(57)【要約】【課題】流路の目詰まりを抑制可能な触媒粉分離装置を提供する。【解決手段】本発明の触媒粉分離装置は、脱硫器から流入した液体燃料から磁性を有する触媒粉Ｃを分離する触媒粉分離装置１１である。触媒粉分離装置１１は、液体燃料の流れを滞留させる滞留室２１と、この滞留室２１に連通する流入路３１及び流出路３２と、フィルタ２８と、永久磁石２５と、を備える。フィルタ２８は、滞留室２１内の少なくとも一部の領域Ａ１，Ａ２に面して、領域Ａ１，Ａ２より流出口２６側に配置されている。永久磁石２５は、触媒粉Ｃに対して、滞留室２１内の領域Ａ１，Ａ２からフィルタ２８へ向かう方向と反れた方向に働く磁力を発揮して、触媒粉Ｃを捕捉する。【選択図】図２
2010005596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒反応容器から流入した流体から磁性を有する触媒粉を分離する触媒粉分離装置であって、
前記流体を滞留させる滞留室と、
前記滞留室の流入口と連通する流入路と、
前記滞留室の流出口と連通する流出路と、
濾過により、前記滞留室から流出する前記流体から前記触媒粉を分離するフィルタと、
磁力により、前記滞留室から流出する前記流体から前記滞留室内の前記触媒粉を分離する磁界発生手段と、
を備え、
前記磁界発生手段は、前記滞留室内に流入した前記触媒粉に対して、前記フィルタへ向かう方向と反れた方向に働く磁力を発揮すること特徴とする触媒粉分離装置。
【請求項２】
前記滞留室は、側壁と、前記側壁の延在方向と交差する上壁及び底壁とによって画成されており、
前記流入路は、前記側壁において前記滞留室の前記流入口に連通されており、
前記流出路は、前記上壁において前記滞留室の前記流出口に連通されていることを特徴とする請求項１に記載の触媒粉分離装置。
【請求項３】
前記フィルタは、有底の筒状に形成され、前記フィルタの底部が前記滞留室を画成する前記底壁側に位置した状態で、前記フィルタは前記滞留室内に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の触媒粉分離装置。
【請求項４】
前記磁界発生手段は、前記底壁に配置された永久磁石であることを特徴とする請求項２又は３に記載の触媒粉分離装置。
【請求項５】
磁性を有する脱硫触媒を用いて、原燃料を脱硫して液体燃料を生成する脱硫器と、
前記液体燃料を改質して改質ガスを生成する改質器と、
前記改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、
を備える燃料電池システムにおいて、
前記脱硫器と前記改質器との間に配置されたキャピラリチューブと、
前記キャピラリチューブの上流側に配置され、前記脱硫器から流入する前記液体燃料から前記脱硫触媒の触媒粉を分離する触媒粉分離装置と、
を備え、
前記触媒粉分離装置は、
前記液体燃料を滞留させる滞留室と、
前記滞留室の流入口と連通する流入路と、
前記滞留室の流出口と連通する流出路と、
濾過により、前記滞留室から流出する前記液体燃料から前記触媒粉を分離するフィルタと、
磁力により、前記滞留室から流出する前記液体燃料から前記触媒粉を分離する磁界発生手段と、
を有し、
前記磁界発生手段は、前記滞留室内に流入した前記触媒粉に対して、前記フィルタへ向かう方向と反れた方向に働く磁力を発揮することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項６】
脱硫触媒を用いて、原燃料を脱硫して液体燃料を生成する脱硫器と、
磁性を有する改質触媒を用いて、前記液体燃料を改質して改質ガスを生成する改質器と、
前記改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、
を備える燃料電池システムにおいて、
前記改質器から流入する前記改質ガスから前記改質触媒の触媒粉を分離する触媒粉分離装置と、
を備え、
前記触媒粉分離装置は、
前記改質ガスを滞留させる滞留室と、
前記滞留室の流入口と連通する流入路と、
前記滞留室の流出口と連通する流出路と、
濾過により、前記滞留室から流出する前記改質ガスから前記触媒粉を分離するフィルタと、
