(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料が導入され熱媒体との熱授受により前記原料を蒸発させて送り出す蒸発部と、
前記蒸発部の下方に接して配置され、前記蒸発部に導入される熱媒体を発生させる熱供給体の周囲に、上方が開口されて前記蒸発部に連通する流体ジャケットを有する熱供給部と、を備え、
前記蒸発部は、前記原料が蒸発してできる原料ガスを下流へ導く通路を備え、
前記熱供給体は、矩形筒状をなし、一端側から燃焼用ガスを導入し、該燃焼用ガスを燃焼させ、燃焼により生じた燃焼ガスを他端側から排出し、前記蒸発部の前記熱媒体として供給し、
前記流体ジャケットは、前記熱供給体内のガス流れ方向と平行する該熱供給体の底面および側面を取り囲むカバーにより外側を仕切られ、前記蒸発部で蒸発しきれなかった未蒸発原料を導入して前記熱供給体の熱により蒸発させ、蒸発させた原料を該流体ジャケットの上方の開口を介して前記蒸発部へ導入することを特徴とする蒸発器。
【請求項２】
前記流体ジャケットは、前記熱供給体と前記カバーとの間に形成される空間により構成されており、前記蒸発部で蒸発しきれなかった未蒸発原料がその自重と毛細管現象により前記空間に浸透可能であることを特徴とする請求項１に記載の蒸発器。
【請求項３】
前記通路は前記蒸発部の下部に位置することを特徴とする請求項２に記載の蒸発器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液体燃料等の原料を蒸発させてガス化する蒸発器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池への燃料ガスの供給方法として、メタノールやガソリンなどの炭化水素を含む液体の原燃料を、改質システムによって水素リッチな燃料ガス（以下、水素リッチガスと略す）に改質し、この水素リッチガスを燃料電池の燃料ガスとして供給する場合がある（特開２０００−３０２４０８号公報等）。
この改質システムにおいては、原燃料および水の混合液からなる液体燃料（原料）を蒸発器で気化させて原燃料ガスとし、これを改質用空気とともに改質器に供給して原燃料ガスを改質反応させて水素リッチガスに改質している。
【０００３】
前記蒸発器においては、供給される前記液体燃料を全て蒸発させるのがシステムの効率および応答性の点から好ましく、これを考慮した蒸発器が従来から種々考案されている。
例えば、特開２００１−１３５３３１号公報に開示された蒸発器は、触媒燃焼器からなる熱供給部の上部に、前記液体燃料が噴射される蒸発室を設け、前記熱供給部で生成された高温の燃焼ガスを流通させる蒸発管を前記蒸発室内に設け、熱供給部の天板を蒸発室の底板と兼用させて構成されている。この蒸発器では、蒸発管の外表面が内部を流通する高温の燃焼ガスによって高温になり、この蒸発管に向けて前記液体燃料を噴射すると、液体燃料は蒸発管の外表面に接触して瞬時に蒸発し原燃料ガスとなる。そして、蒸発しきれなかった液体燃料は液滴となって蒸発室の底板に落下するが、蒸発室の底板は熱供給部の天板を兼用していて極めて高温であるので、この熱が底板に溜まる液体燃料を蒸発させる。これにより、蒸発室に供給された液体燃料が気化しきれずに液溜まりとなるのを抑制している。
【０００４】
また、特開２００１−１３２９０９号公報に開示された蒸発器は、液体燃料が噴射される蒸発室の内部に、燃焼用ガスを流通させる蒸発管を設け、この蒸発管内に触媒を設けて構成されている。この蒸発器では、蒸発管に燃焼用ガスを供給すると、蒸発管内の触媒で燃焼用ガスが燃焼する。したがって、蒸発管の内部が熱供給部となるので、別に設けた熱供給部で生じさせた高温ガスを蒸発管に導く前出の蒸発器よりも、蒸発管外面を高温にすることができ、蒸発管に向けて液体燃料を噴射した時の蒸発量を増大させることができる。