(57)【要約】【課題】バーナー部における酸化触媒の反応開始時間を短縮させ，酸化触媒の反応開始温度範囲を維持するのに必要な電力消費を減らすことが可能な改質装置用バーナー，改質装置および燃料電池システムを提供すること。【解決手段】内部に酸化触媒３４が充填された第２本体３２と；上記酸化触媒３４に局部的に埋設されて上記酸化触媒３４に補助熱源を提供するヒーティング部材３３と；を含む。上記第２本体３２内部に供給される燃料と酸素との酸化反応によってメイン熱源を発生させてもよい。【選択図】図４
2006194580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に触媒が充填された本体と；
前記触媒に局部的に埋設されて前記触媒に補助熱源を提供するヒーティング部材と；
を含むことを特徴とする，改質装置用バーナー。
【請求項２】
前記本体内部に供給される燃料と酸素との酸化反応によってメイン熱源を発生させることを特徴とする，請求項１に記載の改質装置用バーナー。
【請求項３】
前記本体は，両側端部が実質的に閉鎖された管路形態に構成され，前記両側端部のうち一側端部に流入部を形成し，他側端部に流出部を形成することを特徴とする，請求項１または２に記載の改質装置用バーナー。
【請求項４】
前記ヒーティング部材は，所定電源によって発熱する熱線で構成されることを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載の改質装置用バーナー。
【請求項５】
前記ヒーティング部材は，前記流入部側の前記触媒に埋設されていることを特徴とする，請求項３または４に記載の改質装置用バーナー。
【請求項６】
前記触媒はペレット形状からなることを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載の改質装置用バーナー。
【請求項７】
相互独立的な第１空間と第２空間を区画形成する二重管路形態の本体と；
前記第１空間に第１触媒を充填し，前記第１触媒にヒーティング部材を局部的に埋設して構成されるバーナー部と；
前記第２空間に第２触媒を充填して構成される改質反応部と；
を含むことを特徴とする，改質装置。
【請求項８】
前記バーナー部は，前記ヒーティング部材によって補助熱源を発生させ，前記第１触媒による燃料と酸素との酸化反応によってメイン熱源を発生させ，
前記改質反応部は，前記メイン熱源を吸熱して前記第２触媒による改質触媒反応によって燃料から水素を発生させる構造であることを特徴とする，請求項７に記載の改質装置。
【請求項９】
前記本体は，
所定の内部空間を有する第１本体と；前記第１本体の内部中心方向に配置される第２本体と；
を含み，
前記第２本体内部に前記第１空間を形成し，前記第１本体と第２本体との間に前記第２空間を形成することを特徴とする，請求項７または８に記載の改質装置。
【請求項１０】
前記第２本体は，両側端部が実質的に閉鎖された管路形態に構成され，前記第２本体の両側端部のうち一側端部に第１流入部を形成し，他側端部に第１流出部を形成することを特徴とする，請求項９に記載の改質装置。
【請求項１１】
前記第１本体は，両側端部が実質的に閉鎖された管路形態に構成され，前記第１本体の両側端部のうち一側端部に第２流入部を形成し，他側端部に第２流出部を形成することを特徴とする，請求項９または１０に記載の改質装置。
【請求項１２】
前記改質触媒はペレット形状からなることを特徴とする，請求項７〜１１のいずれかに記載の改質装置。
【請求項１３】
前記ヒーティング部材は，所定電源によって発熱する熱線で構成されることを特徴とする，請求項７〜１２のいずれかに記載の改質装置。
【請求項１４】
前記ヒーティング部材は，前記第１流入部側の前記第１触媒に埋設されていることを特徴とする，請求項１０〜１３のいずれかに記載の改質装置。
【請求項１５】
水素と酸素の電気化学的な反応によって電気エネルギーを発生させる電気発生部と；
熱エネルギーによる化学触媒反応によって燃料から水素を発生させ，前記水素を前記電気発生部に供給する改質装置と；
前記改質装置に燃料を供給する燃料供給源と；
