(57)【要約】【課題】交換時に改質ガスの気密性を損なうことなく着脱を自在にすることができる温度検知手段で改質ガスの温度を正確に検知できる水素生成装置を提供する。【解決手段】第３蓋板１９を貫通して改質ガス集合口２０に一端部が位置する先端部が閉塞された集熱筒と、集熱筒４３の内部に改質ガスの温度を検知する温度検知手段４６を設け、さらに集熱筒４３の外周に改質ガスの熱を伝熱する受熱拡大部４４を備えることにより、改質ガス集合口２０に集めた改質ガスが集熱筒４３の受熱拡大部４４に集中して通流するので改質ガスの熱が速やかに集熱筒４３と温度検知手段４６に伝わるので、改質ガスの温度を正確に検知できる。さらに、先端部が閉塞された集熱筒４３の内部に温度検知手段４６を配置しているので温度検知手段４６の交換時に改質ガスの気密性を損なうことなく容易に着脱することができる。【選択図】図１
2011063463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その一端が第１蓋板で閉鎖された第１筒と、前記第１筒の内部空間に該第１筒の他端側から前記一端側に向かう火炎を形成して燃焼用燃料を燃焼し燃焼ガスを発生する加熱手段と、その一端が中央部に改質ガス集合口を有する第２蓋板で閉鎖され前記第１筒の外側に該第１筒と同軸状に、かつ、前記第２蓋板が前記第１蓋板と第２空間を介して対向するように配された第２筒と、前記第１筒と前記第２筒との間に形成された筒状の第１空間に配された改質触媒層と、その一端が第３蓋板で閉鎖され前記第２筒の外側に該第２筒と同軸状に、かつ、前記第３蓋板が前記第２蓋板と第３空間を介して対向するように配された第３筒とを備え、前記第１空間に原料および水が供給され、これらが前記改質触媒層で前記燃焼ガスからの伝熱により改質反応して改質ガスが生成され、該改質ガスが、前記第２空間と、前記第２蓋板の前記改質ガス集合口と、前記第３の空間とを通るよう構成された水素生成装置であって、
前記第３蓋板を貫通して前記改質ガス集合口に一端部が位置する先端部が閉塞された集熱筒と、前記集熱筒の内部に着脱自在に配され改質ガスの温度を検知する温度検知手段と、前記集熱筒の外周に配され改質ガスの熱を伝熱する受熱拡大部とを備えたことを特徴とする水素生成装置。
【請求項２】
前記受熱拡大部はフィンで形成されると共に、前記フィンは前記改質ガス集合口に配され、かつ、前記温度検知手段は前記集熱筒を介して前記フィンに対向する位置に配されたこと特徴とする請求項１に記載の水素生成装置。
【請求項３】
前記温度検知手段は前記集熱筒内で気密的に取付けられたこと特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の水素生成装置。
【請求項４】
前記温度検知手段は前記集熱筒の内壁に当接するよう配されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水素生成装置。
【請求項５】
前記温度検知手段と前記集熱筒の内壁との空隙に伝熱体を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の水素生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水蒸気改質反応によって炭化水素を有する原料を水素リッチな改質ガスに改質する改質装置を有する水素生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種水素生成装置は温度検知手段によって検出された改質部内温度が目標温度となるように燃焼部の燃焼量を制御する改質部温度制御を実施している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、前記特許文献１に記載された従来の改質装置を示すものである。
【０００４】
図７に示すように、燃料供給源１と改質部外側流路２と改質部内側流路３から構成され、環状筒部内に軸線に沿って延在する環状の折り返し流路４とからなる有底円筒状に形成された改質部５と改質部５の折り返し流路４内に設けられた触媒６と燃料ポンプ７と水ポンプ８と改質部５内の温度を検出する温度検知手段（改質部温度検出手段）９と改質部５を加熱して水蒸気改質反応に必要な熱を供給するための燃焼ガスを生成する燃焼部１０と燃焼用燃料ポンプ１１（燃焼用燃料供給手段）と燃焼用空気ポンプ１２（燃焼用酸化剤ガス供給手段）から構成されている。
