特許 6404078 燃料供給システム、ジェットエンジン、及び、燃料供給システムの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6404078

(24)【登録日】2018年9月21日

(45)【発行日】2018年10月10日

(54)【発明の名称】燃料供給システム、ジェットエンジン、及び、燃料供給システムの製造方法

(51)【国際特許分類】

   F02C 7/22 20060101AFI20181001BHJP

   F23R 3/40 20060101ALI20181001BHJP

   F23K 5/08 20060101ALI20181001BHJP

【ＦＩ】

   F02C7/22 D

   F23R3/40 Z

   F23K5/08 Z

【請求項の数】12

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2014-210958(P2014-210958)

(22)【出願日】2014年10月15日

(65)【公開番号】特開2016-79862(P2016-79862A)

(43)【公開日】2016年5月16日

【審査請求日】2017年6月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100205350

【弁理士】

【氏名又は名称】狩野 芳正

(74)【代理人】

【識別番号】100102864

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 実

(74)【代理人】

【識別番号】100117617

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 圭策

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 研二

【審査官】 高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１４５３２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２４６０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５２５２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第０１／０２９３９３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００２−５１３１３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｃ ７／２２

Ｆ０２Ｋ ７／０８

Ｆ０２Ｋ ７／１０

Ｆ２３Ｋ ５／０８

Ｆ２３Ｒ ３／２８

Ｆ２３Ｒ ３／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼室または燃焼室の壁部のうちの少なくとも一方に接して配置される燃料改質部と、
前記燃料改質部に改質前の液体燃料を供給する第１配管と、
前記燃料改質部によって改質された改質燃料を前記燃焼室に供給する第２配管と
を具備し、
前記燃料改質部は、
前記第１配管に接続される燃料流入口と、
前記第２配管に接続される燃料流出口と、
燃料改質室を囲む改質室壁部と、
前記燃料改質室内に配置される改質触媒担持シートと、
燃料の螺旋流を生成する螺旋流生成部と
を備え、
前記螺旋流生成部は、螺旋形状部であり、
前記螺旋形状部は、前記改質触媒担持シートの螺旋状に配置された薄肉部を含む
燃料供給システム。

【請求項2】

燃焼室または燃焼室の壁部のうちの少なくとも一方に接して配置される燃料改質部と、
前記燃料改質部に改質前の液体燃料を供給する第１配管と、
前記燃料改質部によって改質された改質燃料を前記燃焼室に供給する第２配管と
を具備し、
前記燃料改質部は、
前記第１配管に接続される燃料流入口と、
前記第２配管に接続される燃料流出口と、
燃料改質室を囲む改質室壁部と、
前記燃料改質室内に配置される改質触媒担持シートと、
燃料の螺旋流を生成する螺旋流生成部と
を備え、
前記螺旋流生成部は、螺旋形状部であり、
前記改質触媒担持シートは、
改質触媒担持部と、
螺旋状に配置された改質触媒非担持部と
を備え、
前記螺旋形状部は、前記螺旋状に配置された改質触媒非担持部を含む
燃料供給システム。

【請求項3】

燃焼室または燃焼室の壁部のうちの少なくとも一方に接して配置される燃料改質部と、
前記燃料改質部に改質前の液体燃料を供給する第１配管と、
前記燃料改質部によって改質された改質燃料を前記燃焼室に供給する第２配管と
を具備し、
前記燃料改質部は、
前記第１配管に接続される燃料流入口と、
前記第２配管に接続される燃料流出口と、
燃料改質室を囲む改質室壁部と、
前記燃料改質室内に配置される改質触媒担持シートと、
燃料の螺旋流を生成する螺旋流生成部と
を備え、
前記螺旋流生成部は、螺旋形状部であり、
前記改質触媒担持シート上に螺旋状に配置された線状部材を更に備え、
前記螺旋形状部は、前記螺旋状に配置された線状部材を含む
燃料供給システム。

【請求項4】

燃焼室または燃焼室の壁部のうちの少なくとも一方に接して配置される燃料改質部と、
前記燃料改質部に改質前の液体燃料を供給する第１配管と、
前記燃料改質部によって改質された改質燃料を前記燃焼室に供給する第２配管と
を具備し、
前記燃料改質部は、
前記第１配管に接続される燃料流入口と、
前記第２配管に接続される燃料流出口と、
燃料改質室を囲む改質室壁部と、
前記燃料改質室内に配置される改質触媒担持シートと、
燃料の螺旋流を生成する螺旋流生成部と
を備え、
前記改質触媒担持シートは、メッシュシートまたは前記液体燃料が通過可能な複数の穴を備えた穴あきシートを含む
燃料供給システム。