前記改質装置および前記電気発生部に酸素を供給する酸素供給源と；
を含み，
前記改質装置は，相互独立的な第１空間と第２空間を区画形成する二重管路形態の本体と；前記第１空間に第１触媒を充填し，前記第１触媒にヒーティング部材を局部的に埋設して構成されるバーナー部と；前記第２空間に第２触媒を充填して構成される改質反応部と；を含んで成ることを特徴とする，燃料電池システム。
【請求項１６】
前記本体は，
所定の内部空間を有する第１本体と；前記第１本体の内部中心方向に配置される第２本体と；
を含み，
前記第２本体内部に前記第１空間を形成して前記バーナー部を構成し，前記第１本体と第２本体との間に前記第２空間を形成して前記改質反応部を構成することを特徴とする，請求項１５に記載の燃料電池システム。
【請求項１７】
前記第２本体は，両側端部が実質的に閉鎖された管路形態に構成され，前記第２本体の両側端部のうち一側端部に第１流入部を形成し，他側端部に第１流出部を形成することを特徴とする，請求項１６に記載の燃料電池システム。
【請求項１８】
前記第１本体は，両側端部が実質的に閉鎖された管路形態に構成され，前記第１本体の両側端部のうち一側端部に第２流入部を形成し，他側端部に第２流出部を形成することを特徴とする，請求項１６または１７に記載の燃料電池システム。
【請求項１９】
前記ヒーティング部材が所定電源によって発熱する熱線で構成され，前記第１流出部側の前記第１触媒に埋設されることを特徴とする，請求項１７または１８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】
本発明は改質装置用バーナー，改質装置および燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は，メタノール，エタノール，天然ガスのような炭化水素系の燃料に含まれている水素と酸素の化学反応エネルギーを直接電気エネルギーに変換する発電システムである。
【０００３】
燃料電池は，使用される電解質の種類によって，リン酸型燃料電池，溶融炭酸塩型燃料電池，固体酸化物型燃料電池，高分子電解質型燃料電池またはアルカリ型燃料電池などに分類される。これら各々の燃料電池は根本的に同じ原理によって作動するが，使用される燃料の種類，運転温度，触媒および電解質などが異なる。
【０００４】
上記の燃料電池の中で，近年開発されている高分子電解質型燃料電池（以下，ＰＥＭＦＣ）は，他の燃料電池に比べて出力特性が優れており，作動温度が低く，同時に速い始動および応答特性を有している。また，ＰＥＭＦＣは，例えば，自動車のような移動用電源はもちろん，住宅，公共建物のような分散用電源および電子機器用のような小型電源等，その応用範囲が広いという長所を有する。
【０００５】
ＰＥＭＦＣは，基本的にシステムを構成するため，スタック，改質装置，燃料タンクおよび燃料ポンプなどを備える。スタックは燃料電池の本体を形成する。燃料ポンプは燃料タンク内の燃料を改質装置に供給する。改質装置は燃料を改質して水素を含む改質ガスを発生させ，この改質ガスをスタックに供給する。
【０００６】
従って，電気エネルギーは，スタックにおいて，改質装置から供給される水素と，改質装置と別途にスタックに供給される酸素との電気化学的な反応によって，発生される。
【０００７】
上記のように構成される燃料電池システムにおける改質装置は，熱エネルギーによる化学触媒反応によって燃料から水素を発生させる。このために改質装置は，熱エネルギーを発生させるバーナー部と，熱エネルギーを利用した改質触媒反応によって水素を発生させる改質反応部とを備えている。ここで，バーナー部は，反応器本体内部に備えられた酸化触媒による燃料と空気との酸化反応によって熱エネルギーを発生させる構造からなる。
【０００８】
ところが，従来の改質装置は，システムの初期起動時に別途の電熱手段を通じてバーナー部の反応器本体に既に設定された温度範囲の熱源を提供することによって，酸化触媒の反応開始温度範囲を維持している。しかし，この方法は，反応器本体全体を反応開始温度範囲まで加熱するために電力損失を招く。
