(57)【要約】【課題】簡単且つコンパクトな構成で、内筒部材が外筒部材の端面に当接して原燃料流通通路が閉塞されることを確実に抑制することを可能にする。【解決手段】脱硫器１０は、脱硫剤６６が充填される充填室６８を設ける内筒部材４４と、前記内筒部材４４を着脱自在に収容する外筒部材４２を備える。外筒部材４２の一端には、第１蓋状部材７２が設けられ、前記外筒部材４２の他端には、第２蓋状部材７４が設けられる。第１蓋状部材７２には、内筒部材４４の充填室６８の入口側の一端に当接し、前記内筒部材４４の前記一端と前記第１蓋状部材７２の内面との間に隙間８１を形成する支持部８０が設けられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原燃料に含まれる硫黄成分を除去する脱硫器であって、
前記脱硫器は、脱硫剤が充填される充填室を設ける内筒部材と、
前記充填室の入口側に配置される第１網目状部材及び前記充填室の出口側に配置される第２網目状部材と、
前記内筒部材を立位姿勢で着脱自在に収容するとともに、前記充填室の前記入口側である下部に第１蓋状部材が設けられ、且つ、前記充填室の前記出口側である上部に第２蓋状部材が設けられる外筒部材と、
前記外筒部材に設けられ、脱硫前の前記原燃料を供給する原燃料供給口と、
前記内筒部材と前記外筒部材との間に設けられ、入口側が前記原燃料供給口に連通するとともに、出口側が前記第１網目状部材を介して前記充填室の前記入口側に連通する原燃料流通通路と、
前記第２蓋状部材に設けられ、前記第２網目状部材を介して前記充填室の前記出口側に連通する原燃料排出口と、
を備え、
前記第１蓋状部材には、前記内筒部材の下部に当接し、前記内筒部材の前記下部と前記第１蓋状部材の内面との間に間隙を形成する支持部材が設けられることを特徴とする脱硫器。
【請求項２】
請求項１記載の脱硫器において、前記第１蓋状部材には、前記原燃料に含まれる水分を除去する除湿剤を有する除湿部が設けられることを特徴とする脱硫器。
【請求項３】
請求項２記載の脱硫器において、前記除湿部は、前記支持部材に設けられることを特徴とする脱硫器。
【請求項４】
請求項１記載の脱硫器において、前記第１蓋状部材には、前記脱硫器内に滞留した水分を外部に排出するドレインが設けられることを特徴とする脱硫器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の脱硫器において、前記原燃料流通通路には、前記原燃料の湿度を計測する湿度計が設けられることを特徴とする脱硫器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の脱硫器において、前記原燃料供給口と前記原燃料排出口とは、互いに同一方向に向かって開口する開口部を設けることを特徴とする脱硫器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の脱硫器において、前記内筒部材及び前記外筒部材には、前記脱硫器外部から前記脱硫剤を視認するための透明部材が設けられることを特徴とする脱硫器。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の脱硫器において、前記脱硫器は、固体酸化物形燃料電池用脱硫器であることを特徴とする脱硫器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原燃料に含まれる硫黄成分を除去する脱硫器に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）は、固体電解質に酸化物イオン導電体、例えば、安定化ジルコニアを用いている。固体電解質の両側にアノード電極及びカソード電極を配設した電解質・電極接合体は、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持されている。この燃料電池は、通常、電解質・電極接合体とセパレータとが所定数だけ積層された燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