磁力により、前記滞留室から流出する前記改質ガスから前記触媒粉を分離する磁界発生手段と、
を有し、
前記磁界発生手段は、前記滞留室内に流入した前記触媒粉に対して、前記フィルタへ向かう方向と反れた方向に働く磁力を発揮することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項７】
前記原燃料は、灯油であることを特徴とする請求項５又は６に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記原燃料の前記脱硫器への供給速度が１００ml/min以下であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記脱硫触媒は、Ｎｉを含有することを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体から触媒粉を分離する触媒粉分離装置、及び、この触媒粉分離装置を備える燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、流体から磁性を有する異物を分離する技術が記載されている。空気を吸入するブロアの前に、棒状の永久磁石材を格子状に配して形成された永久磁石格子を配置して、空気中の異物である鉄粉を永久磁石格子で捕捉する。空気は、永久磁石格子の空隙を通ってブロアに吸収される。
【特許文献１】特開２００６−２６１０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、流体に触媒反応を施して目的の反応物を得るために、触媒を充填した触媒反応容器内へ流体を供給し、触媒反応容器内で触媒反応を経て流出する反応物を得る方法がある。このようにして得た反応物には、触媒粉が含まれている場合がある。この場合、反応物が下流側の装置を流れる際に、下流側の流路が触媒粉によって詰まる虞がある。そこで、本発明者らは、この触媒粉が磁性を有しているので、反応物である流体から触媒粉を分離するために、上記特許文献１の技術を適用することを試みた。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の技術を、触媒反応容器から流出する流体から磁性有する触媒粉を分離する技術に適用すると、永久磁石格子の空隙に触媒粉が詰まることにより、流路の目詰まりが発生する。しかし、永久磁石格子の目を粗くすると、下流側に触媒粉が流れて、下流側において流路の目詰まりが発生する虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は、流路の目詰まりを抑制可能な触媒粉分離装置、及び、燃料電池システム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】
【０００６】
本発明の触媒粉分離装置は、触媒反応容器から流入した流体から磁性を有する触媒粉を分離する触媒粉分離装置であって、流体を滞留させる滞留室と、滞留室の流入口と連通する流入路と、滞留室の流出口と連通する流出路と、濾過により、滞留室から流出する流体から触媒粉を分離するフィルタと、磁力により、滞留室から流出する流体から滞留室内の触媒粉を分離する磁界発生手段と、を備え、磁界発生手段は、滞留室内に流入した触媒粉に対して、フィルタへ向かう方向と反れた方向に働く磁力を発揮すること特徴とする。
【０００７】
本発明の触媒粉分離装置では、流体が流入路から滞留室に流入すると、流れが滞り、フィルタを通って流出路を流れて流出する。流体が滞留室に流入すると、流体の下流へ向かう流速が弱まると共に、流体に含まれる触媒粉は、フィルタへ向かう方向と反れた方向に働く磁力を受けるので、触媒粉は、フィルタから反れた方向へ引き付けられる。このため、流体から触媒粉を分離することができる。また、触媒粉をフィルタから反れた方向へ引き付けて捕捉するので、フィルタに触媒粉が詰まることを抑制できる。また、触媒粉分離装置において流体から触媒粉を分離して捕捉するので、触媒粉分離装置の下流側の流路で発生する目詰まりを抑制できる。
【０００８】
本発明の触媒粉分離装置では、滞留室は、側壁と、側壁の延在方向と交差する上壁及び底壁とによって画成されており、流入路は、側壁において滞留室の流入口に連通されており、流出路は、上壁において滞留室の流出口に連通されていることも好ましい。
