(57)【要約】【課題】コンパクトでありながらも熱エネルギを有効に利用することができる加湿器及びこれを利用する燃料電池発電システムを提供する。【解決手段】燃焼ガス３が流通するガイドフード１３１と、ガイドフード１３１の外面に螺旋状に巻き付けられて燃料ガス４及び水５を流通させる蛇腹形の加熱用チューブ１３２と、加熱用チューブ１３２に内面を当接させると共にガイドフード１３１の先端との間に隙間を有するようにガイドフード１３１を包囲して加熱用チューブ１３２の先端側を外側へ連絡させた内容器１３３と、内容器１３３の基端側に設けられた排気管１３５と、内容器１３３の外面との間に隙間を有するように内容器１３３を包囲すると共に加熱用チューブ１３２の先端側を内側に位置させた外容器１３４と、外容器１３４の基端側に設けられた燃料ガス送出管１３６とを備えて加湿器１３０を構成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象ガスと水との混合物を加熱用ガスで加熱することにより、当該対象ガスに水蒸気を含有させた目的ガスを生成させる加湿器であって、
前記混合物と前記加熱用ガスとの間で熱交換させる第一の熱交換部と、
前記第一の熱交換部を包囲するように配設されて当該第一の熱交換部で加熱された前記目的ガスと当該第一の熱交換部の前記混合物との間で熱交換させる第二の熱交換部と
を備えていることを特徴とする加湿器。
【請求項２】
請求項１において、
前記第一の熱交換部が、
基端側を閉塞されて先端側を開放されると共に基端側から先端側へ向けて前記加熱用ガスが流通する筒形をなすガイドフードと、
前記ガイドフードの外面に螺旋状に巻き付けられて基端側から先端側へ向けて前記混合物を流通させる加熱用チューブと、
基端側及び先端側を閉塞されて前記加熱用チューブに内面を当接させると共に前記ガイドフードの先端との間に隙間を有するように当該ガイドフードの外面及び先端を包囲して当該加熱用チューブの先端側を外側へ連絡させた内容器と、
前記内容器の基端側に設けられた加熱用ガス排出口と
を備え、
前記第二の熱交換部が、
基端側及び先端側を閉塞されて前記第一の熱交換部の前記内容器の外面との間に隙間を有するように当該内容器の外面を包囲すると共に前記加熱用チューブの先端側を内側に位置させた外容器と、
前記外容器の基端側に設けられた目的ガス送出口と
を備えていることを特徴とする加湿器。
【請求項３】
請求項２において、
前記加熱用チューブが、蛇腹形をなしている
ことを特徴とする加湿器。
【請求項４】
請求項２において、
前記内容器の外面と前記外容器の内面との間に配設されて前記目的ガスを当該外容器の先端側から基端側へ向けて当該内容器の外面に沿って螺旋状に案内する目的ガスガイド手段を備えている
ことを特徴とする加湿器。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかの加湿器を利用する燃料電池発電システムであって、
前記対象ガスが、水素ガスを含有する燃料ガスであり、
前記加湿器と、
前記加熱用ガスを生成させて前記加湿器の前記第一の熱交換部へ送給する加熱用ガス生成手段と、
前記加湿器からの前記燃料ガスを温調する温調手段と、
前記温調手段で温調された前記燃料ガスを送給されて、酸素ガスを含有する酸化ガスと電気化学的に反応させて電力を得る燃料電池本体と
を備えていることを特徴とする燃料電池発電システム。
【請求項６】
請求項５において、
前記加熱用ガス生成手段が、前記加湿器の前記第一の熱交換部の内部に位置している
ことを特徴とする燃料電池発電システム。
【請求項７】
請求項６において、
前記加熱用ガス生成手段が、
燃焼原料と空気とを基端側から先端側へ向けて内部に送給される容器と、
前記容器の内部の先端側に配設されて前記燃焼原料と前記空気とを燃焼させて前記加熱用ガスを生成させる金属触媒を含有する燃焼触媒と
を備えていることを特徴とする燃料電池発電システム。
【請求項８】
請求項７において、