【０００９】
従って，スタックによって生産される電力を消費して駆動する（寄生電力）システムの特性上，電熱手段によって消費される寄生電力が増加すると全システム性能およびエネルギー効率が低下する問題がある。
【００１０】
また，反応器本体を加熱して酸化触媒の反応開始温度範囲を維持するために，酸化触媒の反応開始時間が遅延されるため，結果的に改質装置の性能および熱効率の面で不利な問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで，本発明は，上記問題に鑑みてなされたものであり，本発明の目的とするところは，バーナー部における酸化触媒の反応開始時間を短縮させ，酸化触媒の反応開始温度範囲を維持するのに必要な電力消費を減らすことが可能な，新規かつ改良された改質装置用バーナー，改質装置および燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，内部に触媒が充填された本体と；上記触媒に局部的に埋設されて上記触媒に補助熱源を提供するヒーティング部材と；を含むことを特徴とする，改質装置用バーナーが提供される。
【００１３】
上記本体内部に供給される燃料と酸素との酸化反応によってメイン熱源を発生させてもよい。
【００１４】
上記本体は，両側端部が実質的に閉鎖された管路形態に構成され，上記両側端部のうち一側端部に流入部を形成し，他側端部に流出部を形成してもよい。
【００１５】
上記ヒーティング部材は，所定電源によって発熱する熱線で構成されてもよい。
【００１６】
上記ヒーティング部材は，上記流入部側の上記触媒に埋設されてもよい。
【００１７】
上記触媒はペレット形状からなるとしてもよい。
【００１８】
また，上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，相互独立的な第１空間と第２空間を区画形成する二重管路形態の本体と；上記第１空間に第１触媒を充填し，上記第１触媒にヒーティング部材を局部的に埋設して構成されるバーナー部と；上記第２空間に第２触媒を充填して構成される改質反応部と；を含むことを特徴とする，改質装置が提供される。
【００１９】
上記バーナー部は，上記ヒーティング部材によって補助熱源を発生させ，上記第１触媒による燃料と酸素との酸化反応によってメイン熱源を発生させ，上記改質反応部は，上記メイン熱源を吸熱して上記第２触媒による改質触媒反応によって燃料から水素を発生させる構造であるとしてもよい。
【００２０】
上記本体は，所定の内部空間を有する第１本体と；上記第１本体の内部中心方向に配置される第２本体と；を含み，上記第２本体内部に上記第１空間を形成し，上記第１本体と第２本体との間に上記第２空間を形成してもよい。
【００２１】
上記第２本体は，両側端部が実質的に閉鎖された管路形態に構成され，上記第２本体の両側端部のうち一側端部に第１流入部を形成し，他側端部に第１流出部を形成してもよい。
【００２２】
上記第１本体は，両側端部が実質的に閉鎖された管路形態に構成され，上記第１本体の両側端部のうち一側端部に第２流入部を形成し，他側端部に第２流出部を形成してもよい。
【００２３】
上記改質触媒はペレット形状からなるとしてもよい。
【００２４】
上記ヒーティング部材は，所定電源によって発熱する熱線で構成されてもよい。
【００２５】
上記ヒーティング部材は，上記第１流入部側の上記第１触媒に埋設されてもよい。
【００２６】
また，上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，水素と酸素の電気化学的な反応によって電気エネルギーを発生させる電気発生部と；熱エネルギーによる化学触媒反応によって燃料から水素を発生させ，上記水素を上記電気発生部に供給する改質装置と；上記改質装置に燃料を供給する燃料供給源と；上記改質装置および上記電気発生部に酸素を供給する酸素供給源と；を含み，上記改質装置は，相互独立的な第１空間と第２空間を区画形成する二重管路形態の本体と；上記第１空間に第１触媒を充填し，上記第１触媒にヒーティング部材を局部的に埋設して構成されるバーナー部と；上記第２空間に第２触媒を充填して構成される改質反応部と；を含んで成ることを特徴とする，燃料電池システムが提供される。
