(57)【要約】【課題】  旋回流に対してガスの流速、流量を均一化する（均一に近づける）ことができる燃料改質器の提供。【解決手段】（１）燃料改質器のスワラーのガス導入部の下流でかつ触媒の上流の部位に、メタルラス１６を有する整流フィルタ１５を設置し、旋回流に対して整流作用に指向性をもつメタルラスが最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度に向けられるように、整流フィルタの整流フィルタ面内回転方向角度を設定した燃料改質器１０。（２）メタルラス１６が最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度では、メタルラス１６の切り起こし部１６ａが、旋回流がメタルラスに到達したときに旋回流に対向する。（３）整流フィフタ１５が複数のメタルラス１６を備える。【選択図】        図１
2005112693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料改質器のスワラーのガス導入部の下流でかつ触媒の上流の部位に、メタルラスを有する整流フィルタを設置し、旋回流に対して整流作用に指向性をもつメタルラスが最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度に向けられるように、前記整流フィルタの整流フィルタ面内回転方向角度を設定した燃料改質器。
【請求項２】
前記メタルラスが最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度では、メタルラスの切り起こし部が、前記旋回流が前記メタルラスに到達したときに前記旋回流に対向する請求項１記載の燃料改質器。
【請求項３】
前記整流フィルタは、前記メタルラスと、該メタルラスを挟む枠を有する請求項１記載の燃料改質器用燃焼器。
【請求項４】
前記整流フィルタは、前記メタルラスと、該メタルラスを挟む枠と桟を有する請求項１記載の燃料改質器用燃焼器。
【請求項５】
前記整流フィルタの前記メタルラスは、矩形格子上にある菱形開口部の、長い方の対角線方向のピッチが０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲にあり、短い方の対角線方向のピッチが０．３ｍｍ〜１ｍｍの範囲にあり、桟幅が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲にある請求項１記載の燃料改質器用燃焼器。
【請求項６】
前記整流フィルタは、互いに隔てられて並設された複数のメタルラスを備えている請求項１記載の燃料改質器用燃焼器。
【請求項７】
前記互いに隔てられて並設された複数のメタルラスのうち、下流側のメタルラスは、上流側のメタルラスを通過した旋回流成分が残っている旋回流に対して最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度に向けられる請求項６記載の燃料改質器用燃焼器。
【請求項８】
前記互いに隔てられて並設された複数のメタルラスは、開口部ピッチを互いに異ならせてあり、下流側のメタルラスほど開口部ピッチが小さくしてある請求項６記載の燃料改質器用燃焼器。
【請求項９】
前記互いに隔てられて並設された複数のメタルラスの一部を切り起こし有りのメタルラスとするとともに残りを切り起こし無しのメタルラスとし、切り起こし無しのメタルラスを切り起こし有りのメタルラスの下流側に配置した請求項６記載の燃料改質器用燃焼器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料改質器に関し、とくに燃料改質器の整流フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００２−２２１１１号公報は、触媒燃焼装置において、触媒の上流に金網のフィルタを設けてガスを整流すること、および、金網はメタルラスで代替されてもよいことを開示している。
燃料改質器などにおいて、複数種類のガスを混合して整流フィルタ（この整流フィルタには発泡金属などが用いられるが、上記公報の金網なども使用できると考えられる）を通過させた後触媒に流入させる場合、短い軸方向距離内でガス同士を良好に混合するために、ガスを整流フィルタの上流側空間部に接線方向に導入して該空間部に旋回流（スワール）を生成させることが行われている。