【０００５】
上記構成によって、改質装置は、燃焼用燃料ポンプ１１（燃焼用燃料供給手段）と燃焼用空気ポンプ１２（燃焼用酸化剤ガス供給手段）により燃焼部１０に燃焼用燃料と燃焼用空気を供給して燃焼部１０で燃焼させて触媒６を水蒸気改質反応に適した温度に加熱して、燃料ポンプ７により改質部５に供給された改質用燃料と水ポンプ８により改質部５に供給された改質水を触媒６によって水蒸気改質反応させて水素ガスと一酸化炭素ガスからなる改質ガスを生成させて燃料電池１３に供給している。
【０００６】
この時、触媒６の温度が改質反応に適した所定の目標温度となるように温度検知手段９によって検出された改質部内温度Ｔ１に連動して燃焼用燃料ポンプ１１（燃焼用燃料供給手段）と燃焼用空気ポンプ１２（燃焼用酸化剤ガス供給手段）を制御して燃焼部１０に供給される燃焼燃料と燃焼用空気を調整して燃焼制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２２３８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の構成では、改質部ガスの温度を正確に検知する具体的な構成は開示されていない。
【０００９】
更に温度検知手段をメンテナンスのために交換する必要性があるが交換するための形態についてなんら開示されていない。
【００１０】
たとえば、温度検知手段９を改質部５の外表面に接触させて設けた場合には温度検知手段９で検知された温度は改質部５の筐体の温度の影響を受けやすく改質ガスの温度を正確に検知することが難しく、水素生成装置の起動時及び停止時に改質ガスの実温度と温度検知手段９で検知された温度との差が大きくなる。また、温度検知手段９が改質部５のガス
流路壁を貫通して設けられた場合には温度検知手段９の交換時に改質ガスの気密性を保証する事が難しいという課題を有していた。
【００１１】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、改質ガスの温度を正確に検知して、その温度に基づいて制御部によって燃焼量を制御し改質触媒層を所定温度に安定的に維持すると共に、温度検知手段の交換時に改質ガスの気密性を損なうことなく着脱を自在とした水素生成装置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】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明の水素生成装置は、その一端が第１蓋板で閉鎖された第１筒と、第１筒の内部空間に該第１筒の他端側から一端側に向かう火炎を形成して燃焼用燃料を燃焼し燃焼ガスを発生する加熱手段と、その一端が中央部に改質ガス集合口を有する第２蓋板で閉鎖され第１筒の外側に該第１筒と同軸状に、かつ、第２蓋板が第１蓋板と第２空間を介して対向するように配された第２筒と、第１筒と第２筒との間に形成された筒状の第１空間に配された改質触媒層と、その一端が第３蓋板で閉鎖され第２筒の外側に該第２筒と同軸状に、かつ、第３蓋板が第２蓋板と第３空間を介して対向するように配された第３筒とを備え、第１空間に原料および水が供給され、これらが改質触媒層で燃焼ガスからの伝熱により改質反応して改質ガスが生成され、該改質ガスが、第２空間と、第２蓋板の改質ガス集合口と、第３の空間とを通るよう構成された水素生成装置であって、第３蓋板を貫通して改質ガス集合口に一端部が位置する先端部が閉塞された集熱筒と、集熱筒の内部に着脱自在に配され改質ガスの温度を検知する温度検知手段と、集熱筒の外周に配され改質ガスの熱を伝熱する受熱拡大部を備えたものである。
【００１３】
これによって、第３蓋板を貫通して改質ガス集合口に設けた集熱筒内部に温度検知手段を配置して改質ガス集合口に集めた改質ガスが集熱筒の受熱拡大部に集中して通流するので改質ガスの熱が速やかに伝わるので、改質ガスの温度を正確に検知でき水素生成装置の起動時及び停止時に改質ガスの実温度と温度検知手段で検知された温度のばらつきも小さくなり、その温度に基づいて制御部によって燃焼量を制御し改質触媒層を所定温度に安定的に維持することができる。