上記の燃料電池に供給される燃料ガスは、通常、改質装置によって炭化水素系の原燃料から生成される水素ガスが使用されている。一般的に、原燃料として使用される都市ガス、ＬＮＧ、ガソリン、灯油等の化石燃料等には、硫黄成分や硫黄化合物等が混在している。このため、原燃料を改質処理する前に、前記原燃料に含まれる硫黄成分を脱硫器により除去する必要がある。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１に開示されている燃料ガス供給装置が知られている。図７に示すように、燃料ガス供給装置を構成する脱硫器１ａは、本体部２ａと、この本体部２ａに対して着脱自在に収納される脱硫剤カートリッジ３ａとから構成されている。脱硫剤カートリッジ３ａは、脱硫剤４ａをカートリッジ缶５ａに封装している。
【０００５】
本体部２ａは、ヘッド部材６ａ、ケース部材７ａ、及び前記ヘッド部材６ａと前記ケース部材７ａとを一体化する結合リング部材８ａとから構成されている。カートリッジ缶５ａの外周面とヘッド部材６ａ及びケース部材７ａの内周面との間には、燃料ガスを流通させる燃料ガス供給通路９ａが形成されている。
【０００６】
また、特許文献２に開示されている脱硫剤カートリッジが知られている。図８に示すように、脱硫器１ｂは、脱硫剤カートリッジ２ｂと、この脱硫剤カートリッジ２ｂを着脱自在に収納する脱硫器本体３ｂとから構成されている。脱硫器本体３ｂは、ヘッド部材４ｂと、前記ヘッド部材４ｂに対して着脱されるケース部材５ｂとから構成され、これらがロックリング部材６ｂによって一体化されている。
【０００７】
脱硫剤カートリッジ２ｂは、カートリッジ缶７ｂを備えており、前記カートリッジ缶７ｂ内には、フィルタ８ｂを介して脱硫剤９ｂが封装されている。カートリッジ缶７ｂには、好ましくは、アルミ材に深絞り加工を施したアルミ缶が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３１００２７号公報
【特許文献２】特開２００７−０８４６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の特許文献１では、ヘッド部材６ａに保持されている脱硫剤カートリッジ３ａが落下した際、前記脱硫剤カートリッジ３ａがケース部材７ａの底面に当接するおそれがある。このため、燃料ガス供給通路９ａの下部が閉塞され、脱硫剤カートリッジ３ａの内部に燃料ガスが供給されないという問題がある。
【００１０】
また、上記の特許文献２では、上記の特許文献１と同様に、ケース部材５ｂの上部に保持されている脱硫剤カートリッジ２ｂが落下した際、前記脱硫剤カートリッジ２ｂが前記ケース部材５ｂの底面に当接するおそれがある。従って、脱硫剤カートリッジ２ｂの内部に燃料ガスが供給されないという問題がある。
【００１１】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単且つコンパクトな構成で、例えば、外筒部材に対する内筒部材の保持が開放された際、前記内筒部材が前記外筒部材の端面に当接して原燃料流通通路が閉塞されることを確実に抑制することが可能な脱硫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】
【００１２】
本発明は、原燃料に含まれる硫黄成分を除去する脱硫器に関するものである。この脱硫器は、脱硫剤が充填される充填室を設ける内筒部材と、前記充填室の入口側に配置される第１網目状部材及び前記充填室の出口側に配置される第２網目状部材とを備えている。脱硫器は、内筒部材を立位姿勢で着脱自在に収容するとともに、充填室の入口側である下部に第１蓋状部材が設けられ、且つ、前記充填室の出口側である上部に第２蓋状部材が設けられる外筒部材を備えている。外筒部材には、脱硫前の原燃料を供給する原燃料供給口が設けられている。
【００１３】