前記加熱用ガス生成手段が、前記容器の内部の基端側に配設されて前記燃焼原料及び前記空気を流通させる流通路を有するセラミックスからなる熱吸収体を備えている
ことを特徴とする燃料電池発電システム。
【請求項９】
請求項８において、
前記熱吸収体が、多数の粒状物であり、
前記加熱用ガス生成手段が、
前記燃焼触媒と前記熱吸収体との間を仕切るように前記容器の内部に配設されたメッシュ状のフィルタを備えている
ことを特徴とする燃料電池発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加湿器及びこれを利用する燃料電池発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料電池発電システムの一例を図７に示す。
【０００３】
図７に示すように、灯油や天然ガス等の燃焼原料１と燃焼用の空気２とを混合する混合器１０の燃焼用原料送出口は、燃焼原料１と燃焼用の空気２とを燃焼させて燃焼ガス３を発生させるバーナ２０の燃焼用原料受入口に連絡している。バーナ２０の燃焼ガス送出口は、水素ガスを含有する燃料ガス４と水５とを加熱して当該燃料ガス４に水蒸気５ａを含有させるフィン＆チューブタイプやプレートフィンタイプ等の加湿器３０の燃焼ガス受入口に連絡している。加湿器３０の燃焼ガス送出口は、外部に連絡している。
【０００４】
前記加湿器３０の、水蒸気５ａを含有する燃料ガス４を送出する燃料ガス送出口は、温調器４０の燃料ガス受入口に連絡している。温調器４０の燃料ガス送出口は、固体高分子形の燃料電池本体５０の燃料ガス受入口に連絡している。燃料電池本体５０の燃料ガス排出口は、凝縮器６０の排燃料ガス受入口に連絡している。凝縮器６０の排燃料ガス送出口は、前記混合器１０の排燃料ガス受入口に連絡している。
【０００５】
このような従来の燃料電池発電システムにおいては、燃焼原料１と燃焼用の空気２とを混合器１０に供給すると共に、燃料ガス４と水５とを加湿器３０に送給すると、上記燃焼原料１と空気２とが混合器１０で混合されてバーナ２０へ送給され、当該バーナ２０で燃焼されて、燃焼ガス３が発生して（約５００℃）加湿器３０に送給されることにより、燃料ガス４と水５とを加熱して、水蒸気５ａを含有する燃料ガス４を発生させる（約１５０℃）。
【０００６】
上記水蒸気５ａを含有する上記燃料ガス４は、温調器４０に送給されて規定の温度（７５〜８０℃）に調整された後、燃料電池本体５０の燃料ガス受入口に送給され、当該燃料電池本体５０の酸化ガス受入口に送給されてきた空気６中の酸素ガス成分と、当該燃料電池本体５０のセルにおいて、水素ガス成分が電気化学的に反応することにより、電力を発生させる。
【０００７】
前記燃料電池本体５０で使用された空気２は、外部へ排出される。燃料電池本体５０で使用された燃料ガス４は、凝縮器６０に送給されて水５を除去された後、前記混合器１０へ送給され、前記燃焼原料１と共に燃焼されて、外部へ排出される。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２９４６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述したような従来の燃料電池発電システムにおいては、燃料電池本体５０へ送給する燃料ガス４中の湿度を安定化させるため、当該燃料ガス４と水５とを加湿器３０で１５０℃以上に一旦オーバヒートさせてから、燃料電池本体５０での前記電気化学的反応に適切な温度（７５〜８０℃）にまで温調器４０で冷却するようにしている。この温調器４０で回収された熱は、発電効率に寄与できないことから、無駄になってしまう。
【００１０】
そこで、加湿器３０から送出された、水蒸気５ａを含有する燃料ガス４の熱をフィン＆チューブタイプやプレートフィンタイプ等の熱回収器等で熱回収してから前記温調器４０で温調することが考えられるものの、フィン＆チューブタイプやプレートフィンタイプの加湿器３０や熱回収器は、非常に嵩高くなってしまい、システム全体がさらに大型化してしまうという問題を生じてしまう。
