(57)【要約】【課題】変成部の取り付けの前に、パイプを取り付けることが可能な燃料処理装置を提供すること。【解決手段】改質部、蒸発部、および変成部は、それぞれ、中央に配置された燃焼部を環状に囲んで配置される。パイプは、蒸発部の上流側において、蒸発部と連結される。改質部は、蒸発部の下流側において、蒸発部と連結される。変成部は、蒸発部を環状に囲んで、蒸発部に近接して配置される。変成部の最内径は、改質部の最外径以上である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
改質水および原料ガスの少なくとも一方を取り込むためのパイプと、
前記改質水を蒸発させて前記原料ガスと水蒸気とを混合させる蒸発部と、
前記水蒸気と混合された前記原料ガスを改質触媒に通して水素混合ガスを生成する改質部と、
前記水素混合ガスを変成触媒に通して一酸化炭素を除去する変成部と、
前記改質部に熱を供給する燃焼部と、
を具備し、
前記改質部、前記蒸発部、および前記変成部の各々は、中央に配置された前記燃焼部を環状に囲んで配置され、
前記パイプは、前記蒸発部の上流側で前記蒸発部と連結され、
前記改質部は、前記蒸発部の下流側で前記蒸発部と連結され、
前記変成部は、前記蒸発部を環状に囲んで前記蒸発部に近接して配置され、
前記変成部の最内径は、前記改質部の最外径以上である、
燃料処理装置。
【請求項２】
前記改質部は、前記蒸発部と一体形成される、
請求項１記載の燃料処理装置。
【請求項３】
前記蒸発部は、漏斗状の部材の傾斜面に形成され、
前記パイプは、前記傾斜面の上方で前記蒸発部と連結される、
請求項２記載の燃料処理装置。
【請求項４】
前記傾斜面の上方は、前記改質部よりも低温である、
請求項３記載の燃料処理装置。
【請求項５】
前記パイプは、真空ロウ付けにより前記蒸発部に接続される、
請求項１記載の燃料処理装置。
【請求項６】
前記傾斜面の上方には、前記パイプとは別に、前記燃焼部で生じた排ガスを排出するためのパイプ、または、前記変成部を経て生成された水素ガスを送出するためのパイプが設けられる、
請求項２記載の燃料処理装置。
【請求項７】
環状の改質部が環状の蒸発部の下流側に連結して前記蒸発部と一体形成された第１部材に対し、改質水および原料ガスの少なくとも一方を取り込むためのパイプを、真空ロウ付けを用いて前記蒸発部の上流側に連結するステップと、
環状の変成部が形成された第２の環状部材を前記改質部側から前記第１の環状部材に取り付け、前記変成部を、前記蒸発部を環状に囲んで前記蒸発部に近接して配置するステップと、を含み、
前記蒸発部は、前記パイプから取り込んだ前記改質水を蒸発させ、前記原料ガスと水蒸気とを混合する機能を有し、
前記改質部は、前記水蒸気と混合された前記原料ガスを基に水素混合ガスを生成する際に用いる改質触媒を充填する機能を有し、
前記変成部は、前記水素混合ガスから一酸化炭素を除去するための変成触媒を充填する機能を有し、最内径が前記改質部の最外径以上である、
燃料処理装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料ガスから水素ガスを生成する燃料処理装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前より、炭化水素化合物を主成分とした原料ガスから水素ガスを生成して燃料電池の発電スタックへ供給する燃料処理装置が知られている。
【０００３】
一般に、燃料処理装置は、パイプ、燃焼部、蒸発部、改質部、および変成部を具備して構成される。パイプは、原料ガスと改質水を取り込む。燃焼部は、蒸発部および改質部を加熱する。蒸発部は、改質水を水蒸気にした上で、原料ガスと混合させることにより、混合ガスを生成する。改質部は、予め充填された改質触媒に混合ガスを通すことにより、水素と一酸化炭素を含む水素混合ガスを生成する。変成部は、予め充填された変成触媒に水素混合ガスを通すことにより、水素混合ガスから一酸化炭素を除去する。その後、水素混合ガスは、選択酸化部においてさらに一酸化炭素を除去され、水素ガスとなる。
