(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
改質原料を利用して改質ガスを生成して排出する改質部から成る燃料改質装置本体を備えた燃料改質装置において、
該燃料改質装置本体を包囲するように延在形成され、該改質装置の外壁より放射される輻射熱を遮蔽する遮蔽壁部材を備え、
前記遮蔽壁部材を貫通して延在形成され、前記燃料改質装置本体の一部に一端が固着されるとともに、パッケージのフレームの一部に他端が固着された固着部材の一部に前記燃料改質装置本体の熱が前記フレームに熱伝達するのを阻止する熱伝達阻止部が形成されている
ことを特徴とする燃料改質装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記熱伝達阻止部が、冷媒によって前記固着部材の前記一部を冷却する冷却部によって構成されている
ことを特徴とする燃料改質装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記冷却部が、冷媒が供給される冷媒通路によって構成されている
ことを特徴とする燃料改質装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記遮蔽壁部材の一部に冷媒が供給される冷媒配管を配設することにより、該冷媒配管に供給される冷媒によって前記遮蔽壁部材の一部を冷却する
ことを特徴とする燃料改質装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４において、
前記冷媒通路に供給される前記冷媒が、温水回収の循環水、バーナ用エアー、燃料電池用エアー、スタック冷却水、改質原料ガス、選択酸化用エアーのいずれか１以上のものを用いる
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、改質原料を利用して改質ガスを生成して排出する改質部から成る燃料改質装置本体を備えた燃料改質装置において、該燃料改質装置本体を包囲するように延在形成され、該改質装置の外壁より放射される輻射熱を遮蔽する遮蔽壁部材を備えている燃料改質装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料電池発電装置（特開平７−３３５２３６）は、図１２に示されるようにパッケージとしての筐体Ｐ内に改質装置本体Ｈ、燃料電池Ｂ、制御部等の機器およびシステム部品が配設されるものであって、上記各機器およびシステム部品をメンテしやすいように、区分けしてアレンジされているものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の燃料電池発電装置は、前記パッケージＰ内において改質装置本体Ｈその他の機器とシステム部品の間は空間のみで遮るものは無いので、改質装置本体Ｈの熱が熱輻射または熱伝導によって制御部などシステム部品に伝わってしまうため、それらのシステム部品を過熱させるという問題があった。
【０００４】
そこで本発明者は、改質原料を利用して改質ガスを生成して排出する改質部から成る燃料改質装置本体を備えた燃料改質装置において、該燃料改質装置本体を包囲するように延在形成された遮蔽壁部材が、前記改質装置の外壁より放射される輻射熱を遮蔽するという本発明の第１の技術的思想に着眼するとともに、前記遮蔽壁部材を貫通して延在形成され、前記燃料改質装置本体をパッケージのフレームに固着する固着部材の一部に形成された熱伝達阻止部によって前記燃料改質装置本体の熱が前記フレームに熱伝達するのを阻止するという本発明の第１の技術的思想に着眼し、更に研究開発を重ねた結果、改質装置本体の熱が制御部などシステム部品に伝わることを防止して、システム部品の過熱を防止するという目的を達成する本発明に到達した。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１に記載の第１発明）の燃料改質装置は、
改質原料を利用して改質ガスを生成して排出する改質部から成る燃料改質装置本体を備えた燃料改質装置において、
該燃料改質装置本体を包囲するように延在形成され、該改質装置の外壁より放射される輻射熱を遮蔽する遮蔽壁部材を備え、
前記遮蔽壁部材を貫通して延在形成され、前記燃料改質装置本体の一部に一端が固着されるとともに、パッケージのフレームの一部に他端が固着された固着部材の一部に前記燃料改質装置本体の熱が前記フレームに熱伝達するのを阻止する熱伝達阻止部が形成されている
ものである。
【０００６】
本発明の燃料改質装置は、
前記発明において、
前記遮蔽壁部材が、前記燃料改質装置本体の少なくとも高温部分を包囲している
ものである。
【０００７】
本発明の燃料改質装置は、
前記発明において、
前記遮蔽壁部材が、前記燃料改質装置本体のほぼ全体を包囲している
ものである。
【０００９】
本発明（請求項２に記載の第２発明）の燃料改質装置は、