しかし、旋回流を生成すると、ガス導入部と同じ半径近傍での流速が大で他の半径部位で流速が小となって、整流フィルタに流入するガスの流速に大きな差が生じ、その結果、整流フィルタを通過した後の触媒に流入するガス流量にも触媒半径方向で大きな差が生じ、効率のよい触媒利用、燃料改質が得られなくなる。
【特許文献１】特開２００２−２２１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明が解決しようとする課題は、整流フィルタの上流側でガスが旋回流を形成する場合に、整流フィルタを通過して触媒に流入するガスの流速、流量に触媒半径方向で大きな差が生じ、効率のよい触媒利用、燃料改質が得られないという問題点である。
【０００４】
本発明の目的は、整流フィルタの上流側でガスが旋回流を形成する場合、整流フィルタを通過して触媒に流入するガスの流速、流量を触媒半径方向で均一化する（均一に近づける）ことができる燃料改質器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する本発明は、また、上記目的を達成する本発明は、つぎのとおりである。
（１）燃料改質器のスワラーのガス導入部の下流でかつ触媒の上流の部位に、メタルラスを有する整流フィルタを設置し、旋回流に対して整流作用に指向性をもつメタルラスが最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度に向けられるように、前記整流フィルタの整流フィルタ面内回転方向角度を設定した燃料改質器。
（２）前記メタルラスが最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度では、メタルラスの切り起こし部が、前記旋回流が前記メタルラスに到達したときに前記旋回流に対向する（１）記載の燃料改質器。
（３）前記整流フィルタは、前記メタルラスと、該メタルラスを挟む枠を有する（１）記載の燃料改質器用燃焼器。
（４）前記整流フィルタは、前記メタルラスと、該メタルラスを挟む枠と桟を有する（１）記載の燃料改質器用燃焼器。
（５）前記整流フィルタの前記メタルラスは、矩形格子上にある菱形開口部の、長い方の対角線方向のピッチが０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲にあり、短い方の対角線方向のピッチが０．３ｍｍ〜１ｍｍの範囲にあり、桟幅が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲にある（１）記載の燃料改質器用燃焼器。
（６）前記整流フィルタは、互いに隔てられて並設された複数のメタルラスを備えている（１）記載の燃料改質器用燃焼器。
（７）前記互いに隔てられて並設された複数のメタルラスのうち、下流側のメタルラスは、上流側のメタルラスを通過した旋回流成分が残っている旋回流に対して最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度に向けられる（６）記載の燃料改質器用燃焼器。
（８）前記互いに隔てられて並設された複数のメタルラスは、開口部ピッチを互いに異ならせてあり、下流側のメタルラスほど開口部ピッチが小さくしてある（６）記載の燃料改質器用燃焼器。
（９）前記互いに隔てられて並設された複数のメタルラスの一部を切り起こし有りのメタルラスとするとともに残りを切り起こし無しのメタルラスとし、切り起こし無しのメタルラスを切り起こし有りのメタルラスの下流側に配置した（６）記載の燃料改質器用燃焼器。
【発明の効果】
【０００６】
上記（１）の燃料改質器によれば、メタルラスが最大の整流作用を果たす角度に向けられているので、旋回流がメタルラスに到達してメタルラスを通過した後における、半径方向における流速差（最大周方向流速と最小周方向流速の差）、流量差が小さくなる。その結果、整流フィルタを通過した後触媒に流入するガス流の、触媒半径方向の流速分布、流量分布が均一化する。
上記（２）の燃料改質器によれば、メタルラスの切り起こし部が、旋回流がメタルラスに到達したときに旋回流に対向するので、旋回流の最大流速を切り起こし部によって効果的に低下させ、触媒半径方向に、ガスの流速、流量の均一化をはかることができる。
上記（３）の燃料改質器では、整流フィルタがメタルラスを挟む枠を有するので、整流エレメントが切り起こしのあるメタルラスであるにかかわらず、枠でメタルラスを挟んで触媒上流に配置、固定することができる。