【００１４】
また、先端部が閉塞された集熱筒の内部に温度検知手段を配置しているので温度検知手段の交換時に改質ガスの気密性を損なうことなく着脱を自在にすることができる。
【００１５】
また、本発明の水素生成装置は、受熱拡大部はフィンで形成されると共に、フィンは改質ガス集合口に配され、かつ、温度検知手段は集熱筒を介してフィンに対向する位置に配されたものである。
【００１６】
これによって、改質ガスがフィンに沿って通流するのでフィンを介して集熱筒に伝わる熱量が多くなるので、水素生成装置の起動時及び停止時に改質ガスの実温度と温度検知手段で検知された温度差が小さくなり、その温度に基づいて制御部によって燃焼量を制御し改質触媒層を所定温度に安定的に維持することができる。
【００１７】
また、本発明の水素生成装置は、温度検知手段を集熱筒内で気密的に取付けられたものである。
【００１８】
これによって、集熱筒の内部の熱が外部に流出しにくくなるので集熱筒の筐体に伝わった熱が集熱筒の内部に確実に伝熱されることになり水素生成装置の起動時及び停止時に改質ガスの実温度と温度検知手段で検知された温度差が小さくなって、その温度に基づいて制御部によって燃焼量を制御し改質触媒層を所定温度に安定的に維持することができる。
【００１９】
また、本発明の水素生成装置は、温度検知手段を集熱筒の内壁に当接するよう配されたものである。
【００２０】
これによって、温度検知手段が集熱筒の内壁部に接触したり接触しなかったりして温度検知手段に伝わる温度がばらつくことがなくなり集熱筒の内面温度が温度検知手段に伝わりやすくなるので、水素生成装置の起動時及び停止時に改質ガスの実温度と温度検知手段で検知された温度差が小さくなって、その温度に基づいて制御部によって燃焼量を制御し改質触媒層を所定温度に安定的に維持することができる。
【００２１】
また、本発明の水素生成装置は、温度検知手段と前記集熱筒の内壁との空隙に伝熱体を備えたものである。
【００２２】
これによって、集熱筒の筐体に伝わった熱が伝熱体を介して温度検知手段に伝熱することになって集熱筒の内部に確実に伝熱されることになり集熱筒の内面温度が温度検知手段に伝わりやすくなるので、水素生成装置の起動時及び停止時に改質ガスの実温度と温度検知手段で検知された温度差が小さくなって、その温度に基づいて制御部によって燃焼量を制御し改質触媒層を所定温度に安定的に維持することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の水素生成装置は、改質ガスの温度を正確に検知して、その温度に基づいて制御部によって燃焼量を制御し改質触媒層を所定温度に安定的に維持すると共に、温度検知手段の交換時に改質ガスの気密性を損なうことなく着脱を自在にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１における水素生成装置の概略構成を示す模式図
【図２】本発明の実施の形態１における水素生成装置の概略構成を示す要部拡大模式図
【図３】本発明の実施の形態２における水素生成装置の概略構成を示す要部拡大模式図
【図４】本発明の実施の形態３における水素生成装置の概略構成を示す要部拡大模式図
【図５】本発明の実施の形態４における水素生成装置の概略構成を示す要部拡大模式図
【図６】本発明の実施の形態５における水素生成装置の概略構成を示す要部拡大模式図
【図７】従来の水素生成装置を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
第１の発明は、その一端が第１蓋板で閉鎖された第１筒と、第１筒の内部空間に該第１筒の他端側から一端側に向かう火炎を形成して燃焼用燃料を燃焼し燃焼ガスを発生する加熱手段と、その一端が中央部に改質ガス集合口を有する第２蓋板で閉鎖され第１筒の外側に該第１筒と同軸状に、かつ、第２蓋板が第１蓋板と第２空間を介して対向するように配された第２筒と、第１筒と第２筒との間に形成された筒状の第１空間に配された改質触媒層と、その一端が第３蓋板で閉鎖され第２筒の外側に該第２筒と同軸状に、かつ、第３蓋板が第２蓋板と第３空間を介して対向するように配された第３筒とを備え、第１空間に原料および水が供給され、これらが改質触媒層で燃焼ガスからの伝熱により改質反応して改質ガスが生成され、該改質ガスが、第２空間と、第２蓋板の改質ガス集合口と、第３の空間とを通るよう構成された水素生成装置であって、第３蓋板を貫通して改質ガス集合口に一端部が位置する先端部が閉塞された集熱筒と、集熱筒の内部に着脱自在に配され改質ガスの温度を検知する温度検知手段と、集熱筒の外周に配され改質ガスの熱を伝熱する受熱