【請求項5】

燃焼室または燃焼室の壁部のうちの少なくとも一方に接して配置される燃料改質部と、
前記燃料改質部に改質前の液体燃料を供給する第１配管と、
前記燃料改質部によって改質された改質燃料を前記燃焼室に供給する第２配管と
を具備し、
前記燃料改質部は、
前記第１配管に接続される燃料流入口と、
前記第２配管に接続される燃料流出口と、
燃料改質室を囲む改質室壁部と、
前記燃料改質室内に配置される改質触媒担持シートと、
燃料の螺旋流を生成する螺旋流生成部と
を備え、
前記改質触媒担持シートの形状は、円筒と多角筒との組み合わせ形状を含む
燃料供給システム。

【請求項6】

前記改質触媒担持シートの形状は、円筒形状、多角筒形状、または、渦巻きシート形状のうちの少なくとも１つを含む
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の燃料供給システム。

【請求項7】

前記螺旋形状部は、前記改質触媒担持シートを螺旋状に巻くことによって形成される
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の燃料供給システム。

【請求項8】

前記燃料改質室は、前記燃料流入口から前記燃料流出口に向かう長手方向に沿って延びる細長い室であり、
前記燃料改質室の前記長手方向に垂直な断面は、矩形形状である
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の燃料供給システム。

【請求項9】

前記改質触媒担持シートの少なくとも一部分は、前記改質室壁部の壁面から離間して配置される
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の燃料供給システム。

【請求項10】

前記燃料改質部は、前記改質触媒担持シートを支持する支持部を、更に備え、
前記支持部は、前記改質触媒担持シートを、前記改質室壁部に対して相対移動自在に支持する
請求項９に記載の燃料供給システム。

【請求項11】

請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の燃料供給システムを備えたジェットエンジン。

【請求項12】

請求項１に記載の燃料供給システムの製造方法であって、
前記燃焼室または前記燃焼室の壁部に接して前記燃料改質部を配置する工程と、
前記燃料改質室の内部に前記改質触媒担持シートを配置する工程と
を具備し、
前記改質触媒担持シートは、薄肉部を含み、
前記改質触媒担持シートを配置する工程は、前記改質触媒担持シートを螺旋状に巻くことによって、前記薄肉部が螺旋状に配置されるように、前記燃料流入口又は前記燃料流出口から前記改質触媒担持シートを挿入する工程を含む
燃料供給システムの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料供給システム、ジェットエンジン、及び、燃料供給システムの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

炭化水素系燃料の燃焼を安定化させるためには、燃料に含まれる低炭素数の炭化水素の割合を高くするとともに、燃料に含まれる炭化水素の炭素数の分布を一定にすることが望ましい。また、低炭素数の炭化水素は常温でガス状態であるため、低炭素数の炭化水素を燃料タンクに貯留すると、燃料の貯留量を多くすることができない。このため、常温で液体状態の高炭素数の炭化水素を燃料タンクに貯留するとともに、燃焼器の熱を利用して高炭素数の液体炭化水素を分解して低炭素数の改質燃料を生成することが考えられている。

【0003】

関連する技術として、特許文献１には、スクラムジェットエンジンの燃焼室からの熱を利用して炭化水素系の燃料を熱分解して改質燃料を生成することが記載されている。また、特許文献１には、燃料改質部を用いて燃焼室を冷却することが記載されている。特許文献２は、脱水素または水素付加のための水素触媒部材に関する。特許文献２には、短冊状のアルミニウム箔の表面に多孔質酸化膜を設け、多孔質酸化膜の表面に金属触媒を担持させることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−１４５３２８号公報

【特許文献2】特開２０１１−１５２５２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、液体燃料を改質燃料に分解する反応の反応性を向上させる燃料供給システム、ジェットエンジン、及び、燃料供給システムの製造方法を提供することにある。

【0006】

この発明のこれらの目的とそれ以外の目的と利益とは以下の説明と添付図面とによって容易に確認することができる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以下に、発明を実施するための形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態との対応関係の一例を示すために、参考として、括弧付きで付加されたものである。よって、括弧付きの記載により、特許請求の範囲は、限定的に解釈されるべきではない。

【0008】

いくつかの実施形態の燃料供給システムは、燃焼室（２０）または燃焼室の壁部（２６）のうちのいずれか一方に接して配置される燃料改質部（３０）と、燃焼室（２０）の壁部（２６）に接して配置される燃料改質部（３０）と、前記燃料改質部（３０）に改質前の液体燃料を供給する第１配管（６０）と、前記燃料改質部（３０）によって改質された改質燃料を前記燃焼室（２０）に供給する第２配管（７０）とを具備する。前記燃料改質部（３０）は、前記第１配管（６０）に接続される燃料流入口（４２）と、前記第２配管（７０）に接続される燃料流出口（４４）と、燃料改質室（５０）を囲む改質室壁部（５２）と、前記燃料改質室内に配置される改質触媒担持シート（３２）と、燃料の螺旋流を生成する螺旋流生成部とを備える。