上記（４）の燃料改質器では、整流フィルタがメタルラスを挟む枠と桟を有するので、整流エレメントが切り起こしのあるメタルラスであるにかかわらず、枠でメタルラスを挟んで触媒上流に配置、固定することができるとともに、桟によって、メタルラスがガス流を受けても過度に撓まないようにすることができる。
上記（５）の燃料改質器では、メタルラスの開口部のピッチを所定の範囲に設定したので、メタルラスの整流効果が大きい。
上記（６）の燃料改質器では、複数のメタルラスを設けたので、メタルラスを１枚設けた場合より大きな整流効果が得られる。
上記（７）の燃料改質器では、下流側のメタルラスの回転方向角度を所定角度に設定したので、下流側メタルラスの整流効果を高めることができる。
上記（８）の燃料改質器では、下流側のメタルラスほど開口部のピッチを小さくしたので、下流側のメタルラスの整流作用を維持することができる。
上記（９）の燃料改質器では、下流側に切り起こしの無いメタルラスを設けたので、上流側のメタルラスを通過した流れに残っている半径方向流速差をさらに小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、本発明の燃料改質器を、図１〜図３０を参照して説明する。
本発明の燃料改質器１０は、燃料電池（以下、ＦＣともいう）の燃料ガス用に他燃料を改質して水素を生成する燃料改質器であり、たとえば、メタノール、水、エアの高温混合ガスから水素を生成する燃料改質器である。
【０００８】
図１〜図４に示すように、燃料改質器用燃焼器１０は、触媒１１と、その上流の、混合ガス（たとえば、メタノール、水、エアの高温混合ガス）のガス導入部１３をもつスワラー１２と、スワラー１２のガス導入部１３の下流で触媒１１の上流に位置する整流フィルタ１５を、備えている。
【０００９】
触媒１１は、外形がほぼ円形状の、セラミックハニカム担体に触媒成分を担持したもので、高温混合ガスを改質して、燃料電池の燃料ガスとなる水素を生成するものである。
【００１０】
スワラー１２は、ほぼ円形の空間部１４を有し、空間部１４の中心からオフセットした位置でガス導入部１３から接線方向に空間部１４に混合ガスを導入することで、空間部１４に旋回流を生成するものである。
【００１１】
スワラー１２で旋回流を生成した場合、ガス導入部１３と同じ半径部分では、周方向ガス流速は大であるが、その他の半径部分では周方向ガス流速が小となるので、空間部１４では、図４に示すように、半径方向に周方向流速分布が生じる。この流速分布をそのままにしておくと、触媒１１に流入するガス流量が触媒の半径方向位置で変わり、触媒の有効利用、効果的な燃料改質が得られない。これを是正し、流速分布を均一化するために、触媒１１の上流に整流フィルタ１５が設けられる。これによって、整流フィルタ１５の下流側で、図４の流速分布に比べて均一化された流速分布、すなわち最大流速と最小流速の差が小さい、図３に示すような流速分布が得られる。
【００１２】
整流フィルタ１５は、整流要素としてのメタルラス１６を備えている。整流フィルタ１５は、通路壁からメタルラス１６を支持する部材、たとえば、枠１７や桟１８、を有していてもよい。
メタルラス１６は、図５、図６に示すように、板材に、１直線上に互いに間隔をおいて複数の切込み（スリット）を設けた切込み列を互いに平行に複数列設けるとともに、隣接する切込み列の切込みが切込み伸長方向と直交方向に互い違いとなるように設け、切込みと直交する方向（加工方向）に板材に引張力をかけ、引張方向と１８０°反対側の切込みの縁部に元の板面に対して斜めとなった切り起こし部１６ａ、１６ｂを形成するか、または各切込みを引張りにより加工方向に延ばして開口部１６ｂを形成したものである。
【００１３】
メタルラス１６は、旋回流に対して、整流作用に指向性をもつ。すなわち、メタルラス１６を、メタルラス面内回転方向にある角度回転させた場合に、旋回流に対してとくに強い整流作用を果たす。
図７、図８の寸法をもつスワラー１２およびメタルラス１６において、ガス導入方向を一定にしたままメタルラス１６をメタルラス軸芯（円形メタルラスの中心を通るメタルラス面に直交する軸芯）まわりに回転させた場合のメタルラス下流側の流速分布の最大値と最小値との差（流速差）を測定すると図９に示すようになり、この例ではメタルラス１６をその加工方向から２４０°で流速差が最小となり、２４０°±２０°で流速差の低下が見られる。この場合、旋回流の主流の中心はガス導入部１３からメタルラス軸芯まわりに約１２０°旋回した所でメタルラス１６に当たる。この部位では、旋回流の主流の中心がメタルラス１６の斜め切り起こし部１６ａに対向する方向から当たる。