【０００４】
従来の燃料処理装置は、特許文献１に示されるように、同一の軸心を有する複数の円筒体を備えた構成がある。この構成では、中央に燃焼部が配置され、燃焼部を改質部、蒸発部および変成部の各々が環状に囲っている。図１は、このような燃料処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【０００５】
以下、図１に示す燃料処理装置の製造工程の一例について説明する。
【０００６】
まず、底面を有する円筒体において、上部に燃焼部が設けられ、下部に改質部が設けられる。また、改質部の上方には、改質部と一体となって蒸発部が設けられる。ここで、改質部が設けられている部分の径ｒ２は、蒸発部が設けられている部分の径ｒ１よりも大きい。その理由は、改質部は改質触媒が充填されるので、厚みを必要とするためである。なお、この時点では、円筒体の上部にパイプは設けられていない。
【０００７】
次に、燃焼部、蒸発部、および改質部が設けられた円筒体に対して、変成触媒を充填した変成部が取り付けられる。変成部は、底面が無い円筒体であり、その空洞部分である円形の径は径ｒ１と同じである。よって、変成部は、その空洞部分を円筒体に挿入することで、円筒体に取り付けられる。ここで、変成部の挿入の方向は、図１の矢印ａに示すように円筒体の上方からとなる。その理由は、図１の矢印ｂに示すように円筒体の下方からの場合、円筒体の下部の径ｒ２は変成部の空洞部分の径ｒ１よりも大きいため、変成部を挿入することができないからである。なお、円筒体に挿入された変成部は、図１に示すように、改質部の上方において、蒸発部に隣接して配置される。
【０００８】
最後に、燃焼部、蒸発部、改質部、および変成部が設けられた円筒体に対して、その上部にパイプが取り付けられる。
【０００９】
このように、図１の燃料処理装置の製造では、変成部を円筒体に取り付けた後で、パイプを円筒体に取り付けるが、そのパイプの取り付けの際、真空ロウ付けを用いることはできない。その理由は、装置全体を炉の中で高温にする真空ロウ付けでは、変成部に充填された触媒が溶けてしまうからである。したがって、変成部を取り付けた後のパイプの取り付けには、手溶接を用いるしかない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第４９１８６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、手溶接は、作業者の技能に依存するため、以下の課題が生じる。
【００１２】
まず、溶接焼けが生じることで、燃料処理装置の耐久性が低下してしまう、という課題がある。また、パイプの取り付けに失敗すると、燃料処理装置自体が失敗作となり、それまでの製造工程にかけた時間および費用が無駄になってしまう、という課題がある。さらには、手溶接でできる作業量および作業速度には限界があるため、燃料処理装置を量産することは難しい、という課題がある。
【００１３】
このようなことから、パイプの取り付けには、手溶接ではなく、真空ロウ付けを用いることが好ましい。そして、真空ロウ付けを用いるためには、上述した通り、パイプを取り付けた後で変成部を取り付けることが必要となる。
【００１４】
本発明の目的は、パイプを取り付けた後で変成部を取り付けることが可能な燃料処理装置およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一態様に係る燃料処理装置は、改質水および原料ガスの少なくとも一方を取り込むためのパイプと、前記改質水を蒸発させて前記原料ガスと水蒸気とを混合させる蒸発部と、前記水蒸気と混合された前記原料ガスを改質触媒に通して水素混合ガスを生成する改質部と、前記水素混合ガスを変成触媒に通して一酸化炭素を除去する変成部と、前記改質部に熱を供給する燃焼部と、を具備し、前記改質部、前記蒸発部、および前記変成部の各々は、中央に配置された前記燃焼部を環状に囲んで配置され、前記パイプは、前記蒸発部の上流側で連結され、前記改質部は、前記蒸発部の下流側で連結され、前記変成部は、前記蒸発部を環状に囲んで前記蒸発部に近接して配置され、前記変成部の最内径は、前記改質部の最外径以上である。
