(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複数の改質触媒層と、
前記改質触媒層の外周面および内周面を保持するとともに、前記内周面を保持する筒状部に形成された孔部から該改質触媒層に前記改質用燃料を供給する流路部材と、
前記流路部材の最下流側に配置される改質ガス流路部材と、
を備え、
前記改質ガス流路部材は、前記筒状部の下流側端部に嵌合して該下流側端部から前記改質用燃料が排出されることを阻止する有底筒状体と、
生成された前記改質ガスを通過させる開口部が形成され、前記有底筒状体が溶着されるカバー部材と、
を設けるとともに、
前記有底筒状体は、開口側端部に径方向外方に向かって延在するフランジ部を有し、前記フランジ部が前記カバー部材に溶着されることを特徴とする燃料改質装置。
【請求項２】
面方向が改質用燃料の流れ方向に直交して設定される複数の改質触媒層の外周面および内周面を保持し、筒状部の孔部から前記改質触媒層に前記改質用燃料を供給する流路部材と、前記流路部材の最下流側に配置される改質ガス流路部材とを備え、前記改質ガス流路部材が、前記筒状部の下流側端部に嵌合する有底筒状体と、生成された前記改質ガスを通過させる開口部が形成されるカバー部材とを備えた燃料改質装置を製造するための製造装置であって、
前記カバー部材の側面部を保持する側面保持機構と、
前記有底筒状体の開口側端部に径方向外方に向かって延在して設けられたフランジ部の端縁部を保持する端縁部保持機構と、
前記フランジ部の端部と前記カバー部材の側面部とを溶着する溶接機構と、
を備えることを特徴とする燃料改質装置の製造装置。
【請求項３】
請求項２記載の製造装置において、前記側面保持機構は、前記カバー部材の溶着面側に配置される固定治具と、
前記カバー部材の前記溶着面とは反対の面側に配置される銅製バックバーと、
を備えることを特徴とする燃料改質装置の製造装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の製造装置において、前記側面保持機構および前記端縁部保持機構が一体的に装着される回転テーブルを備えることを特徴とする燃料改質装置の製造装置。
【請求項５】
請求項２または３記載の製造装置において、前記カバー部材に設けられた前記筒状部端面を支持するための端面支持機構を備えることを特徴とする燃料改質装置の製造装置。
【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およびその製造装置に関する。
【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することにより、前記水素ガスが水素イオン化して固体高分子電解質膜内を流れ、これ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】
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。そこで、ガスの流れ方向に直交するドーナツ形状の改質触媒層を使用することにより、改質器全体の薄肉化を図ることが考えられる。
【０００６】
例えば、図５に示す燃料改質装置２では、ケーシング４内に改質室６が形成されるとともに、この改質室６には、改質ガスの流れ方向に配列されて複数のドーナツ状の改質触媒層８が設けられている。各改質触媒層８の外周面および内周面を保持して流路部材１０が配設され、前記流路部材１０の中央部側から前記改質触媒層８に向かって改質ガスを供給するように構成されている。
【０００７】
最下流に位置する改質触媒層８に対応して改質ガス流路部材１２が設けられており、この改質ガス流路部材１２は、複数の改質ガス通過用孔部１４を設けたカバー部材１６と、最下流の前記改質触媒層８の内周面に嵌合する有底筒状体１８とを備えている。この有底筒状体１８は、流路部材１０の中央側に流れる改質用燃料の漏れを阻止する機能を有している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の改質ガス流路部材１２では、カバー部材１６に有底筒状体１８を接合する際に、これらの部材が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の薄板で構成されるとともに、前記有底筒状体１８の溶着部位に対応して治具を設定することが極めて困難となっている。このため、通常、有底筒状体１８をカバー部材１６に軽圧入処理を行うことで対応している。
【０００９】