内筒部材と外筒部材との間には、入口側が原燃料供給口に連通するとともに、出口側が第１網目状部材を介して充填室の前記入口側に連通する原燃料流通通路が設けられている。第２蓋状部材には、第２網目状部材を介して充填室の出口側に連通する原燃料排出口が設けられている。
【００１４】
そして、第１蓋状部材には、内筒部材の下部に当接し、前記内筒部材の前記下部と前記第１蓋状部材の内面との間に間隙を形成する支持部材が設けられている。
【００１５】
また、この脱硫器では、第１蓋状部材には、原燃料に含まれる水分を除去する除湿剤を有する除湿部が設けられることが好ましい。このため、脱硫前に原燃料に含まれる水分を除去することができ、脱硫剤の劣化を有効に抑制することが可能になる。しかも、第１蓋状部材を着脱させることにより、除湿剤を容易に交換することができる。
【００１６】
さらに、この脱硫器では、除湿部は、支持部材に設けられることが好ましい。従って、原燃料流通通路が閉塞されることを確実に抑制することが可能になるとともに、脱硫前に原燃料に含まれる水分により脱硫剤が劣化することを有効に抑制することができる。
【００１７】
さらにまた、この脱硫器では、第１蓋状部材には、脱硫器内に滞留した水分を外部に排出するドレインが設けられることが好ましい。これにより、脱硫器内に滞留した水分を迅速に排出させることが可能になり、前記水分による脱硫剤の劣化を良好に抑制することができる。
【００１８】
また、この脱硫器では、原燃料流通通路には、原燃料の湿度を計測する湿度計が設けられることが好ましい。このため、脱硫前に原燃料に含まれる水分の量及び割合を検出することが可能になる。従って、脱硫性能や脱硫寿命を予測して脱硫剤のメンテナンス周期を算出することができ、又は、脱硫性能の低下によってシステムに影響を及ぼす前にシステム停止を遂行することが可能になる。
【００１９】
さらに、この脱硫器では、原燃料供給口と原燃料排出口とは、互いに同一方向に向かって開口する開口部を設けることが好ましい。これにより、メンテナンス時に、原燃料供給口の配管着脱作業と原燃料排出口の配管着脱作業とは、同一方向に行うことができる。このため、メンテナンス作業が効率的且つ容易に遂行可能になる。
【００２０】
さらにまた、この脱硫器では、内筒部材及び外筒部材には、前記脱硫器外部から脱硫剤を視認するための透明部材が設けられることが好ましい。従って、脱硫剤の劣化状態を目視で確認することができ、前記脱硫剤の交換時期を容易且つ確実に把握することが可能になる。
【００２１】
また、この脱硫器は、固体酸化物形燃料電池用脱硫器であることが好ましい。これにより、特に耐久性、メンテナンス性及び脱硫性能の向上を図ることができ、最適である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、第１網目状部材及び第２網目状部材は、経時劣化により微細化した脱硫剤が脱硫器の外部に流出することを抑制することができ、耐久性の向上が図られる。しかも、脱硫剤が劣化した際には、内筒部材のみを交換するだけで対応することが可能になり、メンテナンス性が有効に向上する。
【００２３】
さらに、原燃料は、原燃料流通通路を流通するため、前記原燃料に含まれる水分が結露しても、脱硫剤が前記水分に直接晒されることがない。このため、脱硫器は、脱硫性能及び脱硫寿命を有効に向上させることができる。その上、原燃料流通通路は、バッファ部（調圧室）として機能することができ、原燃料の脈動を抑制することが可能になる。
【００２４】
また、外筒部材の下部に設けられている第１蓋状部材を着脱することにより、脱硫器内に滞留する経時劣化で微細化した脱硫剤や原燃料に含まれる水分を、取り除くことができる。
【００２５】
さらにまた、原燃料は、原燃料供給口、原燃料流通通路、第１網目状部材、充填室、第２網目状部材及び原燃料排出口の順に流通されている。従って、脱硫反応時の発熱は、原燃料流通通路を流通する原燃料により熱回収することが可能になる。
【００２６】