【0009】

上記燃料供給システムにおいて、前記燃料改質室（５０）の高さ（Ｈ１）は、２ｍｍ以上２０ｍｍ以下であってもよい。

【0010】

上記燃料供給システムにおいて、前記螺旋流生成部は、螺旋形状部であってもよい。

【0011】

上記燃料供給システムにおいて、前記螺旋形状部は、前記改質触媒担持シート（３２）の螺旋状に配置された薄肉部（３４Ａ）を含んでいてもよい。

【0012】

上記燃料供給システムにおいて、前記改質触媒担持シート（３２）は、改質触媒担持部（３４Ｃ）と、螺旋状に配置された改質触媒非担持部（３４Ｂ）とを備えていてもよい。前記螺旋形状部は、前記螺旋状に配置された改質触媒非担持部（３４Ｂ）を含んでいてもよい。

【0013】

上記燃料供給システムにおいて、前記改質触媒担持シート（３２）上に螺旋状に配置された線状部材（３９）を更に備えてもよい。前記螺旋形状部は、前記螺旋状に配置された線状部材（３９）を含んでいてもよい。

【0014】

上記燃料供給システムにおいて、前記螺旋形状部は、前記改質触媒担持シート（３２）を螺旋状に巻くことによって形成されてもよい。

【0015】

上記燃料供給システムにおいて、前記改質触媒担持シート（３２）は、メッシュシート（３２Ａ；３２Ｂ；３２Ｃ；３２Ｅ；３２Ｆ）または前記液体燃料が通過可能な複数の穴（３８）を備えた穴あきシート（３２Ｄ）を含んでいてもよい。

【0016】

上記燃料供給システムにおいて、前記改質触媒担持シート（３２）の形状は、円筒形状、多角筒形状、または、渦巻きシート形状のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。

【0017】

上記燃料供給システムにおいて、前記改質触媒担持シート（３２）の形状は、円筒と多角筒との組み合わせ形状を含んでいてもよい。

【0018】

上記燃料供給システムにおいて、前記燃料改質室（５０）は、前記燃料流入口（４２）から前記燃料流出口（４４）に向かう長手方向に沿って延びる細長い室であってもよい。前記燃料改質室（５０）の前記長手方向に垂直な断面は、矩形形状であってもよい。

【0019】

上記燃料供給システムにおいて、前記改質触媒担持シート（３２）の少なくとも一部分は、前記改質室壁部（５２）の壁面から離間して配置されてもよい。

【0020】

上記燃料供給システムにおいて、前記燃料改質部（３０）は、前記改質触媒担持シート（３２）を支持する支持部（３３）を、更に備えてもよい。前記支持部（３３）は、前記改質触媒担持シート（３２）を、前記改質室壁部（５２）に対して相対移動自在に支持するものであってもよい。

【0021】

いくつかの実施形態の燃料供給システムは、燃焼室（２０）の内部に改質燃料を噴射する燃料噴射器（２４）と、前記燃焼室（２０）または前記燃焼室の壁部（２６）のうちの少なくとも一方に接して配置される燃料改質部（３０）と、前記燃料改質部（３０）に改質前の液体燃料を供給する第１配管（６０）と、前記燃料改質部（３０）によって改質された前記改質燃料を前記燃料噴射器（２４）に供給する第２配管（７０）とを具備する。前記燃料改質部（３０）は、前記第１配管（６０）に接続される燃料流入口（４２）と、前記第２配管（７０）に接続される燃料流出口（４４）と、燃料改質室（５０）を囲む改質室壁部（５２）と、前記燃料改質室内に配置される改質触媒担持シート（３２）とを備える。

【0022】

いくつかの実施形態のジェットエンジンは、上記の段落のいずれかに記載の燃料供給システムを備えるジェットエンジンである。

【0023】

いくつかの実施形態の燃料供給システムの製造方法は、上記の段落のいずれかに記載の燃料供給システムを製造する方法である。前記製造方法は、前記燃焼室（２０）または前記燃焼室の壁部（２６）に接して前記燃料改質部（３０）を配置する工程と、前記燃料改質室（５０）の内部に前記改質触媒担持シート（３２）を配置する工程とを具備する。前記改質触媒担持シート（３２）を配置する工程は、前記燃料流入口（４２）又は前記燃料流出口（４４）から前記改質触媒担持シート（３２）を挿入する工程を含む。