しかしながら、カバー部材１６および有底筒状体１８の加工精度に影響されて接合部分に隙間が発生し易いという問題がある。この状態で溶接を行おうとすると、溶接中の熱膨張によって部品間の隙間がさらに拡大するという不具合が指摘されている。これにより、改質ガス流路部材１２を高精度に製造することができず、大量生産に対応することが困難なものとなってしまう。
【００１０】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、薄板状の有底筒状体とカバー部材とが隙間等を惹起することなく確実かつ強固に溶着された改質器を備える燃料改質装置を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、改質器を構成する薄板状の有底筒状体とカバー部材とを隙間等が惹起することなく確実かつ容易に溶着するとともに、構成を簡素化することが可能な燃料改質装置の製造装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【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、面方向が改質用燃料の流れ方向に直交して設定される複数の改質触媒層と、前記改質触媒層の外周面および内周面を保持するとともに、前記内周面を保持する筒状部に形成された孔部から該改質触媒層に前記改質用燃料を供給する流路部材と、前記流路部材の最下流側に配置される改質ガス流路部材とを備える改質器が設けられる。そして、改質ガス流路部材は、筒状部の下流側端部に嵌合する有底筒状体と、生成された改質ガスを通過させる開口部が形成されるとともに、前記有底筒状体が溶着されるカバー部材とを設け、前記有底筒状体は開口側端部に径方向外方に向かって延在するフランジ部を有し、前記フランジ部が前記カバー部材に溶着されている。
【００１３】
これにより、特に、有底筒状体およびカバー部材が薄板で構成されていても、フランジ部とカバー部材とを確実に保持した状態で、溶着作業が高精度に遂行される。従って、有底筒状体とカバー部材との接合部位に孔開きや溶け分かれ等の欠陥部位が発生することがなく、高品質な改質ガス流路部材を効率的に製造することが可能になる。
【００１４】
また、本発明に係る燃料改質装置の製造装置では、改質ガス流路部材を構成するカバー部材と有底筒状体を接合する際に、このカバー部材の側面部を保持する側面保持機構と、前記有底筒状体の開口側端部に径方向外方に向かって延在するフランジ部の端縁部を保持する端縁部保持機構と、前記フランジ部の端部と前記カバー部材の側面部とを溶着する溶接機構とを備えている。
【００１５】
このように、有底筒状体のフランジ部が端縁部保持機構により保持されるため、このフランジ部とカバー部材との間に隙間が発生することがなく、溶接機構を介して前記フランジ部の縁部と前記カバー部材の側面部とが容易かつ確実に溶着される。しかも、端縁部保持機構の作用下に、溶接中の熱変形の発生を回避することができ、有底筒状体とカバー部材とを安定して溶接するとともに、気密性を確実に保持することが可能になる。さらに、有底筒状体をカバー部材に圧入しないため、これらの部品の加工精度に影響されることがなく、良好な溶接処理が遂行可能になる。
【００１６】
また、側面保持機構は、カバー部材の溶着面側に配置される固定治具と、前記カバー部材の前記溶着面とは反対の面側に配置される銅製バックバーとを備えている。これにより、カバー部材を側面部両側から確実に保持するとともに、バックバーを介して放熱性が有効に向上し、高入熱側の溶接条件においても良好な溶接作業が遂行可能であって、量産性の向上が容易に図られる。
【００１７】
さらにまた、側面保持機構および端縁部保持機構が回転テーブルに一体的に装着されている。このため、装置全体のコンパクト化が容易に図られる。
【００１８】
また、カバー部材に設けられた筒状部端面を支持する端面支持機構を備えることにより、端縁部保持機構と前記端面支持機構とを介して有底筒状体のフランジ部とカバー部材とを強固に保持することができる。従って、フランジ部の端部とカバー部材の側面部とに対し、隙間等のない高精度な溶接処理が確実に遂行される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る燃料改質装置２０の分解斜視説明図であり、図２は、前記燃料改質装置２０の一部断面説明図である。
【００２０】
燃料改質装置２０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２７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３０および各コンポーネント間のガス流路３２を構成する内側ケーシング手段３４と、前記内側ケーシング手段３４を囲繞して配設され、該内側ケーシング手段３４の外壁との間に所定の真空度を有する断熱用閉塞空間３３を形成する外側ケーシング手段３５とを備える。