したがって、メタルラス１６の斜め切り起こし部１６ａがメタルラス１６の開口部１６ｂを通過する旋回流に対して最大抵抗を示し、旋回流の流速（周方向の流速）を最も低下させ、最大の整流作用を果たす。この整流作用は、整流に方向性をもたない発泡金属や金網などの整流要素による整流よりも効果的である。これによって、旋回流の主流の最大流速部分（図４の流速分布の山の頂部）の流速が効果的に低減され、メタルラス１６を通過した後の流れの流速分布は、図３のように最大流速と最小流速の流速差が小さなものとなり、触媒１１に流入する流れの流速および流量は触媒上流側端面の全域において、ほぼ均一化されている。これによって、触媒１１の全域が有効利用され、触媒１１において効果的な燃料改質が行われる。
【００１４】
スワラー１２およびメタルラス１６の寸法が図７、図８の寸法から変われば、上記の２４０°±２０°は変わる。重要なことは、メタルラス１６が整流作用に方向性をもつので、メタルラス１６をメタルラスの整流作用が最も発揮される取付け回転角度で取りつけることである。その場合、整流作用が最も発揮されるメタルラス１６の取付け回転角度とは、旋回流の主流がメタルラス１６に当たったときに、メタルラス１６の切り起こし部１６ａが主流に対抗するような、メタルラス取付け回転角度のことである。
【００１５】
メタルラス１６は、切り起こし１６ａを切り起こしたまま、流路の壁に支持される必要があるので、以下に述べるように、枠１７や桟１８などを介して流路の壁に取りつけられる。
図１０から図３０までは、整流フィルタ１５の枠１７、桟１８の種々の構造（メタルラス支持、固定構造）を示している。図１０から図２０までは、枠１７の種々の構造を示し、図２１から図３０までは桟１８の種々の構造を示している。何れの構造を採用してもよい。
【００１６】
第１の例では、図１０、図１１に示すように、流路断面形状に切り取ったメタルラス１６の周縁部を２つの枠１７で挟み、メタルラス１６を支持する。メタルラス１６の枠１７への固定は以下の構造をとることができる。
第２の例では、図１２に示すように、予め凹凸をつけた２つの枠１７でメタルラス１６の周縁部を挟んでメタルラス周縁部に凹凸をつけてかしめ（かしめ部に符号１９を付した）、メタルラス１６を固定する。
第３の例では、図１３に示すように、２つの枠１７でメタルラス１６の周縁部を挟みプレスなどにて枠１７とメタルラス周縁部に凹凸をつけてかしめ（かしめ部に符号２０を付した）、メタルラス１６を固定する。
【００１７】
第４の例では、図１４に示すように、２つの枠１７でメタルラス１６の周縁部を挟み、枠１７とメタルラス外周を溶接（溶接部に符号２１を付した）にて固定する。
第５の例では、図１５に示すように、２つの枠１７でメタルラス１６の周縁部を挟み、枠１７とメタルラス１６をスポット溶接（溶接部に符号２２を付した）にて固定する。
【００１８】
第６の例では、図１６に示すように、２つの枠１７でメタルラス１６の周縁部を挟み、一方の枠１７を他方の枠周縁部を巻き込むようにヘミング加工（ヘミング部に符号２３を付した）して、メタルラス１６を枠１７間に固定する。
第７の例では、図１７に示すように、２つの枠１７でメタルラス１６の周縁部を挟み、２つの枠１７とメタルラス１６の外周部をほぼ直角に折り曲げ、ついで一方の枠１７を他方の枠とメタルラスの折り曲げ部を巻き込むようにヘミング加工（ヘミング部に符号２４を付した）して、メタルラス１６を枠１７間に固定する。
【００１９】
第８の例では、図１８に示すように、２つの枠１７でメタルラス１６の周縁部を挟み、メタルラス外周の外側で２つの枠１７をシール剤または接着剤（シール剤または接着剤に符号２５を付した）にて接着して、メタルラス１６を枠１７間に固定する。
第９の例では、図１９に示すように、２つの枠１７でメタルラス１６の周縁部を挟み、２つの枠１７とメタルラス１６の周縁部を直角に折り曲げ、シール剤または接着剤（シール剤または接着剤に符号２６を付した）にて接着して、メタルラス１６を枠１７間に固定する。
第１０の例では、図２０に示すように、２つの枠１７でメタルラス１６の周縁部を挟み、一方の枠１７を他方の枠の外周を覆うように折り曲げ、一方の枠の折り曲げ部と他方の枠の外周とをシール剤または接着剤（シール剤または接着剤に符号２７を付した）にて接着して、メタルラス１６を枠１７間に固定する。
【００２０】