【０００９】
この場合、滞留室の側壁から流入した流体は、効果的に滞留室内で滞留して、流出口に向かう。このため、流体に含まれる触媒粉は、磁力によりフィルタから反れた方向に引き付けられ易くなる。よって、フィルタに触媒粉が詰まることをより抑制できる。
【００１０】
本発明の触媒粉分離装置では、フィルタは、有底の筒状に形成され、フィルタの底部が滞留室を画成する底壁側に位置した状態で、フィルタは滞留室内に配置されていることも好ましい。
【００１１】
この場合、フィルタは、有底の筒状に形成されているので、平面状の場合より表面積を大きくすることができる。このため、フィルタの目詰まりをより抑制できる。また、フィルタの側面は、滞留室の側壁と対向し、フィルタの底面は滞留室の底壁に対向することとなるので、流体は、滞留室の側壁に形成された流入口から流入し、フィルタの側面と底面とを通過して、滞留室から流出する。流体の一部は、フィルタの底面と滞留室の底壁に達する。この一部の流体は、フィルタが存在することにより、流出口へ向かう流速が低下する。このため、流体に含まれる触媒粉に対して、磁力が作用し易くなり、触媒粉が、フィルタへ向かう方向と反れた方向に流れ易くなる。このため、触媒粉の捕捉率を向上させることができる。よって、フィルタに触媒粉が詰まることを更に抑制できる。
【００１２】
本発明の触媒粉分離装置では、磁界発生手段は、底壁に配置された永久磁石であることも好ましい。
【００１３】
この場合、電力等のエネルギーを用いることなしに、永久磁石により、滞留室内の触媒粉に対して、フィルタへ向かう方向と反れた方向に働く磁力を発揮することができる。
【００１４】
本発明の燃料電池システムは、磁性を有する脱硫触媒を用いて、原燃料を脱硫して液体燃料を生成する脱硫器と、液体燃料を改質して改質ガスを生成する改質器と、改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、を備える燃料電池システムにおいて、脱硫器と改質器との間に配置されたキャピラリチューブと、キャピラリチューブの上流側に配置され、脱硫器から流入する液体燃料から脱硫触媒の触媒粉を分離する触媒粉分離装置と、を備え、触媒粉分離装置は、液体燃料を滞留させる滞留室と、滞留室の流入口と連通する流入路と、滞留室の流出口と連通する流出路と、濾過により、滞留室から流出する液体燃料から触媒粉を分離するフィルタと、磁力により、滞留室から流出する液体燃料から触媒粉を分離する磁界発生手段と、を有し、磁界発生手段は、滞留室内に流入した触媒粉に対して、フィルタへ向かう方向と反れた方向に働く磁力を発揮することを特徴とする。
【００１５】
本発明の燃料電池システムでは、脱硫器の下流側にキャピラリチューブが配置されている。そのため、キャピラリチューブの内径や長さを適宜選択することで、高価なポンプを用いることなく、脱硫器内の圧力を高めることができ、原燃料を脱硫器へ低流量で送液できる。このキャピラリチューブの上流側に触媒粉分離装置が配置されているので、脱硫器から流出する液体燃料に含まれる脱硫触媒の触媒粉を分離することができる。このため、触媒粉分離装置の下流に配置されたキャピラリチューブに、触媒粉が詰まることを抑制できる。
【００１６】
また、触媒粉分離装置では、液体燃料が流入路から滞留室に流入すると、流れが滞り、フィルタを通って流出路を流れて流出する。液体燃料が滞留室内に流入すると、液体燃料の下流へ向かう流速が弱まると共に、液体燃料に含まれる触媒粉は、フィルタへ向かう方向と反れた方向に働く磁力を受けるので、触媒粉は、流出口側に配置されたフィルタから反れた方向へ引き付けられる。このため、液体燃料から触媒粉を分離することができる。また、触媒粉をフィルタから反れた方向へ引き付けて捕捉するので、フィルタに触媒粉が詰まることを抑制できる。
【００１７】