【００２１】
内側ケーシング手段３４は、各コンポーネントである蒸発器２２、改質器２６、中間燃焼器２７およびＣＯ選択酸化器２８を配列支持する支持プレート３６と、前記支持プレート３６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２７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３８ａ、４０ａおよび第２板状内側ケース３８ｂ、４０ｂとを備える。
【００２２】
図１に示すように、支持プレート３６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４６と、改質器２６、中間燃焼器２７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４８とが設けられる。支持プレート３６には、第１開口部４６側の端部に蒸発器２２の３本の管体５０に対応して３つの半円筒部５２が形成されるとともに、第２開口部４８の端部側には、ＣＯ選択酸化器２８の管体５４に対応して半円筒部５６が設けられる。第１および第２開口部４６、４８の境界部位には、同様に半円筒部５８が設けられる一方、前記第２開口部４８の長尺側両側部には、メタノール蒸気用管路６０ａ、６０ｂ、エア用管路６２および冷却水用管路６６ａ、６６ｂに対応して複数の半円筒部６８ａ、６８ｂが設けられる。
【００２３】
第１および第２板状内側ケース３８ａ、３８ｂ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７０が形成される。フランジ部７０には、蒸発器２２の各管体５０に対応して半円筒部７２が３箇所に設けられ、前記半円筒部７２の反対側には、単一の半円筒部７４が形成される。第２板状内側ケース３８ｂには、蒸発器２２に設けられている接続部７６ａ、７６ｂに対応して孔部７８ａ、７８ｂが形成される。
【００２４】
第１および第２板状内側ケース４０ａ、４０ｂ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８０同士を重ね合わせることによって内部に改質室３０が形成される。フランジ部８０の長手方向両端には、半円筒部７４に対応する半円筒部８２と、ＣＯ選択酸化器２８の管体５４に対応する半円筒部８４が設けられる一方、前記フランジ部８０の両側部には、支持プレート３６の半円筒部６８ａ、６８ｂに対応する半円筒部８６ａ、８６ｂが設けられる。第１および第２板状内側ケース４０ａ、４０ｂの内壁には、改質室３０側に突出する膨出部８８ａ、８８ｂが形成される。
【００２５】
外側ケーシング手段３５は、第１板状内側ケース３８ａ、４０ａおよび第２板状内側ケース３８ｂ、４０ｂの外壁との間に断熱用閉塞空間３３を形成して、前記第１板状内側ケース３８ａ、４０ａおよび前記第２板状内側ケース３８ｂ、４０ｂを囲繞する第１板状外側ケース９０ａおよび第２板状外側ケース９０ｂを備える。
【００２６】
第１および第２板状外側ケース９０ａ、９０ｂ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５０に対応する半円筒部１０２と、ＣＯ選択酸化器２８の管体５４に対応する半円筒部１０４とが形成され、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４０ａ、４０ｂの半円筒部８６ａ、８６ｂ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（図示せず）に対応する半円筒部１０７が設けられる。
【００２７】
第１板状外側ケース９０ａの内部には、第１板状内側ケース３８ａ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９０ｂの内部には、第２板状内側ケース３８ｂ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７６ａ、７６ｂを挿通するための孔部１１２ａ、１１２ｂが形成されている。
【００２８】
第１板状内側ケース３８ａ、４０ａに支持プレート３６を介して蒸発器２２、改質器２６、中間燃焼器２７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３８ｂ、４０ｂがそれぞれのフランジ部７０、８０を重ね合わせて配置され、前記フランジ部７０、８０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３８ａ、４０ａおよび第２板状内側ケース３８ｂ、４０ｂを覆って第１および第２板状外側ケース９０ａ、９０ｂ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。