図２１から図３０までは桟１８を設けた構造を示す。桟１８は枠１７と一体であってもよいし、あるいは枠１７と別体で作成され枠１７に溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されたものであってもよい。桟１８の形状は、整流性能を阻害しない範囲で如何なる形状であってもよく、１以上の円形、１以上の任意多角形、桟同士を連結するもの、それらの組み合わせ、を採用することができる。
メタルラス１６は全域が一体の円形の単一片であってもよいし、あるいは円形を分割した形状の複数片を桟１８および枠１７で支持して円形としたものであってもよい。
複数片からなる場合は、スワラーの接線方向ガス導入部１３を複数等間隔に設け、メタルラス１６の各片の加工方向の回転角度を互いに変えて、対応するガス導入部１３のガスがメタルラスの各片に到達した時に各片が最も整流作用を果たすようにしてもよい。
【００２１】
第１１の例では、図２１に示すように、枠１７と桟１８が設けられており、桟１８は互いに直交する２本の桟要素（縦桟１８ａ、横桟１８ｂ）を有する。２本の桟要素は、交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作されて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
第１２の例では、図２２に示すように、枠１７と桟１８が設けられており、桟１８は互いに直交する２種類の桟要素（縦桟１８ｃ、横桟１８ｄ）を有する。縦桟、横桟の少なくとも一方の種類の桟は複数の互いに平行に延びる桟要素からなる。２種類の桟要素は、交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作されて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
【００２２】
第１３の例では、図２３に示すように、枠１７と桟１８が設けられており、桟１８は中心部から放射状に延びる３本の桟要素１８ｅを有する。３本の桟要素は、中心部の交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作れて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
第１４の例では、図２４に示すように、枠１７と桟１８が設けられており、桟１８は中心部から放射状に延びる４本以上の複数本の桟要素１８ｆを有する。４本以上の複数本の桟要素は、中心部の交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作れて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
【００２３】
第１５の例では、図２５に示すように、枠１７と桟１８が設けられており、桟１８は、枠より内側に位置する円形の内側桟要素１８ｇと、内側桟要素１８ｇと枠１７との間に放射状に延びる１本以上の桟要素１８ｈとを有する。桟要素１８ｈと内側桟要素１８ｇ、および桟要素１８ｈと枠１７は、交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作れて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
第１６の例では、図２６に示すように、枠１７と桟１８が設けられており、桟１８は、枠より内側に位置する三角形の内側桟要素１８ｉと、内側桟要素１８ｉと枠１７との間に放射状に延びる１本以上の桟要素１８ｊとを有する。桟要素１８ｊと内側桟要素１８ｉ、および桟要素１８ｊと枠１７は、交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作れて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
第１７の例では、図２７に示すように、枠１７と桟１８が設けられており、桟１８は、枠１７より内側に位置する四角形の内側桟要素１８ｋと、内側桟要素１８ｋと枠１７との間に放射状に延びる１本以上の桟要素１８ｍとを有する。桟要素１８ｍと内側桟要素１８ｋ、および桟要素１８ｍと枠１７は、交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作れて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
【００２４】