【００１６】
本発明の一態様に係る燃料処理装置の製造方法は、環状の改質部が環状の蒸発部の下流側に連結して前記蒸発部と一体形成された第１部材に対し、改質水および原料ガスの少なくとも一方を取り込むためのパイプを、真空ロウ付けを用いて前記蒸発部の上流側に連結するステップと、環状の変成部が形成された第２の環状部材を前記改質部側から前記第１の環状部材に取り付け、前記変成部を、前記蒸発部を環状に囲んで前記蒸発部に近接して配置するステップと、を含み、前記蒸発部は、前記パイプから取り込んだ前記改質水を蒸発させ、前記原料ガスと水蒸気とを混合する機能を有し、前記改質部は、前記水蒸気と混合された前記原料ガスを基に水素混合ガスを生成する際に用いる改質触媒を充填する機能を有し、前記変成部は、前記水素混合ガスから一酸化炭素を除去するための変成触媒を充填する機能を有し、最内径が前記改質部の最外径以上である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、パイプを取り付けた後で変成部を取り付けることが可能な燃料処理装置およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の燃料処理装置の縦断面図
【図２】本発明の実施の形態１の燃料処理装置の全体を示す縦断面図
【図３】燃料処理装置の燃焼ユニットを示す縦断面図
【図４】燃料処理装置の改質ユニットを示す縦断面図
【図５】燃料処理装置の変成ユニットを示す縦断面図
【図６】燃料処理装置の脱硫ユニットを示す縦断面図
【図７】実施の形態２の燃料処理装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
＜実施の形態１＞
図２は、本発明の実施の形態１の燃料処理装置の全体を示す縦断面図である。なお、図２中の各矢印は、ガス、改質水の流れを示している。
【００２１】
本実施の形態の燃料処理装置は、例えば燃料電池を用いたコージェネレーションシステムにおいて、原料ガスから水素ガスを生成して燃料電池へ供給する装置である。
【００２２】
本実施の形態の燃料処理装置は、図２に示すように、燃焼部１０、脱硫部２０、蒸発部３０（図４参照）、改質部４０、第１変成部５０、第２変成部６０、アンモニア分解部６５、選択酸化部７０等を備えている。
【００２３】
［機能の説明］
まず、各部の機能について図２を参照して説明する。
【００２４】
燃焼部１０は、燃料処理装置の中央に配置され、バーナー１１により燃料ガスを燃焼させて改質部４０に熱を供給する。燃焼により生じた排ガスは、排出路１２を通って排出口ｅ２から排出される。
【００２５】
脱硫部２０は、例えば都市ガスなどの原料ガスを脱硫触媒に通して、例えば水添脱硫方式によって原料ガスから硫黄成分を除去する。原料ガスは、導入口ｄ１から導入されて、脱硫部２０を通過した後、蒸発部３０へ圧送される。
【００２６】
蒸発部３０は、図４に示すように、漏斗状の傾斜面に沿って回りながら中央に進む螺旋状の流路３１を有し、加熱された流路３１に原料ガスと改質水とを流して、原料ガスを水蒸気と混合させる。蒸発部３０は、排ガスの排出路１２と近接しており、流路３１は排ガスの熱によって加熱される。原料ガスは、脱硫部２０からパイプｆ１を通して導入される。改質水は、導入口ｄ２から流入される。
【００２７】
改質部４０は、水蒸気と混合された原料ガスを改質触媒に通して水素混合ガスに改質させる。改質部４０は、例えば６００℃などの高温の状態で機能する。改質部４０の周囲および燃焼部１０の下方は、周囲への排熱を少なくするために、断熱材８０が設けられている。改質された水素混合ガスは、第１変成部５０へ送られる。