拡大部を備えることにより、第３蓋板を貫通して改質ガス集合口に設けた集熱筒内部に温度検知手段を配置して改質ガス集合口に集めた改質ガスが集熱筒の受熱拡大部に集中して通流するので改質ガスの熱が速やかに伝わるので、改質ガスの温度を正確に検知でき水素生成装置の起動時及び停止時に改質ガスの実温度と温度検知手段で検知された温度のばらつきも小さくなり、その温度に基づいて制御部によって燃焼量を制御し改質触媒層を所定温度に安定的に維持することができる。また、先端部が閉塞された集熱筒の内部に温度検知手段を配置しているので温度検知手段の交換時に改質ガスの気密性を損なうことなく着脱を自在にすることができる。
【００２６】
第２の発明は、特に、第１の発明の受熱拡大部をフィンで形成すると共に、フィンは改質ガス集合口に配され、かつ、温度検知手段は集熱筒を介してフィンに対向する位置に配することにより、改質ガスがフィンに沿って通流するので集熱筒に伝わる熱量が多くなるので、水素生成装置の起動時及び停止時に改質ガスの実温度と温度検知手段で検知された温度差が小さくなり、その温度に基づいて制御部によって燃焼量を制御し改質触媒層を所定温度に安定的に維持することができる。
【００２７】
第３の発明は、特に、第１の発明または第２の発明の温度検知手段を集熱筒内で気密的に取付けることにより、集熱筒の内部の熱が外部に流出しにくくなるので、水素生成装置の起動時及び停止時に改質ガスの実温度と温度検知手段で検知された温度差が小さくなり、その温度に基づいて制御部によって燃焼量を制御し改質触媒層を所定温度に安定的に維持することができる。
【００２８】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明の温度検知手段を集熱筒の内壁に当接するよう配することにより、温度検知手段が集熱筒の内壁部に接触したり接触しなかったりして温度検知手段に伝わる温度がばらつくことがなくなり集熱筒の内面温度が温度検知手段に伝わりやすくなるので、水素生成装置の起動時及び停止時に改質ガスの実温度と温度検知手段で検知された温度差が小さくなり、その温度に基づいて制御部によって燃焼量を制御し改質触媒層を所定温度に安定的に維持することができる。
【００２９】
第５の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明の温度検知手段と集熱筒の内壁との空隙に伝熱体を備えることにより、集熱筒の内面温度が温度検知手段に伝わりやすくなるので、水素生成装置の起動時及び停止時に改質ガスの実温度と温度検知手段で検知された温度差が小さくなり、その温度に基づいて制御部によって燃焼量を制御し改質触媒層を所定温度に安定的に維持することができる。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る水素生成装置の概略構成を示す模式図を示すもの、図２は、本発明の実施の形態１に係る水素生成装置の概略構成を示す要部拡大模式図である。
【００３２】
図１および図２において、本実施の形態１に係る水素生成装置は、中心軸１４を共有する円筒状の燃焼筒１５と、内筒（第１筒）１６と、外筒（第２筒）１７と、路壁筒（第３筒）１８とを有し、路壁筒１８の下端は、第３蓋板１９で閉鎖され、外筒１７の下端は、中央部に厚み方向の貫通孔構成の改質ガス集合口２０が設けられた第２蓋板２１により閉鎖され、また、内筒１６の下端は、第１蓋板２２により閉鎖され、その上端は、燃焼筒１５に接続された環状の板部材２３により閉鎖されている。
さらに、燃焼筒１５の下端は、開放されており、その上端は、板部材２３に接続された蓋
板２４により閉鎖されている。
【００３３】
