(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素を含む改質用燃料を改質反応させて水素を含む改質ガスを生成するための改質器を備えた燃料改質装置であって、
前記改質器は、面方向が前記改質用燃料の流れ方向に直交して設定される触媒部と、
前記触媒部の中央部に挿入され、該触媒部に対応して外周部に複数のガス導入口が形成される筒状管路部材と、
前記触媒部のガス導入面側に配置され、前記ガス導入口から導入される前記改質用燃料を該触媒部に供給する整流用フィルタ部材と、
を備え、
前記整流用フィルタ部材は、網状部材を積層して構成されることを特徴とする燃料改質装置。
【請求項２】
請求項１記載の燃料改質装置において、一酸化炭素除去器を備え、
前記一酸化炭素除去器は、前記改質器により生成された前記改質ガス中の一酸化炭素を除去する触媒部と、
前記触媒部のガス導入面側に配置され、前記改質用燃料を前記触媒部に供給する整流用フィルタ部材と、
を備えることを特徴とする燃料改質装置。
【請求項３】
請求項２記載の燃料改質装置において、前記整流用フィルタ部材は、網状部材を積層して構成されることを特徴とする燃料改質装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃料改質装置において、前記整流用フィルタ部材は、ステンレス鋼で構成されることを特徴とする燃料改質装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の燃料改質装置において、前記整流用フィルタ部材は、前記触媒部側とは反対側に突出するフランジ部を設け、前記フランジ部が該触媒部に固着されることを特徴とする燃料改質装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭化水素を含む改質用燃料を改質することにより、水素を含む改質ガスを生成する燃料改質装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、固体高分子電解質膜を挟んでアノード側電極とカソード側電極とを対設した燃料電池セルを、セパレータによって挟持して複数積層することにより構成された燃料電池スタックが開発され、種々の用途に実用化されつつある。
【０００３】
この種の燃料電池スタックは、炭化水素、例えば、メタノール水溶液の水蒸気改質により生成された水素ガスを含む改質ガス（燃料ガス）をアノード側電極に供給するとともに、酸化剤ガス（酸素ガスまたは空気）をカソード側電極に供給して前記水素ガスを水素イオン化し、この水素ガスが固体高分子電解質膜内を流れることにより、燃料電池の外部に電気エネルギが得られるように構成されている。
【０００４】
この場合、メタノール水溶液から水素ガスを含む改質ガスを生成して燃料電池スタックに供給するために、燃料改質装置が用いられている。この燃料改質装置は、例えば、メタノール水溶液等の改質用燃料を水蒸気化させるための蒸発器と、この蒸発器を通って水蒸気化された改質用燃料ガスに改質反応を施して水素ガスを含む改質ガスを生成するための改質器と、系全体の暖機を行うための暖機用燃焼器と、前記改質器により生成された改質ガス中の一酸化炭素を除去するための一酸化炭素除去器と、前記改質ガスを燃料電池スタックの運転温度に調整するための熱交換機等の各種のコンポーネントを備えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の燃料改質装置では、改質触媒としてペレットが一般的に使用されており、このペレットがガスの流れ方向に長尺に構成されている。このため、改質触媒のガスの流れ方向の温度差が大きくなって、触媒部全域で所望の改質反応を実現することが困難になるとともに、コンパクト性に劣るという問題が指摘されている。
【０００６】
そこで、改質触媒部をガスの流れ方向に直交するドーナツ形状に設定することにより、改質触媒部全体の薄肉化を図ることが考えられる。ところが、ドーナツ形状の改質触媒部の中央側から改質用燃料が導入されるため、この改質用燃料を前記改質触媒部の全面にわたって均一に供給することが困難になるおそれがある。