本発明の燃料電池システムでは、脱硫触媒を用いて、原燃料を脱硫して液体燃料を生成する脱硫器と、磁性を有する改質触媒を用いて、液体燃料を改質して改質ガスを生成する改質器と、改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタックと、を備える燃料電池システムにおいて、改質器から流入する改質ガスから改質触媒の触媒粉を分離する触媒粉分離装置と、を備え、触媒粉分離装置は、改質ガスを滞留させる滞留室と、滞留室の流入口と連通する流入路と、滞留室の流出口と連通する流出路と、濾過により、滞留室から流出する改質ガスから触媒粉を分離するフィルタと、磁力により、滞留室から流出する改質ガスから触媒粉を分離する磁界発生手段と、を有し、磁界発生手段は、滞留室内に流入した触媒粉に対して、フィルタへ向かう方向と反れた方向に働く磁力を発揮することを特徴とする。
【００１８】
本発明の燃料電池システムでは、触媒粉分離装置において、改質ガスが流入路から滞留室に流入すると、流れが滞り、フィルタを通って流出路を流れて流出する。改質ガスが滞留室内に流入すると、改質ガスの下流へ向かう流速が弱まると共に、改質ガスに含まれる触媒粉は、フィルタへ向かう方向と反れた方向に働く磁力を受けるので、触媒粉は、流出口側に配置されたフィルタから反れた方向へ引き付けられる。このため、改質ガスから触媒粉を分離することができる。また、触媒粉をフィルタから反れた方向へ引き付けて捕捉するので、フィルタに触媒粉が詰まることを抑制できる。
【００１９】
本発明の燃料電池システムでは、原燃料として灯油を用いることも好ましい。このため、一般家庭において、硫黄分が低濃度である必要はなく、原燃料を容易に入手することができ、独立して貯蔵することができる。
【００２０】
本発明の燃料電池システムでは、原燃料の脱硫器への供給速度が１００ml/min以下であることも好ましい。
【００２１】
本発明の燃料電池システムでは、脱硫触媒としてＮｉを含有する触媒を用いることも好ましい。このため、脱硫器内における脱硫効率を向上させると共に、触媒粉分離装置によって触媒粉を効果的に分離することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、流路の目詰まりを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明に係る燃料電池システムの好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００２４】
図１に示されるように、燃料電池システム１は、供給された原燃料から硫黄分を除去する脱硫装置２と、脱硫装置２によって硫黄分が除去された液体燃料を改質して改質ガスを生成する改質装置３と、改質装置３によって生成された改質ガスを用いて発電を行う燃料電池スタック４と、を備えている。燃料電池システム１は、例えば、家庭用の電力供給源として利用されるものであり、原燃料として灯油が用いられている。このため、原燃料を容易に入手することができ、独立して貯蔵することができる。
【００２５】
改質装置３は、液体燃料を水蒸気改質して水素リッチな改質ガスを生成する改質器５と、改質器５内に収容された改質触媒を加熱するバーナ６と、を有している。バーナ６は、改質器５内の改質触媒を加熱することで、触媒反応を効果的に発揮させるために必要な熱を改質触媒に供給する。バーナ６の燃料は、主に、液体燃料と酸素である。このため、バーナ６には、液体燃料を供給するための燃料ライン７と、バーナ６に空気を導入するためのブロア８と連結された空気流通ライン８ａとが接続されている。改質器５では、脱硫装置２によって脱硫された液体燃料が気化して原料ガスとなり、改質触媒によって、原料ガスと水蒸気（水）との水蒸気改質反応が促進されて、水素リッチな改質ガスが生成される。
【００２６】
燃料電池スタック４は、複数の電池セルが積み重ねられて構成された固体高分子形燃料電池スタックであり、改質装置３で得られた改質ガスを用いて発電を行う。各電池セルは、アノードと、カソードと、このアノードとカソードとの間に配置された電解質である高分子のイオン交換膜と、を有している。各電池セルにおいては、アノードに改質ガスが導入されると共にカソードに空気が導入されて、電気化学的な発電反応が行われる。
【００２７】