【００２８】
第１変成部５０は、水素混合ガスを第１の変成触媒に通して、水素混合ガスに含まれる一酸化炭素を除去する。第１変成部５０は、例えば３００℃など高温の状態で機能する。第１変成部５０における水素混合ガスの反応は発熱反応である。第１変成部５０は蒸発部３０に近接され、第１変成部５０で発生した熱は蒸発部３０に供給されて流路３１を加熱するのに利用される。第１変成部５０を通過した水素混合ガスは第２変成部６０へ送られる。
【００２９】
第２変成部６０は、水素混合ガスを第２の変成触媒に通して、水素混合ガスの一酸化炭素の濃度をさらに低下させる。第２変成部６０は、例えば２００℃など第１変成部５０より一段低い温度で機能する。第２変成部６０における水素混合ガスの反応は発熱反応である。第２変成部６０を通過した水素混合ガスはアンモニア分解部６５へ送られる。
【００３０】
アンモニア分解部６５は、水素混合ガスをＮＨ３分解触媒に通して、水素混合ガスに含まれるアンモニアを除去する。アンモニアが除去された水素混合ガスは、選択酸化部７０へ送られる。アンモニア分解部６５では、導入口ｄ３から空気が僅かに導入されて、触媒反応が行われる。
【００３１】
選択酸化部７０は、水素混合ガスを選択酸化触媒に通して水素混合ガスに含まれる一酸化炭素濃度を１０ｐｐｍ程度まで低下させて、水素ガスを生成する。選択酸化部７０における水素混合ガスの反応は発熱反応である。選択酸化部７０は蒸発部３０に近接され、選択酸化部７０で発生した熱は蒸発部３０に供給されて流路３１を加熱するのに利用される。生成された水素ガスは、送出口ｅ１から発電スタック側へ送り出される。
【００３２】
［構造の概要］
次に、各部の構造の概要を説明する。
【００３３】
図３は、燃料処理装置の燃焼ユニットを示す縦断面図、図４は、燃料処理装置の改質ユニットを示す縦断面図、図５は、燃料処理装置の変成ユニットを示す縦断面図、図６は、燃料処理装置の脱硫ユニットを示す縦断面図である。
【００３４】
本実施の形態の燃料処理装置は、図３〜図６に示すように、製造過程において、複数のユニットに分けられ、各ユニットが溶接等により接合されて構成される。各ユニットには、燃焼ユニット１０Ａ（図３）と、改質ユニット４０Ａ（図４）と、変成ユニット５０Ａ（図５）と、脱硫ユニット２０Ａ（図６）とが含まれる。
【００３５】
［燃焼ユニット］
図３に示すように、燃焼ユニット１０Ａは、バーナー１１と、バーナー１１の燃焼が行われる燃焼部１０と、排ガスの排出路１２の片側を仕切る壁体１３と、排出口ｅ２と排出路１２とを結ぶパイプｆ２とを有する。
【００３６】
壁体１３は、バーナー１１および燃焼部１０を中心に、これらの周りを囲うように環状に形成されている。壁体１３は、燃焼部１０の周りの部位が円筒状に形成され、蒸発部３０と近接する部位が円錐台の傾斜面状に形成されている。
【００３７】
燃焼ユニット１０Ａは、例えば、外周部ｙ１が改質ユニット４０Ａに、溶接などにより固定される。
【００３８】
［改質ユニット］
図４に示すように、改質ユニット４０Ａは、蒸発部３０および改質部４０を有するユニットである。改質ユニット４０Ａは、流路３１および改質部４０の空間を間隙により形成する内筒部材３１０および外筒部材３２０と、原料ガスおよび改質水を導入するパイプｆ３、ｆ４が設けられている。
【００３９】
内筒部材３１０は、燃焼ユニット１０Ａの四方を環状に囲い、且つ、燃焼ユニット１０Ａの下側（炎が当る側）が覆われた容器状に形成されている。外筒部材３２０は、内筒部材３１０の四方を囲って上方と下方とが開口された環状に形成されている。したがって、蒸発部３０および改質部４０はともに、環状の形状である。ｒ１は、改質部４０の最外径を示す。
【００４０】