【００２９】
図２に示すように、改質器２６は、第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅと、前記第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅの内周面を一体的に固定する筒状部１１６を設けるとともに、前記第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅの外周面を一体的に保持する第１乃至第５流路部材１１８ａ〜１１８ｅと、前記第５改質触媒層１１４ｅの下流側（最下流側）に配置される改質ガス流路部材１１９とを備える。
【００３０】
第１乃至第５改質触媒層１１４ａ〜１１４ｅは、銅または亜鉛系触媒で構成されており、ドーナツ形状のハニカム構造に設定されている。各ハニカム触媒のそれぞれの面方向は、改質室３０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、それぞれ整流板１２０が固定される。整流板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。筒状部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。
【００３１】
改質ガス流路部材１１９は、筒状部１１６に一体的に設けられるカバー部材１２４と、前記筒状部１１６に嵌合して改質用燃料が前記筒状部１１６の下流側端部から排出されることを阻止する有底筒状体１２６とを備える。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、矢印Ａ方向に向かって拡径する側面部１２８には、改質ガスを通過させるための複数の孔部１３０が形成され、この側面部１２８の端部には、第１および第２板状内側ケース４０ａ、４０ｂの膨出部８８ａ、８８ｂに把持されるリング部１３２が一体的に設けられている。
【００３２】
図３に示すように、有底筒状体１２６は、開口側端部に径方向外方に向かって延在するフランジ部１３４が設けられている。このフランジ部１３４とカバー部材１２４の側面部１２８とが、例えば、ＴＩＧ溶接により溶着されている。
【００３３】
図４は、本発明の実施形態に係る製造装置２００の概略構成図である。この製造装置２００は、燃料改質装置２０を構成する改質ガス流路部材１１９を接合するものであり、前記改質ガス流路部材１１９を構成するカバー部材１２４の側面部１２８を保持する側面保持機構２０２と、有底筒状体１２６のフランジ部１３４の端縁部を保持する端縁部保持機構２０４と、前記フランジ部１３４の端部と前記カバー部材１２４の側面部１２８とを溶着する溶接トーチ（溶接機構）２０６とを備え、これらが回転テーブル２０８に一体的に装着されている。
【００３４】
回転テーブル２０８には、治具プレート２１０が設けられ、この治具プレート２１０の回転中心に対応してカバー部材１２４の筒状部１１６の端面を支持する芯出し治具（端面支持機構）２１２が固定される。芯出し治具２１２は、筒状部１１６の端面が当接する平坦部２１４と、前記筒状部１１６内に嵌合して該筒状部１１６の芯出しを行う膨出部２１６とを一体的に有している。
【００３５】
側面保持機構２０２は、カバー部材１２４の溶着面側に配置される固定治具２１８と、前記カバー部材１２４の前記溶着面とは反対の面側に配置される銅製バックバー２２０とを備えており、このバックバー２２０が複数の支柱２２２を介して治具プレート２１０に保持される。バックバー２２０は、略リング状を有しており、その内周側の壁面に逃げ用テーパ面２２４が形成される。バックバー２２０は、その内周面側が筒状部１１６の外周面に近接する位置に設定されるとともに、カバー部材１２４を支持する面２２６は、有底筒状体１２６のフランジ部１３４と前記カバー部材１２４との溶着部位よりも前記筒状部１１６側に延在している。
【００３６】
固定治具２１８は、内周面側に逃げ用テーパ面２２８を設けるとともに、内周側端部および外周側端部には、バックバー２２０側に突出する押圧部２３０ａ、２３０ｂが設けられる。固定治部２１８は、固定ボルト２３１を介してバックバー２２０に固定されるとともに、この固定ボルト２３１は、カバー部材１２４に形成されている孔部１３０に挿入される。
【００３７】