【０００７】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、改質用燃料を触媒部の面方向に均一かつ確実に供給するとともに、構成の簡素化を図ることが可能な燃料改質装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る燃料改質装置では、改質器を構成する筒状管路部材内に供給された改質用燃料が、この筒状管路部材の外周部に形成されたガス導入口から触媒部側に導入される。この触媒部には、ガス導入面側に整流用フィルタ部材が配置されており、前記ガス導入口から導入される改質用燃料が、前記整流用フィルタ部材の作用下に前記触媒部のガス導入面全面にわたり均一に供給される。このため、触媒部を、例えば、ドーナツ形状に容易に設定することができ、改質器全体の小型化が図られるとともに、前記触媒部全面で改質用燃料の改質反応が円滑かつ確実に遂行される。
【０００９】
また、本発明では、一酸化炭素除去器を構成する触媒部のガス導入面側に整流用フィルタ部材が配置されている。従って、改質用燃料を触媒部のガス導入面全面にわたって均一に導入することができ、改質器により生成された改質ガス中の一酸化炭素の除去処理が効率的に遂行される。
【００１０】
ここで、整流用フィルタ部材は、網状部材を積層して構成されている。このため、整流用フィルタ部材全体の強度が向上するとともに、成形加工が容易に可能になる。しかも、目の粗さの異なる網状部材同士を交互に積層させることにより、所定の空孔率に容易に設定することが可能となり、均一な整流効果を確実に得ることができる。
【００１１】
さらに、整流用フィルタ部材が、ステンレス鋼で構成されることにより、耐蝕性および耐熱性が有効に向上する。さらにまた、整流用フィルタ部材は、触媒部側とは反対側に突出するフランジ部を設け、このフランジ部が前記触媒部に、例えば、シーム溶接等により固着される。これにより、触媒部全面を利用することができ、特に、ハニカム構造の前記触媒部の有効活用を図ることが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る燃料改質装置１０が組み込まれる燃料電池システム１２の概略構成図である。
【００１３】
燃料電池システム１２は、炭化水素を含む改質用燃料を改質することにより水素ガスを生成する第１の実施形態に係る燃料改質装置１０と、この燃料改質装置１０から改質ガスが供給されるとともに、酸化剤ガスとして、例えば、空気（または酸素ガス）が供給され、前記改質ガス中の水素ガスと前記空気中の酸素ガスとの反応により発電を行う燃料電池スタック１４とを備える。炭化水素としては、メタノール、天然ガスまたはメタン等が使用可能である。
【００１４】
燃料改質装置１０は、炭化水素、例えば、メタノールを貯留するメタノールタンク１６と、燃料電池システム１２から排出される生成水等を貯留する水タンク１８と、前記メタノールタンク１６および前記水タンク１８からそれぞれ所定量のメタノールおよび水が供給されてメタノール水溶液を混合する混合器２０と、前記混合器２０から供給されるメタノール水溶液を蒸発させるための蒸発器２２と、前記蒸発器２２に蒸発熱を供給する触媒燃焼器２４と、前記蒸発器２２から導入される気化状態のメタノール水溶液（以下、改質用燃料という）を改質して水素ガスを含む改質ガスを生成する改質器２６と、この改質器２６から導出される改質ガス中の一酸化炭素を除去するＣＯ選択酸化器（一酸化炭素除去器）２８とを備える。
【００１５】
改質器２６とＣＯ選択酸化器２８とには、空気供給器３０からそれぞれ空気が供給されるとともに、前記改質器２６と前記ＣＯ選択酸化器２８との間には、燃料電池システム１２全体の暖機時間を短縮するための中間燃焼器（暖機用燃焼器）３２が配置されており、前記改質器２６の上流側には、始動燃焼器３４が配置されている。ＣＯ選択酸化器２８の下流側には、改質ガスの温度を低下させるための熱交換器３６が配置され、この熱交換器３６には、改質ガスを燃料電池スタック１４に供給する経路３７ａと、暖機完了前の不安定な排出ガスを触媒燃焼器２４に供給するリターン経路３７ｂとに切り換える三方切り換え弁３８が設けられている。
【００１６】
図２乃至図４に示すように、燃料改質装置１０は、改質用燃料の流れ方向（矢印Ａ方向）に沿って蒸発器２２、改質器２６、中間燃焼器３２およびＣＯ選択酸化器２８をこの順に配列し、かつこれらのコンポーネントを一体的に収容するとともに、改質室４０および各コンポーネント間のガス流路４２を構成する内側ケーシング手段４４と、前記内側ケーシング手段４４を囲繞して配設され、該内側ケーシング手段４４の外壁との間に所定の真空度を有する断熱用閉塞空間５２を形成する外側ケーシング手段４５とを備える。