図４に示すように、改質ユニット４０Ａにおいて、蒸発部３０は、漏斗状の傾斜面に形成されている。そして、蒸発部３０は、その下流側（傾斜面の下方）にて改質部４０と連結されている。蒸発部３０と改質部４０は一体形成されている。ここでいう一体形成は、例えば、１つの金属部材をプレス加工することで蒸発部３０および改質部４０を形成することをいう。また、蒸発部３０は、その上流側（傾斜面の上方）にてパイプｆ３およびｆ４と連結されている。パイプｆ３、ｆ４は、例えば、真空ロウ付けにより蒸発部３０と接続される。パイプｆ３およびｆ４が接続される部分は、燃焼部１０の温度（６００℃）に比べて、低温（例えば４００℃以下）である。
【００４１】
［変成ユニット］
図５に示すように、変成ユニット５０Ａは、第１変成部５０、第２変成部６０、アンモニア分解部６５、および、選択酸化部７０を有するユニットである。変成ユニット５０Ａは、改質部４０から第１変成部５０へのガス流路の片側を覆う壁体５２と、第１変成部５０の触媒容器およびこの周辺のガス流路を形成する第１構成部材５１とを備えている。また、変成ユニット５０Ａは、第２変成部６０およびアンモニア分解部６５の触媒容器およびこの周辺のガス流路を形成する第２構成部材６１と、選択酸化部７０の触媒容器を形成する第３構成部材７１とを備えている。
【００４２】
第１〜第３構成部材５１、６１、７１は、各々が環状の形状であり、図５に示す断面がほぼ周方向に連なった環状に形成され、各々が同心状に配置されている。したがって、第１変成部５０および第２変成部６０はともに、環状の形状である。ｒ２は、第１変成部５０の最内径を示す。また、ｒ２’は、第２変成部６０の最内径を示す。ｒ２およびｒ２’はともに、図５に示すｒ１以上の長さである。
【００４３】
第２構成部材６１には、周方向の一部に空気を導入するパイプｆ６が接続され、第３構成部材７１には、周方向の一部に水素ガスを送出するパイプｆ５が接続されている。
【００４４】
壁体５２は、改質部４０の四方を囲うとともに、上方が開口され、下側が覆われた容器状に形成されている。壁体５２には、壁体５２の内側（中央側）を伝って流れるガスを外側の第１変成部５０の上流側へ送る溝５３および開口５３ａが形成されている。
【００４５】
変成ユニット５０Ａは、上端の外周部ｙ２が改質ユニット４０Ａに、溶接などにより固定される。これにより、図２に示すように、第１変成部５０は、蒸発部３０を環状に囲むとともに、蒸発部３０に近接する。
【００４６】
［脱硫ユニット］
図６に示すように、脱硫ユニット２０Ａは、脱硫部２０と、原料ガスの導入流路２５とを有するユニットである。脱硫ユニット２０Ａにおいて、脱硫部２０の触媒容器２１およびこの周辺のガス流路２２、２３は、図６の断面がほぼ周方向に連なった環状に形成されている。ガス流路２３の周方向の一部には、脱硫後のガスを送出するパイプｆ１が接続されている。
【００４７】
また、脱硫ユニット２０Ａにおいて、中央の底面側には、間隙によって導入流路２５を形成する二枚の底板２５ａ、２５ｂが設けられている。この底板２５ａ、２５ｂは、脱硫部２０の流路２３を構成する部材と一体の部材により構成される。導入流路２５は、二重の底板２５ａ、２５ｂの間で平面状に広がる流路であり、中央にパイプｆ７が接続されている。
【００４８】
脱硫ユニット２０Ａは、断熱材８０を挟んで変成ユニット５０Ａの間隙部に嵌入および固定される。
【００４９】
以上説明した、燃焼ユニット１０Ａ、改質ユニット４０Ａ、変成ユニット５０Ａ、および脱硫ユニット２０Ａが接合されると、図１に示す燃料処理装置となる。
【００５０】
すなわち、図１に示す燃料処理装置において、改質部４０、蒸発部３０、および第１変成部５０の各々は、中央に配置された燃焼部１０を環状に囲んで配置される。
【００５１】
また、パイプｆ３およびｆ４は、蒸発部３０の上流側、すなわち傾斜面の上方において、蒸発部３０と連結される。また、傾斜面の上方には、パイプｆ３およびｆ４とは別に、排ガスを排出するためのパイプｆ２や、水素ガスを送出するためのパイプｆ５が設けられる。これらのパイプｆ２〜ｆ５と蒸発部３０との接続は、例えば真空ロウ付けにより行われる。なお、パイプｆ２〜ｆ５と蒸発部３０とが接続される部分は、燃焼部１０の温度よりも低い。
【００５２】