【００１１】
このようなことから、本発明は、コンパクトでありながらも熱エネルギを有効に利用することができる加湿器及びこれを利用する燃料電池発電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】
【００１２】
前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係る加湿器は、対象ガスと水との混合物を加熱用ガスで加熱することにより、当該対象ガスに水蒸気を含有させた目的ガスを生成させる加湿器であって、前記混合物と前記加熱用ガスとの間で熱交換させる第一の熱交換部と、前記第一の熱交換部を包囲するように配設されて当該第一の熱交換部で加熱された前記目的ガスと当該第一の熱交換部の前記混合物との間で熱交換させる第二の熱交換部とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
第二番目の発明に係る加湿器は、第一番目の発明において、前記第一の熱交換部が、基端側を閉塞されて先端側を開放されると共に基端側から先端側へ向けて前記加熱用ガスが流通する筒形をなすガイドフードと、前記ガイドフードの外面に螺旋状に巻き付けられて基端側から先端側へ向けて前記混合物を流通させる加熱用チューブと、基端側及び先端側を閉塞されて前記加熱用チューブに内面を当接させると共に前記ガイドフードの先端との間に隙間を有するように当該ガイドフードの外面及び先端を包囲して当該加熱用チューブの先端側を外側へ連絡させた内容器と、前記内容器の基端側に設けられた加熱用ガス排出口とを備え、前記第二の熱交換部が、基端側及び先端側を閉塞されて前記第一の熱交換部の前記内容器の外面との間に隙間を有するように当該内容器の外面を包囲すると共に前記加熱用チューブの先端側を内側に位置させた外容器と、前記外容器の基端側に設けられた目的ガス送出口とを備えていることを特徴とする。
【００１４】
第三番目の発明に係る加湿器は、第二番目の発明において、前記加熱用チューブが、蛇腹形をなしていることを特徴とする。
【００１５】
第四番目の発明に係る加湿器は、第二番目の発明において、前記内容器の外面と前記外容器の内面との間に配設されて前記目的ガスを当該外容器の先端側から基端側へ向けて当該内容器の外面に沿って螺旋状に案内する目的ガスガイド手段を備えていることを特徴とする。
【００１６】
また、前述した課題を解決するための、第五番目の発明は、第一番目から第四番目の発明のいずれかの加湿器を利用する燃料電池発電システムであって、前記対象ガスが、水素ガスを含有する燃料ガスであり、前記加湿器と、前記加熱用ガスを生成させて前記加湿器の前記第一の熱交換部へ送給する加熱用ガス生成手段と、前記加湿器からの前記燃料ガスを温調する温調手段と、前記温調手段で温調された前記燃料ガスを送給されて、酸素ガスを含有する酸化ガスと電気化学的に反応させて電力を得る燃料電池本体とを備えていることを特徴とする。
【００１７】
第六番目の発明に係る燃料電池発電システムは、第五番目の発明において、前記加熱用ガス生成手段が、前記加湿器の前記第一の熱交換部の内部に位置していることを特徴とする。
【００１８】
第七番目の発明に係る燃料電池発電システムは、第六番目の発明において、前記加熱用ガス生成手段が、燃焼原料と空気とを基端側から先端側へ向けて内部に送給される容器と、前記容器の内部の先端側に配設されて前記燃焼原料と前記空気とを燃焼させて前記加熱用ガスを生成させる金属触媒を含有する燃焼触媒とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
第八番目の発明に係る燃料電池発電システムは、第七番目の発明において、前記加熱用ガス生成手段が、前記容器の内部の基端側に配設されて前記燃焼原料及び前記空気を流通させる流通路を有するセラミックスからなる熱吸収体を備えていることを特徴とする。
【００２０】