さらに、脱硫器内での内筒部材が脱落した際にも、前記内筒部材は、支持部材に保持されて、前記内筒部材の下部と第１蓋状部材の内面との間に間隙が形成されている。これにより、簡単且つコンパクトな構成で、原燃料流通通路が閉塞されることを確実に抑制することができ、運転の継続が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る脱硫器を組み込む燃料電池システムの概略構成説明図である。
【図２】前記脱硫器の斜視説明図である。
【図３】前記脱硫器の断面説明図である。
【図４】前記脱硫器の分解斜視説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る脱硫器の断面説明図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る脱硫器の断面説明図である。
【図７】特許文献１に開示されている燃料ガス供給装置の断面説明図である。
【図８】特許文献２に開示されている脱硫剤カートリッジの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１に概略的に示すように、本発明の第１の実施形態に係る脱硫器１０を組み込む燃料電池システム１２は、定置用の他、車載用等の種々の用途に用いられている。
【００２９】
燃料電池システム１２は、燃料ガス（水素ガス）と酸化剤ガス（空気）との電気化学反応により発電する燃料電池モジュール１４を備える。燃料電池モジュール１４には、燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置１６と、酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置１８と、水を供給する水供給装置２０とが接続される。
【００３０】
燃料電池モジュール１４は、固体酸化物形の燃料電池スタック２２を備える。燃料電池スタック２２は、固体酸化物形の燃料電池（ＳＯＦＣ）２４を設け、複数の前記燃料電池２４は、鉛直方向又は水平方向に積層される。各燃料電池２４は、図示しないが、例えば、安定化ジルコニア等の酸化物イオン導電体の固体電解質（固体酸化物）を、アノード電極とカソード電極とで挟んだ電解質・電極接合体２６を有する。電解質・電極接合体２６は、一対のセパレータ２８により挟持される。
【００３１】
燃料電池モジュール１４は、さらに、熱交換器３０、蒸発器３２及び予備改質器３４を備える。熱交換器３０は、燃料電池スタック２２から排出される使用済み反応ガス（以下、排ガス又は燃焼排ガスともいう）と、被加熱流体である空気とを、互いに対向流に流して熱交換を行う。熱交換後の空気は、酸化剤ガスとして燃料電池スタック２２に供給される。蒸発器３２は、炭化水素を主体とする原燃料（例えば、都市ガス）と水蒸気との混合燃料（混合ガス）を生成するために、水を蒸発させる。
【００３２】
予備改質器３４は、混合燃料を改質して改質ガスを生成する。具体的には、予備改質器３４は、脱硫された都市ガス（燃料ガス）中に含まれるエタン（Ｃ2Ｈ6）、プロパン（Ｃ3Ｈ8）及びブタン（Ｃ4Ｈ10）等の高級炭化水素（Ｃ2+）を、主としてメタン（ＣＨ4）を含む燃料ガスに水蒸気改質するための予備改質器であり、数百℃の作動温度に設定される。
【００３３】
燃料電池２４は、作動温度が数百℃と高温であり、電解質・電極接合体２６では、燃料ガス中のメタンが改質されて水素が得られ、この水素がアノード電極に供給される。
【００３４】
燃料ガス供給装置１６は、炭化水素を主体とする原燃料（例えば、都市ガス）に含まれる硫黄成分を除去して燃料ガス、具体的には、脱硫された原燃料（以下、脱硫原燃料ともいう）を生成する第１の実施形態に係る脱硫器１０を備える。脱硫器１０の下流には、燃料ポンプ３６が配置され、脱硫原燃料を蒸発器３２に供給する。
【００３５】
酸化剤ガス供給装置１８は、エアポンプ（エアブロア）３８を備え、酸化剤ガス（空気）を熱交換器３０に供給する。水供給装置２０は、水ポンプ４０を備え、水を蒸発器３２に供給する。
【００３６】