回転テーブル２０８または図示しない本体ブラケットにフレーム２３２が取り付けられ、このフレーム２３２の先端には、前記回転テーブル２０８側に向かってクランプ治具２３４が設けられる。このクランプ治具２３４の縁端には、ベアリング２３６を介して端縁部保持機構２０４を構成する芯出し治具２３８が装着される。この芯出し治具２３８は、有底筒状体１２６に挿入される膨出部２４０と、前記膨出部２４０の基端部側に一体的に設けられ、半径外方向に膨出する押圧部２４２とを備え、この押圧部２４２が前記有底筒状体１２６のフランジ部１３４の端縁部を押圧する。溶接トーチ２０６は、例えば、ＴＩＧトーチであり、図示しない溶接ロボットに装着されている。
【００３８】
次に、このように構成される製造装置２００を用いて改質ガス流路部材１１９を製造する作業について説明する。
【００３９】
まず、治具プレート２１０には、芯出し治具２１２およびバックバー２２０が固定されており、カバー部材１２４の筒状部１１６が前記芯出し治具２１２の平坦部２１４および膨出部２１６を介してセンタリング支持されるとともに、側面部１２８が前記バックバー２２０の面２２６に対応して配置される。次いで、側面保持機構２０２を構成する固定治具２１８が固定ボルト２３１を介してバックバー２２０に固定されることにより、カバー部材１２４の側面部１２８が前記固定治具２１８と前記バックバー２２０とにより保持される。
【００４０】
さらに、有底筒状体１２６が端縁部保持機構２０４を介してカバー部材１２４に対応して配置される。この端縁部保持機構２０４では、膨出部２４０が有底筒状体１２６に嵌合するとともに、押圧部２４２が前記有底筒状体１２６のフランジ部１３４の端縁部を前記カバー部材１２４の側面部１２８に押圧支持する。その際、端縁部保持機構２０４は、クランプ治具２３４を介して芯出し治具２１２側に加圧されるとともに、フレーム２３２により偏加圧が阻止されている。この状態で、回転テーブル２０８が回転され、溶接トーチ２０６を介して有底筒状体１２６のフランジ部１３４とカバー部材１２４の側面部１２８とが、全周にわたってＴＩＧ溶接される。
【００４１】
この場合、本実施形態では、端縁部保持機構２０４を介して有底筒状体１２６のフランジ部１３４の端縁部が押圧保持された状態で、前記フランジ部１３４の端部とカバー部材１２４の側面部１２８とが溶接（溶着）されるため、この溶接作業時に前記フランジ部１３４と前記側面部１２８との間に隙間が発生することがない。
【００４２】
しかも、端縁部保持機構２０４を構成する押圧部２４２は、フランジ部１３４の端部から内方に、例えば、３ｍｍ〜５ｍｍ離間した位置、すなわち、アーク逃げや溶融池の接触等がなく、溶接に干渉しない最小位置に設定されており、溶接時の熱変形を抑制することができる。これにより、熱変形による隙間の発生を有効に阻止することが可能になり、高精度な溶接作業が安定して遂行されるという効果が得られる。
【００４３】
さらに、側面保持機構２０２を構成するバックバー２２０は、熱伝導性に優れる銅材料で構成されている。このため、フランジ部１３４と側面部１２８との溶接時にバックバー２２０を介して放熱性が向上し、特に、高入熱側の溶接条件でも良好な溶接が行われ、量産性に優れるという利点がある。
【００４４】
さらにまた、有底筒状体１２６をカバー部材１２４の筒状部１１６に圧入する必要がない。従って、カバー部材１２４および有底筒状体１２６の加工精度に影響されることがなく、良好な溶接が確実に行われる。
【００４５】
また、有底筒状体１２６を端縁部保持機構２０４を構成する膨出部２４０で芯出し（位置決め）することができ、簡単な構成で溶接品質が向上するとともに、改質ガス流路部材１１９全体の精度の向上を図ることが可能になる。しかも、以後の組み立て工程では、有底筒状体１２６を加工基準にすることができ、各工程における治具の簡素化が図られるとともに、精度の向上が容易に遂行される。
【００４６】
次に、このように製造される改質ガス流路部材１１９が組み込まれた燃料改質装置２０の動作について以下に説明する。
【００４７】
燃料改質装置２０の蒸発器２２には、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が供給される。この蒸発器２２では、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、空気と混合されて改質器２６内に供給される。
【００４８】
改質器２６に供給された改質用燃料は、図２に示すように、筒状部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行われる。
【００４９】
