(57)【要約】【課題】小さな容器本体部であっても脱圧時の脱硫剤の排出を抑制する。【解決手段】燃料を脱硫する脱硫剤を収容可能な容器本体部５１を備える脱硫容器５０であって、容器本体部５１には、容器本体部５１内の圧力を下げるための流出孔５４ａが設けられ、容器本体部５１内において、脱硫剤を収容する収容領域Ｒ１〜Ｒ３と流出孔５４ａとの間には空間Ｗが設けられ、空間Ｗには、収容領域Ｒ１〜Ｒ３から流出孔５４ａへ向けて流れるガスの流れ方向を変更する流路変更部６０が設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を脱硫する脱硫剤を収容可能な容器本体部を備える脱硫容器であって、
前記容器本体部には、前記容器本体部内の圧力を下げるために前記容器本体部内から前記容器本体部外へ流出するガスが流れる脱圧孔が設けられ、
前記容器本体部内において、前記脱硫剤を収容する収容領域と前記脱圧孔との間には空間が設けられ、
前記空間には、前記収容領域から前記脱圧孔へ向けて流れる前記ガスの流れ方向を変更する流路変更部が設けられている、脱硫容器。
【請求項２】
前記流路変更部は、前記ガスの流れ方向を変更する邪魔板である、請求項１に記載の脱硫容器。
【請求項３】
前記邪魔板は、前記邪魔板の板厚方向に沿って見た場合に前記脱圧孔を覆う、請求項２に記載の脱硫容器。
【請求項４】
前記収容領域と前記空間との間には、前記収容領域と前記空間との間を前記ガス及び前記脱硫剤によって脱硫された前記燃料が流通可能なように区画する仕切板が設けられ、
前記流路変更部は、前記仕切板との間に隙間を設けて配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の脱硫容器。
【請求項５】
前記容器本体部に接続され、前記脱圧孔を介して前記容器本体部内と連通する第一流出部を更に備え、
前記第一流出部には、前記ガスと、前記脱硫剤によって脱硫された前記燃料とが流通する請求項１から４のいずれか一項に記載の脱硫容器。
【請求項６】
前記第一流出部には、前記容器本体部内から流出する前記ガスの流量を制御する流量制御機構が設けられている、請求項５に記載の脱硫容器。
【請求項７】
前記容器本体部に接続され、前記脱圧孔を介して前記容器本体部内と連通する第二流出部を更に備え、
前記第二流出部は、前記ガスを大気中に放出する、請求項１から４のいずれか一項に記載の脱硫容器。
【請求項８】
前記第二流出部には、前記容器本体部内から流出する前記ガスの流量を制御する流量制御機構が設けられている、請求項７に記載の脱硫容器。
【請求項９】
前記脱圧孔は、前記容器本体部の上部に設けられ、
前記容器本体部の下方側から上方側へ向かって流れる前記ガスが前記脱圧孔を通過する、請求項１から８のいずれか一項に記載の脱硫容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一側面は、脱硫剤を収容する脱硫容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池システムに用いられ、燃料を脱硫する脱硫器がある。このような脱硫器は、脱硫剤によって燃料を脱硫している。脱硫剤は、脱硫容器の容器本体部内に収容されている。例えば、特許文献１には、容器本体部内に脱硫剤が収容された脱硫器が記載されている。
【０００３】
このような脱硫器の容器本体部は、燃料電池システムの停止時において密封されている。例えば気温が変化すること等によって容器本体部内の圧力が高まることがある。このため、容器本体内の圧力を下げる脱圧を行うことが考えられている。脱圧を行う場合、容器本体部内の圧力が高いために容器本体部内から排出されるガスの流速が早くなる。これにより、排出されるガスとともに、容器本体部内に収容された脱硫剤の一部（脱硫剤の粒子）も排出される恐れがある。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載された脱硫器では、容器本体部内において収容された脱硫剤と排出口（脱圧孔）との間に空間が設けられている。このため、脱圧を行った場合、脱硫剤と排出口との間の空間部分においてガスの流速が遅くなり、容器本体部内で飛散した脱硫剤が容器本体部外へ排出されることが抑制されると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−６７３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された脱硫器では、脱圧時に容器本体部内から脱硫剤が排出されることを防止するために、収容された脱硫剤と排出口との間の空間を大きくする必要がある。これにより、容器本体部が大きくなってしまう。