第九番目の発明に係る燃料電池発電システムは、第八番目の発明において、前記熱吸収体が、多数の粒状物であり、前記加熱用ガス生成手段が、前記燃焼触媒と前記熱吸収体との間を仕切るように前記容器の内部に配設されたメッシュ状のフィルタを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る加湿器によれば、コンパクトでありながらも熱エネルギを有効に利用することができるので、これを利用する本発明に係る燃料電池発電システムによれば、システム全体の大型化を抑制しながらも発電効率を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明に係る加湿器及びこれを利用する燃料電池発電システムの実施形態を図１〜４に基づいて説明する。図１は、燃料電池発電システムの概略構成図、図２は、図１の加湿器の概略構成図、図３は、図２の断面図、図４は、図２の要部の作用説明図である。
【００２３】
図１に示すように、灯油や天然ガス等の燃焼原料１と燃焼用の空気２とを混合する混合器１１０の燃焼用原料送出口は、燃焼原料１と燃焼用の空気２とを燃焼させて加熱用ガスである燃焼ガス３を発生させる加熱用ガス生成手段であるバーナ１２０の燃焼用原料受入口に連絡している。このバーナ１２０は、上記燃焼原料１と上記空気２とを基端側から先端側へ向けて内部に送給される円筒形をなす容器１２１と、この容器１２１の内部の先端側に配設されて上記燃焼原料１と上記空気２とを燃焼させ金属触媒を担持するセラミックス製のハニカム形担体からなる燃焼触媒１２２とを備えている。
【００２４】
前記バーナ１２０の燃焼ガス送出口は、水素ガスを含有する対象ガスである燃料ガス４と水５とを加熱して当該燃料ガス４に水蒸気５ａを含有させた目的ガスを生成させる加湿器１３０の燃焼ガス受入口に連絡しており、当該加湿器１３０は、以下のような構造となっている。
【００２５】
図１〜３に示すように、円筒形をなすガイドフード１３１の基端（図２中、上側）は、蓋板１３１ａで閉塞されている。ガイドフード１３１の蓋板１３１ａには、円筒形をなす前記バーナ１２０が当該ガイドフード１３１の内部に位置するように同軸をなして取り付けられている。ガイドフード１３１の外周面には、蛇腹形をなす加熱用チューブ１３２が当該ガイドフード１３１の基端側から先端側へ向かって（図２中、上側から下側へ向かって）螺旋状をなすように巻き付けられている。
【００２６】
前記ガイドフード１３１の周囲には、円筒形をなす内容器１３３が当該ガイドフード１３１と同軸をなして当該ガイドフード１３１の外周面及び先端（図２中、下側）を包囲するように配設されており、当該内容器１３３は、内周面が前記加熱用チューブ１３２と接触するように、径サイズが設定されると共に、先端（図２中、下側）が前記ガイドフード１３１の先端（図２中、下側）との間に所定の大きさの隙間を有するように、軸方向の長さが設定されている。内容器１３３は、基端（図２中、上側）が、前記ガイドフード１３１との間の隙間を閉塞するように、環状をなす蓋板１３３ａで覆われ、先端（図２中、下側）が、蓋板１３３ｂで閉塞されている。
【００２７】
前記内容器１３３の周囲には、円筒形をなす外容器１３４が当該内容器１３３と同軸をなして当該内容器１３３の外周面及び先端（図２中、下側）を包囲するように配設されており、当該外容器１３４は、内周面が上記内容器１３３の外周面との間に所定の大きさの隙間を有するように、径サイズが設定されると共に、先端（図２中、下側）が前記内容器１３３の先端（図２中、下側）との間に所定の大きさの隙間を有するように、軸方向の長さが設定されている。外容器１３４は、基端（図２中、上側）が、前記内容器１３３との間の隙間を閉塞するように、環状をなす蓋板１３４ａで覆われ、先端（図２中、下側）が、蓋板１３４ｂで閉塞されている。
【００２８】