【発明の効果】

【0024】

本発明により、液体燃料を改質燃料に分解する反応の反応性を向上させる燃料供給システム、ジェットエンジン、及び、燃料供給システムの製造方法が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】図１は、実施形態に係る燃料供給システムの構成例を示す概略ブロック図である。

【図2】図２は、燃料改質部の概略斜視図である。

【図3A】図３Ａは、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図3B】図３Ｂは、燃料改質部の断面図である。

【図4】図４は、改質触媒担持シートの一例を示す概略斜視図である。

【図5】図５は、燃料改質部の配置の一例を示す概略断面図である。

【図6A】図６Ａは、改質触媒担持シートの展開図である。

【図6B】図６Ｂは、図６ＡのＤ−Ｄ矢視断面図である。

【図6C】図６Ｃは、図６ＡのＥ−Ｅ矢視断面図である。

【図6D】図６Ｄは、改質触媒担持シートの展開図である。

【図6E】図６Ｅは、改質触媒担持シートの展開図である。

【図6F】図６Ｆは、改質触媒担持シートの展開図である。

【図7A】図７Ａは、改質触媒担持シートの展開図である。

【図7B】図７Ｂは、図７ＡのＦ−Ｆ矢視断面図である。

【図7C】図７Ｃは、図７ＡのＧ−Ｇ矢視断面図である。

【図8A】図８Ａは、改質触媒担持シートの展開図である。

【図8B】図８Ｂは、図８ＡのＨ−Ｈ矢視断面図である。

【図9A】図９Ａは、改質触媒担持シートの概略斜視図である。

【図9B】図９Ｂは、図９ＡのＪ−Ｊ矢視断面図である。

【図9C】図９Ｃは、図９ＡのＫ−Ｋ矢視断面図である。

【図10】図１０は、改質触媒担持シートの概略斜視図である。

【図11A】図１１Ａは、改質触媒担持シートの外形形状の一例を示す概略断面図である。

【図11B】図１１Ｂは、改質触媒担持シートの外形形状の一例を示す概略断面図である。

【図11C】図１１Ｃは、改質触媒担持シートの外形形状の一例を示す概略断面図である。

【図11D】図１１Ｄは、改質触媒担持シートの外形形状の一例を示す概略断面図である。

【図11E】図１１Ｅは、改質触媒担持シートの外形形状の一例を示す概略断面図である。

【図11F】図１１Ｆは、改質触媒担持シートの外形形状の一例を示す概略断面図である。

【図12A】図１２Ａは、燃料供給システムの製造工程を示すフローチャートである。

【図12B】図１２Ｂは、燃料改質部の製造工程を説明する図である。

【図12C】図１２Ｃは、燃料改質部の製造工程を説明する図である。

【図12D】図１２Ｄは、燃料改質部の製造工程を説明する図である。

【図12E】図１２Ｅは、燃料改質部の製造工程を説明する図である。

【図13A】図１３Ａは、燃料改質室のサイズの一例を示す概略斜視図である。

【図13B】図１３Ｂは、燃料改質室の形状の一例を示す概略斜視図である。

【図14】図１４は、飛しょう体の構成の一例を示す概略斜視図である。

【図15】図１５は、実施形態に係る燃料供給システムの構成例を示す概略ブロック図である。

【図16】図１６は、実施形態に係る燃料供給システムの構成例を示す概略ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、燃料供給システム、ジェットエンジン、及び、燃料供給システムの製造方法に関して、添付図面を参照して説明する。

【0027】

（用語の定義）
本明細書において、「螺旋流」とは、流路を流れる流体が、流路の長手方向に沿った運動量成分を有するとともに、流路の長手方向軸まわりに回転する運動量成分を有することを意味する。「螺旋流」には、「ヘリカルフロー」が包含される。
本明細書において、「螺旋」すなわち「へリックス」には、全体として所定の第１方向に向かって延び、第１方向に向かうにつれて第１方向のまわりを回る形状、および、当該形状の一部分が包含される。

【0028】

（燃料供給システムの概要）
図１を参照して、実施形態に係る燃料供給システム１の概要について説明する。図１は、燃料供給システム１の構成例を示す概略ブロック図である。

【0029】

燃料供給システム１は、燃料タンク１０と、燃焼室２０と、燃料噴射器２４と、燃料改質部３０と、第１配管６０と、第２配管７０とを備える。

【0030】

燃料タンク１０は、高炭素数の炭化水素を主成分として含む液体燃料（例えば、ＪｅｔＡ−１燃料のようなジェット燃料、炭素数１０以上１５以下のケロシン、ドデセン、または、これらの組み合わせを含む液体燃料）を貯留する。液体燃料は、第１配管６０を介して燃料改質部３０に供給される。第１配管６０は、燃料タンク１０の燃料排出口と、燃料改質部３０の燃料流入口４２とを接続する配管である。