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３０内を矢印Ａ方向に流れ、改質ガス流路部材１１９を構成するカバー部材１２４に形成された孔部１３０およびガス流路３２を通って中間燃焼器２７側に送られ、さらにガス流路３２を介してＣＯ選択酸化器２８に送られる。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、この改質ガスが燃料電池スタック（図示せず）に供給される。この燃料電池スタックには、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行われる。
【００５０】
この場合、本実施形態では、図３に示すように、改質ガス流路部材１１９を構成する有底筒状体１２６の開放側端部に径方向外方に向かって延在するフランジ部１３４が設けられ、このフランジ部１３４がカバー部材１２４の側面部１２８に溶着されている。これにより、特に、薄板部材であるカバー部材１２４と有底筒状体１２６との溶接部位に隙間等の溶接欠陥が発生することがない。従って、改質用燃料が筒状部１１６内を矢印Ａ方向に流れて、この筒状部１１６と有底筒状体１２６との間から漏れることがなく、良好かつ確実な燃料改質処理が遂行されるという効果が得られる。
【００５１】
さらに、カバー部材１２４と有底筒状体１２６とが強固に溶接されるため、前記有底筒状体１２６が前記カバー部材１２４から離脱する等の不良を惹起することがない。このため、改質ガス流路部材１１９を長期間にわたって効果的に使用することができ、経済的なものとなる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明に係る燃料改質装置では、改質ガス流路部材を構成する有底筒状体が開口側端部に径方向外方に向かって延在するフランジ部を有しており、このフランジ部をカバー部材に溶着して構成されるため、前記有底筒状体と前記カバー部材との溶接部位に隙間等が発生することがない。これにより、簡単な構成で、改質用燃料の漏れを確実に阻止するとともに、所望の溶接強度を有して長期間にわたり効果的に使用することが可能になる。
【００５３】
また、本発明に係る燃料改質装置の製造装置では、カバー部材の側面部を側面保持機構で保持するとともに、有底筒状体のフランジ部の端縁部を端縁部保持機構で保持した状態で、前記フランジ部の端部と前記カバー部材の側面部とが溶着される。このため、フランジ部とカバー部材との間に隙間が発生することがなく、簡単な構成で、前記フランジ部の端部と前記カバー部材の側面部とを高精度かつ良好に溶接することが可能になる。これにより、高精度な溶接作業が安定して遂行されるとともに、所望の気密性を確保することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料改質装置の分解斜視説明図である。
【図２】前記燃料改質装置の一部断面説明図である。
【図３】前記燃料改質装置を構成する改質ガス流路部材の断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る製造装置の概略構成図である。
【図５】ドーナツ形状の改質触媒層を有する燃料改質装置の説明図である。
【符号の説明】
２０…燃料改質装置              ２２…蒸発器
２６…改質器                    ２７…中間燃焼器
２８…ＣＯ選択酸化器            ３０…改質室
３２…ガス流路                  ３４…内側ケーシング手段
３５…外側ケーシング手段        １１４ａ〜１１４ｅ…改質触媒層
１１８ａ〜１１８ｅ…流路部材    １１９…改質ガス流路部材
１２２、１３０…孔部            １２４…カバー部材
１２６…有底筒状体              １２８…側面部
１３４…フランジ部              ２００…製造装置
２０２…側面保持機構            ２０４…端縁部保持機構
２０６…溶接トーチ              ２１２、２３８…芯出し治具
２１８…固定治具                ２２０…バックバー
２２６…面                      ２３０ａ、２３０ｂ、２４２…押圧部
２３２…フレーム                ２３４…クランプ治具
２４０…膨出部
【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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