前記第１発明において、
前記熱伝達阻止部が、冷媒によって前記固着部材の前記一部を冷却する冷却部によって構成されている
ものである。
【００１０】
本発明（請求項３に記載の第３発明）の燃料改質装置は、
前記第２発明において、
前記冷却部が、冷媒が供給される冷媒通路によって構成されている
ものである。
【００１１】
本発明（請求項４に記載の第４発明）の燃料改質装置は、
前記第３発明において、
前記遮蔽壁部材の一部に冷媒が供給される冷媒配管を配設することにより、該冷媒配管に供給される冷媒によって前記遮蔽壁部材の一部を冷却する
ものである。
【００１２】
本発明（請求項５に記載の第５発明）の燃料改質装置は、
前記第３発明または第４発明において、
前記冷媒通路に供給される前記冷媒が、温水回収の循環水、バーナ用エアー、燃料電池用エアー、スタック冷却水、改質原料ガス、選択酸化用エアーのいずれか１以上のものを用いる
ものである。
【００１３】
【発明の作用および効果】
上記構成より成る第１発明の燃料改質装置は、改質原料を利用して改質ガスを生成して排出する改質部から成る燃料改質装置本体を備えた燃料改質装置において、該燃料改質装置本体を包囲するように延在形成された遮蔽壁部材が、前記改質装置の外壁より放射される輻射熱を遮蔽するので、前記改質装置本体の熱が制御部などシステム部品に伝わることを防止して、システム部品の過熱を防止するという効果を奏する。
上記構成より成る第１発明の燃料改質装置は、前記遮蔽壁部材を貫通して延在形成され、前記燃料改質装置本体の一部に一端が固着されるとともに、前記パッケージのフレームの一部に他端が固着された前記固着部材の一部に形成された前記熱伝達阻止部によって、前記燃料改質装置本体の熱が前記フレームに熱伝達するのを阻止するので、前記燃料改質装置本体から前記パッケージの前記フレームへの熱伝達を阻止するという効果を奏する。
【００１４】
上記構成より成る本発明の燃料改質装置は、前記発明において、前記遮蔽壁部材が、前記燃料改質装置本体の少なくとも高温部分を包囲しているので、前記改質装置本体の熱が制御部などシステム部品に伝わることを有効に防止するという効果を奏する。
【００１５】
上記構成より成る本発明の燃料改質装置は、前記発明において、前記遮蔽壁部材が、前記燃料改質装置本体のほぼ全体を包囲しているので、前記改質装置本体の熱が制御部などシステム部品に伝わることを有効に防止するという効果を奏する。
【００１７】
上記構成より成る第２発明の燃料改質装置は、前記第１発明において、前記熱伝達阻止部を構成する前記冷却部が、冷媒によって前記固着部材の前記一部を冷却するので、前記燃料改質装置本体から前記パッケージの前記フレームへの熱伝達を阻止するという効果を奏する。
【００１８】
上記構成より成る第３発明の燃料改質装置は、前記第２発明において、前記冷却部を構成する前記冷媒通路が、供給される冷媒によって前記固着部材の前記一部を冷却するので、前記燃料改質装置本体から前記パッケージの前記フレームへの熱伝達を有効に阻止するという効果を奏する。
【００１９】
上記構成より成る第４発明の燃料改質装置は、前記第３発明において、前記遮蔽壁部材の一部に冷媒が供給される冷媒配管を配設することにより、該冷媒配管に供給される冷媒によって前記遮蔽壁部材の一部を冷却するので、前記遮蔽壁部材の温度を下げるという効果を奏する。
【００２０】
上記構成より成る第５発明の燃料改質装置は、前記第３発明または第４発明において、前記冷媒通路に供給される前記冷媒が、温水回収の循環水、バーナ用エアー、燃料電池用エアー、スタック冷却水、改質原料ガス、選択酸化用エアーのいずれか１以上のものを用いるので、用いる前記冷媒の温度に応じて前記燃料改質装置本体から前記パッケージの前記フレームへの熱伝達を阻止するという効果を奏する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
本第１実施形態の燃料改質装置は、図１ないし図４に示されるようにバーナ１によって形成された火炎により、改質原料の一例として天然ガスを利用して改質ガスを生成して排出する改質部２から成る燃料改質装置本体を備えた燃料改質装置において、該燃料改質装置本体１０を包囲するように延在形成され、該改質装置の外壁より放射される輻射熱を遮蔽する遮蔽壁部材９を備えているものである。
【００２３】
本第１実施形態における燃料改質装置本体１０は、天然ガス燃料電池システムに適用するもので、その概略を示す図１に示されるように天然ガス（１３Ａ）を利用するもので、火炎が形成されるバーナ燃焼部１と、ルテニウム触媒より成り前記排出口より前記熱交換器４の高温側に直接的に改質ガスを供給する断熱材１２によって包囲された改質器としての改質部２と、燃焼排気ガスによって水を蒸発させ水蒸気を前記熱交換器４に供給する蒸発器３と、改質原料としての都市ガスを前記熱交換器４を介して改質部２に供給する昇圧ポンプと、前記改質部２からの改質ガスを原料ガスおよび水蒸気と熱交換する前記熱交換器４と、熱交換した前記改質ガスが供給される銅・亜鉛系触媒より成るＣＯシフト部５と、酸化剤が供給されるＣＯ選択酸化部６とから成る。