蓋板２４には、バーナ（燃焼器）２５が、燃焼筒１５の内部において、下方に延びるように配設されている。そして、燃焼筒１５の内部空間が、燃焼空間２６を構成し、燃焼筒１５と内筒１６の間の空間が、燃焼ガス流路２７を構成する。
【００３４】
燃焼ガス流路２７の下流側である内筒１６の上端部には、排気口２８が形成されていて、排気口２８には、適宜な配管２９が接続されその下流端は、大気に開放されている。
【００３５】
バーナ２５には、燃料供給源３０から燃焼燃料供給装置３１と燃焼空気供給装置３２が接続されている。
【００３６】
ここでは、燃焼燃料供給装置３１は燃料ポンプで構成されており、また、燃焼空気供給装置３２は、その流量を調整可能な構成であればよく、例えば、その吐出流量を調整可能なポンプであってもよく、流量調整用バルブであってもよい。
【００３７】
内筒１６の上端部には、内筒１６と外筒１７との間に形成された筒状空間（以下、第１空間３３）と連通する原料供給用入口３４が形成されていて、該原料供給用入口３４は、原料供給装置３５に接続されている。原料供給装置３５は、その吐出流量を調整可能なポンプを有しており、都市ガスと接続されている。
【００３８】
また、内筒１６の上端部には、第１空間３３と連通する水供給用入口３６が形成されていて、該水供給用入口３６は水供給装置３７に接続されている。水供給装置３７は、その吐出流量を調整可能なポンプから構成されており、市水に接続されている。
【００３９】
第１空間３３の下部には、改質触媒が充填された改質触媒層３８が設けられ、第１空間３３の改質触媒層３８が設けられた下流側で、第１蓋板２２と第２蓋板２１との間に第２空間３９が設けられている。
【００４０】
さらに、第２蓋板２１の中央部には、内筒２１の中心軸１４とその中心軸が一致するように、厚み方向に貫通孔構成の改質ガス集合口２０が設けられ、第２蓋板２１と第３蓋板１５との間の空間から第３空間４０が構成される。
【００４１】
第３空間４０の下流側である外筒１７と路壁筒１８の間の空間が改質ガス流路４１を構成して上端部には改質ガス導入口４２が形成されていて、改質ガス導入口４３には、適宜な配管が接続されて改質ガスを利用する燃料電池システム（図示せず）に接続されている。
【００４２】
また、第３蓋板１９の中央部には、該第３蓋板１９を貫通し第１空間３３を横断して、改質ガス集合口２０にその一端部が位置するように先端部が閉塞された集熱筒４３が集熱筒４３の外面と第３蓋板１９とを密着して設けられている。
【００４３】
集熱筒４３の一端部の外周には板状の受熱拡大部４４が放射状に配されると共に、もう一方の端には円盤状の取付板４５が備えられている。
【００４４】
さらに集熱筒４３の内部に改質ガスの温度を検知する温度検知手段４６が配されており温度検知手段４６の外周部には円盤状の取付フランジ４７が設けられている。
【００４５】
集熱筒４３と温度検知手段４６は、クイックファスナー４８により取付板４５と取付フランジ４７を挟み込むようにして固定することにより連結されており、このクイックファ
スナー４８を外すことで温度検知手段４６を着脱することができる。
【００４６】
温度検知手段４６には、制御部４９が接続されており改質ガス集合口２０から流出する改質ガスの温度を検知し、検知した温度を制御部４９に伝達するように構成されている。
【００４７】
図の矢印は、燃焼ガス、燃焼燃料、燃焼空気、原料、水、改質ガスそれぞれの流れを示すものである。
【００４８】
以上のように構成された水素生成装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００４９】
バーナ２５には、燃焼燃料供給装置３１から燃焼用燃料が供給され、また、燃焼空気供給装置３２から燃焼用の空気が供給され、供給された燃焼用燃料と空気が燃焼空間２６で燃焼して燃焼ガスが生成され、生成された燃焼ガスは、燃焼筒１５の下端から流出し、第１蓋板２０の内表面に当たって反転し、燃焼ガス流路２７を通流し、更に排気口２８と配管２９流通して水素生成装置外に排出される。
【００５０】
このとき、燃焼ガス流路２７を構成する内筒１６からの伝熱により、改質触媒が充填された改質触媒層３８が加熱され所定の温度になると原料供給装置３５により、原料である都市ガスが、原料供給用入口３４を通流して、第１空間３３の上部に供給され、さらに水供給装置３７により水が、水供給用入口３６を通流して、第１空間３３の上部に供給されて、この熱を受熱して原料である都市ガスと水と触媒との水蒸気改質反応により水素ガスと一酸化炭素ガスからなる改質ガスを生成する。