【0031】

燃料改質部３０は、供給された液体燃料を燃焼室２０からの熱で熱分解して気体の改質燃料（例えば、水素、メタン、エチレン、エタン、プロピレン、プロパン、または、これらの組み合わせを含む改質燃料）を生成する。燃料改質部３０は、高炭素数の炭化水素を主成分として含む液体燃料を熱分解して、低炭素数の炭化水素を主成分として含む気体の改質燃料を生成する。

【0032】

燃焼室２０は、液体燃料と燃焼室の壁部との熱交換によって冷却される。また、液体燃料の熱分解は吸熱反応であるため、当該吸熱反応により燃料改質部３０および燃焼室２０は冷却される。燃料を用いて燃焼室を冷却することは、再生冷却と称されることがある。

【0033】

気体の改質燃料は、第２配管７０を介して燃焼室２０（より具体的には、燃料噴射器２４）に供給される。第２配管７０は、燃料改質部３０の燃料流出口４４と燃料噴射器２４とを接続する配管である。燃料噴射器２４は、気体の改質燃料Ｇを、燃焼室２０の内部に向けて噴射する。噴射された改質燃料Ｇは、燃焼室内で燃焼する。

【0034】

（燃料改質部）
図２乃至図５を参照して、燃料改質部について説明する。図２は、燃料改質部３０の概略斜視図である。図３Ａは、燃料改質部３０の一部断面図であり、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。図３Ｂは、燃料改質部の断面図であり、変形例を示す。図４は、燃料改質部３０の燃料改質室に挿入される改質触媒担持シート３２の概略斜視図である。図５は、燃料改質部３０の配置の一例を示す概略断面図である。

【0035】

燃料改質部３０は、燃料流入口４２と、燃料流出口４４と、燃料改質室５０を囲む改質室壁部５２とを備える。燃料改質室５０は、改質室壁部５２と燃料流入口４２と燃料流出口４４とによって囲まれた空間である。図２の例では、４つの燃料改質室５０が設けられているが、燃料改質室５０の数は任意である。燃料改質室５０は、例えば、燃料流入口４２から燃料流出口４４まで延びる細長い空間である。燃料改質室は、燃料の改質が行われる燃料流路ということもできる。

【0036】

図３Ａに示されるように、燃料改質部３０は、燃焼室２０の壁部２６に接して配置される。より具体的には、燃料改質部３０の改質室壁部５２は、燃焼室２０の壁部２６に接して配置される。燃料改質室５０の内部には、改質触媒担持シート３２が配置される。改質触媒担持シート３２の少なくとも一部分は、改質室壁部５２の壁面から離間して支持される。改質触媒担持シート３２の全体が、改質室壁部５２の壁面から離間して支持されてもよい。改質触媒担持シート３２は、液体燃料を気体の改質燃料に改質するための触媒を担持する。触媒は、例えば、Ｈ−ＺＳＭ−５触媒のようなゼオライト系触媒、または、プラチナ触媒やパラジウム触媒やロジウム触媒のようなＰＧＭ（Ｐｌａｔｉｎｕｍ Ｇｒｏｕｐ Ｍｅｔａｌｓ：白金族）系触媒、あるいは、高表面積の酸化物系触媒のうちの少なくとも一つ若しくはこれらを複合した触媒である。

【0037】

改質室壁部５２のうち、燃焼室２０に近い燃焼室側壁部５２Ａは、燃焼室２０から遠い非燃焼室側壁部５２Ｂよりも高温となる。換言すれば、改質室壁部５２は、燃焼室２０に近い部分ほど高温Ｈであり、燃焼室２０から遠い部分ほど低温Ｃである。改質室壁部５２の温度勾配により、燃料改質室５０内を流れる燃料にも温度勾配が発生する。このため、温度の高い燃焼室側を流れる液体燃料は、触媒反応温度域の上限温度よりも高温となるおそれがあり、温度の低い非燃焼室側を流れる液体燃料は、触媒反応温度域の下限温度に達しないおそれがある。また、熱膨張率の小さい改質触媒を用いる場合、当該改質触媒が、温度勾配による改質触媒担持シート３２の熱膨張に対応できず、改質触媒が改質触媒担持シート３２から剥離してしまうおそれがある。いくつかの実施形態では、上記温度勾配により生じる問題に対応するために、燃料（液体燃料、改質燃料、または、液体燃料と改質燃料との混合燃料）の螺旋流を生成する螺旋流生成部を有する。燃料の螺旋流の生成のメカニズムについては後述される。いくつかの実施形態では、改質触媒担持シート３２または改質室壁部５２によって、受動的に螺旋流が形成されるため、能動的に螺旋流を形成する際に不可欠な駆動機構は不要である。