【００２７】
上記本体は，所定の内部空間を有する第１本体と；上記第１本体の内部中心方向に配置される第２本体と；を含み，上記第２本体内部に上記第１空間を形成して上記バーナー部を構成し，上記第１本体と第２本体との間に上記第２空間を形成して上記改質反応部を構成してもよい。
【００２８】
上記第２本体は，両側端部が実質的に閉鎖された管路形態に構成され，上記第２本体の両側端部のうち一側端部に第１流入部を形成し，他側端部に第１流出部を形成してもよい。
【００２９】
上記第１本体は，両側端部が実質的に閉鎖された管路形態に構成され，上記第１本体の両側端部のうち一側端部に第２流入部を形成し，他側端部に第２流出部を形成してもよい。
【００３０】
上記ヒーティング部材が所定電源によって発熱する熱線で構成され，上記第１流出部側の上記第１触媒に埋設されてもよい。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように本発明によれば，バーナー部における酸化触媒の反応開始時間を短縮させ，酸化触媒の反応開始温度範囲を維持するのに必要な電力消費を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３３】
まず，本発明の第１の実施形態にかかる燃料電池システムおよびスタックについて説明する。図１は本発明の第１の実施形態にかかる燃料電池システムの全体的な構成を示した概略図であり，図２は同実施形態にかかるスタックの構造を示した分解斜視図である。
【００３４】
これらの図面を参照して本実施形態にかかる燃料電池システム１００を説明すると，燃料電池システム１００は，水素を含有した燃料を改質して水素を発生させ，この水素と酸化剤ガスを電気化学的に反応させて電気エネルギーを発生させる高分子電解質型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）方式を採用している。
【００３５】
このような燃料電池システム１００において，電気を発生させるための燃料としては，例えばメタノール，エタノールまたは天然ガスなどのように水素を含有した液体状態または気体状態からなる燃料を含む。以下で説明する燃料は便宜上液体状態の燃料を意味する。
【００３６】
そして，燃料電池システム１００は，水素と反応する酸化剤ガスとして別途の保存手段で保存された酸素を使用したり，酸素を含有している空気を使用したりすることができる。以下では後者を例として説明する。
【００３７】
本実施形態にかかる燃料電池システム１００は，基本的に，水素と酸素との電気化学的な反応によって電気エネルギーを発生させる電気発生部１１と，上述した燃料から水素を発生させ，この水素を電気発生部１１に供給する改質装置３０と，燃料を改質装置３０に供給する燃料供給源５０と，酸素を改質装置３０と電気発生部１１とに各々供給する酸素供給源７０と，を含んで構成される。
【００３８】
図２に示したように，電気発生部１１は，膜／電極接合体（ＭＥＡ）１２を中心に置いて，その両面にセパレータ（二極式プレート）１６を配置して最小単位の燃料電池を構成する。
【００３９】
燃料電池システム１００におけるスタック１０は，上記のように構成される電気発生部１１を複数で備えて，これら電気発生部１１を連続配置することにより形成される。このスタック１０の構成は，通常の高分子電解質型燃料電池の構成からなることができる。従って，本明細書ではその詳細な説明を省略する。
【００４０】
改質装置３０は，熱エネルギーによる化学触媒反応，例えば，水蒸気改質，部分酸化または自熱反応などの触媒反応によって，燃料から水素を発生させる構造を有する。改質装置３０の構造は，図３および図４を参照して後述する。
【００４１】
燃料供給源５０は，液体燃料を保存する第１タンク５１と，水を保存する第２タンク５２と，第１，２タンク５１，５２に連結設置されて，第１，２タンク５１，５２から液体燃料と水を排出させる燃料ポンプ５３と，を有している。第１タンク５１は，管路６１を通じて後述する改質装置３０のバーナー部３５と連結設置できる。