第１８の例では、図２８に示すように、枠１７と桟１８が設けられており、桟１８は、枠１７より内側に位置する任意形状の第１の内側桟要素１８ｎと、第１の内側桟要素１８ｎより内側に位置する第２の内側桟要素１８ｏと、第１の内側桟要素１８ｎと枠１７との間に放射状に延びる１本以上の桟要素１８ｐと、第１の内側桟要素１８ｎと第２の内側桟要素１８ｏとの間に放射状に延びる１本以上の桟要素１８ｑとを有する。桟要素同士および桟要素と枠１７は、交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作れて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
【００２５】
第１９の例では、図２９に示すように、枠１７と桟１８が設けられており、桟１８は、湾曲状または直線状に延びて両端で枠１７に交わる桟要素１８ｒを１本以上（図２９では３本）有している。桟要素１８ｒと枠１７は、交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作されて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
第２０の例では、図３０に示すように、枠１７と桟１８が設けられており、桟１８は、湾曲状または直線状に延びて両端で枠１７に交わる複数本（図２９では３本）の桟要素１８ｓと、桟要素１８ｓの間にわたって延びる桟要素１８ｔを有している。桟要素１８ｓと枠１７、および桟要素１８ｓと桟要素１８ｔは、交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作れて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
【００２６】
整流フィルタ１５のメタルラス１６において、開口部１６ｂのピッチと整流効果との間につぎの関係があることが判明した。
各菱形開口部１６ｂは長い方の対角線と短い方の対角線をもつが（図３１）、矩形格子上にある４つの菱形開口部１６ｂの、菱形開口部１６ｂの長い方の対角線方向のピッチＬＷ、および菱形開口部１６ｂの短い方の対角線方向のピッチＳＷと、整流効果との間につぎの関係があることが、試験から判明した。
【００２７】
ＬＷ（ｍｍ）    ＳＷ（ｍｍ）  Ｗ（ｍｍ）
（ｉ）  整流効果最大                １          ０．５        ０．２
（ii）  整流効果有り              ０．５〜２    ０．３〜１    ０．１〜０．３
（iii)  整流効果有りと思われる    １〜１４      ０．５〜７    ０．１〜３
上記の結果、矩形格子上にある菱形開口部１６ｂの、長い方の対角線方向のピッチＬＷが０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲にあり、短い方の対角線方向のピッチＳＷが０．３ｍｍ〜１ｍｍの範囲にあることが、整流効果を得る上において望ましいことがわかる。
【００２８】
また、整流フィルタ１５は、図１、図２に示したように、１枚のメタルラス１６を備えたものであってもよいし、あるいは、図３２、図３３、図３４に示すように、互いに隔てられて並設された複数のメタルラス１６を備えたものであってもよい。
【００２９】
図３２の例では、互いに隔てられて並設された複数のメタルラス１６のうち、下流側のメタルラス１６は、上流側のメタルラスを通過した旋回流成分が残っている旋回流に対して最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度に向けられる。
すなわち、上流側のメタルラス１６の上流側では図４の流速分布があり、上流側のメタルラス１６と下流側のメタルラス１６との間では図３の流速分布がある場合、下流側のメタルラス１６を、上流側のメタルラス１６を通過した旋回流成分が残っている旋回流に対して最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度に向けることにより、図３の流速分布がさらに均一化する。ただし、整流効果を得る上において、上流側のメタルラス１６と下流側のメタルラス１６との間隔ｄを通路の直径Ｄ以下とすることが望ましい。
【００３０】
図３３の例では、互いに隔てられて並設された複数のメタルラス１６は、開口部ピッチの寸法を互いに異ならせてあり、下流側のメタルラスほど開口部ピッチＬＷ、ＳＷを小さくしてある。これは、下流側ほどメタルラスの目を細かくすることにより、下流側のメタルラス１６の整流効果を良好に維持するためである。
【００３１】