【００２４】
遮蔽壁部材９は、図１ないし図４に示されるようにコの字状の横断面形状のシステムフレーム９０の中間部９００に固定された矩形シールド板９１と、前記バーナ燃焼部１と前記改質部２と前記熱交換器４を包囲するとともに矩形の開口部が前記矩形板部材９１の下部に固着される矩形箱体の下部シールド部材９２と、前記ＣＯシフト部５と前記ＣＯ選択酸化部６とを包囲するとともに矩形の開口部が矩形板部材９１の上部に固着される矩形箱体の上部シールド部材９３とから成る。
【００２５】
コの字状の横断面形状のシステムフレーム９０の対向部９０１、９０２に一端９４１が固着され前記下部シールド部材９２と前記上部シールド部材９３との間に介挿されたステー９４の他端９４２に、前記熱交換器４の上端に固着された前記ＣＯシフト部５の下端の側壁が固着されることにより、前記燃料改質装置本体１０が前記フレーム９０に対して支持される。
【００２６】
上記構成より成る本第１実施形態の燃料改質装置は、前記バーナ１によって形成された火炎により、改質原料を利用して改質ガスを生成して排出する前記改質部２から成る燃料改質装置本体１０を備えた燃料改質装置において、該燃料改質装置本体１０を包囲するように延在形成された前記遮蔽壁部材９が、前記改質装置本体１０の外壁より放射される輻射熱を遮蔽するので、前記改質装置本体１０の熱が制御部などシステム部品に伝わることを防止して、システム部品の過熱を防止するという効果を奏する。
【００２７】
また本第１実施形態の燃料改質装置は、前記遮蔽壁部材９の前記下部シールド部材９２が、前記燃料改質装置本体１０の高温部分である前記バーナ１および前記改質部２を包囲しているので、前記改質装置本体１０の上記高温部分の熱が制御部などシステム部品に伝わることを有効に防止するという効果を奏する。
【００２８】
さらに本第１実施形態の燃料改質装置は、前記遮蔽壁部材９の前記矩形シールド板９１、前記下部シールド部材９２および前記上部シールド部材９３が、前記燃料改質装置本体１０のほぼ全体を包囲しているので、前記改質装置本体１０の熱が制御部などシステム部品に伝わることを有効に防止するという効果を奏する。
【００２９】
すなわち本第１実施形態の燃料改質装置は、図５に示されるように前記遮蔽壁部材９を構成するシールド板９１、下部および上部のシールド部材９２、９３によって、前記燃料改質装置本体１０を包囲することによって、前記ＣＯシフト部５から排出されるガスの温度に関係無く約１０℃程度前記ＣＯシフト部５の側方の雰囲気温度が低下するという結果が得られた。
【００３０】
（第２実施形態）
本第２実施形態の燃料改質装置は、前記第１実施形態における前記遮蔽壁部材９を貫通して延在形成され、図６ないし図９に示されるように前記燃料改質装置本体１０のＣＯシフト部５に固着されるとともに、パッケージのシステムフレーム９０の一部９０１、９０２に固着された固着部材９４の一部９４１に前記燃料改質装置本体１０の熱が前記フレーム９０に熱伝達するのを阻止する熱伝達阻止部９５が形成されているもので、前記固着部材９４は所謂断熱フランジを構成するものである。
【００３１】
前記熱伝達阻止部９５が、前記システムフレーム９０にボルトを介して固着された前記固着部材９４の前記一部９４１としての第１ステーにおいて、冷媒によって冷却する冷却部９５１によって構成されている。
【００３２】
前記固着部材９４の前記一部９４１としての前記第１ステーは、図５に示されるように前記燃料改質装置本体１０の熱交換器４の上端に固着された前記ＣＯシフト部５の下端にボルトを介して固着された前記固着部材９４の他部９４２としての第２ステーにボルトを介して固着されている。
【００３３】
前記冷却部９５１は、図８（Ａ）および（Ｂ）に示されるように前記固着部材９４の前記一部９４１としての前記第１ステー内に形成された冷媒通路９５０によって構成され、側壁の導入口から冷媒が導入され上壁の排出口から冷媒が排出される。
【００３４】
前記冷媒通路９５０に供給される前記冷媒は、温水回収の循環水、バーナ用エアー、燃料電池用エアー、スタック冷却水、改質原料ガス、選択酸化用エアーのいずれか１以上のものが用いられる。
【００３５】
前記固着部材９４の他部９４２としての第２ステーは、図９（Ａ）および（Ｂ）に示されるように前記第１ステーに接触する部分の上壁および下壁に長手方向に延在する複数の切欠部９４２１、９４２２、９４２３が形成され、前記第１ステーとの接触面積を減少させ、前記燃料改質装置本体１０からの熱伝達量を低下させるように構成されている。
【００３６】