脱硫装置２は、定圧ポンプ１０によって導入された原燃料から硫黄分を除去する脱硫器９と、触媒粉分離装置１１と、キャピラリチューブ１２と、液体燃料を貯留する貯油槽１３と、を備える。原燃料は、約８０ppm以下の硫黄や硫黄化合物等の硫黄分を含んでいる。脱硫器９内では、脱硫反応が行われることにより、原燃料から硫黄分が除去されて、硫黄濃度を約５０ｐｐｂ以下とした液体燃料を生成する。
【００２８】
この脱硫反応を促進するために、脱硫器９内には、脱硫触媒が充填されている。脱硫触媒は、Ｎｉ触媒等の磁性を有する触媒である。脱硫器９内に原燃料（液体燃料）を流通させることにより、脱硫触媒の表面の一部が欠けて破片状や粉状の触媒粉になり、液体燃料と共に脱硫器９から流出する。この触媒粉には、触媒と、この触媒を担持する担体も含まれる。この触媒粉は、大きさが５〜１，０００μｍ程度のものを含み、主な触媒粉は、１０〜５００μｍ程度の大きさである。
【００２９】
脱硫器９は、液体燃料流通ライン１４の一端と接続され、液体燃料流通ライン１４の他端は、脱硫器９よりも上方に配置された貯油槽１３に接続されている。液体燃料流通ライン１４には、触媒粉分離装置１１とキャピラリチューブ１２とが設けられている。
【００３０】
図２に示されるように、触媒粉分離装置１１は、脱硫器９から流入する液体燃料から触媒粉を分離し、捕捉する。触媒粉分離装置１１の本体２０は、ブロック状で、内部に、滞留室２１として機能する空間と、滞留室２１に連通する流入路３１及び流出路３２として機能する空間が形成されている。
【００３１】
滞留室２１は、触媒粉分離装置１１の略中央部に形成された円筒形状の空間で、上下方向に延在すると共に上下方向に垂直な断面の形状が円形の側壁２２と、上下方向に垂直な上壁２３ａと底壁２３ｂとによって画成されている。側壁２２には、滞留室２１への流入口２２ａが形成され、上壁２３ａには、滞留室２１からの流出口２６が形成されている。また、滞留室２１の下部２４における断面の直径は、上部２７における断面の直径より小さく、側壁２２には、上部２７と下部２４との間に段差がある。
【００３２】
滞留室２１の下部２４には、永久磁石２５が配置されている。永久磁石２５は、上面２５ａと下面２５ｂとこの上下面をつなぐ外周側面２５ｃとを有する柱状に形成され、下面２５ｂが、底壁２３に配置されている。永久磁石２５の外周側面２５ｃと滞留室２１の下部２４の側壁２２との間には、空間が存在している。
【００３３】
滞留室２１の上部２７内には、濾過用のフィルタ２８が配置されている。フィルタ２８は、有底の筒状に形成されたメッシュフィルタである。フィルタ２８の目開きは、２〜６０μｍ程度である。このように、フィルタ２８の空隙が小さいので、フィルタ２８の目詰まりが発生しやすい。このフィルタ２８は、ステンレス鋼の焼結金属等の非磁性体を用いて形成されている。
【００３４】
フィルタ２８の底部２８ａは、滞留室２１の底壁２３側に位置し、永久磁石２５と対向している。フィルタ２８の開口部２８ｂは、滞留室２１の流出口２６側に位置している。フィルタ２８の側部２８ｃは、滞留室２１の側壁２２と対向している。フィルタ２８は、開口部２８ｂの外周が、滞留室２１の流出口２６側の側壁２２に固定されることで、滞留室２１内の空間内に固定されている。
【００３５】
フィルタ２８の底部２８ａは、滞留室２１内におけるフィルタ２８の底部２８ａと永久磁石２５の上面２５ａとの間の領域Ａ１に面している。フィルタ２８の側部２８ｃは、滞留室２１内におけるフィルタ２８の側部２８ｃと側壁２２との間の領域Ａ２に面している。この領域Ａ１，Ａ２を含む滞留室２１内の空間には、下部２４に配置された永久磁石２５による磁界が形成されている。
【００３６】
滞留室２１の側壁２２に形成された流入口２２ａは、連結部２９を介して流入路３１と連通している。流入路３１は、水平方向に延在し、連結部２９は、流入路３１の一方と側壁２２に形成された流入口２２ａをつなぐように、斜め下方に延びている。
【００３７】
滞留室２１の上壁２３ａに形成された流出口２６は、連結部３０を介して、流出路３２と連通している。流出路３２は、水平方向に延在し、連結部３０は、流出口２６と流出路３２の一方とをつなぐように、略Ｖ字状に形成され、流出口２６から上方に伸びて折れ曲がり斜め下方に伸びている。
【００３８】