【０００７】
そこで、本発明の一側面は、小さな容器本体部であっても脱圧時の脱硫剤の排出を抑制できる脱硫容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】
【０００８】
本発明の一側面は、燃料を脱硫する脱硫剤を収容可能な容器本体部を備える脱硫容器であって、容器本体部には、容器本体部内の圧力を下げるために容器本体部内から容器本体部外へ流出するガスが流れる脱圧孔が設けられ、容器本体部内において、脱硫剤を収容する収容領域と脱圧孔との間には空間が設けられ、空間には、収容領域から脱圧孔へ向けて流れるガスの流れ方向を変更する流路変更部が設けられている。
【０００９】
この脱硫容器では、容器本体部内の圧力を下げるために脱圧孔を介して容器本体部内から容器本体部外へ流出するガスの流れ方向が、流路変更部によって変更させられる。これにより、容器本体部の脱圧時に、脱圧孔に向かって流れるガスに脱硫剤が含まれていても、流れ方向が変更させられるためにガスの慣性力と脱硫剤の慣性力との差によってガスの流れから脱硫剤が分離される。よって、脱圧時に容器本体部から脱硫剤が排出されることを抑制できる。流路変更部によってガスの流れから脱硫剤を効果的に分離できるため、脱硫剤を収容する収容領域と脱圧孔との間の空間を大きくする必要が無い。これにより、小さな容器本体部であっても脱圧時の脱硫剤の排出を抑制できる。
【００１０】
流路変更部は、ガスの流れ方向を変更する邪魔板であってもよい。この場合には、板である邪魔板を用いてガスの流れ方向を容易に変更することができる。
【００１１】
邪魔板は、邪魔板の板厚方向に沿って見た場合に脱圧孔を覆っていてもよい。この場合には、脱硫剤の収容領域から脱圧孔へガスが直線的に進むことを抑制できる。これにより、邪魔板によってガスの流れ方向を適切に変更でき、脱硫剤の排出を抑制できる。
【００１２】
収容領域と空間との間には、収容領域と空間との間をガス及び脱硫剤によって脱硫された燃料が流通可能なように区画する仕切板が設けられ、流路変更部は、仕切板との間に隙間を設けて配置されていてもよい。この場合には、脱硫剤の収容領域から脱圧孔へ向かうガスの流れ方向を流路変更部によって適切に変更できる。また、流路変更部が、収容領域に収容された脱硫剤中の燃料の流れに影響を与えることが無い。このため、脱硫剤中を流れる燃料が偏る等の影響がない。
【００１３】
容器本体部に接続され、脱圧孔を介して容器本体部内と連通する第一流出部を更に備え、第一流出部には、ガスと、脱硫剤によって脱硫された燃料とが流通してもよい。流路変更部を設けることによって容器本体部内から脱硫剤が排出されることを抑制できるため、第一流出部に脱圧時に排出されるガスと、脱硫剤によって脱硫された燃料とが流通してもよい。
【００１４】
第一流出部には、容器本体部内から流出するガスの流量を制御する流量制御機構が設けられていてもよい。この場合、容器本体部から排出されるガスの流速を抑制することによって、脱圧時にガスとともに容器本体部から脱硫剤が排出されることを抑制できる。
【００１５】
容器本体部に接続され、脱圧孔を介して容器本体部内と連通する第二流出部を更に備え、第二流出部は、ガスを大気中に放出してもよい。この場合には、流路変更部を設けることによって容器本体部内から脱硫剤が排出されることを抑制しつつ、脱圧時に排出されるガスを大気中に放出することができる。
【００１６】
第二流出部には、容器本体部内から流出するガスの流量を制御する流量制御機構が設けられていてもよい。この場合、容器本体部から排出されるガスの流速を抑制することによって、脱圧時にガスとともに容器本体部から脱硫剤が排出されることを抑制できる。
【００１７】