【００１７】
内側ケーシング手段４４は、各コンポーネントである蒸発器２２、前記改質器２６、前記中間燃焼器３２および前記ＣＯ選択酸化器２８を配列支持する支持プレート４６と、前記支持プレート４６により配列支持された前記蒸発器２２、前記改質器２６、前記中間燃焼器３２および前記ＣＯ選択酸化器２８を収容する第１板状内側ケース４８ａ、５０ａおよび第２板状内側ケース４８ｂ、５０ｂとを備える。
【００１８】
図２に示すように、支持プレート４６は、単一の弾性を有する薄板材、例えば、金属板で構成されており、蒸発器２２を収容する第１開口部５６と、改質器２６、中間燃焼器３２およびＣＯ選択酸化器２８を収容する矢印Ａ方向に長尺な第２開口部５８とを設けている。支持プレート４６には、第１開口部５６側の端部に蒸発器２２の３本の管体６０に対応して３つの半円筒部６２が形成されるとともに、第２開口部５８の端部側には、ＣＯ選択酸化器２８の管体６４に対応して半円筒部６６が設けられる。第１および第２開口部５６、５８の境界部位には、同様に半円筒部６８が設けられる一方、前記第２開口部５８の長尺側両側部には、メタノール蒸気用管路７０ａ、７０ｂ、エア用管路７２および冷却水用管路７６ａ、７６ｂに対応して複数の半円筒部７８ａ、７８ｂが設けられる。
【００１９】
第１および第２板状内側ケース４８ａ、４８ｂは、正面視略楕円形状（偏平形状）に構成され、それぞれの開口側端部には周回するフランジ部８０が形成される。フランジ部８０には、蒸発器２２の各管体６０に対応して半円筒部１７４が３箇所に設けられ、前記半円筒部１７４の反対側には、単一の半円筒部８４が形成される。第２板状内側ケース４８ｂには、蒸発器２２に設けられている接続部８６ａ、８６ｂに対応して孔部８８ａ、８８ｂが形成される。
【００２０】
第１および第２板状内側ケース５０ａ、５０ｂは、正面視略楕円形状に構成されており、それぞれの開口側端部に設けられているフランジ部９０同士を重ね合わせることによって内部に改質室４０が形成される。フランジ部９０の長手方向両端には、半円筒部８４に対応する半円筒部９２と、ＣＯ選択酸化器２８の管体６４に対応する半円筒部９４が設けられる一方、前記フランジ部９０の両側部には、支持プレート４６の半円筒部７８ａ、７８ｂに対応する半円筒部９６ａ、９６ｂが３箇所ずつに設けられる。第１および第２板状内側ケース５０ａ、５０ｂの内壁には、改質室４０側に突出する膨出部９８ａ、９８ｂが形成される。
【００２１】
外側ケーシング手段４５は、第１板状内側ケース４８ａ、５０ａおよび第２板状内側ケース４８ｂ、５０ｂの外壁との間に断熱用閉塞空間５２を形成して、前記第１板状内側ケース４８ａ、５０ａおよび前記第２板状内側ケース４８ｂ、５０ｂを囲繞する第１板状外側ケース５４ａおよび第２板状外側ケース５４ｂを備える。
【００２２】
第１および第２板状外側ケース５４ａ、５４ｂは、正面視略楕円形状に構成されるとともに、それぞれの開口側端部には、周回するフランジ部１００が形成される。各フランジ部１００の長手方向両端には、蒸発器２２の管体６０に対応する半円筒部１０２と、ＣＯ選択酸化器２８の管体６４に対応する半円筒部１０４が形成され、前記フランジ部１００の両側部には、第１および第２板状内側ケース５０ａ、５０ｂの半円筒部９６ａ、９６ｂに対応する半円筒部１０６ａ、１０６ｂが設けられる。フランジ部１００の一側部には、リークチェック用の管路７４に対応する半円筒部１０７が設けられる。
【００２３】
第１板状外側ケース５４ａの内部には、第１板状内側ケース４８ａを支持するための円盤状膨出部１０８ａ、１０８ｂが形成される一方、第２板状外側ケース５４ｂの内部には、第２板状内側ケース４８ｂを支持する円盤状膨出部１１０ａ、１１０ｂが形成される。膨出部１１０ｂには、蒸発器２２の接続部８６ａ、８６ｂを挿通するための孔部１１２ａ、１１２ｂが形成されている。
【００２４】
第１板状内側ケース４８ａ、５０ａに支持プレート４６を介して蒸発器２２、改質器２６、中間燃焼器３２およびＣＯ選択酸化器２８が配置された状態で、第２板状内側ケース４８ｂ、５０ｂがそれぞれのフランジ部８０、９０を重ね合わせて配置され、前記フランジ部８０、９０同士がスポット溶接等により固定される。第１板状内側ケース４８ａ、５０ａおよび第２板状内側ケース４８ｂ、５０ｂを覆って第１および第２板状外側ケース５４ａ、５４ｂが配置され、それぞれのフランジ部１００が重ね合わされて、例えば、スポット溶接により固定される。