これにより、蒸発室に供給された液体燃料が気化しきれずに液溜まりとなるのを抑制している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、蒸発室の底板と熱供給部の天板を兼用させた特開２００１−１３５３３１号公報の蒸発器の場合、蒸発室における液溜まり発生の抑制効果はあるものの、まだ十分とは言えなかった。これは、蒸発室に接しているのは熱供給部の上部だけなため、熱供給部から得られる熱量が十分でないことによる。換言すると、熱供給部の底部や側部は蒸発室に接していないので、これらからの放熱は液溜まり防止に寄与することはない。ちなみに、熱供給部の上部から蒸発室に吸熱することができた熱量は、熱供給部からの全放熱量の約半分程度であった。
【０００６】
また、熱供給部に局所的な低温部分が生じ、高温部分との熱膨張差に起因して応力が発生するため、これに応じた強度設計が必要であり、板厚アップや補強リブの設置などで対応しなければならなかった。
また、蒸発管の内部に触媒を設けた特開２００１−１３２９０９号公報の蒸発器においては、構造上の制約が大きく、また、蒸発管内部の圧力損失が大きくなって、設計自由度に制約を受けるという問題が生じる。
そこで、この発明は、エネルギーの有効利用を図るとともに、液溜まりの発生を抑制することができる蒸発器を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の蒸発器（例えば、後述する実施の形態における蒸発器１）は、原料（例えば、後述する実施の形態における液体燃料）が導入され熱媒体（例えば、後述する実施の形態における燃焼ガス）との熱授受により前記原料を蒸発させて送り出す蒸発部（例えば、後述する実施の形態における第１蒸発室４１と第２蒸発室４２）と、前記蒸発部の下方に接して配置され、前記蒸発部に導入される熱媒体を発生させる熱供給体（例えば、後述する実施の形態におけるケース１１、触媒部１２）の周囲に、上方が開口されて前記蒸発部に連通する流体ジャケット（例えば、後述する実施の形態におけるジャケット１５）を有する熱供給部（例えば、後述する実施の形態における触媒燃焼器１０）と、を備え、前記蒸発部は、前記原料が蒸発してできる原料ガスを下流へ導く通路（例えば、後述する実施の形態における切り欠き３１ａ）を備え、前記熱供給体は、矩形筒状をなし、一端側から燃焼用ガスを導入し、該燃焼用ガスを燃焼させ、燃焼により生じた燃焼ガスを他端側から排出し、前記蒸発部の前記熱媒体として供給し、前記流体ジャケットは、前記熱供給体内のガス流れ方向と平行する該熱供給体の底面および側面を取り囲むカバー（例えば、後述する実施の形態におけるカバー１３）により外側を仕切られ、前記蒸発部で蒸発しきれなかった未蒸発原料を導入して前記熱供給体の熱により蒸発させ、蒸発させた原料を該流体ジャケットの上方の開口を介して前記蒸発部へ導入することを特徴とする。
この蒸発器では、蒸発部内で蒸発しきれず液状となって落下した原料は流体ジャケットに流入する。この流体ジャケットに流入した原料は熱供給体の熱を受熱するが、原料と熱供給体との温度差は極めて高く、しかも、流体ジャケットは熱供給体の周囲に設けられていて受熱面積が大きいので、流体ジャケット内の原料を素早く蒸発させることができる。
また、熱供給部は常に全体が加熱・冷却されるので、熱膨張・収縮がほぼ均等になり、したがって、局部的な熱膨張・収縮が起こらなくなり、熱膨張差に起因する応力が比較的に小さくなる。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記流体ジャケットは、前記熱供給体と前記カバーとの間に形成される空間により構成されており、前記蒸発部で蒸発しきれなかった未蒸発原料がその自重と毛細管現象により前記空間に浸透可能であることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の発明において、前記通路は前記蒸発部の下部に位置することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る蒸発器の実施の形態を図１から図１１の図面を参照して説明する。図１は蒸発器１の正面図、図２は同左側面図、図３は図１のＩ−Ｉ断面図、図４は図３のII−II断面図、図５は図３のIII−III断面図、図６は図３のＩV−ＩV断面図である。なお、蒸発器１は、図７に示す燃料噴射ノズル６０を複数備えるが、図１、図２、および、図４〜図６では燃料噴射ノズルの図示を省略している。