脱圧孔は、容器本体部の上部に設けられ、容器本体部の下方側から上方側へ向かって流れるガスが脱圧孔を通過してもよい。この場合には、流路変更部によってガスの流れを変更した際に、慣性力に加えて重力の影響によってもガスから脱硫剤を分離することができる。これにより、脱圧時にガスとともに容器本体部から脱硫剤が排出されることを抑制できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一側面によれば、小さな容器本体部であっても脱圧時の脱硫剤の排出を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係る脱硫容器を含む燃料電池システムを示すブロック図である。
【図２】図１の燃料電池システムの構成を示す概略図である。
【図３】図１の脱硫器の断面図である。
【図４】脱硫容器の流出孔周りの拡大断面図である。
【図５】天板部の流出孔を上方から見た図である。
【図６】流路変更部を示す斜視図である。
【図７】脱硫容器の変形例を示す断面図である。
【図８】流路変更部の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
図１に示すように、実施形態に係る脱硫容器を備える脱硫器２は、水素含有燃料（燃料）を脱硫する装置であって、燃料電池システム１に用いられる。そこで、まず、燃料電池システム１の全体構成について説明する。
【００２２】
燃料電池システム１は、脱硫器２と、水気化部３と、水素発生部４と、セルスタック５と、オフガス燃焼部６と、水素含有燃料供給部７と、水供給部８と、酸化剤供給部９と、パワーコンディショナー１０と、制御部１１と、を備えている。燃料電池システム１は、水素含有燃料及び酸化剤を用いて、セルスタック５にて発電を行う。セルスタック５としては、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ：Solid  Oxide  Fuel  Cell）が採用されている。なお、セルスタック５の種類は特に限定されず、例えば、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ：Polymer  Electrolyte  Fuel  Cell）、リン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ：Phosphoric  Acid  Fuel  Cell）、溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ：Molten  Carbonate  Fuel  Cell）、及び、その他の種類を採用することができる。また、セルスタック５の種類、水素含有燃料の種類、及び改質方式等に応じて、図１に示す構成要素を適宜省略又は変更してもよい。
【００２３】
水素含有燃料として、例えば、炭化水素系燃料が用いられる。炭化水素系燃料として、分子中に炭素と水素とを含む化合物（酸素等、他の元素を含んでいてもよい）若しくはそれらの混合物が用いられる。炭化水素系燃料として、例えば、炭化水素類、アルコール類、エーテル類、バイオ燃料が挙げられ、これらの炭化水素系燃料は従来の石油・石炭等の化石燃料由来のもの、合成ガス等の合成系燃料由来のもの、バイオマス由来のものを適宜用いることができる。
【００２４】
具体的には、炭化水素類として、メタン、エタン、プロパン、ブタン、天然ガス、ＬＰＧ（液化石油ガス）、都市ガス、タウンガス、ガソリン、ナフサ、灯油、軽油が挙げられる。アルコール類として、メタノール、エタノールが挙げられる。エーテル類として、ジメチルエーテルが挙げられる。バイオ燃料として、バイオガス、バイオエタノール、バイオディーゼル、バイオジェットが挙げられる。酸化剤として、例えば、空気、純酸素ガス（通常の除去手法で除去が困難な不純物を含んでもよい）、酸素富化空気が用いられる。
【００２５】