【００２５】
図３に示すように、改質器２６は、第１乃至第５改質触媒層（触媒部）１１４ａ〜１１４ｅと、前記第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅを一体的に固定する筒状の管路部材１１６と、一端が前記管路部材１１６に固定され、かつ他端が前記第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅの外周部に固定される第１乃至第５流路部材１１８ａ〜１１８ｅとを備える。
【００２６】
第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅは、銅または亜鉛系の触媒で構成されており、ドーナツ形状のハニカム構造（以下、ハニカム触媒という）に設定されている。各ハニカム触媒のそれぞれの面方向は、改質室４０内の改質用燃料の流れ方向（矢印Ａ方向）に直交するとともに、各ハニカム触媒が矢印Ａ方向に並列されている。第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅの改質用燃料の流れ方向上流側には、それぞれ整流用フィルタ部材１２０が固着される。
【００２７】
整流用フィルタ部材１２０は、金属材料、例えば、ステンレス鋼製の網状部材を積層して構成されており、所定の空孔率に設定されている。図４に示すように、整流用フィルタ部材１２０の外周部には、ガスの流れ方向（矢印Ａ方向）とは逆方向に折曲された外側フランジ部１２１が形成されるとともに、内周側には、同様に逆方向に折曲された内側フランジ部１２３が設けられる。
【００２８】
整流用フィルタ部材１２０の外側フランジ部１２１は、第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅを構成するフレーム１２５に、例えば、シーム溶接されるとともに、内側フランジ部１２３は、管路部材１１６の外周部に同様にシーム溶接される。この整流用フィルタ部材１２０は、適切な圧力損失を有しており、第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅへの改質用燃料の流れを均等化するとともに、各触媒層面内の流れを均等化する機能を有している。
【００２９】
管路部材１１６の外周部には、第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅに対応して複数の孔部１２２が形成されている。管路部材１１６の矢印Ａ方向下流側には、この管路部材１１６内を改質用燃料が通過することを阻止するためにカバー部材１２４が設けられる。
【００３０】
カバー部材１２４は、第１乃至第５流路部材１１８ａ〜１１８ｅと略同様の形状を有しており、管路部材１１６に挿入される有底円筒部１２６を設ける。有底円筒部１２６から矢印Ａ方向に向かって拡径する略円錐部１２８には、ガスを通過させるための複数の孔部１２９が形成されており、この略円錐部１２８の端部には、第１および第２板状内側ケース５０ａ、５０ｂの膨出部９８ａ、９８ｂに把持されるリング部１３１が一体的に設けられている。
【００３１】
図５に示すように、ＣＯ選択酸化器２８は、ハニカム触媒（触媒部）１３０と、このハニカム触媒１３０のガス導入面側に配置され、改質ガスを前記ハニカム触媒１３０に均一に供給するための整流用フィルタ部材１３２とを備える。整流用フィルタ部材１３２は、整流用フィルタ部材１２０と同様に、ステンレス鋼の網状部材を積層して構成されており、その外周部にフランジ部１３４が形成される。このフランジ部１３４は、ハニカム触媒１３０の外周に配置されているフレーム１３６にシーム溶接によって固着される。
【００３２】
次に、整流用フィルタ部材１２０を成形する作業について、図６を参照しながら以下に説明する。
【００３３】
まず、網状部材が積層して構成された多孔質金属板が加工され、所定のドーナツ形状を有するフィルタ素材１４０が得られる一方、ＳＵＳ材によりこのフィルタ素材１４０と略同一寸法の金属板１４２が形成される（図６の（ａ）および（ｂ）参照）。フィルタ素材１４０と金属板１４２とは、潤滑油１４４を介して互いに重ねられた状態で（図６の（ｃ）参照）、図６の（ｄ）に示すように、外形成形機１４６にセットされる。