蒸発器３２の入口には、水ポンプ４０と燃料ポンプ３６とが接続されるとともに、前記蒸発器３２の出口は、予備改質器３４の入口に連結される。予備改質器３４の出口は、燃料電池スタック２２の燃料ガス供給連通孔（図示せず）に連通する。
【００３７】
図２〜図４に示すように、脱硫器１０は、立位姿勢に配置される外筒部材４２と、前記外筒部材４２内に立位姿勢で着脱自在（交換自在）に収容される内筒部材４４とを備える。外筒部材４２は、矢印Ａ１方向（鉛直下方向）の一端（下部）が開口され、前記一端の外周面には、ねじ部（雄ねじ部）４６が形成される。
【００３８】
外筒部材４２は、矢印Ａ２方向（鉛直上方向）の他端（上部）に内側に絞って肩部４８が設けられ、前記肩部４８には、鉛直方向に向って複数本、例えば、３本のねじ穴５０が等角度間隔ずつ離間して設けられる。外筒部材４２の他端には、内周面にねじ溝（雌ねじ部）５２が形成される。
【００３９】
外筒部材４２の外周部には、下部近傍に湿度計接続口５４が形成される一方、上部近傍には、前記湿度計接続口５４と同一の方向に向かって原燃料供給口５５が形成される。湿度計接続口５４には、湿度計５６が装着されるとともに、原燃料供給口５５は、脱硫前の原燃料を供給する原燃料供給口を構成し、前記原燃料供給口５５には、原燃料供給管５８が装着される。
【００４０】
外筒部材４２の外周面には、例えば、湿度計接続口５４及び原燃料供給口５５とは反対側に、軸方向に延在して透明部材６０が設けられる。透明部材６０は、外方から外筒部材４２の内部が視認可能であればよく、前記外筒部材４２の上部側に所定の長さに亘って設けられる。
【００４１】
内筒部材４４は、円筒形状を有し、矢印Ａ１方向（鉛直下方向）の一端（下部）に第１網目状部材６２ａが固着される。第１網目状部材６２ａは、例えば、５０メッシュ〜１００メッシュに設定される。内筒部材４４の矢印Ａ２方向（鉛直上方向）の他端（上部）には、ねじ部（雄ねじ部）６４が形成され、前記ねじ部６４は、外筒部材４２のねじ溝５２に螺合する。
【００４２】
内筒部材４４は、脱硫剤６６が充填される充填室６８を有する。脱硫剤６６は、例えば、銀ゼオライトやセリア系化合物等の脱硫触媒であり、直径が１ｍｍ〜２ｍｍに設定される。内筒部材４４の外周面には、１以上の、例えば、３つの透明部材７０が形成される。各透明部材７０は、内筒部材４４の上方側に配置されるとともに、外筒部材４２の透明部材６０の範囲内に設けられ、脱硫器１０の外部から脱硫剤６６を視認することができる。なお、透明部材７０は、透明部材６０と同様に、軸方向に長尺な単一の部材で構成してもよい。
【００４３】
外筒部材４２内に内筒部材４４が収容された状態で、前記外筒部材４２の下部に第１蓋状部材７２が設けられるとともに、前記外筒部材４２の上部に第２蓋状部材７４が設けられる。第１蓋状部材７２は、有底のリング形状を有し、開口部側の端部内周面には、ねじ溝７６が形成される。ねじ溝７６には、外筒部材４２のねじ部４６が螺合する。
【００４４】
第１蓋状部材７２には、円筒形状の支持部（支持部材）８０が形成される。支持部８０は、内筒部材４４の径寸法と略同一の径寸法を有しており、軸方向に突出する凸部８０ａと凹部８０ｂとを交互に設ける。各凸部８０ａの先端は、内筒部材４４の下端面に当接自在であり、前記内筒部材４４の前記下端面と第１蓋状部材７２の内面との間には、隙間８１が形成される。
【００４５】
第２蓋状部材７４は、外筒部材４２の上部にシール部材８２を介装して挿入されるリング状嵌合部８４を備える。リング状嵌合部８４の先端には、第２網目状部材６２ｂが装着される一方、前記リング状嵌合部８４の後端には、板状取り付け部８６が設けられる。板状取り付け部８６には、複数本、例えば、３本のねじ８８が等角度間隔ずつ離間して設けられる。各ねじ８８が各ねじ穴５０に螺合することにより、第２蓋状部材７４は、外筒部材４２の上部に装着される。
【００４６】
第２蓋状部材７４には、ジョイント部材９０が設けられるとともに、前記ジョイント部材９０には、外筒部材４２の径方向に突出して原燃料排出口９０ａが形成される。原燃料排出口９０ａと原燃料供給口５５とは、互いに同一方向に向かって開口しており、前記原燃料排出口９０ａには、原燃料排出管９２が接続される。