脱硫器２は、水素発生部４に供給される水素含有燃料の脱硫を行う。脱硫器２は、水素含有燃料に含有される硫黄化合物を除去するための脱硫触媒（脱硫剤）を有している。脱硫器２の脱硫方式として、例えば、硫黄化合物を吸着して除去する吸着脱硫方式、又は硫黄化合物を水素と反応させて除去する水素化脱硫方式（水添脱硫方式とも称される）等が採用される。脱硫器２の脱硫方式として吸着脱硫方式を採用する場合、脱硫触媒として、例えば、ゼオライト又は酸化マンガンなどの脱硫剤を用いることができる。また、脱硫器２の脱硫方式として水素化脱硫方式を採用する場合、脱硫触媒として、例えば、ニッケル、コバルト、又はモリブデンなどの金属をアルミナ又はシリカ−アルミナなどに担持させた脱硫触媒を用いることができる。脱硫器２は、脱硫した水素含有燃料を水素発生部４へ供給する。
【００２６】
水気化部３は、水を加熱し気化させることによって水蒸気を生成するものであり、改質器２０に含まれている。水気化部３における水の加熱は、オフガス燃焼部６による熱が利用される。なお、水気化部３における水の加熱は、例えば、排ガスの熱等の燃料電池システム１内で発生した熱を用いてもよいし、別途ヒータやバーナ等の他熱源を用いて水を加熱してもよい。水気化部３は、生成した水蒸気を水素発生部４へ供給する。
【００２７】
水素発生部４は、水素含有燃料を用いて水素リッチガスである改質ガス（水素含有ガス）を発生させるものであり、改質器２０に含まれている。水素発生部４は、発生させた改質ガスをセルスタック５のアノード１２へ供給する。また、水素発生部４は、発生させた改質ガスの少なくとも一部を、リサイクルガスラインＲを介して脱硫器２の上流側にリサイクルガスとして循環させる。
【００２８】
水素発生部４での改質方式は、特に限定されず、例えば、水蒸気改質、部分酸化改質、自己熱改質、その他の改質方式を採用できる。水素発生部４には、脱硫器２から水素含有燃料が供給されると共に、必要に応じて、空気等の酸化剤や水気化部３から水蒸気が供給される。水素発生部４において改質ガスの発生に用いられる熱は、オフガス燃焼部６の熱が利用される。なお、水素発生部４に用いられる熱は、例えば、排ガスの熱等の燃料電池システム１内で発生した熱を用いてもよいし、別途ヒータやバーナ等の他熱源を用いて水を加熱してもよい。
【００２９】
なお、水素発生部４は、セルスタック５に要求される改質ガスの性状によって、他の構成を有する場合もある。例えば、セルスタック５のタイプが固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）やリン酸形燃料電池（ＰＡＦＣ）であった場合、水素発生部４は、改質ガス中の一酸化炭素を除去するための構成（例えば、シフト反応部及び選択酸化反応部）を有する。
【００３０】
セルスタック５は、水素発生部４からの改質ガス及び酸化剤供給部９からの酸化剤を用いて発電を行う。セルスタック５は、改質ガスが供給されるアノード１２と、酸化剤が供給されるカソード１３と、アノード１２とカソード１３との間に配置される電解質１４と、を備えている。セルスタック５は、パワーコンディショナー１０を介して、電力を外部へ供給する。セルスタック５は、発電に用いられなかった改質ガス及び酸化剤をオフガスとして、オフガス燃焼部６へ供給する。
【００３１】
オフガス燃焼部６は、セルスタック５から供給されるオフガスを燃焼させる。オフガス燃焼部６は、セルスタック５上に形成されている。オフガス燃焼部６によって発生する熱は、水気化部３に供給されて水蒸気の生成に用いられると共に、水素発生部４へ供給されて改質ガスの発生に用いられる。
【００３２】
水素含有燃料供給部７は、脱硫器２へ水素含有燃料を供給する。水供給部８は、水気化部３へ水を供給する。酸化剤供給部９は、セルスタック５のカソード１３へ酸化剤を供給する。水素含有燃料供給部７、水供給部８及び酸化剤供給部９は、例えばポンプによって構成されており、制御部１１からの制御信号に基づいて駆動される。
【００３３】
パワーコンディショナー１０は、セルスタック５からの電力を、外部での電力使用状態に合わせて調整する。パワーコンディショナー１０は、例えば、電圧を変換する処理や、直流電力を交流電力へ変換する処理を行う。
【００３４】