【００３４】
外形成形機１４６では、フィルタ素材１４０および金属板１４２の外周部にロール絞り成形が施される。このため、図６の（ｅ）に示すように、フィルタ素材１４０および金属板１４２の外周には、それぞれフランジ部１４０ａ、１４２ａが成形される。次いで、フィルタ素材１４０および金属板１４２の内周は、内周成形機１４８により成形されて、内側フランジ部１４０ｂ、１４２ｂが成形される。
【００３５】
このようにして成形された整流用フィルタ部材１２０は、金属板１４２から取り外されてシーム溶接機１５０にセットされ、前記整流用フィルタ部材１２０とフレーム１２５および管路部材１１６とがシーム溶接される（図６の（ｆ）参照）。なお、整流用フィルタ部材１３２は、同様にして成形された後、ハニカム触媒１３０を囲繞するフレーム１３６にシーム溶接される。
【００３６】
このように、第１の実施形態では、整流用フィルタ部材１２０（１３２）を成形する際に、ＳＵＳ材あるいは他の鋼材製の金属板１４２を用いることにより、フィルタ素材１４０を単独で加圧成形する際のような網状の目潰れを防止する機能や、フランジ部１４０ａを成形する際のコーナー部のＲ形状の縮小化による該コーナー部の目開きを防止する機能を有する。これにより、均一な網目構造を確実に維持するとともに、ハニカム触媒の断面積に対して整流用フィルタ部材１２０の平坦部が略同一面積となり、ハニカム触媒全体を有効に活用することができる。
【００３７】
さらに、フィルタ素材１４０と金属板１４２とが、潤滑油１４４を介して積層されている。このため、フィルタ素材１４０の成形加工時に摩擦抵抗を軽減することができる一方、成形後に整流用フィルタ部材１２０を金属板１４２から容易に取り外すことが可能になる。
【００３８】
次に、上記のように構成される第１の実施形態に係る燃料改質装置１０の動作について、詳細に説明する。
【００３９】
まず、燃料改質装置１０の始動時には、図１に示すように、始動燃焼器３４にメタノールタンク１６からメタノールが供給され、このメタノールが燃焼して高温の燃焼ガスが生成される。この燃焼ガスに空気が混合されて前記燃焼ガスの温度が調整された状態で、改質室４０に配置されている第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅを昇温させる。
【００４０】
一方、中間燃焼器３２には、始動燃焼器３４の放熱量を利用して管路７０ａ、７０ｂからメタノール蒸気が導入されており、燃料改質装置１０全体の暖機が行われる。その際、三方切り換え弁３８の作用下に、改質ガスの経路が経路３７ａから切り離されてリターン経路３７ｂに連通しており、不安定な改質ガスが燃料電池スタック１４に送られることを阻止している。
【００４１】
次いで、混合器２０を介してメタノールおよび水が所定の混合比に混合されたメタノール水溶液は、蒸発器２２に供給される。この蒸発器２２では、触媒燃焼器２４で発生した高温の燃焼ガスと蒸発ガスとが熱交換することによってメタノール水溶液が蒸気化し、空気供給器３０から送られる空気と混合されて改質器２６内に供給される一方、始動燃焼器３４の駆動が停止される。
【００４２】
改質器２６に供給された改質用燃料は、図３に示すように、管路部材１１６内に導入されて孔部１２２から第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅに向かって導出される。第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅでは、改質用燃料中のメタノール水蒸気および酸素によって発熱反応である酸化反応と吸熱反応である燃料改質反応とが同時に行われる。この第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅを通って生成される改質ガスは、改質室４０内を矢印Ａ方向に流れ、カバー部材１２４の略円錐部１２８に形成された孔部１２９およびガス流路４２を通って中間燃焼器３２側に送られ、さらにガス流路４２を介してＣＯ選択酸化器２８に送られる。
【００４３】