図３４の例では、互いに隔てられて並設された複数のメタルラス１６のうち一部を切り起こし有りのメタルラスとするとともに残りを切り起こし無しのメタルラスとし、切り起こし無しのメタルラスを切り起こし有りのメタルラスの下流側に配置した。
上流側のメタルラス１６で図３の流速分布が得られるが、なお半径方向に不均一な流速分布が残るので、下流側に切り起こし無しのメタルラスを設けることによって、流速分布を通路半径方向に均一化することを狙ったものである。
【００３２】
つぎに、本発明の燃料改質器の作用、効果を説明する。
まず、メタルラス１６が最大の整流作用を果たす角度（メタルラス面内回転角度）に向けられているので、ガスがガス導入部１３から導入され空間部で旋回しつつメタルラス１６側に軸方向に移動していき、旋回流がメタルラス１６に到達し、メタルラス１６を通過した後における、整流フィルタ１５の半径方向における、流速差、流量差が小さくなる。その結果、整流フィルタを通過した後触媒に流入するのガス流の触媒半径方向の流速分布、流量分布が均一化する。これによって、触媒１１の有効利用と、効果的な燃料改質を行うことができる。
【００３３】
メタルラス１６が最大の整流作用を果たす角度（メタルラス面内回転角度）に向けられている場合、メタルラス１６の切り起こし部１６ａが、旋回流がメタルラス１６に到達したときに旋回流に対向するので、旋回流の最大流速を切り起こし部１６ａによって効果的に低下させ、触媒半径方向に、ガスの流速、流量の均一化をはかることができる。旋回流は、最大流速が低下されると、その他の半径方向部位の流速が増大し最小流速が増大するので、最大流速の低下だけの場合に比べて、最大流速と最小流速の差はさらに小さくなり、流速、流量が均一化する。メタルラスは最大流速を低下させるとともに、最小流速の増大作用も有するので、旋回流に対する整流作用が、発泡金属を用いる場合に比べて、遜色がない。また、メタルラス１６は、発泡金属などの整流要素に比べて、軸方向寸法が小さく、燃料改質器を軸方向に短縮化することも可能にする。さらに、メタルラス１６は、発泡金属などの整流要素に比べて、コストが安く、燃料改質器のコストダウンにも寄与する。
【００３４】
メタルラス１６を切り起こし１６ａがある状態で燃料改質器内に固定する場合、その固定方法が難しいが、枠１７で挟んでメタルラス１６を固定し、枠１７を流路壁に取付けるようにしたので、固定が非常に容易になる。
また、桟１８を設けることにより、ガス流、ガス圧によるメタルラス１６の過度の撓みも防止することができる。
【００３５】
また、桟１８の部位でメタルラス１６を複数の片に分離し、各片でその部位にあたるガス流れに切り起こし部１６ａが対抗するように、メタルラスの向きを変えることができる。それによって、旋回流の主流以外の部分の流速も低下させることが容易になる。また、複数のガス導入部１３があり主流がメタルラス１６に周方向に複数の箇所で当たるようなスワラー１５に対しても、各片でメタルラスの切り起こし部１６ａがそこに当たる主流に対抗するように、各片のメタルラスの回転角度を互いに変えて設定することにより、容易に対応することができる。
本発明は、触媒とその上流に旋回流がある部位であれば、燃料改質器１０の何れの部位にも、その部位の流速差を低減するのに利用できる。
【００３６】
図３１の例では、矩形格子上にある菱形開口部１６ｂの、長い方の対角線方向のピッチＬＷを０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲に設定するとともに、短い方の対角線方向のピッチＳＷを０．３ｍｍ〜１ｍｍの範囲に設定し、桟幅Ｗを０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲に設定したので、望ましい整流効果が得られる。
【００３７】
また、図３２、図３３、図３４の何れの例においても、複数のメタルラス１６を設けたので、メタルラスを１枚設けた場合より大きな整流効果が得られる。すなわち、メタルラス１６を１枚設けた場合は、図４の大きな流速差をもつ流速分布を図３の小さな流速差をもつ流速分布にすることができるが、さらにメタルラスを下流に設けることによって、図３の流速差をもつ流速分布を、図３よりさらに小さい流速差をもつ流速分布とすることができる。
【００３８】
図３２の例では、互いに隔てられて並設された複数のメタルラス１６のうち、下流側のメタルラス１６を、上流側のメタルラス１６を通過した旋回流成分が残っている旋回流に対して最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度に向けたので、図３の流速分布がさらに均一化する。