【００４７】
内筒部材４４と外筒部材４２との間には、入口側が原燃料供給口５５に連通するとともに、出口側が第１網目状部材６２ａを介して充填室６８の入口側に連通する原燃料流通通路９４が設けられる。原燃料流通通路９４は、第１蓋状部材７２の支持部８０と内筒部材４４の下部との間に形成された隙間８１を介して前記内筒部材４４内の充填室６８に連通する。
【００４８】
このように構成される燃料電池システム１２の動作について、以下に説明する。
【００４９】
図１に示すように、燃料ガス供給装置１６では、燃料ポンプ３６の駆動作用下に、例えば、都市ガス（ＣＨ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ3Ｈ8、Ｃ4Ｈ10を含む）等の原燃料が、原燃料供給管５８から脱硫器１０に供給される。図３に示すように、脱硫器１０では、原燃料が原燃料供給管５８から原燃料流通通路９４に供給され、前記原燃料流通通路９４に沿って矢印Ａ１方向に移動する。原燃料は、原燃料流通通路９４の下端位置で、隙間８１に導入された後、第１網目状部材６２ａを通って内筒部材４４内の充填室６８に供給される（矢印Ａ２方向）。
【００５０】
充填室６８には、脱硫剤６６が充填されており、原燃料は、前記充填室６８を矢印Ａ２方向に移動するとともに、前記原燃料に脱硫処理が施される。充填室６８の上部に移動した原燃料は、第２網目状部材６２ｂを通って第２蓋状部材７４に導入され、ジョイント部材９０から原燃料排出口９０ａに排出される。このため、脱硫処理が行われた原燃料は、原燃料排出管９２を通って蒸発器３２に供給される。
【００５１】
一方、図１に示すように、水供給装置２０では、水ポンプ４０の駆動作用下に、水が蒸発器３２に供給される。また、酸化剤ガス供給装置１８では、エアブロア３８の駆動作用下に、酸化剤ガスである、例えば、空気が熱交換器３０に供給される。
【００５２】
蒸発器３２では、原燃料に水蒸気が混在されて混合燃料が得られ、この混合燃料は、予備改質器３４の入口に供給される。混合燃料は、予備改質器３４内で水蒸気改質され、Ｃ2+の炭化水素が除去（改質）されてメタンを主成分とする改質ガスが得られる。この改質ガスは、予備改質器３４の出口から燃料電池スタック２２に導入される。従って、改質ガス中のメタンが改質されて水素ガスが得られ、この水素ガスを主成分とする燃料ガスは、アノード電極（図示せず）に供給される。
【００５３】
一方、熱交換器３０に供給される空気は、この熱交換器３０に沿って移動する際、後述する排ガスとの間で熱交換が行われ、所望の温度に予め加温されている。熱交換器３０で加温された空気は、燃料電池スタック２２に導入され、図示しないカソード電極に供給される。
【００５４】
これにより、電解質・電極接合体２６では、燃料ガスと空気との電気化学反応により発電が行われる。各電解質・電極接合体２６の外周部に排出される高温（数百℃）の排ガスは、熱交換器３０を通って空気と熱交換を行い、この空気を所望の温度に加温して温度低下が惹起される。この排ガスは、予備改質器３４及び蒸発器３２にも供給された後、外部に排出される。
【００５５】
この場合、第１の実施形態では、図３に示すように、脱硫器１０は、脱硫剤６６が充填される充填室６８を設ける内筒部材４４と、前記充填室６８の入口側に配置される第１網目状部材６２ａ及び前記充填室６８の出口側に配置される第２網目状部材６２ｂとを備えている。脱硫器１０は、内筒部材４４を収容するとともに、充填室６８の入口側の一端に第１蓋状部材７２が設けられ、且つ、前記充填室６８の出口側の他端に第２蓋状部材７４が設けられる外筒部材４２を備えている。そして、外筒部材４２には、脱硫前の原燃料を供給する原燃料供給口５５が設けられている。
【００５６】
内筒部材４４と外筒部材４２との間には、入口側が原燃料供給口５５に連通するとともに、出口側が第１網目状部材６２ａを介して充填室６８の入口側に連通する原燃料流通通路９４が設けられている。第２蓋状部材７４には、第２網目状部材６２ｂを介して充填室６８の出口側に連通する原燃料排出口９０ａが設けられている。