【００５１】
改質ガスは、第２空間３９流通して改質ガス集合口２０に集められて貫通穴を通過してから第３空間４０に流通して第３蓋板１９の内表面に当たって反転し、改質ガス流路４２を通流して改質ガス導入口４３から燃料電池システムに供給される。
【００５２】
ここで、原料である都市ガスと水と触媒との水蒸気改質反応を効率的にかつ触媒にダメージを与えないためには改質触媒の温度を所定の温度に制御する必要がある。
【００５３】
そのために温度検知手段４６によって検出された改質ガス温度が改質触媒層３８の触媒の改質反応に適した目標温度となるように燃焼制御にて選択された特性を基準にしてバーナ２５に燃焼燃料を供給する燃焼燃料供給装置３１と燃焼空気供給装置３２を制御して改質部温度を所定の温度になるように制御しているが、温度検知手段４６によって検出された温度が実際の改質ガス温度を精度良く検知することが重要である。
【００５４】
本発明の実施の形態１に係る水素生成装置では、改質ガスが第３蓋板１９の中央部にある改質ガス集合口２０に集められるので、改質触媒層３８内である程度の温度分布をもち不均一であった改質ガス温度が改質ガス集合口２０を流通する際には均一化されている。
【００５５】
また、第３蓋板１９を貫通して改質ガス集合口２０に一端部が位置する先端部が閉塞された集熱筒４３と、集熱筒４３の内部に改質ガスの温度を検知する温度検知手段４６を設け、さらに集熱筒４３の外周に改質ガスの熱を伝熱する受熱拡大部４４を備えることにより、改質ガス集合口２０に集められた温度が均一化した改質ガスが集熱筒４３の受熱拡大部４４に集中して通流するので改質ガスの熱が速やかに集熱筒４３を介して温度検知手段４６に伝わるので、改質ガスの温度を正確に検知でき水素生成装置の起動時及び停止時に改質ガスの実温度と温度検知手段で検知された温度のばらつきも小さくなり、その温度に基づいて制御部によって燃焼量を制御し改質触媒層を所定温度に安定的に維持することができる。
【００５６】
さらに、集熱筒４３と温度検知手段４６とがクイックファスナーによる連結構成であるので、温度検知手段４６を取り外す際はクイックファスナー４８を取付板４５と取付フランジ４７からスライドさせて図２の横方向に取外すと取付フランジ４７が取付板４５から外れて集熱筒４３に対して温度検知手段４６を図２の下方向へ引き抜くことが可能となり、温度検知手段４６を取付ける際は集熱筒４３の穴部に温度検知手段４６を取付フランジ４７が取付板４５に当接するまで差し込んでからクイックファスナー４８を取付板４５と取付フランジ４７を挟み込むようにスライドさせて温度検知手段４６を取付けることができる。
【００５７】
集熱筒４３は第３蓋板１９を貫通しているが、集熱筒４３の外面は第３蓋板１９と密着しており、また集熱筒４３先端部は閉塞されているので集熱筒４３と温度検知手段４６を取り外しても改質ガスの気密性を損なうことはないので温度検知手段４６の交換時に改質ガスの気密性を損なうことなく着脱を自在にすることができる。
【００５８】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る水素生成装置の概略構成を示す要部拡大模式図である。
【００５９】
図３において、集熱筒４３の設けた受熱拡大部４４は薄板の伝熱性の良い材料で構成されたフィン５０で集熱筒４３の外周に放射状に形成されると共に、フィン５０は改質ガス集合口２０に配され、かつ、温度検知手段４６は集熱筒４３内部のフィン５０に対向する位置に配されている。
【００６０】
以上のような構成により、改質ガスの気密性を維持するために必要な集熱筒４３の材質や板厚と異なる薄板で受熱性の良い材料を用いて受熱拡大部４４の数を多く構成できるので構成受熱拡大部４４の大きさ大きくすることなく受熱面積を増すことができると共に改質ガス集合口２０も小型化できる。
【００６１】