上記構成より成る本第２実施形態の燃料改質装置は、前記遮蔽壁部材９を貫通して延在形成され、前記燃料改質装置本体１０の一部に一端が固着されるとともに、前記パッケージのシステムフレーム９０の一部に他端が固着された前記固着部材９４の一部９４１に形成された前記熱伝達阻止部９５によって、前記燃料改質装置本体１０の熱が前記フレームに熱伝達するのを阻止するので、前記燃料改質装置本体１０から前記パッケージの前記フレーム９０への熱伝達を阻止するという効果を奏する。
【００３７】
また本第２実施形態の燃料改質装置は、前記熱伝達阻止部９５を構成する前記冷却部が、冷媒によって前記固着部材９４の前記一部を冷却するので、前記燃料改質装置本体１０から前記パッケージの前記フレーム９０への熱伝達を阻止するという効果を奏する。
【００３８】
さらに本第２実施形態の燃料改質装置は、前記冷却部を構成する前記冷媒通路９５０が、供給される冷媒によって前記固着部材９４の前記一部を冷却するので、前記燃料改質装置本体から前記パッケージの前記フレームへの熱伝達を有効かつ一様に阻止するという効果を奏する。
【００３９】
また本第２実施形態の燃料改質装置は、前記冷媒通路９５０に供給される前記冷媒が、温水回収の循環水、バーナ用エアー、燃料電池用エアー、スタック冷却水、改質原料ガス、選択酸化用エアーのいずれか１以上のものを用いるので、用いる前記冷媒の温度に応じて前記燃料改質装置本体から前記パッケージの前記フレーム９０への熱伝達を阻止するという効果を奏する。
【００４０】
すなわち本第２実施形態においては、前記冷却部を構成する前記冷媒通路９５０が、供給される冷媒によって前記固着部材９４の前記一部を冷却するので、前記燃料改質装置本体から前記パッケージの前記フレームへの熱伝達を有効かつ一様に阻止するので、図１０に示されるように前記ＣＯシフト部５から排出されるガスの温度が高くなる程、フレーム９０の表面温度を低下させる効果が高いという結果が得られた。
【００４１】
上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００４２】
上述の第１実施形態および第２実施形態における前記遮蔽壁部材９の一部に、図１１に示されるように例えば前記遮蔽壁部材９の上壁に冷媒が供給される冷媒配管９７を配設することにより、該冷媒配管９７内に供給される冷媒によって前記遮蔽壁部材９の一部を冷却する態様を採用することが出来、該冷媒配管９７を供給される冷媒によって前記遮蔽壁部材９の一部を冷却するので、前記遮蔽壁部材９およびその外側の雰囲気温度を下げるという効果を奏する。
【００４３】
前記第２実施形態において、前記複数の切欠部９４２１、９４２２、９４２３内に断熱材を挿入することにより、さらに断熱効果が期待出来るとともに、前記第１および第２ステーの固着に用いるボルトに接触するようにセラミックや樹脂のような熱伝達率の低いワッシャやカラーを使用すると断熱効果が期待出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の燃料改質装置の全体を示す全体図である。
【図２】本第１実施形態の燃料改質装置における遮蔽部材を示す正面図である。
【図３】本第１実施形態の燃料改質装置における遮蔽部材を示す横断面図である。
【図４】本第１実施形態の燃料改質装置における遮蔽部材を示す斜視図である。
【図５】本第１実施形態の燃料改質装置におけるＣＯシフト部から排出されるガスの温度とＣＯシフト部の側方の雰囲気温度との関係を示す線図である。
【図６】本発明の第２実施形態の燃料改質装置の要部を示す要部断面図である。
【図７】本第２実施形態の燃料改質装置の全体を示す全体図である。
【図８】本第２実施形態の燃料改質装置における第１ステーを示す平面図および正面図である。
【図９】本第２実施形態の燃料改質装置における第２ステーを示す平面図および正面図である。
【図１０】本第２実施形態の燃料改質装置におけるＣＯシフト部から排出されるガスの温度とフレーム９０の表面温度との関係を示す線図である。
【図１１】本発明のその他の実施形態の燃料改質装置における遮蔽部材を示す斜視図である。
【図１２】従来の燃料電池発電装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  バーナ
２  改質部
９  遮蔽壁部材
１０  燃料改質装置本体
【図１】
0004169316.tif 000002
【図２】
0004169316.tif 000003
【図３】
0004169316.tif 000004
【図４】
0004169316.tif 000005
【図５】
0004169316.tif 000006
【図６】
0004169316.tif 000007
【図７】
0004169316.tif 000008
【図８】
0004169316.tif 000009
【図９】
0004169316.tif 000010
【図１０】
0004169316.tif 000011
【図１１】
0004169316.tif 000012
【図１２】
0004169316.tif 000013