蒸発器１は本体２を備え、本体２には、正面下部に燃焼用ガス入口３が設けられ、背面上部に燃焼ガス出口４が設けられ、左側面略中央に原燃料ガス出口（ガス出口）５が設けられ、右側面上部に複数のノズル取付口６が設けられている。
【０００９】
また、図３に示すように、本体２の内部であって燃焼用ガス入口３の後方（図３において左方向）には触媒燃焼器（熱供給部）１０が内蔵されている。なお、以下の説明において、後方とは図３において左方向を指し、前方とは図３において右方向を指すものとする。触媒燃焼器１０は、内部に触媒部１２が収容された矩形筒状のケース１１と、このケース１１の底板と両側板の周囲を所定の隙間（例えば、０．５〜５．０ｍｍ程度）をあけて取り囲むカバー１３とを備え、ケース１１の一端側の開口が燃焼用ガス入口３に連結されている。なお、この実施の形態において、ケース１１と触媒部１２は熱供給体を構成する。触媒燃焼器１０は、燃焼用ガス入口３から導入される燃焼用ガス（例えば、図示しない燃料電池から排出される燃料オフガス）を触媒部１２に担持されている触媒によって燃焼して、高温の燃焼ガス（熱媒体）を発生させる。また、ケース１１の他端側の開口にはフード１４が取り付けられており、触媒部１２で発生した燃焼ガスは一旦このフード１４内に排出される。ケース１１とカバー１３の間に形成される空間は、流体が流入可能な流体ジャケット（以下、ジャケットと略す）１５を構成しており、ジャケット１５は上方が開口されていて後述する第１蒸発室４１および第２蒸発室４２に連通している。
【００１０】
また、本体２の内部には、ガス通路４０と、燃焼ガス排出室２１と、燃焼ガス排出通路２２が形成されている。詳述すると、本体２の内部であってその正面側には仕切板２３が設けられており、図３に示すように、この仕切板２３によって仕切られた本体２の前方側（図３において右側）内部空間が燃焼ガス排出室２１になっている。なお、触媒燃焼器１０のケース１１は仕切板２３を図３において右方向に貫通して燃焼用ガス入口３に連結されている。
ガス通路４０は、本体２の内部であって仕切板２３の後方側（図３において左側）に設けられており、フード１４の後部からＵターンして触媒燃焼器１０の上方まで延び、触媒燃焼器１０のカバー１３の上部開口に連通している。
【００１１】
燃焼ガス排出通路２２は、本体２の内部であって仕切板２３の後方側（図３において左側）に設けられており、ガス通路４０の左右側方および後方（図３において左方向）、触媒燃焼器１０のカバー１３の左右側方および下方、フード１４の左右側方を取り囲むように形成されている。なお、燃焼ガス排出通路２２とガス通路４０は、ガス通路４０の左右側方に配置された仕切板２４（図５、図６参照）、および、ガス通路４０の後方（図３において左方向）に配置された仕切板２５（図３参照）によって分離されており、仕切板２４はカバー１３の両側板上端およびフード１４に接続されている。これによってガス通路４０と燃焼ガス排出通路２２との間が遮断され、流体の流通が阻止されている。
また、図４に示すように、仕切板２３の左右両側部および上部には、図３に示す燃焼ガス排出室２１と燃焼ガス排出通路２２を連通する開口２３ａが形成されている。
仕切板２５の後部に位置する燃焼ガス排出通路２２は燃焼ガス出口４に連通している。
【００１２】