図１に示すように、ＣＯ選択酸化器２８では、改質ガス中のＣＯが選択的に酸化除去された後、熱交換器３６に導入されて所定の燃料電池作動温度（例えば、８０℃）まで温調された後、三方切り換え弁３８の作用下に経路３７ａを通って燃料電池スタック１４に供給される。この燃料電池スタック１４には、酸化剤ガス、例えば、空気が供給されており、改質ガス中の水素ガスとこの空気中の酸素ガスとが反応して発電が開始される。
【００４４】
この場合、第１の実施形態では、管路部材１１６の孔部１２２から第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅ側に導入される改質用燃料は、整流用フィルタ部材１２０を通って抵抗が付与されるため、前記第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅの全面にわたって前記改質用燃料を均一に供給することが可能になる。これにより、第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅの全面を有効利用することができ、改質反応が効率的に遂行されるという効果が得られる。特に、ドーナツ状に設定されている第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅの全面にわたって改質用燃料を均一に供給することが可能になり、改質器２６全体のコンパクト化が容易に遂行されるという効果が得られる。
【００４５】
また、整流用フィルタ部材１２０は、網状部材を積層して構成されており、全体としての強度が向上するとともに、成形加工が容易に行われる。しかも、目の粗さの異なる各網状部材を交互に積層させることにより、全体として所定の空孔率を任意に設定することができるとともに、密度のばらつきを回避し、全体として均一な整流効果を確実に得ることが可能になる。
【００４６】
さらに、整流用フィルタ部材１２０が積層構造を有することにより、目詰まりが表面にのみ惹起されるため、清掃作業が容易かつ確実に遂行される。また、整流用フィルタ部材１２０がステンレス鋼で構成されることにより、改質用燃料による腐食を防止するとともに、所望の耐熱性を維持することができる。
【００４７】
さらにまた、整流用フィルタ部材１２０の周面部に改質用燃料の流れ方向とは反対側に突出して外側フランジ部１２１が形成され、この外側フランジ部１２１がフレーム１２５にシーム溶接されている（図４参照）。このため、第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅの外周部側に改質用燃料の通過し難い部位が存在することがなく、前記第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅの全面を有効利用することが可能になり、改質反応が効率的に行われるという効果がある。
しかも、フランジ部１２１がフレーム１２５にシーム溶接されることにより、溶接不良による圧力損失を防止することができる。
【００４８】
なお、ＣＯ選択酸化器２８側でも同様に、整流用フィルタ部材１３２を介してハニカム触媒１３０の全面に改質ガスを均一かつ確実に供給することが可能になり、この改質ガス中の一酸化炭素の除去作業が効率的かつ確実に遂行されるという利点が得られる。
【００４９】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る燃料改質装置１６０の要部分解斜視説明図であり、図８は、前記燃料改質装置１６０の一部分解斜視説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料改質装置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。
【００５０】
第２の実施形態に係る燃料改質装置１６０は、改質器２６を収容する改質室４０が形成された内側ケーシング手段１６２と、前記内側ケーシング手段１６２を囲繞して配設され、該内側ケーシング手段１６２の外壁との間に所定の真空度を有する断熱用閉塞空間１６４を形成する外側ケーシング手段１６６とを備える。
内側ケーシング手段１６２は、第１および第２板状内側ケース１６８ａ、１６８ｂを備える一方、外側ケーシング手段１６６は、前記第１および第２板状内側ケース１６８ａ、１６８ｂを囲繞する第１および第２板状外側ケース１７０ａ、１７０ｂを備える。
【００５１】