【００５７】
その際、第１蓋状部材７２には、内筒部材４４の下部（充填室６８の入口側の一端）に当接し、前記内筒部材４４の前記下部と前記第１蓋状部材７２の内面との間に隙間８１を形成する支持部８０が設けられている。
【００５８】
このため、第１の実施形態では、第１網目状部材６２ａ及び第２網目状部材６２ｂは、経時劣化により微細化した脱硫剤６６が脱硫器１０の外部に流出することを抑制することができ、耐久性の向上が図られる。しかも、脱硫剤６６が劣化した際には、内筒部材４４のみを交換するだけで対応することが可能になり、メンテナンス性が有効に向上する。
【００５９】
具体的には、第１蓋状部材７２を外筒部材４２に対して螺回させ、ねじ部４６とねじ溝７６とを離脱させることにより、前記第１蓋状部材７２が前記外筒部材４２の下部から取り外される。次いで、内筒部材４４を外筒部材４２に対して螺回させ、ねじ部６４とねじ溝５２とを離脱させることにより、前記内筒部材４４が前記外筒部材４２から取り出される。さらに、新たな内筒部材４４を外筒部材４２に螺着するだけで、前記内筒部材４４の交換作業が終了する。
【００６０】
しかも、第２蓋状部材７４を外筒部材４２から取り外すことにより、脱硫剤６６の補充や交換が容易に遂行される。すなわち、ねじ８８をねじ穴５０から離脱させ、第２蓋状部材７４を外筒部材４２から取り外すと、前記外筒部材４２の上部が開放される。従って、内筒部材４４の上部も開放され、脱硫剤６６の補充、封入又は交換が容易に遂行される。
【００６１】
また、原燃料は、原燃料流通通路９４を流通するため、前記原燃料に含まれる水分が結露しても、脱硫剤６６が前記水分に直接晒されることがない。このため、脱硫器１０は、脱硫性能及び脱硫寿命を有効に向上させることができる。その上、原燃料流通通路９４は、バッファ部（調圧室）として機能することができ、原燃料の脈動を抑制することが可能になる。
【００６２】
さらに、外筒部材４２の下部に設けられている第１蓋状部材７２を着脱することにより、脱硫器１０内に滞留する経時劣化で微細化した脱硫剤６６や原燃料に含まれる水分を、容易に取り除くことができる。
【００６３】
さらにまた、原燃料は、原燃料供給口５５、原燃料流通通路９４、第１網目状部材６２ａ、充填室６８、第２網目状部材６２ｂ及び原燃料排出口９０ａの順に流通されている。従って、脱硫反応時の発熱は、原燃料流通通路９４を流通する原燃料により熱回収することが可能になる。
【００６４】
また、脱硫器１０内で内筒部材４４が脱落した際にも、前記内筒部材４４は、支持部８０に保持されており、前記内筒部材４４の下部と第１蓋状部材７２の内面との間に隙間８１が形成されている。これにより、簡単且つコンパクトな構成で、原燃料流通通路９４が閉塞されることを確実に抑制することができ、燃料電池システム１２の運転の継続が可能になる。
【００６５】
さらに、原燃料流通通路９４には、原燃料の湿度を計測する湿度計５６が設けられている。このため、脱硫前に原燃料に含まれる水分の量及び割合を検出することが可能になる。従って、脱硫性能や脱硫寿命を予測して脱硫剤６６のメンテナンス周期を算出することができ、又は、脱硫性能の低下によって燃料電池システム１２に影響を及ぼす前に前記燃料電池システム１２の停止を遂行することが可能になる。
【００６６】
さらにまた、脱硫器１０では、原燃料供給口５５と原燃料排出口９０ａとは、互いに同一方向に向かって開口している。これにより、メンテナンス時に、原燃料供給口５５に対する原燃料供給管５８の着脱作業と原燃料排出口９０ａに対する原燃料排出管９２の着脱作業とは、同一方向に行うことができる。このため、メンテナンス作業が効率的且つ容易に遂行可能になる。
【００６７】
また、内筒部材４４及び外筒部材４２には、脱硫器１０の外部から脱硫剤６６を視認するための透明部材７０、６０が設けられている。従って、脱硫剤６６の劣化状態を目視で確認することができ、前記脱硫剤６６の交換時期を容易且つ確実に把握することが可能になる。