また、改質部４０は、蒸発部３０の下流側において、蒸発部３０と連結される。改質部４０と蒸発部３０は一体形成されている。ここでいう一体形成とは、上述した通り、例えば、１つの金属部材をプレス加工することで蒸発部３０および改質部４０を形成することをいう。
【００５３】
また、第１変成部５０の最内径ｒ２の長さは、改質部４０の最外径ｒ１の長さ以上である。よって、第１変成部５０は、改質ユニット４０Ａの下方（改質部４０が設けられている側）から、改質部４０を通り抜けることが可能である。改質部４０を通り抜けた第１変成部５０は、蒸発部３０を環状に囲んで、蒸発部３０に近接して配置される。
【００５４】
このように、本実施の形態の燃料処理装置によれば、第１変成部５０の最内径ｒ２が改質部４０の最外径ｒ１以上であるので、変成ユニット５０Ａが改質ユニット４０Ａの下方から取り付けられる際、第１変成部５０は、改質部４０を通り抜けることができる。よって、第１変成部５０は、パイプｆ３およびｆ４が接続される改質ユニット４０Ａの上方から取り付けられる必要がない。そのため、本実施の形態の燃料処理装置は、図４に示すようにパイプｆ３およびｆ４を改質ユニット４０Ａに取り付けた後で、第１変成部５０を含む変成ユニット５０Ａを改質ユニット４０Ａに取り付けることができる。
【００５５】
その結果、パイプｆ３およびｆ４を、手溶接ではなく、真空ロウ付けすることができる。よって、本実施の形態の燃料処理装置は、パイプを手溶接することによって生じるデメリットを回避できる。つまり、溶接焼けが生じることで燃料処理装置の耐久性が低下する、というデメリットを回避できる。また、パイプの取り付けに失敗した場合に、燃料処理装置自体が失敗作となり、それまでの製造工程にかけた時間および費用が無駄になってしまう、というデメリットを回避できる。さらには、手溶接でできる作業量および作業速度には限界があるため、燃料処理装置を量産することは難しい、というデメリットを回避できる。なお、このようなデメリットの回避の一方で、本実施の形態の燃料処理装置は、真空ロウ付けを利用できるメリットとして、手溶接では難しい、パイプの設置角度の微調整を行うことができる、といった効果を得られる。
【００５６】
なお、パイプｆ３およびｆ４の取り付けの後で第１変成部５０の取り付けを行えることから、本実施の形態の燃料処理装置は、パイプｆ３およびｆ４の形状の自由度を高くできる、といった効果も得られる。
【００５７】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、蒸発部３０および改質部４０が、漏斗状の部材（改質ユニット４０Ａ）に形成される形態について説明した。実施の形態２では、蒸発部３０および改質部４０が、円筒体の部材に形成される形態について説明する。ここでいう円筒体は、正円または楕円の筒体であり、最外径が均一であるものをいう。
【００５８】
図７は、実施の形態２の燃料処理装置の縦断面図である。図７において、図２に示す実施の形態１の燃料処理装置と同一の構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５９】
図７に示されるように、円筒体において、改質部４０、蒸発部３０、および第１変成部５０の各々は、中央に配置された燃焼部１０を環状に囲んで配置される。また、円筒体において、その上方にはパイプｆ３およびｆ４が設けられている。蒸発部３０が改質部４０と一体的に設けられている。改質部４０パイプｆ３およびｆ４は、真空ロウ付けにより、蒸発部３０に接続されている。第１変成部５０は、環状の部材である。ｒ１は、第１変成部５０の最内径を示す。ｒ２は、改質部４０の最外径を示す。そして、ｒ１は、ｒ２以上の長さである。よって、第１変成部５０は、図中の矢印ｂに示すように、円筒体の下方から挿入されると、改質部４０を通り抜けることが可能である。改質部４０を通り抜けた第１変成部５０は、図７に示すように、蒸発部３０を環状に囲んで、蒸発部３０に近接して配置される。
【００６０】