ガス通路４０は、仕切板３１，３２，３３，３４，３５によって５つの部屋に区切られている。すなわち、ガス通路４０は、仕切板２３と仕切板３１との間に形成され触媒燃焼器１０の上方に位置する第１蒸発室４１と、第１蒸発室４１の後方（図３において左方向）であってフード１４の上方に位置し仕切板３１，３２，３３によって仕切られた第２蒸発室４２と、フード１４の後方（図３において左方向）に位置し仕切板３３，３５によって仕切られた第３加熱室４５と、第３加熱室４５の後方（図３において左方向）に位置し仕切板３４，３５によって仕切られた第２加熱室４４と、第２蒸発室４２および第２加熱室４４の後方（図３において左方向）に位置し仕切板３２，３４によって仕切られた第１加熱室４３に区切られている。
【００１３】
仕切板３１の下縁はケース１１の上面近傍まで延びており、図５に示すように、仕切板３１の下縁部には切り欠き３１ａがほぼ全幅に亘って形成されており、この切り欠き３１ａを介して第１蒸発室４１と第２蒸発室４２が連通されている。また、図６に示すように、仕切板３２の上縁近傍には第２蒸発室４２と第１加熱室４３とを連通する開口３２ａがほぼ全幅に亘って設けられ、仕切板３４の上縁近傍には第１加熱室４３と第２加熱室４４とを連通する開口３４ａがほぼ全幅に亘って設けられ、仕切板３５の下縁近傍には第２加熱室４４と第３加熱室４５とを連通する開口３５ａがほぼ全幅に亘って設けられている。
なお、この実施の形態において、第１蒸発室４１と第２蒸発室４２は蒸発部を構成し、触媒燃焼器１０は第１蒸発室４１と第２蒸発室４２の下方に接して配置され、ジャケット１５の上部開口は第１蒸発室４１と第２蒸発室４２に連通している。
また、図６に示すように、第３加熱室４５は、燃焼ガス排出通路２２を貫通する断面矩形の筒体４６を介して原燃料ガス出口５に接続されている。
【００１４】
さらに、ガス通路４０には、触媒燃焼器１０で発生した燃焼ガスが流通する多数の蒸発管５０が収容されている。図８に示すように、蒸発管５０の断面は水平方向に扁平した形状をなしており、図３に示すように、蒸発管５０の始端５１はフード１４に貫通固定されてフード１４内に連通されている。つまり、蒸発管５０の始端５１はフード１４を介して触媒部１２に接続されている。また、蒸発管５０は、第３加熱室４５を通り、仕切板３５を貫通して第２加熱室４４を通り、さらに仕切板３４を貫通して第１加熱室４３に入り、第１加熱室４３内において半円弧状に折り返し、仕切板３２を貫通して第２蒸発室４２を通り、さらに仕切板３１を貫通して第１蒸発室４１を通って、その終端５２が仕切板２３に貫通固定され、燃焼ガス排出室２１に連通している。すなわち、フード１４内は蒸発管５０によって燃焼ガス排出室２１に接続されている。各蒸発管５０の内部には熱伝導率を向上させるためのフィン５３が多数設けられている（図８参照）。
【００１５】
また、図４から図６に示すように、この実施の形態において、蒸発管５０は正面から見て上下方向に所定の間隔を有して１２段配置されるとともに、水平方向に所定の間隔を有して多数配置されており、全体的には千鳥に配置されている。さらに、第１蒸発室４１と第２蒸発室４２において、蒸発管５０は４段毎に３つのグループに分けられており、各グループ間には大きな間隔が設けられている。
【００１６】
そして、図３に示すように、本体２には、燃料噴射ノズル６０が第１蒸発室４１あるいは第２蒸発室４２を貫通して水平姿勢に設置されている。詳述すると、第１蒸発室４１では、その前後方向略中央において、最上段の蒸発管５０の上方、および、上から第４段目の蒸発管５０と第５段目の蒸発管５０の間、および、下から第４段目の蒸発管５０と第５段目の蒸発管５０の間、にそれぞれ燃料噴射ノズル６０が１つずつ設置されており、蒸発管５０の軸心を蒸発管５０の長手方向と直交する水平方向に延ばして設置されている。第２蒸発室４２にも第１蒸発室４１と同様に３つの蒸発管５０が設置されている。
【００１７】
図７に示すように、燃料噴射ノズル６０は、図示しない燃料供給装置に接続される燃料供給部６１と、取付用ねじ部６２と、噴射管６３とから構成され、噴射管６３には多数の噴射口６４が千鳥に配置されて設けられている。この燃料噴射ノズル６０は、本体２の右側面に設けられたノズル取付口６から挿入されて、取付用ねじ部６２をノズル取付口６に螺合させ、噴射管６３を第１蒸発室４１あるいは第２蒸発室４２に貫通させて、噴射管６３の先端部を本体２の左側面に設けられたノズル受け管７に嵌入させて取り付けられている。