【００４２】
第１，２タンク５１，５２は，管路６３を通じて後述する改質装置３０の改質反応部３９と連結設置できる。本実施形態において，第１，２タンク５１，５２は，図１に示したように，合流管形態である管路６３を通じて改質反応部３９と連結設置されているが，これらの連結構造はこれに限定されず，これらは互いに異なる管路を通じてそれぞれ連結設置されてもよい。
【００４３】
酸素供給源７０は，所定のポンピング力で空気を吸入して，この空気をスタック１０の電気発生部１１およびバーナー部３５に各々供給する空気ポンプ７１を含んでいる。本実施形態において，酸素供給源７０は，図１に示したように，単一の空気ポンプ７１を通じて電気発生部１１とバーナー部３５とに空気を供給する構造からなっているが，これに限定されず，電気発生部１１およびバーナー部３５にそれぞれ別々に連結設置される一対の空気ポンプで構成してもよい。
【００４４】
上記のように構成される燃料電池システム１００は，その作用時に改質装置３０から発生する水素を電気発生部１１に供給し，空気を電気発生部１１に供給すると，スタック１０において水素と酸素の電気化学的な反応によって，既定の出力量の電気エネルギーと水，そして熱を発生させる。
【００４５】
燃料電池システム１００は，通常のマイコンタイプのコントロールユニット（図示せず）によってその全般的な稼働，例えば，燃料供給源５０，酸素供給源７０，後述するヒーティング部材３３等の稼働を実質的に制御することができる。
【００４６】
以下，改質装置３０について図３および図４を参照して詳細に説明する。図３は本実施形態にかかる改質装置構造を示した斜視図であり，図４は本実施形態にかかる改質装置構造を示した断面図である。
【００４７】
図４に示したように，改質装置３０は，液体燃料と空気の酸化触媒反応によって熱エネルギーを発生させるバーナー部３５と，当該熱エネルギーを利用した改質触媒反応によって液体燃料と水から水素を発生させる改質反応部３９と，を含んで成る。
【００４８】
本実施形態によれば，改質装置３０は，相互独立的な第１空間Ａと第２空間Ｂとを有する二重の円筒管路形態の本体３１を備える。本体３１は，第１本体３８および第１本体３８の内部に位置する第２本体３２を含んでいる。
【００４９】
本実施形態において，改質反応芙蓉本体である第１本体３８は，所定断面積を有しながら実質的に両側端部が閉鎖されたパイプ形態で構成される。また，第１本体３８は，外部に露出される部分である。第１本体３８は，断熱性を有する一般的な金属素材，もしくは非金属断熱素材で形成してもよい。
【００５０】
本実施形態において，バーナー芙蓉本体である第２本体３２は，第１本体３８の断面積より相対的に小さい断面積を有しながら実質的に両側端部が閉鎖されたパイプ形態からなる。また，第２本体３２は，その外周面と第１本体３８の内周面が一定の間隔離隔するように第１本体３８の内部中心方向に配置され，一側端部が第１本体３８の一側端部を貫通して外部に引出されるように設置される。
【００５１】
第２本体３２は，バーナー部３５で発生する熱エネルギーを第１本体３８に容易に提供できるように熱伝導性を有する一般的な金属素材で形成してもよい。
【００５２】
本実施形態において，第２本体３２は，後述するバーナー部３５を構成するバーナー本体である。バーナー部３５は，第２本体３２によって形成される第１空間Ａに酸化触媒３４が充填される。また，バーナー部３５は，第１空間Ａに充填された酸化触媒３４内に，ヒーティング部材３３が局部的に埋設されることによって形成される。
【００５３】
第２本体３２の一側端部には第１タンク５１から供給される燃料と，空気ポンプ７１によって供給される空気とを第１空間Ａに注入するための第１流入部３２ａが形成される。第２本体３２の他側端部には酸化触媒３４による燃料と空気の酸化反応によって燃焼する燃焼ガスを排出させるための第１流出部３２ｂが形成される。このとき，第１流入部３２ａは管路６５を通じて第１タンク５１と空気ポンプ７１に連結設置してもよい。