【0038】

燃料の螺旋流とは、燃料が、細長い燃料改質室５０の内部を、燃料流入口４２から燃料流出口４４に向かって螺旋状に流れることを意味する。燃料の螺旋流によって、燃料の温度勾配は小さくなる。

【0039】

図３Ｂに、燃料改質部の変形例を示す。図３Ｂは、燃料改質部の断面図である。図３Ｂに記載の例では、燃料改質部３０−１の改質室壁部５２が、燃焼室２０の壁部として用いられている点で、図３Ａに記載の例とは異なっている。図３Ｂに記載の例では、燃料改質部３０−１が、燃焼室２０と、直接、接することとなる。図３Ｂに記載の例では、複数の燃料改質部３０−１乃至３０−４が設けられている。そして、１つの燃料改質部と、他の燃料改質部とが、互いに、溶接、ろう付け等によって接合されている。なお、図３Ｂに記載の例では、燃焼室２０の壁部が、すべて、燃料改質部の壁部によって構成されているが、燃焼室２０の壁部のうちの一部の壁部のみを、燃料改質部の壁部によって構成することとしてもよい。

【0040】

図４は、改質触媒担持シート３２の一例を示す概略斜視図である。図４の例では、改質触媒担持シート３２は、メッシュシートである。改質触媒を担持したメッシュシートを燃料改質室５０内に配置する場合、燃料改質室５０内に触媒粒子または触媒ペレットを無秩序に直接充填する場合と比較して、燃料改質室５０における燃料の背圧の上昇（換言すれば、燃料流路における燃料の背圧の上昇）を抑制することが可能となる。また、改質触媒をメッシュシートに担持させる場合、改質触媒を大きな温度勾配の存在する燃料改質室５０の壁面に担持させる場合と比較して、担持部材からの改質触媒の剥離が抑制される。なお、いくつかの実施形態においては、燃料改質室５０内に直接触媒粒子または触媒ペレットを充填すること、あるいは、燃料改質室５０の壁面に改質触媒を担持させることと、改質触媒担持シート３２に改質触媒を担持させることとが併用される。

【0041】

改質触媒担持シート３２には、改質触媒担持シートを、燃料改質室５０の壁面から離間した状態で支持する支持部３３が設けられている。支持部３３は、例えば、支持脚であってもよい。支持部３３は、例えば、複数の流入口側支持部３３Ａと、複数の流出口側支持部３３Ｂとを備えてもよい。支持部３３は、改質触媒担持シート３２を、改質室壁部５２に対して相対移動自在に支持してもよい。換言すれば、支持部３３は、改質室壁部５２に固着されていなくてもよい。改質触媒担持シート３２が、改質室壁部５２に対して相対移動自在であることにより（換言すれば、非拘束支持であることにより）、改質触媒担持シートには、拘束支持に伴う応力および歪が発生しない。このため、改質触媒担持シート３２からの改質触媒の剥離が、より一層抑制される。

【0042】

図５は、燃料改質部の配置の一例を示す概略断面図（燃料流路の長手方向に垂直な面における断面図）である。図５に示されるように、燃料改質部３０は、燃焼室２０の全周を囲むように配置されてもよい。燃料改質部３０が燃焼室２０の全周を囲むように配置された場合、燃焼室２０に対する冷却効果が最大となる。代替的に、燃料改質部３０は、燃焼室２０の一部のみに接するように配置されてもよい。なお、燃料改質部３０は、１つであってもよいし、複数の部分（３０Ａ乃至３０Ｄ）に分割されていてもよい。

【0043】

（螺旋流生成部）
図６Ａ乃至図１１Ｂを参照して、螺旋流生成部について説明する。

【0044】

螺旋流生成部は、例えば、螺旋形状部であってもよい。図６Ａは、改質触媒担持シート３２Ａの展開図であり、螺旋形状部の一例を示す。

【0045】

図６Ａの例では、改質触媒担持シート３２Ａは、メッシュシートである。メッシュシートは、例えば、金属製である。メッシュシートは、例えば、線状部材３４（なお、線状部材には、帯状部材も含まれる）をメッシュ状に配置することによって構成される。なお、改質触媒担持シート３２Ａは、穴あきシート等、メッシュシート以外のシートであってもよい。

【0046】

改質触媒担持シート３２Ａには、薄肉部３４Ａが設けられている。図６Ａの例では、線状部材３４に薄肉部３４Ａが設けられている。当該薄肉部３４Ａが、螺旋形状部を構成するとともに、螺旋流生成部を構成する。詳細については、後述される。