なお、図５に示すように、ノズル取付口６は、燃焼ガス排出通路２２を貫通して設けられており、その基端が右側の仕切板２４に接合され、先端が本体２の右外方に突出している。また、ノズル受け管７は、燃焼ガス排出通路２２を貫通して設けられており、その基端が左側の仕切板２４に接合され、先端が本体２の左外方に突出している。
【００１８】
そして、燃料噴射ノズル６０の噴射口６４は、本体２に取り付けられた状態において、全ての噴射口６４が第１蒸発室４１あるいは第２蒸発室４２のほぼ全幅に亘って分散配置され、且つ、後述する液体燃料が正面側へ斜め下向きに噴射されるように配置されている。また、噴射口６４が噴射管６３に千鳥配置されているので、燃料噴射ノズル６０は２つの噴射角度を有することとなり、液体燃料を広範囲に噴射できるようにされている。なお、図３において、破線で示す矢印は、噴射口６４から噴射される液体燃料の噴射方向を表している。
【００１９】
次に、この蒸発器１の作用を説明する。
燃焼用ガス入口３から燃焼用ガスを導入すると、燃焼用ガスは触媒燃焼器１０の触媒部１２において燃焼して燃焼ガスとなり、この燃焼ガスはフード１４内に一旦排出された後、各蒸発管５０内に流入し、各蒸発管５０を通って燃焼ガス排出室２１に排出される。さらに、この燃焼ガスは、仕切板２３の開口２３ａを通って燃焼ガス排出通路２２に流入し、燃焼ガス排出通路２２を後方（図３において左方向）へと流れていき、燃焼ガス出口４から排出される。
【００２０】
このように燃焼ガスを流している時に、例えばガソリン（原燃料）と水の混合液からなる液体燃料（原料）を各燃料噴射ノズル６０に供給すると、各燃料噴射ノズル６０から第１蒸発室４１および第２蒸発室４２に液体燃料が噴射され、噴射された液体燃料が蒸発管５０に接触すると、液体燃料と蒸発管５０内の燃焼ガスとの熱授受により瞬時に蒸発して原燃料ガスとなる。この場合、燃料噴射ノズル６０の噴射管６３が蒸発管５０の長手方向と直交する水平方向に配置されるとともに、噴射口６４が噴射管６３の長手方向に分散して配置されているので、液体燃料は広範囲に分散して噴射され、しかも、蒸発管５０が水平方向に扁平な形状をなしているので、液体燃料と蒸発管５０との接触機会が極めて多い。さらに、蒸発管５０はその内部にフィンを有しているので熱伝導率が高く、したがって、蒸発管５０の外表面の温度が高い。その結果、これらの作用が相俟って、液体燃料の蒸発量が増大する。また、触媒燃焼器１０の直ぐ上部に第１蒸発室４１が配置されているので、触媒燃焼器１０から放熱される熱の多くを第１蒸発室４１で吸熱することができ、この熱を液体燃料の蒸発に寄与させることができ、放熱ロスを抑制することができる。したがって、燃焼ガスの有する熱エネルギーを液体燃料のガス化に有効に利用することができ、蒸発器１の蒸発性能が向上する。
【００２１】
また、第１蒸発室４１あるいは第２蒸発室４２において蒸発しきれなかった液体燃料は落下して、本発明の特徴的な構成を有する触媒燃焼器１０のジャケット１５に流入する。ここで、ジャケット１５の幅を０．５〜５．０ｍｍに設定しておくと、落下した液体燃料をその自重と毛細管現象により効率よくジャケット１５内に浸透させることができる。そして、ジャケット１５内に流入した液体燃料は極めて高温のケース１１から熱を受ける。この場合、液体燃料とケース１１との温度差は極めて高く、ケース１１および触媒部１２の熱容量も大きく、しかも、ジャケット１５はケース１１の周囲に設けられていて受熱面積が大きいので、ジャケット１５内の液体燃料を素早く蒸発させることができる。これにより、第１蒸発室４１あるいは第２蒸発室４２には液体燃料の液溜まりが殆ど生じない。
【００２２】