【００５４】
本実施形態において，第１流入部３２ａは図３，図４に示したように，単一の孔を通じて第１タンク５１から供給される燃料と空気ポンプ７１によって供給される空気を注入させるように設けられているが，第１流入部は，その構造に限定されず，燃料と空気を個別に注入させるための別々の孔で形成してもよい。
【００５５】
第１本体３８は，第２本体３２の間に上述した第２空間Ｂを形成する。第２空間Ｂには，改質触媒３７が充填されて第１本体３８と共に本実施形態にかかる改質反応部３９を形成する。
【００５６】
第１本体３８の一側端部には第１，２タンク５１，５２から供給される燃料と水を第２空間Ｂに注入させるための第２流入部３８ａが形成され，他側端部には改質触媒３７によって燃料と水の改質反応によって発生する水素を排出させるための第２流出部３８ｂが形成されている。
【００５７】
本実施形態において，第２流入部３８ａは図３，図４に示したように，単一の孔を通じて第１，２タンク５１，５２から供給される燃料と水を注入させるように設けられているが，第２流入部の構造はこれに限定されず，燃料と水を個別に注入させるための別々の孔で形成してもよい。第２排出部３８ｂは，管路６７を通じてスタック１０の電気発生部１１と連結設置できる。
【００５８】
バーナー部３５は，液体燃料と空気の供給を受けて酸化触媒３４による酸化反応によって燃料と空気を燃焼させる。バーナー部３５は，燃焼時に発生する熱エネルギーを後述する改質反応部３９に伝達する機能を果たす。
【００５９】
バーナー部３５は，上述したように，第１空間Ａに酸化触媒３４を充填し，第２本体３２の注入部３２ａ側に位置した酸化触媒３４にヒーティング部材３３を埋設して構成される。
【００６０】
ヒーティング部材３３は，所定電源の印加を受けて熱エネルギーを発生させる従来技術の熱線を備える。ヒーティング部材３３は，燃料電池システム１００の初期起動時に酸化触媒３４の酸化反応に要求される既定の反応開始温度範囲，例えば約６０〜１００℃の範囲の温度を有する熱源であり，酸化触媒３４に設置される。
【００６１】
ヒーティング部材３３の設置理由は，燃料電池システム１００の初期起動時に酸化触媒３４に別途の補助熱源を提供して，酸化触媒３４の反応開始時間を短縮させることによって，燃料と空気の酸化反応をさらに迅速に起こさせるためである。
【００６２】
酸化触媒３４は，燃料と空気を酸化燃焼させて改質反応部３９の改質反応に必要な温度範囲，例えば約２００〜３００℃のメイン熱源を発生させるためのものである。酸化触媒３４は，例えばアルミナ，シリカまたはチタニアからなるペレット形態の担体に白金，ルテニウムのような触媒物質を担持している構造からなる。
【００６３】
改質反応部３９は，上述したように，バーナー部３５で発生する熱エネルギーを吸熱し，水と燃料の水蒸気改質（ＳＲ）触媒反応によって，水と燃料から水素を発生させるためのものである。
【００６４】
本実施形態における改質反応部３９の改質触媒３７は，バーナー部３５から発生するメイン熱源を吸熱し，水蒸気改質反応を促進させるためのものである。改質触媒３７は，例えばアルミナ，シリカまたはチタニアからなるペレット形態の担体に銅，ニッケル，白金のような触媒物質を担持している構造からなる。
【００６５】
上記のように構成された本発明の実施形態にかかる燃料電池システムの動作を詳細に説明する。
【００６６】
燃料電池システム１００の初期起動時，コントロールユニットを通じてヒーティング部材３３に既定の電源が印加される。その後，ヒーティング部材３３は電源の電気抵抗によって所定温度の熱エネルギーを発生させる。この発生した熱エネルギーによって，酸化触媒３４の酸化反応に要求される既定の反応開始温度範囲，例えば約６０〜１００℃の温度範囲を有する補助熱源が酸化触媒３４に提供される。
【００６７】
次いで，燃料ポンプ５３の稼働で第１タンク５１に保存された燃料が排出される。この燃料は第１流入口３２ａを通じて第２本体３２内部に供給される。
【００６８】
この時，空気ポンプ７１の稼働で空気が第１流入口３２ａを通じて第２本体３２内部に供給される。
【００６９】