【００３９】
図３３の例では、下流側のメタルラス１６ほど開口部のピッチＬＷ、ＳＷを小さくしたので、下流側のメタルラスの整流作用を維持することができる。これを逆にして、目の細かいメタルラスで整流された流れをその下流の目の粗いメタルラスで整流しようとしても、その整流効果は小さい。
【００４０】
図３４の例では、上流側に切り起こしのあるメタルラス１６を設け、下流側に切り起こしの無いメタルラスを設けたので、上流側のメタルラスを通過した流れに残っている半径方向流速差（図３の流速差をもつ流れ）の流速差を、下流側の網目でさらに小さくし、ほぼ均一化された流速分布をもつ流れとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の燃料改質器用燃焼器の、整流フィルタ近傍の概略断面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ断面図（整流フィルタ上流側での横断面図）である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面（整流フィルタ下流側で、触媒より上流側の断面）における流速分布図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面（整流フィルタ上流側の断面）における流速分布図である。
【図５】メタルラスの正面図で、加工方向（メタルラスの引張方向）も併せて示してある図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】スワラーと旋回流を示す図（図８のスワラーの平面図）である。
【図８】スワラーの正面図である。
【図９】図７、図８において、メタルラス設置角度をメタルラス軸芯まわりに面内方向に回転させた場合の、メタルラス加工方向（引張方向）による流速差への影響を示すグラフである。
【図１０】整流フィルタの第１の例の正面図である。
【図１１】図１０の整流フィルタの側面図である。
【図１２】整流フィルタの第２の例（かしめ）の半断面図である。
【図１３】整流フィルタの第３の例（かしめ）の半断面図である。
【図１４】整流フィルタの第４の例（溶接）の半断面図である。
【図１５】整流フィルタの第５の例（溶接）の半断面図である。
【図１６】整流フィルタの第６の例（ヘミング）の半断面図である。
【図１７】整流フィルタの第７の例（ヘミング）の半断面図である。
【図１８】整流フィルタの第８の例（シール剤または接着剤）の半断面図である。
【図１９】整流フィルタの第９の例（シール剤または接着剤）の半断面図である。
【図２０】整流フィルタの第１０の例（シール剤、接着剤）の半断面図である。
【図２１】整流フィルタの第１１の例の正面図である。
【図２２】整流フィルタの第１２の例の正面図である。
【図２３】整流フィルタの第１３の例の半断面図である。
【図２４】整流フィルタの第１４の例の正面図である。
【図２５】整流フィルタの第１５の例の正面図である。
【図２６】整流フィルタの第１６の例の正面図である。
【図２７】整流フィルタの第１７の例の正面図である。
【図２８】整流フィルタの第１８の例の正面図である。
【図２９】整流フィルタの第１９の例の正面図である。
【図３０】整流フィルタの第２０の例の正面図である。
【図３１】整流フィルタのメタルラスの矩形格子上にある菱形開口部のピッチＬＷ、ＳＷを示すメタルラスの一部の正面図である。
【図３２】整流フィルタが複数のメタルラスを備えている場合の通路の側面図である。
【図３３】整流フィルタが互いに網目寸法の異なる複数のメタルラスを備えている場合の通路の側面図である。
【図３４】整流フィルタが切り起こし有りのメタルラスと切り起こし無しのメタルラスを備えている場合の通路の側面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  燃料改質器
１１  触媒
１２  スワラー
１３  ガス導入部
１４  空間部
１５  整流フィルタ
１６  メタルラス
１６ａ  切り起こし部
１６ｂ  開口部
１７  枠
１８  桟
１８ａ〜１８ｔ  桟要素
１９、２０  かしめ部
２１、２２  溶接部
２３、２４  ヘミング部
２５、２６、２７  シール剤または接着剤
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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