【0047】

図６Ｂは、図６ＡのＤ−Ｄ矢視断面図である。図６Ｃは、図６ＡのＥ−Ｅ矢視断面図である。図６Ａ乃至図６Ｃの例では、線状部材３４の全体に、改質触媒３５が担持されている。図６Ａ乃至図６Ｃの例では、粒子状の改質触媒３５が線状部材３４に担持されている。代替的に、層状の改質触媒３５が線状部材３４に担持されていてもよい。

【0048】

図６Ａ乃至図６Ｃの改質触媒担持シート３２Ａを、図６Ａに示されるＸ軸が長手方向となるように巻いて、円筒形状、多角筒形状、あるいは、渦巻きシート形状にする。そうすると、薄肉部３４Ａは、長手方向に沿って、螺旋形状を有することとなる。換言すれば、図６Ａ乃至図６Ｃの改質触媒担持シート３２Ａを、円筒形状、多角筒形状、あるいは、渦巻き形状となるように巻くことにより、改質触媒担持シート３２Ａは、螺旋状に配置された薄肉部３４Ａを備えることとなる。当該螺旋状に配置された薄肉部３４Ａが螺旋形状部に該当する。なお、改質触媒担持シート３２Ａを、円筒形状、多角筒形状、あるいは、渦巻き形状となるように巻くに際して、薄肉部３４Ａによって形成される凹部３６が、内側となるように巻くとよい。螺旋形状部を有する改質触媒担持シート３２Ａは、燃料改質室５０の内部に配置される。その結果、燃料改質室５０内を流れる燃料は、螺旋形状部によって（換言すれば、螺旋状に配置された薄肉部３４Ａによって）、螺旋流を生成することとなる。

【0049】

燃料の螺旋流を生成することにより、燃料の温度勾配が低減される。また、螺旋流によって燃料が撹拌されることにより、燃料の気相と燃料の液相とが均一に混合される。気相と液相とが均一に混合されることにより、燃料の突沸現象が抑制される。燃料の突沸現象を抑制することで、改質触媒３５の改質触媒担持シート３２Ａからの剥離を抑制することが可能となり、かつ、改質触媒３５による分解反応の反応性を高く保つことが可能となる。さらに、燃料の螺旋流を生成することにより、燃料の流れは乱流となる。燃料の流れが乱流である場合、燃料の流れが層流である場合と比較して、改質触媒３５と燃料との接触頻度が高くなり、液体燃料の分解反応の反応性が向上する。

【0050】

図６Ｄに、改質触媒担持シートの変形例を示す。図６Ｄは、改質触媒担持シート３２Ｂの展開図であり、螺旋形状部の一例を示す。改質触媒担持シート３２Ｂは、長手方向の中央部分３７Ｂのみに薄肉部３４Ａが設けられ、流入口側部分３７Ａおよび流出口側部分３７Ｃには薄肉部３４Ａが設けられていない点で、図６Ａに示された改質触媒担持シート３２Ａと異なる。その他の点は、図６に示された改質触媒担持シート３２Ａと同様である。

【0051】

流入口側部分３７Ａは、液体燃料が十分に加熱されていない部分であり、液体燃料の改質があまり行われない部分である。このため、流入口側部分３７Ａにおいて、燃料の螺旋流を生成する意義は、相対的に低い。以上を考慮して、図６Ｄの例では、流入口側部分３７Ａに薄肉部３４Ａが設けられていない。なお、流入口側部分３７Ａには、改質触媒３５が担持されていなくてもよい（代替的に、流入口側部分３７Ａにおける改質触媒３５の担持量を相対的に少なくしてもよい）。なお、改質触媒３５を改質触媒担持シート３２Ｂに施すに際して、改質触媒３５が担持されない部分には、予めマスキングテープを適用する等するとよい。

【0052】

中央部分３７Ｂは、液体燃料が十分に加熱されている部分であり、液体燃料の改質が行われる主たる部分である。中央部分３７Ｂにおいて、燃料の螺旋流を生成することにより、燃料の温度勾配が低減され、かつ、燃料の突沸現象が抑制される。なお、中央部分３７Ｂには、改質触媒３５が担持される。

【0053】

流出口側部分３７Ｃは、改質後の改質燃料が通過する部分である。換言すれば、流出口側部分３７Ｃを流れる燃料のうちの大部分は改質燃料であり、改質前の液体燃料の割合は小さい。このため、流出口側部分３７Ｃにおいて、燃料の螺旋流を生成する意義は、相対的に低い。以上を考慮して、図６Ｄの例では、流出口側部分３７Ｃに薄肉部３４Ａが設けられていない。なお、流出口側部分３７Ｃには、改質触媒３５が担持されていなくてもよい（代替的に、流出口側部分３７Ｃにおける改質触媒３５の担持量を相対的に少なくしてもよい）。