その結果，燃料と空気は，バーナー部３５，即ち第２本体３２内部の酸化触媒３４を経て酸化触媒反応を起こす。この時，バーナー部３５では，ヒーティング部材３３による補助熱源は，酸化触媒３４の酸化反応に要求される反応開始温度を維持しているため，燃料と空気の酸化燃焼反応がより迅速に起こる。
【００７０】
その間，バーナー部３５では，酸化触媒３４による液体燃料と空気の酸化触媒反応によって液体燃料と空気が燃焼する。この燃焼は，改質反応部３９の改質反応に必要な既定の温度範囲，例えば約２００〜３００℃のメイン熱源を発生させる。
【００７１】
メイン熱源は，第２本体３２を通じて改質触媒３７に伝達される。第２本体３２の内部で発生する比較的高い温度の燃焼ガスは第１流出部３２ｂを通じて外部に排出される。
【００７２】
このような状態で，燃料ポンプ５３の稼働によって第１タンク５１に保存された液体燃料と第２タンク５２に保存された水が，第１本体３８の第２流入部３８ａに供給される。
【００７３】
その結果，燃料と水は改質触媒３７を経ながら水蒸気改質（ＳＲ）反応を起こす。この時，改質触媒３７はバーナー部３５から発生するメイン熱源の伝達を受けて，上述したように改質反応に必要な既定の反応開始温度を維持している状態である。
【００７４】
この間，改質反応部３９では，改質触媒３７による分解反応（吸熱反応）が進行し，水素を含有している改質ガスが発生する。
【００７５】
発生した改質ガスは第２流出部３８ｂを通じて排出されてスタック１０に提供される。改質ガスがスタック１０に供給されることによって発生した電気エネルギーは，所定の負荷，例えばノートブック型パソコン，ＰＤＡのような携帯用電子機器または移動通信端末機器に提供されて，これらの負荷を駆動させることができるエネルギー源として使用される。
【００７６】
本発明によれば，従来とは異なって，改質装置のバーナー部を構成する酸化触媒に局部的に埋設され，酸化触媒に補助熱源を提供するためのヒーティング部材を備えることによって，酸化触媒の反応開始時間を短縮させて全改質装置の性能および熱効率を極大化させることができる効果がある。
【００７７】
また，バーナー部の酸化触媒を予熱させるための電力消耗を減らすことができるので，全システムの性能およびエネルギー効率をさらに向上させることができる効果がある。
【００７８】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は，改質装置用バーナー，改質装置および燃料電池システムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる燃料電池システムの全体的な構成を概略的に示したブロック図である。
【図２】同実施形態にかかるスタックの構造を示した分解斜視図である。
【図３】同実施形態にかかる改質装置構造を概略的に示した斜視図である。
【図４】同実施形態にかかる改質装置構造を概略的に示した断面構成図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０      スタック
１１      電気発生部
１６      セパレータ
３０      改質装置
３２      第２本体
３２ａ      第１流入部
３２ｂ      第２流出部
３３      ヒーティング部材
３４      酸化触媒
３５      バーナー部
３７      改質触媒
３８      第１本体
３８ａ      第１流入部
３８ｂ      第２流出部
３９      改質反応部
５０      燃料供給源
５１      第１タンク
５２      第２タンク
５３      燃料ポンプ
６１，６３，６５，６７      管路
７０      酸素供給源
７１      空気ポンプ
１００      燃料電池システム
Ａ      第１空間
Ｂ      第２空間
【図１】
2006194580.tif 000003
【図２】
2006194580.tif 000004
【図３】
2006194580.tif 000005
【図４】
2006194580.tif 000006