板２４の周縁部２５とが、例えば、溶接により溶着されている。なお、仕切り板２４には、複数の補強用リブ２６〜２８が形成されている。
このように、第１、第２の扁平皿形容器１１、１２の鍔部１５、１７を、仕切り板２４を介して重ね合わせることで、外側ケース１３内が、第１の扁平皿形容器１１と仕切り板２４で形成される第１の空間部２９と、第２の扁平皿形容器１２と仕切り板２４で形成される第２の空間部３０とに区分される。
【００１８】
この第１、第２の空間部２９、３０の上部と下部には、それぞれ第１、第２の空間部２９、３０の幅方向に渡って触媒保持板３１〜３４が配置されている。
この各触媒保持板３１〜３４は、多数の小孔が形成された１枚の金属板、即ちパンチングメタルを折り曲げ成形したものであり、内部に充填する触媒を保持すると共に、原料ガスの流れを確保するものである。
これにより、第１の空間部２９内の仕切り板２４、上下の触媒保持板３１、３２、及び第１の扁平皿形容器１１の底部で囲まれる領域と、第２の空間部３０内の仕切り板２４、上下の触媒保持板３３、３４、及び第２の扁平皿形容器１２の底部で囲まれる領域に、触媒（図示しない）を充填できる。
【００１９】
図１（Ｂ）、図２に示すように、隣り合うケーシング１０は、複数の連結部３５〜４２を介して当接配置されている。
隣り合う外側ケース１３の上側当接面の両側部には、２つの連結部３５、３６と２つの連結部３７、３８がそれぞれ設けられ、また隣り合う外側ケース１３の下側当接面の両側部には、２つの連結部３９、４０と２つの連結部４１、４２がそれぞれ設けられている。
この連結部３５（連結部３７、３９、４１も同様）は、隣り合う一方側のケーシング１０の外側ケース１３を構成する第１の扁平皿形容器１１に形成された凹部４３と、他方側のケーシング１０の外側ケース１３を構成する第２の扁平皿形容器１２に形成され、凹部４３に嵌め込まれて係合する凸部４４とで構成される。また、連結部３６（連結部３８、４０、４２も同様）は、他方側のケーシング１０の第２の扁平皿形容器１２に形成された凹部４５と、一方側のケーシング１０の第１の扁平皿形容器１１に形成され、凹部４５に嵌め込まれて係合する凸部４６とで構成される。
【００２０】
このように、隣り合う一方側のケーシング１０の第１の扁平皿形容器１１には、４個の凹部４３と凸部４６が設けられ、他方側のケーシング１０の第２の扁平皿形容器１２にも、４個の凹部４５と凸部４４が設けられている。従って、第１、第２の扁平皿形容器１１、１２には、それぞれ同一数（例えば、２〜８個程度、ここでは、４個）の凹部及び凸部が設けられている。
また、隣り合う一方側のケーシング１０の第１の扁平皿形容器１１には、凹部４３と凸部４６が対となって、第１の扁平皿形容器１１の四隅に設けられている。そして、他方側のケーシング１０の第２の扁平皿形容器１２にも、凹部４５と凸部４４が対となって、第２の扁平皿形容器１２の四隅に設けられている。
なお、隣り合うケーシング１０の上側に設けられた連結部３５〜３８と、下側に設けられた連結部３９〜４２との間には、従来公知のマイカヒータ等（平板状のヒータ）を収納するヒータ収納部４７が設けられている。
【００２１】
このように、複数（例えば、２〜１６個程度、ここでは８個）の連結部３５〜４２を使用することで、隣り合うケーシング１０の位置決めを容易にできる。
また、ここでは、一箇所に、例えば、外側ケース１３の上側の片側部に複数（例えば、２〜４個程度、ここでは２個）の連結部３５、３６を設けているが、１個でもよい。そして、一箇所に設けられた複数の連結部の凹凸の向きを逆にしているが、同一方向にしてもよい。更に、隣り合うケーシングごとに、凹部と凸部の組み合わせの位置、又は凹部と凸部の形成ピッチを変えることで、複数のケーシングを一体とする際に、各ケーシングの配置位置を間違えることなく、燃料電池用改質器を製造できる。
以上に示した連結部３５〜４２を構成する凹部４３、４５と凸部４４、４６は、第１、第２の扁平皿形容器１１、１２に対してプレスすることにより形成できる。
【００２２】
このように、複数のケーシング１０を、連結部３５〜４２を介して隣り合わせることで、隣り合うケーシング１０同士の位置決めができる。
【００２３】
続いて、本発明の一実施の形態に係る燃料電池用改質器のケーシング１０の製造方法について説明する。
まず、第１、第２の扁平皿形容器１１、１２、仕切り板２４、及び４つの触媒保持板３１〜３４を準備する。
次に、各触媒保持板３１〜３４を、第１、第２の扁平皿形容器１１、１２内面の上部及び下部に、溶接によりそれぞれ取付ける。そして、仕切り板２４の両側から、第１、第２の扁平皿形容器１１、１２の開口部１４、１６を向かい合わせた（対向させた）状態で、鍔部１５、１７の表面を仕切り板２４の周縁部２５の表面に当接させる。
このように当接させた各扁平皿形容器１１、１２の鍔部１５、１７と仕切り板２４の周縁部２５とを、例えば、溶接により溶着した後、触媒充填口２２、２３を介して、第１、第２の空間部２９、３０内に、それぞれ触媒を充填し、この触媒充填口２２、２３を塞ぐ。
【００２４】
以上の方法で製造した複数のケーシング１０を、複数の連結部３５〜４２を介して隣り合わせて配置する。このとき、隣り合うケーシング１３の第１の扁平皿形容器１１に形成された凹部４３内に、第２の扁平皿形容器１２に形成された凸部４４を嵌め込むと共に、第２の扁平皿形容器１２に形成された凹部４５内に、第１の扁平皿形容器１１に形成された凸部４６を嵌め込む。
また、各ヒータ収納部４７内には、予めヒータを配置する。
この複数のケーシング１０を、その側壁の当接面で当接させて一体とした後、各ケーシング１０間を配管により接続することで、燃料電池用改質器として使用する。
【００２５】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の燃料電池用改質器を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、外側ケースを構成する第１、第２の扁平皿形容器に補強用リブを形成しなかったが、勿論形成してもよく、また、仕切り板に形成した補強用リブは、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る燃料電池用改質器の正面図、側断面図、背面図である。
【図２】同燃料電池用改質器の隣り合うケーシングの連結部の部分拡大側断面図である。
【図３】（Ａ）は従来例に係る燃料電池用改質器の斜視図、（Ｂ）は燃料電池用改質器を構成する１つのケーシングの斜視図である。
【図４】同ケーシングの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０：ケーシング、１１：第１の扁平皿形容器、１２：第２の扁平皿形容器、１３：外側ケース、１４：開口部、１５：鍔部、１６：開口部、１７：鍔部、１８〜２１：接続部、２２、２３：触媒充填口、２４：仕切り板、２５：周縁部、２６〜２８：補強用リブ、２９：第１の空間部、３０：第２の空間部、３１〜３４：触媒保持板、３５〜４２：連結部、４３：凹部、４４：凸部、４５：凹部、４６：凸部、４７：ヒータ収納部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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