制御部１１は、燃料電池システム１全体の制御処理を行う。制御部１１は、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、及び入出力インターフェイスを含んで構成されたデバイスによって構成される。制御部１１は、水素含有燃料供給部７、水供給部８、酸化剤供給部９、パワーコンディショナー１０、その他、図示されないセンサや補機と電気的に接続されている。制御部１１は、燃料電池システム１内で発生する各種信号を取得すると共に、燃料電池システム１内の各機器へ制御信号を出力する。
【００３５】
図２は、図１の燃料電池システムの構成を示す概略図である。図２に示すように、燃料電池システム１において、改質器２０は、オフガス燃焼部６により加熱されるものである。改質器２０は、オフガス燃焼部６で発生する燃焼熱を受熱可能な位置に配置されている。ここでの改質器２０は、オフガス燃焼部６の上方においてセルスタック５に対向するよう配置されている。オフガス燃焼部６は、例えばセルスタック５のアノード出口を改質器２０側に開放することにより、改質器２０とセルスタック５との間に画成される。オフガス燃焼部６からの排気ガスは、例えば排気触媒を介して外部へ排気される。
【００３６】
脱硫器２は、改質器２０及びセルスタック５を収容する筐体１５に当接するように設けられている。これにより、当該筐体１５内の熱が脱硫器２へ伝熱可能とされている。脱硫器２は、リサイクルガスラインＲで循環するリサイクルガスを利用し、例えば、水素含有燃料に水素を添加した水添脱硫を行うことで、その脱硫触媒の長寿命化を図ることができる。なお、脱硫器２、セルスタック５及び改質器２０の周囲には、断熱材（不図示）が適宜設けられている。
【００３７】
リサイクルガスラインＲは、脱硫器２にリサイクルガスを循環させるものである。ここでのリサイクルガスラインＲは、その戻り側が、水素含有燃料を供給するフィードライン１６において水素含有燃料供給部７と逆止弁等の圧力調整部３１との間に接続されており、これらの間にリサイクルガスを戻している。リサイクルガスラインＲには、水分を除去するドレーナ３２、キャピラリ３３、逆止弁等の圧力調整部３４及び遮断弁３５が、リサイクルガスの上流から下流に向かう方向にこの順で設けられている。フィードライン１６において圧力調整部３１の上流側には、遮断弁３６及び流量計３７が設けられている。なお、リサイクルガスラインＲには、ポンプ等がさらに設けられていてもよい。
【００３８】
次に、上述の脱硫器２について詳細に説明する。図３に示すように脱硫器２は、脱硫触媒を収容可能な脱硫容器５０を備えている。脱硫容器５０は、容器本体部５１、仕切板５５〜５７、流入管５８、流出管（第一流出部）５９、及び流路変更部６０を含んで構成されている。容器本体部５１は、水素含有燃料を脱硫する脱硫触媒を収容可能となっている。容器本体部５１は、筒部５２、底板部５３、及び天板部５４によって構成されている。
【００３９】
筒部５２は、円筒状に形成されている。底板部５３は、筒部５２の一方の開口部を覆っている。天板部５４は、筒部５２の他方の開口部を覆っている。容器本体部５１は、底板部５３が下側、天板部５４が上側となるように配置されている。底板部５３には、流入孔５３ａが設けられている。天板部５４には、流出孔（脱圧孔）５４ａが設けられている。流入孔５３ａ及び流出孔５４ａは、円形の孔である。
【００４０】
仕切板５５は、容器本体部５１内の空間を、底板部５３側の空間と、天板部５４側の空間とに区画する。これにより、底板部５３と仕切板５５との間に収容領域Ｒ１が形成される。仕切板５６は、容器本体部５１内において仕切板５５と天板部５４との間の空間を、仕切板５５側の空間と天板部５４側の空間とに区画する。これにより、仕切板５５と仕切板５６との間に収容領域Ｒ２が形成される。
【００４１】
仕切板５７は、容器本体部５１内において仕切板５６と天板部５４との間の空間を、仕切板５６側の空間と天板部５４側の空間とに区画する。これにより、仕切板５６と仕切板５７との間に収容領域Ｒ３が形成される。また、仕切板５７と天板部５４との間に空間Ｗが形成される。即ち、脱硫触媒Ｄ３を収容する収容領域Ｒ３と、流出孔５４ａとの間に空間Ｗが設けられている。
【００４２】
仕切板５５〜５７は、流入孔５３ａから流出孔５４ａに向かうガスの流れ方向に沿ってガスが流通可能となっている。具体的には、仕切板５５〜５７として、複数の孔を有するパンチング板、或いはメッシュ板等を用いることができる。
【００４３】