この触媒粉分離装置１１では、脱硫器９から流出した液体燃料が、流入路３１内を流れて滞留室２１の側壁２２に形成された流入口２２ａから滞留室２１に流入する。滞留室２１内に流入した液体燃料は、滞留室２１内で下流に向かう流速が弱められる。滞留室２１内の領域Ａ１，Ａ２に達した液体燃料の触媒粉Ｃは、永久磁石２５による磁力を受けて、永久磁石２５側に引き付けられる。
【００３９】
すなわち、領域Ａ１に達して触媒粉Ｃは、滞留室２１内において、領域Ａ１からフィルタ２８の側部２８ｃへ向かう方向とは反れた方向に磁力を受けて、滞留室２１の下部２４に向かう。領域Ａ２に達して触媒粉Ｃは、滞留室２１内において、領域Ａ２からフィルタ２８の底部２８ａへ向かう方向とは反れた方向に磁力を受けて、滞留室２１の下部２４に向かう。そして、触媒粉Ｃは、永久磁石２５に着き、捕捉される。捕捉された触媒粉Ｃは、永久磁石２５の周囲に溜まることとなる。一方、液体燃料は、フィルタ２８を通過して、流出口２６へ流れて、連結部３０を介して流出路３２から流出する。
【００４０】
図１に示すように、この触媒粉分離装置１１の下流側に設けられたキャピラリチューブ１２は、極細管が螺旋状に巻回されたものである。キャピラリチューブ１２が、脱硫器９の下流側で液体燃料の流量を絞るので、脱硫器９内の流量を低流量にすることができる。一方、定圧ポンプ１０によって脱硫器９内へ液体燃料が圧送されるので、脱硫器９内は加圧され、高圧下で脱硫反応が行われる。
【００４１】
例えば、１ｋＷの燃料電池システムの場合、液体燃料（液体燃料）の流量が３〜１００ｍｌ／ｍｉｎ以下となると共に、定圧ポンプ１０からキャピラリチューブ１２までの流路内圧力が０．１ＭＰａより大きく１．０ＭＰａ以下の高圧となるように、キャピラリチューブ１２の内径及び螺旋の直径が設定される。
【００４２】
キャピラリチューブ１２の下流に配置された貯油槽１３は、脱硫器９から液体燃料と共に流出したガス（メタンガスや水素ガス等）を分離して、液体燃料を貯留する。貯油槽１３には、液体燃料供給ライン１５が接続され、この液体燃料供給ライン１５には、貯油槽１３内に貯留された液体燃料を改質器５へ送出する送出ポンプ１６が設けられている。また、貯油槽１３には、バーナ６へ液体燃料を供給するための燃料ライン７が接続され、この燃料ライン７には、貯油槽１３内に貯留された液体燃料をバーナ６へ送出する送出ポンプ１７が設けられている。更に貯油槽１３の天壁には、貯油槽１３内において上方に貯留されたガスを排出するためのガス排出ライン（図示せず）が接続されている。このため、貯油槽１３内は、大気圧に保たれている。
【００４３】
貯油槽１３内には、大気圧より高圧で液体燃料が流入し、流入した液体燃料からガスが分離する。貯油槽１３内で液体燃料から分離したガスは、ガス排出ラインを介して排出される。このガス排出ラインの出口をブロア８の吸入口付近に配置し、ガスをバーナ６の燃焼燃料として利用してもよい。
【００４４】
以上のように構成された燃料電池システム１において、原燃料は、まず脱硫器９に導入され、脱硫器９では、高温・高圧の状態で脱硫触媒によって原燃料から硫黄分が除去され、液体燃料が生成される。液体燃料は、脱硫器９から触媒粉分離装置１１に流入して、液体燃料と共に脱硫器９内から流出した触媒粉Ｃが液体燃料から分離される。そして、触媒粉Ｃが除去された液体燃料は、キャピラリチューブ１２内を流れて貯油槽１３内に流入する。高圧の液体燃料は、常圧に保たれた貯油槽１３内に流入することにより、液体燃料からガスが分離する。液体燃料は、貯油槽１３内に貯留された後、送出ポンプ１６によって、液体燃料供給ライン１５を介して改質器５に導入される。
【００４５】
一方、バーナ６には、燃料ライン７を介して液体燃料が導入されると共に、空気流通ライン８ａを介して主に空気が導入される。これにより、改質器５では、燃焼するバーナ６によって改質触媒が加熱され、液体燃料から改質ガスが生成される。改質器５で生成された改質ガスは、燃料電池スタック４に導入され、燃料電池スタック４では、改質ガスが用いられて発電が行われる。
【００４６】