【００６８】
さらに、脱硫器１０は、固体酸化物形燃料電池用脱硫器である。これにより、特に耐久性、メンテナンス性及び脱硫性能の向上を図ることができ、最適である。
【００６９】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る脱硫器１００の断面説明図である。なお、第１の実施形態に係る脱硫器１０と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第３の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
脱硫器１００では、第１蓋状部材７２には、原燃料に含まれる水分を除去する除湿剤（例えば、シリカゲル）を有する除湿部１０２が設けられる。除湿部１０２は、支持部８０の外周面に沿ってリング状に配置することにより、前記支持部８０に保持されている。
【００７１】
このため、第２の実施形態では、除湿部１０２により脱硫前に原燃料に含まれる水分を除去することができ、脱硫剤６６の劣化を有効に抑制することが可能になる。しかも、第１蓋状部材７２を着脱させることにより、除湿剤を容易に交換することができる。
【００７２】
さらに、除湿部１０２は、支持部８０に設けられている。従って、原燃料流通通路９４が閉塞されることを確実に抑制することが可能になる。しかも、脱硫前に原燃料に含まれる水分による脱硫剤６６の劣化を有効に抑制することができる。
【００７３】
図６は、本発明の第３の実施形態に係る脱硫器１１０の断面説明図である。
【００７４】
脱硫器１１０は、第１蓋状部材１１２を備えるとともに、前記第１蓋状部材１１２には、脱硫器１１０内に滞留した水分を外部に排出するドレイン通路１１４が設けられる。ドレイン通路１１４には、ドレイン配管１１６が接続される。
【００７５】
このように、第３の実施形態では、第１蓋状部材１１２には、脱硫器１１０内に滞留した水分を外部に排出するドレイン通路１１４が設けられている。これにより、脱硫器１１０内に滞留した水分を迅速に排出させることができ、前記水分による脱硫剤６６の劣化を良好に抑制することが可能になる。
【符号の説明】
【００７６】
１０、１００、１１０…脱硫器        １２…燃料電池システム
１４…燃料電池モジュール            １６…燃料ガス供給装置
１８…酸化剤ガス供給装置            ２０…水供給装置
２２…燃料電池スタック              ２４…燃料電池
３０…熱交換器                      ３２…蒸発器
３４…予備改質器                    ３６…燃料ポンプ
３８…エアブロア                    ４０…水ポンプ
４２…外筒部材                      ４４…内筒部材
４６…ねじ部                        ５０…ねじ穴
５２、７６…ねじ溝                  ５４…湿度計接続口
５５…原燃料供給口                  ５６…湿度計
６０、７０…透明部材                ６２ａ、６２ｂ…網目状部材
６４…ねじ部                        ６６…脱硫剤
６８…充填室                        ７２、７４、１１２…蓋状部材
８０…支持部                        ８１…隙間
９０…ジョイント部材                ９０ａ…原燃料排出口
９４…原燃料流通通路                １０２…除湿部
１１４…ドレイン通路
【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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【図８】
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