収容領域Ｒ１には、脱硫触媒Ｄ１が収容される。収容領域Ｒ２には、脱硫触媒Ｄ２が収容される。収容領域Ｒ３には、脱硫触媒Ｄ３が収容される。脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３としては、上述したように適宜の脱硫触媒が用いられる。
【００４４】
脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３の粒子径は、流入孔５３ａから流出孔５４ａに向かうに従って大きくすることができる。具体的には、脱硫触媒Ｄ３の粒子径を、脱硫触媒Ｄ２の粒子径より大きくする。脱硫触媒Ｄ２の粒子径を脱硫触媒Ｄ１の粒子径より大きくする。これにより、流入孔５３ａから流出孔５４ａ側に向かってガスが流れた際にも、流出孔５４ａに近い側の脱硫触媒Ｄ３の飛散が防止される。即ち、流出孔５４ａを介して脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３が容器本体部５１外へ排出されることを抑制できる。
【００４５】
図４〜図６に示すように流路変更部６０は、容器本体部５１内の空間Ｗに配置されている。流路変更部６０は、収容領域Ｒ１〜Ｒ３から流出孔５４ａへ向けて流れるガスの流れ方向を変える。より詳細には、流路変更部６０は、邪魔板部（邪魔板）６１、及び２つの脚部６２によって構成されている。邪魔板部６１は、円形の板材である。邪魔板部６１は、流出孔５４ａよりも大きさが大きい。脚部６２は、一方の端部が天板部５４に接続され、他方の端部が邪魔板部６１に接続されている。脚部６２は、天板部５４に対して邪魔板部６１を支持している。
【００４６】
邪魔板部６１は、天板部５４との間に所定の隙間を設けて配置されている。邪魔板部６１は、仕切板５７との間に所定の隙間を設けて配置されている。図５に示されるように、邪魔板部６１は、邪魔板部６１の板厚方向に沿って見た場合に、流出孔５４ａを覆っている。言い換えると、邪魔板部６１は、流出孔５４ａの開口面に垂直な方向に沿って見た場合に、流出孔５４ａを覆っている。
【００４７】
流路変更部６０は、１枚の板材を折り曲げることによって形成されていてもよい。一例として、邪魔板部６１の厚さは、約０．５ｍｍ〜約１ｍｍ以下とすることができる。また、図４に示すように、邪魔板部６１と仕切板５７との隙間ａは、一例として、約２ｍｍとすることができる。天板部５４と仕切板５７との隙間ｂは、一例として、約３ｍｍ〜５ｍｍとすることができる。
【００４８】
流入管５８は、管内の流路が流入孔５３ａと連通するように、底板部５３に接続されている。流入管５８は、水素含有燃料供給部７から供給された水素含有燃料を、流入孔５３ａを介して容器本体部５１内に導入する。
【００４９】
流出管５９は、管内の流路が流出孔５４ａと連通するように天板部５４に接続されている。流出管５９は、脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３によって脱硫された水素含有燃料を水素発生部４に導出する。流出管５９には、遮断弁７１、及びキャピラリ（流量制御機構）７２が設けられている。遮断弁７１は、流出管５９内を流れるガスの流通、及び流通の遮断を切り替える。キャピラリ７２は、流出管５９内を流れるガスの量を制御する。
【００５０】
脱硫器２によって脱硫される水素含有燃料の流れについて説明する。水素含有燃料供給部７から供給された水素含有燃料は、流入管５８を通って流入孔５３ａを介して収容領域Ｒ１に導入される。収容領域Ｒ１に導入された水素含有燃料は、収容領域Ｒ１から収容領域Ｒ３へ向かう途中で、脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３によって脱硫される。即ち、水素含有燃料は、脱硫容器５０内を上方に向かって進む。収容領域Ｒ３から空間Ｗに流れ込んだ水素含有燃料は、流出孔５４ａを介して容器本体部５１外へ導出される。容器本体部５１外へ導出された水素含有燃料は、流出管５９を通って水素発生部４へ供給される。
【００５１】