そのため、フィン５０に沿って通流する改質ガスからフィン５０を介して集熱筒４３に伝わる熱量が多くなり、改質ガス集合口２０を流通する改質ガス温度もより均一化されるので、水素生成装置の起動時及び停止時に改質ガスの実温度と温度検知手段４６で検知された温度差が小さくなって、その温度に基づいて制御部によって燃焼量を制御し改質触媒層を所定温度に安定的に維持することができる。
【００６２】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３に係る水素生成装置の概略構成を示す要部拡大模式図である。
【００６３】
図４において、集熱筒４３と温度検知手段４６は封止体５１で気密的に取付けられている。
【００６４】
以上のような構成により、集熱筒４３内部の熱が封止体５１で遮断されて外部に流出しにくくなるので、水素生成装置の起動時及び停止時に改質ガスの実温度と温度検知手段４６で検知された温度差が小さくなり、その温度に基づいて制御部によって燃焼量を制御し改質触媒層を所定温度に安定的に維持することができる。
【００６５】
（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４に係る水素生成装置の概略構成を示す要部拡大模式図である。
【００６６】
図５において、温度検知手段４６は集熱筒４３の受熱拡大部４４部の内壁部５２に当接するように取付けられている。
【００６７】
以上のような構成により、温度検知手段４６が集熱筒４３の内壁部５２に接触したり接触しなかったりして温度検知手段４６に伝わる温度がばらつくことがなくなり集熱筒４３の内面温度が温度検知手段４６に伝わりやすくなるので、水素生成装置の起動時及び停止時に改質ガスの実温度と温度検知手段４６で検知された温度差が小さくなり、その温度に基づいて制御部によって燃焼量を制御し改質触媒層を所定温度に安定的に維持することができる。
【００６８】
（実施の形態５）
図６は、本発明の実施の形態５に係る水素生成装置の概略構成を示す要部拡大模式図である。
【００６９】
図６において、伝熱体５３は、温度検知手段４６は集熱筒４３の受熱拡大部４４部の内壁部５２および先端部５４の空隙に充填されている。
【００７０】
伝熱体５３は熱伝導率が良いたとえば高熱伝導グリースで構成されている。
【００７１】
以上のような構成により、集熱筒４３の内面温度が伝熱体５３によって温度検知手段４６に均一に伝わりやすくなるので、水素生成装置の起動時及び停止時に改質ガスの実温度と温度検知手段４６で検知された温度差が小さくなり、その温度に基づいて制御部によって燃焼量を制御し改質触媒層を所定温度に安定的に維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、本発明にかかる水素生成装置は、改質ガスの温度を正確に検知すると共に水素生成装置の起動時及び停止時に改質ガスの実温度と温度検知手段で検知された温度差が小さくすることができると共に、温度検知手段を着脱自在にすることが可能となるので、水蒸気改質反応以外の一酸化炭素シフト反応等の改質装置や燃料電池システム等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００７３】
１４  中心軸
１５  燃焼筒
１６  内筒（第１筒）
１７  外筒（第２筒）
１８  路壁筒（第３筒）
１９  第３蓋板
２０  改質ガス集合口
２１  第２蓋板
２２  第１蓋板
２３  板部材
２４  蓋板
２５  バーナ（燃焼器）
２６  燃焼空間
２７  燃焼ガス流路
２８  排気口
２９  配管
３０  燃料供給源
３１  燃焼燃料供給装置
３２  燃焼空気供給装置
３３  第１空間
３４  原料供給用入口
３５  原料供給装置
３６  水供給用入口
３７  水供給装置
３８  改質触媒層
３９  第２空間
４０  第３空間
４１  改質ガス流路
４２  改質ガス導入口
４３  集熱筒
４４  受熱拡大部
４５  取付板
４６  温度検知手段
４７  取付フランジ
４８  クイックファスナー
４９  制御部
５０  フィン
５１  封止体
５２  内壁部
５３  伝熱体
５４  先端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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