第１および第２板状内側ケース１６８ａ、１６８ｂは、正面視略楕円形状に構成されており、それぞれの開口側端部に設けられているフランジ部１７２同士を重ね合わせることにより、内部に円柱状空間である改質室４０が形成される。フランジ部１７２は、開口側端部を囲繞して周回形成されており、長手方向（矢印Ａ方向）両端には、それぞれ半円筒部１７４が設けられている。
【００５２】
第１および第２板状外側ケース１７０ａ、１７０ｂは、第１および第２板状内側ケース１６８ａ、１６８ｂと同様に正面視略楕円形状に構成されるとともに、それぞれの開口側端部には周回するフランジ部１７６が形成される。フランジ部１７６の長手方向（矢印Ａ方向）両端には、それぞれ半円筒部１７８が膨出形成され、このフランジ部１７６の一側部に管路７４に対応する半円筒部１８０が設けられる。
【００５３】
改質器２６は、第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅのガス導入面側に配置される整流用フィルタ部材１９０を備える。この整流用フィルタ部材１９０の外周部にフランジ部１９２が形成されており、前記フランジ部１９２が前記第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅに一体的にシーム溶接されている。
【００５４】
従って、第２の実施形態に係る燃料改質装置１６０では、第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４に改質用燃料を均一に供給することができ、改質反応が効率的に遂行される等、第１の実施形態に係る燃料改質装置１０と同様の効果が得られる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明に係る燃料改質装置では、改質器を構成する触媒部のガス導入面側に整流用フィルタ部材が配置されており、筒状管路部材のガス導入口から導入される改質用燃料が前記触媒部の全面にわたり均一に供給されて該触媒部による改質反応が効率的かつ確実に遂行される。これにより、触媒部全面の有効利用が図られて、改質反応の効率化が容易に遂行されるとともに、改質器全体の小型化および簡素化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料改質装置が組み込まれる燃料電池システムの概略構成説明図である。
【図２】前記燃料改質装置を構成する内側ケーシング手段、外側ケーシング手段および各コンポーネントの分解斜視説明図である。
【図３】図２に示す内側ケーシング手段および外側ケーシング手段の一部断面説明図である。
【図４】改質器に装着される整流用フィルタ部材の説明図である。
【図５】ＣＯ選択酸化器に装着される整流用フィルタ部材の概略説明図である。
【図６】前記整流用フィルタ部材の成形工程の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る燃料改質装置の要部分解斜視説明図である。
【図８】前記燃料改質装置の一部分解斜視説明図である。
【符号の説明】
１０、１６０…燃料改質装置        １２…燃料電池システム
１４…燃料電池スタック            ２０…混合器
２２…蒸発器                      ２４…触媒燃焼器
２６…改質器                      ２８…ＣＯ選択酸化器
３２…中間燃焼器                  ３４…始動燃焼器
３６…熱交換器                    ４０…改質室
４２…ガス流路
４４、４５、１６２、１６６…ケーシング手段
４６…支持プレート
４８ａ、４８ｂ、５０ａ、５０ｂ、１６８ａ、１６８ｂ…板状内側ケース
５４ａ、５４ｂ、１７０ａ、１７０ｂ…板状外側ケース
５６、５８…開口部                ７４…管路
８０、９０、１００、１２１、１２３、１３４、１４０ａ、１４０ｂ、１７２、１７６、１９２…フランジ部
１１４ａ〜１１４ｅ…改質触媒層    １１６…管路部材
１１８ａ〜１１８ｅ…流路部材
１２０、１３２、１９０…整流用フィルタ部材
１１２ａ、１１２ｂ、１２２…孔部  １２４…カバー部材
１２５、１３６…フレーム          １３０…ハニカム触媒
【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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