前記加熱用チューブ１３２の基端（図２中、左側）は、前記内容器１３３を貫通して外部に突出し、水素ガスを含有する燃料ガス４と水５とが送給されるようになっている。前記加熱用チューブ１３２の先端（図２中、下側）は、前記外容器１３４の内部に位置するように前記内容器１３３の前記蓋板１３３ｂを貫通している。前記内容器１３３の基端側（図２中、上側）には、当該内容器１３３の内側と外部とを連絡する加熱用ガス排出口である排気管１３５が連結している。前記外容器１３４の基端側（図２中、上側）には、当該内容器１３３の内側と外部とを連絡する目的ガス送出口である燃料ガス送出管１３６が連結している。
【００２９】
上記加湿器１３０は、上記各部材１３１〜１３６がステンレスからなると共に、外気と接する外面部分が断熱材ですべて覆われている。
【００３０】
図１に示すように、前記加湿器１３０の前記燃料ガス送出管１３６は、温調手段である温調器１４０の燃料ガス受入口に連絡している。温調器１４０の燃料ガス送出口は、固体高分子形の燃料電池本体１５０の燃料ガス受入口に連絡している。燃料電池本体１５０の燃料ガス排出口は、凝縮器１６０の排燃料ガス受入口に連絡している。凝縮器１６０の排燃料ガス送出口は、前記混合器１１０の排燃料ガス受入口に連絡している。
【００３１】
なお、本実施形態では、ガイドフード１３１、加熱用チューブ１３２、内容器１３３、排気管１３５等により第一の熱交換部を構成し、外容器１３５、燃料ガス送出管１３６等により第二の熱交換部を構成し、当該第一の熱交換部、当該第二の熱交換部等により加湿器１３０を構成し、前記混合器１１０、前記バーナ１２０、前記加湿器１３０、前記温調器１４０、前記燃料電池本体１５０、前記凝縮器１６０等により燃料電池発電システムを構成している。
【００３２】
このような本実施形態に係る燃料電池発電システムにおいては、燃焼原料１と燃焼用の空気２とを混合器１１０に供給すると共に、燃料ガス４と水５とを加湿器１３０の加熱用チューブ１３２の基端側から内部に送給すると、上記燃焼原料１と空気２とが混合器１１０で混合されてバーナ１２０の容器１２１内へ送給され、当該容器１２１内の前記燃焼触媒１２２内を流通することにより燃焼して燃焼ガス３（約５００℃）となって上記加湿器１３０のガイドフード１３１内に送給される。
【００３３】
前記バーナ１２０から加湿器１３０のガイドフード１３１内に送給された上記燃焼ガス３は、当該ガイドフード１３１の先端から内容器１３３の内部の先端側に流入し、上当該内容器１３３の先端側から上記ガイドフード１３１の外周面と当該内容器１３３の内周面との間の隙間を通って当該内容器１３３の基端側に流入する。
【００３４】
このとき、上記燃焼ガス３は、蛇腹形をなす加熱用チューブ１３２の外周面の凹溝部分を通って上記内容器１３３の基端側に流れていくので（図４参照）、当該加熱用チューブ１３２内を流通する燃料ガス４及び水５は、効率よく加熱されて、水蒸気５ａを含有する高温の燃料ガス４（約１５０℃以上）となって、加熱用チューブ１３２の先端から外容器１３４の内部の先端側へ流入する。
【００３５】
前記外容器１３４の内部に流入した、水蒸気５ａを含有する上記燃料ガス４は、当該外容器１３４の内周面と前記内容器１３３の外周面との間の隙間を通って当該外容器１３４の基端側に流入した後、燃料ガス送出管１３６から送出される。
【００３６】
このとき、上記外容器１３４と上記内容器１３３との間の隙間を通る上記燃料ガス４は、その熱が、当該内容器１３３及び前記加熱用チューブ１３２の壁面を介して、当該加熱用チューブ１３２の内部を流通する前記燃料ガス４及び前記水５に伝達して当該燃料ガス４及び当該水５を加熱する。
【００３７】
このため、前記燃料ガス送出管１３６から送出される、水蒸気５ａを含有する上記燃料ガス４は、前記加熱用チューブ１３２内を流通する前記燃料ガス４及び前記水５の加熱に余剰の熱が利用されていることから、必要十分な温度（約８０℃）となる。
【００３８】
前記燃料ガス送出管１３６から送出された、水蒸気５ａを含有する上記燃料ガス４は、温調器１４０に送給されて規定の温度（７５〜８０℃）に調整された後、燃料電池本体１５０の燃料ガス受入口に送給され、当該燃料電池本体１５０の酸化ガス受入口に送給されてきた空気６中の酸素ガス成分と、当該燃料電池本体１５０のセルにおいて、水素ガス成分が電気化学的に反応することにより、電力を発生させる。