また、ジャケット１５に流入した液体燃料の蒸発時には、ケース１１を冷却することになるので、ケース１１の高温耐久性が向上し、ケース１１の熱劣化を抑制することができる。
さらに、ケース１１は、常に全体が加熱・冷却されるので熱膨張・収縮がほぼ均等になり、したがって、局部的な熱膨張・収縮が起こらなくなり、熱膨張差に起因する応力も極めて小さく、ケース１１が変形することもない。
また、触媒燃焼器１０の上方に燃焼ガスが流通する通路が確保されており、ジャケット１５に燃焼ガスが流れないので、燃焼ガス通路の圧力損失が増大する虞もなく、設計の自由度も高い。
【００２３】
このようにして第１蒸発室４１で生じた原燃料ガスは第１蒸発室４１内を下方へと流れ、仕切板３１の開口３１ａを通って第２蒸発室４２に送り出される。したがって、第１蒸発室４１において、原燃料ガスは蒸発管５０に対して交差するように流れる。
そして、第１蒸発室４１から第２蒸発室４２に流入した原燃料ガスは、第２蒸発室４２で生じた原燃料ガスと合流するとともに、仕切板３２に設けられた開口３２ａに向かって上方へと流れる。したがって、第２蒸発室４２においても、原燃料ガスは蒸発管５０に対して交差するように流れる。
【００２４】
そして、原燃料ガスは、第２蒸発室４２から仕切板３２の開口３２ａを通って第１加熱室４３に送られ、仕切板３４に設けられた開口３４ａに向かって流れていき、さらに、開口３４ａを通って第２加熱室４４へと送られる。第２加熱室４４に流入した原燃料ガスは、仕切板３５の開口３５ａに向かって下方へと流れる。その結果、この第２加熱室４４において、原燃料ガスは蒸発管５０に対して交差するように流れることとなる。
【００２５】
そして、原燃料ガスは、第２加熱室４４から仕切板３５の開口３５ａを通って第３加熱室４５に流入し、筒体４６に向かって第３加熱室４５を上方へと流れる。その結果、この第３加熱室４５においても、原燃料ガスは蒸発管５０に対して交差するように流れることとなる。そして、原燃料ガスは、第３加熱室４５から筒体４６および原燃料ガス出口５を通って、図示しない改質器へと送り出される。なお、図３において実線で示す矢印は、原燃料ガスの流れを示している。
【００２６】
このように原燃料ガスが第１加熱室４３から第３加熱室４５を通過する間に、原燃料ガスは蒸発管５０を介して蒸発管５０内の燃焼ガスと熱交換を行うことにより加熱される。この場合、蒸発管５０内の燃焼ガスの温度は燃焼ガスの流れ方向の上流側ほど高いので、原燃料ガスは第１加熱室４３で加熱された後、第２加熱室４４でさらに加熱され、第３加熱室４５でまたさらに加熱される。すなわち、原燃料ガスは下流に流れていくほど温度が上昇し、原燃料ガス出口５の直前の第３加熱室４５において、触媒燃焼器１０から送り出された直後の高温の燃焼ガスによって加熱される。したがって、燃焼ガスの有する熱エネルギーを原燃料ガスの加熱に有効に利用することができ、原燃料ガスを高温にして改質器へ送り出すことができる。
【００２７】
しかも、蒸発管５０が水平方向に扁平な形状をなしていて原燃料ガスと蒸発管５０との接触面積が極めて大きく、さらに、蒸発管５０はその内部にフィンを有していて熱伝導率が高いので、原燃料ガスと燃焼ガスとの熱交換が促進される。また、特に、第２加熱室４４および第３加熱室４５においては、仕切板３４，３５により原燃料ガスの流れが乱され、蒸発管５０の長手方向に対して交差する流れを繰り返すようになるので、原燃料ガスと燃焼ガスの熱交換がさらに促進される。したがって、原燃料ガスをより高い温度に上げることができる。
このように、この実施の形態の蒸発器１によれば、液体燃料を極めて高温の原燃料ガスにすることができる。しかも、第１蒸発室４１と第２蒸発室４２内において液体燃料の液溜まりの発生を抑制することができるので、蒸発器１の効率および応答性が極めて向上する。
【００２８】