本実施形態は以上のように構成され、脱硫容器５０には、流出孔５４ａを覆うように、流路変更部６０が設けられている。ここで、例えば、燃料電池システム１の停止時に、容器本体部５１内の圧力が高まることがある。この場合、容器本体部５１内の圧力を下げるために、遮断弁７１等を開けて脱圧が行われる。脱圧時には、容器本体部５１内のガスが勢いよく流出孔５４ａに向かう。流路変更部６０を設けることで、脱圧を行った際に、流出孔５４ａへ向かうガスの流れ方向が流路変更部６０によって変更させられる。また、天板部５４における仕切板５７側の面によっても、ガスの流れ方向が変更させられる。
【００５２】
これにより、容器本体部５１の脱圧時に、流出孔５４ａに向かって流れるガスに脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３（脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３の微小な粉末）が含まれていても、脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３とガスとを分離できる。具体的には、ガスの流れ方向が変更させられるために、ガスの慣性力と脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３の慣性力との差によって、ガスの流れから脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３が分離される。よって、脱圧時に容器本体部５１から脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３が排出されることを抑制できる。
【００５３】
また、流路変更部６０によってガスの流れから脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３を効果的に分離できるため、脱硫触媒Ｄ３を収容する収容領域Ｒ３と流出孔５４ａとの間の空間Ｗを大きくする必要が無い。これにより、小さな容器本体部５１であっても脱圧時の脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３の排出を抑制できる。
【００５４】
流路変更部６０の邪魔板部６１は、板材によって形成されている。この場合には、板である流路変更部６０を用いてガスの流れ方向を容易に変更することができる。
【００５５】
邪魔板部６１は、邪魔板部６１の厚さ方向から見たときに流出孔５４ａを覆っている。この場合には、収容領域Ｒ３から流出孔５４ａへガスが直線的に進むことを抑制できる。これにより、邪魔板部６１によってガスの流れ方向を適切に変更でき、脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３の排出を抑制できる。
【００５６】
邪魔板部６１は、天板部５４との間に隙間を設けて配置されている。この場合には、収容領域Ｒ３から流出孔５４ａへ向かうガスの流れ方向を邪魔板部６１によって適切に変更できる。また、邪魔板部６１が、収容領域Ｒ３に収容された脱硫触媒Ｄ３中の水素含有燃料の流れに影響を与えることが無い。このため、収容領域Ｒ３に収容された脱硫触媒Ｄ３を流れる水素含有燃料が偏る等の影響がない。
【００５７】
脱圧時に、容器本体部５１内のガスは流出管５９を介して容器本体部５１外へ排出される。この場合であっても、流路変更部６０によって容器本体部５１から脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３が排出されることが抑制できる。従って、脱圧時に、水素含有燃料が流れる流出管５９を介して容器本体部５１内のガスを排出することができる。
【００５８】
流出管５９には、キャピラリ７２が設けられている。これにより、脱圧時に、流出管５９内を流れるガスの流量が抑制される。従って、容器本体部５１から排出されるガスの流速を抑制することができ、脱圧時にガスとともに容器本体部５１から脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３が排出されることを抑制できる。
【００５９】