【００３９】
前記燃料電池本体１５０で使用された空気２は、外部へ排出される。燃料電池本体１５０で使用された燃料ガス４は、凝縮器１６０に送給されて水５を除去された後、前記混合器１１０へ送給され、前記燃焼原料１と共に燃焼されて、外部へ排出される。
【００４０】
つまり、本実施形態においては、加湿器１３０が、燃料ガス４及び水５と燃焼ガス３との間で前記第一の熱交換部の加熱用チューブ１３２を介して熱交換させて燃料ガス４及び水５を加熱した後に、上記第一の熱交換部を包囲するように配設された前記第二の熱交換部の外容器１３４内に、当該第一の熱交換部で加熱された、水蒸気５ａを含有する燃料ガス４を流通させて、上記加熱用チューブ１３２内を流通する上記燃料ガス４及び水５との間で熱交換させることにより、水蒸気５ａを含有する燃料ガス４の余剰の熱を上記燃料ガス４及び水５の加熱用の熱源に利用できるようにしたのである。
【００４１】
このため、本実施形態では、加湿器１３０だけで、水蒸気５ａを含有する上記燃料ガス４を必要十分な温度（約８０℃）にしてから温調器１４０に送給することができるので、フィン＆チューブタイプやプレートフィンタイプ等の大きな熱回収器等を用いなくても、発電効率に寄与できない無駄な熱量を非常に少なくすることができる。
【００４２】
したがって、本実施形態によれば、コンパクトでありながらも熱エネルギを有効に利用して発電効率を向上させることができる。
【００４３】
また、バーナ１２０を加湿器１３０のガイドフード１３１の内部に挿入するようにしたことから、バーナ１２０の放射熱も燃料ガス４及び水５の加熱に効率よく利用することができるので、熱エネルギの有効利用効率をさらに向上させて発電効率のさらなる向上を図ることができる。
【００４４】
また、加湿器１３０の加熱用チューブ１３２が蛇腹形をなしているので、以下のような効果を得ることができる。
【００４５】
（１）加熱用チューブ１３２を前記ガイドフード１３１の外周面に螺旋状に巻き付けることが容易にでき、加湿器１３０を容易に製造することができる。
【００４６】
（２）ガイドフード１３１及び内容器１３３を加熱用チューブ１３２の外周面に密接させても、燃焼ガス４が加熱用チューブ１３２の外周面の凹溝部分を流通することができるので、伝熱面積を大きくすることができると共に、伝熱効率を大幅に向上させることができる。
【００４７】
（３）加熱用チューブ１３２内の流体の流れを乱すことができるので、燃料ガス４及び水５を全体的にムラなく加熱することができる。
【００４８】
また、例えば、図５に示すように、前記加湿器１３０の内容器１３３の外周面に外容器１３４の先端側（図５中、下側）から基端側（図５中、上側）へ向けて螺旋状となるように目的ガスガイド手段である針金１３７を巻き付けるようにすれば、前記水蒸気５ａを含有する前記燃料ガス４を外容器１３４の先端側（図５中、下側）から基端側（図５中、上側）へ向けて内容器１３３の外周面に沿って螺旋状に案内することができるので、内容器１３３と外容器１３４との間を流通する、水蒸気５ａを含有する燃料ガス４と、加熱用チューブ１３２内を流通する前記燃料ガス４及び前記水５との間の熱交換をさらに効率よく行うことができるので好ましい。
【００４９】
なお、上記針金１３７に代えて、例えば、外容器の先端側から基端側へ向けて螺旋状となるように当該外容器の周面に目的ガスガイド手段として波形の案内溝を形成しても、上述と同様な作用効果を発現できる。
【００５０】
また、例えば、加湿器１３０の前記燃料ガス送出管１３６を前記外容器１３４の外周面に軸方向に沿って複数設け、いずれか一つの燃料ガス送出管１３６からのみの前記燃料ガス４の送出を可能とする目的ガス送出口選択手段を設けるようにすれば、内容器１３３と外容器１３４との間を流通する、水蒸気５ａを含有する燃料ガス４と、加熱用チューブ１３２内を流通する燃料ガス４及び水５との熱交換に要する時間を切り換えることができるので、加湿器１３０から送出される燃料ガス４の温度を調整することができるようになる。