この実施の形態の蒸発器１と従来タイプの蒸発器の比較実験を行い、蒸発器の原燃料ガス生成量と蒸発器出口の原燃料ガス温度との関係、および、原燃料ガス生成量と液溜まり量との関係を求めたところ、図９および図１０に示す性能特性を得ることができた。図９の実験結果から、原燃料ガスの生成量にかかわらず、この実施の形態の蒸発器１の方が従来タイプの蒸発器よりも高温の原燃料ガスを生成できることが確認できる。また、図１０の実験結果から、この実施の形態の蒸発器１の方が従来タイプの蒸発器よりも液溜まり量が極めて少なくなることが確認できる。
【００２９】
〔他の実施の形態〕
尚、この発明は前述した実施の形態に限られるものではない。
例えば、熱供給部を、前述した実施の形態の触媒燃焼器に代えてバーナーで構成することも可能である。その場合、図１１に示すように、断面円形のバーナー７０を二つ水平に並べて配置したときには、カバー１３の底部形状を、二つのバーナー７０の下部外面と隙間を有して平行をなすよう二つの半円弧断面を連結するように形成し、カバー１３とバーナー７０との間に断面略ω形状のジャケット１５を形成するのが好ましい。
【００３０】
また、前述した実施の形態では、ガソリン（原燃料）と水の混合液で原料を構成したが、原料は、炭化水素を含む他の原燃料（例えば、メタンやメタノール等）と水の混合液であってもよいし、水と混合されていない原燃料だけであってもよいし、さらに、水だけであってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明するように、この発明によれば、原料が導入され熱媒体との熱授受により前記原料を蒸発させて送り出す蒸発部と、前記蒸発部の下方に接して配置され、前記蒸発部に導入される熱媒体を発生させる熱供給体の周囲に、上方が開口されて前記蒸発部に連通する流体ジャケットを有する熱供給部と、を備えることにより、流体ジャケット内に流入した原料を素早く蒸発させることができるので、蒸発部内において原料の液溜まりの発生を抑制することができ、蒸発器の効率および応答性が向上するという優れた効果が奏される。
また、熱供給部の熱膨張・収縮がほぼ均等になり、熱膨張差に起因する応力が比較的に小さくなるので、熱供給部の高温耐久性が向上し、ひいては蒸発器の耐久性が向上するという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る蒸発器の第１の実施の形態の正面図である。
【図２】  前記第１の実施の形態における蒸発器の左側面図である。
【図３】  図１のＩ−Ｉ断面図である。
【図４】  図３のII−II断面図である。
【図５】  図３のIII−III断面図である。
【図６】  図３のIV−IV断面図である。
【図７】  前記第１の実施の形態における蒸発器に用いられる燃料噴射ノズルの斜視図である。
【図８】  前記第１の実施の形態における蒸発器に用いられる蒸発管の断面図である。
【図９】  蒸発器の原燃料ガス生成量と原燃料ガス温度との関係を示す性能特性図である。
【図１０】  蒸発器の原燃料ガス生成量と液溜まり量との関係を示す性能特性図である。
【図１１】  この発明に係る蒸発器の他の実施の形態における正面側から見た要部断面図である。
【符号の説明】
１  蒸発器
１０  触媒燃焼器（熱供給部）
１１  ケース（熱供給体）
１２  触媒部（熱供給体）
１５  ジャケット（流体ジャケット）
４１  第１蒸発室（蒸発部）
４２  第２蒸発室（蒸発部）
【図１】
0004053311.tif 000002
【図２】
0004053311.tif 000003
【図３】
0004053311.tif 000004
【図４】
0004053311.tif 000005
【図５】
0004053311.tif 000006
【図６】
0004053311.tif 000007
【図７】
0004053311.tif 000008
【図８】
0004053311.tif 000009
【図９】
0004053311.tif 000010
【図１０】
0004053311.tif 000011
【図１１】
0004053311.tif 000012