流出孔５４ａは、容器本体部５１の上部に設けられている。脱圧時には、ガスが、容器本体部５１の下方側から上方側へ向かって流れ、流出孔５４ａを介して排出される。この場合には、流路変更部６０によってガスの流れを変更した際に、慣性力に加えて重力の影響によってもガスから脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３を分離することができる。これにより、脱圧時にガスとともに容器本体部５１から脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３が排出されることを抑制できる。
【００６０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図７に示す脱硫容器５０Ａのように、脱圧時にガスを排出するため専用のガス排出管（第二流出部）７３を設けてもよい。具体的には、天板部５４に、流出孔５４ａに加え、流出孔（脱圧孔）５４ｂを設ける。上記実施形態と同様に、流出孔５４ｂを覆うように流路変更部６０を設ける。ガス排出管７３は、管内の流路が流出孔５４ｂと連通するように天板部５４に接続されている。ガス排出管７３には、キャピラリ７４が設けられている。ガス排出管７３は、容器本体部５１から排出されたガスを大気中に排出する。
【００６１】
この場合であっても、流路変更部６０が設けられているため、ガス排出管７３を介してガスを排出する場合であっても、容器本体部５１から脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３が排出されることを抑制しつつ、脱圧時に排出されるガスを大気中に放出することができる。
【００６２】
ガス排出管７３にキャピラリ７４が設けられている。これにより、脱圧時に、ガス排出管７３内を流れるガスの流量が抑制される。従って、容器本体部５１から排出されるガスの流速を抑制することができ、脱圧時にガスとともに容器本体部５１から脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３が排出されることを抑制できる。
【００６３】
また、上記実施形態及び変形例では、邪魔板部６１を円形の板としたが、例えば、ブロック状であってもよい。邪魔板部６１は、ガスの流れ方向を変更可能であれば、板に限らず、例えば、メッシュ板、或いはパンチング板等であってもよい。邪魔板部６１の形状は、流出孔５４ａの形状と相似していることが好ましい。また、キャピラリ７２，７４以外にも、ガスの流量を制御可能であれば、流量を制御する機能を有するバルブ、或いはオリフィス等を用いてもよい。
【００６４】
また、図８に示す流路変更部６０Ａのように、邪魔板部６１の外周縁に、仕切板５７側に向けて立ち上がるリブ６３が設けられていてもよい。この場合には、邪魔板部６１の仕切板５７側の面にぶつかったガスは、邪魔板部６１の仕切板５７側の面に沿って邪魔板部６１の外周縁に向けて進んだ後、リブ６３にぶつかって仕切板５７側に向けて進む。このように、ガスの流れをリブ６３によっても更に変更することで、ガスと脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３とをより一層確実に分離できる。これにより、容器本体部５１から脱硫触媒Ｄ１〜Ｄ３が排出されることをより一層抑制できる。
【００６５】
脱硫容器５０，５０Ａは、単管状に形成され、脱硫を行う際に水素含有燃料が一方向のみに流れる構造とした。これに限定されず、脱硫容器５０，５０Ａは、例えば管状の容器の内側に更に管状の容器を収容した構造など、水素含有燃料の進行方向が折り返すような構造であってもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１…燃料電池システム、５０…脱硫容器、５１…容器本体部、５４ａ，５４ｂ…流出孔、５５〜５７…仕切板、５９…流出管（第一流出部）、７２，７４…キャピラリ（流量制御機構）、６０…流路変更部、６１…邪魔板部（邪魔板）、７３…ガス排出管（第二流出部）、Ｄ１〜Ｄ３…脱硫触媒（脱硫剤）、Ｒ１〜Ｒ３…収容領域、Ｗ…空間。
【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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