【００５１】
また、例えば、図６に示すように、前記バーナ１２０の前記容器１２１の内部の基端側（図６中、上側）に、前記燃焼原料１及び前記空気２を流通させる流通路を有するように粒状物のセラミックスからなる熱吸収体１２３を充填すると共に、前記燃焼触媒１２２と上記熱吸収体１２３との間を仕切るように容器１２１の内部にメッシュ状の金属製のフィルタ１２４を配設するようにすれば、上記熱吸収体１２３が、（１）当該容器１２１の内部の前記燃焼触媒１２２よりもガス流通方向上流側の圧力損失を高くして、当該部分のガス流速を速めると共に、（２）当該容器１２１の内部の前記燃焼触媒１２２よりもガス流通方向上流側に存在する前記燃焼原料１及び前記空気２の量を少なくでき、（３）さらに、当該容器１２１の内部の前記燃焼触媒１２２よりもガス流通方向上流側への熱の拡散を抑制するように吸熱できるので、燃焼触媒１２２からガス流通方向上流側への逆火を確実に防止できるようになり、非常に好ましい。
【００５２】
このとき、前記燃焼触媒１２２と前記熱吸収体１２３との間にメッシュ状のフィルタ１２４が配設されているので、燃焼触媒１２２のハニカム形単体が粒状の熱吸収体１２３で目詰まりを生じてしまうことを防止できる。
【００５３】
なお、粒状物のセラミックスからなる上記熱吸収体１２３及び上記フィルタ１２４に代えて、例えば、前記バーナ１２０の前記容器１２１の内部の基端側に、前記燃焼原料１及び前記空気２を流通させる流通路を有するように多孔質性のブロック状のセラミックスからなる熱吸収体を挿入しても、上述と同様な作用効果を発現できる。
【００５４】
また、本実施形態においては、水素ガスを含有する燃料ガス４と水５との混合物を燃焼ガス３で加熱することにより、水蒸気５ａを含有させた燃料ガス４を生成させる加湿器１３０を利用する燃料電池発電システムの場合について説明したが、本発明はこれに限らず、対象ガスと水との混合物を加熱用ガスで加熱することにより、当該対象ガスに水蒸気を含有させた目的ガスを生成させる加湿器であれば、本実施形態の場合と同様に適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る加湿器は、コンパクトでありながらも熱エネルギを有効に利用することができ、さらに、これを利用する本発明に係る燃料電池発電システムは、システム全体の大型化を抑制しながらも発電効率を大幅に向上させることができるので、産業上、極めて有益に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る燃料電池発電システムの実施形態の概略構成図である。
【図２】本発明に係る加湿器の実施形態の概略構成図である。
【図３】図２の加湿器の断面図である。
【図４】図２の加湿器の要部の作用説明図である。
【図５】本発明に係る加湿器の他の実施形態の要部の概略構成図である。
【図６】本発明に係る燃料電池発電システムの他の実施形態のバーナの概略構成図である。
【図７】従来の燃料電池発電システムの一例の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  燃焼原料
２  空気（燃焼用）
３  燃焼ガス
４  燃料ガス
５  水
５ａ  水蒸気
６  空気（原料用）
１１０  混合器
１２０  バーナ
１２１  容器
１２２  燃焼触媒
１２３  熱吸収体
１２４  フィルタ
１３０  加湿器
１３１  ガイドフード
１３１ａ  蓋板
１３２  加熱用チューブ
１３３  内容器
１３３ａ，１３３ｂ  蓋板
１３４  外容器
１３４ａ，１３４ｂ  蓋板
１３５  排気管
１３６  燃料ガス送出管
１３７  針金
１４０  温調器
１５０  燃料電池本体
１６０  凝縮器
【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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