このように本実施の形態の燃料処理装置によれば、上述した実施の形態１と同じ効果を得ることができる。すなわち、本実施の形態の燃料処理装置は、第１変成部５０の最内径ｒ２が改質部４０の最外径ｒ１以上であるので、第１変成部５０が円筒体の下方から取り付けられる際、第１変成部５０は、改質部４０を通り抜けることができる。よって、第１変成部５０は、パイプｆ３およびｆ４が接続される円筒体の上方から取り付けられる必要がない。そのため、本実施の形態の燃料処理装置は、図７に示すようにパイプｆ３およびｆ４を円筒体に取り付けた後で、第１変成部５０を円筒体に取り付けることができる。その結果、パイプｆ３およびｆ４を、手溶接ではなく、真空ロウ付けすることができる。すなわち、本実施の形態の燃料処理装置は、パイプを手溶接することによって生じるデメリットを回避できる。このデメリットの回避については、実施の形態１で説明済みであるので、その説明は省略する。なお、本実施の形態の燃料処理装置も、真空ロウ付けの利用により、パイプの設置角度の微調整を行うことができる、といった効果、および、パイプｆ３およびｆ４の形状の自由度を高くできる、といった効果を得られる。
【００６１】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態の説明に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。本発明は、例えば、以下の変形例を適用してもよい。
【００６２】
上記実施の形態では、蒸発部３０の螺旋状の流路３１は、円錐台の傾斜面に沿って設けられると説明した。しかしながら、流路３１が設けられる傾斜面は、螺旋の軸線方向を高さ方向としたときに、高い位置から低い位置に進むに従って、径が徐々に小さくなる漏斗状の傾斜面であれば、途中で傾斜角度が変化していてもよい。また、螺旋状の流路３１が設けられる傾斜面は、軸対称の形状ではなく、横断面が楕円など周方向に非対称となる形状であってもよい。また、改質部４０の形状も、高さによって径が変化する形状としてもよく、また、周方向に非対称な形状としてもよい。
【００６３】
また、上記実施の形態では、蒸発部３０は、燃焼部１０の排ガスの排出路１２と、第１変成部５０および選択酸化部７０とが近接されて熱交換する構成を例にとって説明したが、蒸発部３０に熱を加える構成としては、他の構成が採用されてもよい。
【００６４】
また、上記実施の形態では、変成部を二段構成とし、脱硫部２０およびアンモニア分解部６５を備えた構成を例にとって説明したが、変成部は一段構成としてもよく、また、脱硫部２０およびアンモニア分解部６５は省略される場合もある。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の燃料処理装置は、燃料電池に水素ガスを供給する燃料処理装置に適用できる。
【符号の説明】
【００６６】
１０  燃焼部
１０Ａ  燃焼ユニット
１１  バーナー
１２  排出路
１３  壁体
２０  脱硫部
２０Ａ  脱硫ユニット
２１  触媒容器
２２、２３  ガス流路
２５  導入流路
２５ａ、２５ｂ  底板
３０  蒸発部
３１  流路
４０  改質部
４０Ａ  改質ユニット
５０  第１変成部
５０Ａ  変成ユニット
５１  第１構成部材
５２  壁体
５３  溝
５３ａ  開口
６０  第２変成部
６１  第２構成部材
６５  アンモニア分解部
７０  選択酸化部
７１  第３構成部材
８０  断熱材
３０１  内筒部材
３０２  外筒部材
ｅ１  送出口
ｅ２  排出口
ｄ１、ｄ２、ｄ３  導入口
ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７  パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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