以上説明した燃料電池システム１では、キャピラリチューブ１２の上流側に触媒粉分離装置１１が配置され、脱硫器９から流出する液体燃料に含まれる脱硫触媒の触媒粉Ｃを分離するので、キャピラリチューブ１２に、触媒粉Ｃが詰まることを抑制できる。そして、触媒粉分離装置１１では、液体燃料が滞留室２１に流入すると、流れが滞り、液体燃料の下流へ向かう流速が弱まると共に、磁性体は、フィルタ２８の面する領域Ａ１，Ａ２からフィルタ２８へ向かう方向と反れた方向に働く磁力を受ける。このため、触媒粉Ｃは、フィルタ２８から反れた方向へ引き付けられる。これにより、触媒粉Ｃをフィルタ２８以外でも捕捉するので、フィルタ２８に触媒粉Ｃが詰まることを抑制できる。また、触媒粉分離装置１１の下流側で発生する流路の目詰まりを抑制できる。
【００４７】
また、触媒粉分離装置１１の滞留室２１は、垂直方向（上下方向）に延在する側壁２２と、側壁２２の延在方向に垂直な上壁２３ａと底壁２３ｂとによって画成され、側壁２２に流入口２２ａが形成され、上壁２３ａに流出口２６が設けられているので、滞留室２１に流入口２２ａから流入した流体燃料の流出口２６へ向かう流速を効果的に低下させることができる。このため、流体燃料に含まれる触媒粉Ｃは、磁力によりフィルタから反れた方向に引き付けられ易くなる。よって、フィルタ２８に触媒粉Ｃが詰まることをより抑制できる。
【００４８】
また、触媒粉分離装置１１では、永久磁石２５を用いることで、電力等のエネルギーを用いることなしに、滞留室２１の領域Ａ１，Ａ２から下流側へ向かう方向と反れた方向に働く磁力を容易に発揮させることができる。
【００４９】
また、触媒粉分離装置１１では、フィルタ２８が有底の筒状に形成されているので、表面積を大きくすることができ、フィルタ２８の目詰まりを抑制できる。また、流体燃料の一部は、フィルタ２８の底部２８ａと滞留室２１の底壁２３との間の領域Ａ１に達する。この一部の流体燃料は、フィルタ２８の圧損により、下流方向へ向かう流速が低下している。このため、流体燃料に含まれる触媒粉Ｃの磁性体に対して、滞留室２１の底壁２３に配置された永久磁石２５の磁力が作用し易くなり、触媒粉Ｃが、下流側（フィルタ２８側）へ向かう方向と反れた方向に流れ易くなる。このため、触媒粉Ｃの捕捉率を向上させることができる。よって、フィルタ２８に触媒粉Ｃが詰まることを更に抑制できる。
【００５０】
また、触媒粉分離装置１１では、永久磁石２５がフィルタ２８の下方に配置されているので、重力の作用により触媒粉Ｃをフィルタ２８から反らして永久磁石２５の方向へ引き付け易い。このため、触媒粉Ｃの捕捉率を向上させることができる。また、永久磁石２５の外周側面２５ｃと滞留室２１の下部２４の側壁２２との間には、空間が存在しているので、永久磁石２５の上面２５ａだけでなく、外周側面２５ｃに触媒粉Ｃを付着させることができる。また、永久磁石２５の外周側面２５ｃと滞留室２１の下部２４の側壁２２との間に、触媒粉Ｃを溜めることができる。
【００５１】
本発明は、上記実施形態に限られず、種々の変形が可能である。
【００５２】
上記実施形態では触媒粉分離装置１１は、脱硫器９と改質器５との間に配置することとしたが、改質器５内の改質触媒がＮｉ触媒等の磁性を有するものである場合は、触媒粉分離装置１１を改質器５と燃料電池スタック４との間に配置してもよい。この場合、触媒粉分離装置１１は、改質器５から流入する改質ガスから改質触媒の触媒粉を分離し、捕捉する。
【００５３】
また、燃料電池システム１が、触媒粉分離装置１１を２つ備え、脱硫器９と改質器５との間、改質器５と燃料電池スタック４との間にそれぞれ触媒粉分離装置１１を配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施形態に係る燃料電池システムを概略的に示す図である。
【図２】本実施形態に係る燃料電池システムが備える触媒粉分離装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…燃料電池システム、５…改質器、９…脱硫器、１１…触媒粉分離装置、１２…キャピラリチューブ、２１…滞留室、２２…側壁、２２ａ…開口、２３…底壁、２５…永久磁石（捕捉手段）、２６…開口、２８…フィルタ、２８ａ…底部、２８ｂ…開口部、３１…流入路、３２…流出路、Ａ１，Ａ２…領域、Ａ２…領域、Ｃ…触媒粉。
【図１】
2010005596.tif 000003
【図２】
2010005596.tif 000004