【0054】

図６Ｄの例では、改質触媒担持シート３２Ｂの中央部分３７Ｂのみに薄肉部３４Ａが形成されている。このため、薄肉加工を施す部分が少なくなり、コストが低減される。また、中央部分３７Ｂのみに改質触媒を担持させる場合には、必要とされる改質触媒の全体量が低減され、コストが削減される。

【0055】

図６Ａ乃至図６Ｄの例では、線状部材３４のうちの一部がＸ軸と平行であり、線状部材３４のうちの一部がＸ軸と垂直である。しかし、実施形態は、図６Ａ乃至図６Ｄの例に限定されない。例えば、図６Ｅに示されるように、線状部材３４がＸ軸に対して斜めとなるように配置されていてもよい。

【0056】

図６Ａ乃至図６Ｅの例では、メッシュの隙間（網目）の形状が四角形（例えば、長方形）である。しかし、実施形態は、図６Ａ乃至図６Ｅの例に限定されない。メッシュの網目の形状は任意である。改質触媒担持シート３２としてメッシュシートを採用することにより、燃料は、メッシュの隙間（網目）を通過することが可能となる。このため、燃料と改質触媒３５との接触頻度が高くなり、液体燃料の分解反応の反応性が向上する。

【0057】

なお、メッシュシートとして予め熱処理が施された金属メッシュシートを用いる場合、金属メッシュシートの表面には、微細なウィスカー構造（ひげ状構造）が存在する。この場合、ウィスカー構造を有するメッシュシートと改質触媒とがより立体的に絡み合うことにより、改質触媒３５のメッシュシートからの剥離頻度を低減することが可能となる。

【0058】

図６Ｆに、改質触媒担持シートの変形例を示す。図６Ｆは、改質触媒担持シート３２Ｄの展開図であり、螺旋形状部の一例を示す。改質触媒担持シート３２Ｄは、液体燃料が通過可能な穴３８が複数設けられた穴あきシートである点で、図６Ａに示された改質触媒担持シート３２Ａと異なる。その他の点は、図６に示された改質触媒担持シート３２Ａと同様である。

【0059】

図７Ａ乃至図７Ｃに、螺旋形状部の変形例を示す。

【0060】

図７Ａは、改質触媒担持シートの展開図であり、螺旋形状部の一例を示す。図７Ａの例では、改質触媒担持シート３２Ｅは、メッシュシートである。メッシュシートは、例えば、線状部材３４（なお、線状部材には、帯状部材も含まれる）をメッシュ状に配置することによって構成される。なお、改質触媒担持シート３２Ｅは、穴あきシート等、メッシュシート以外のシートであってもよい。

【0061】

改質触媒担持シート３２Ｅは、改質触媒を担持しない改質触媒非担持部３４Ｂと、改質触媒を担持する改質触媒担持部３４Ｃとを有する。当該改質触媒非担持部３４Ｂが、螺旋形状部を構成するとともに、螺旋流生成部を構成する。詳細については、後述される。

【0062】

図７Ｂは、図７ＡのＦ−Ｆ矢視断面図である。図７Ｃは、図７ＡのＧ−Ｇ矢視断面図である。図７Ａ乃至図７Ｃの例では、線状部材３４の改質触媒担持部３４Ｃに、改質触媒３５が担持されている。他方、線状部材３４の改質触媒非担持部３４Ｂには、改質触媒３５が担持されていない。図７Ａ乃至図７Ｃの例では、粒子状の改質触媒３５が線状部材３４に担持されている。代替的に、層状の改質触媒３５が線状部材３４に担持されていてもよい。なお、図７Ｂおよび図７Ｃの例では、線状部材３４の一方側の表面のみに改質触媒３５が担持されているが、線状部材３４の他方側の表面にも改質触媒３５が担持されていてもよい。換言すれば、線状部材３４の全周に改質触媒３５が担持されていてもよい。

【0063】

図７Ａ乃至図７Ｃの改質触媒担持シート３２Ｅを、図７Ａに示されるＸ軸が長手方向となるように巻いて、円筒形状、多角筒形状、あるいは、渦巻き形状にする。そうすると、改質触媒非担持部３４Ｂは、長手方向に沿って、螺旋形状を有することとなる。換言すれば、図７Ａ乃至図７Ｃの改質触媒担持シート３２Ｅを、円筒形状、多角筒形状、あるいは、渦巻き形状となるように巻くことにより、改質触媒担持シート３２Ｅは、螺旋状に配置された改質触媒非担持部３４Ｂを備えることとなる。当該螺旋状に配置された改質触媒非担持部３４Ｂが螺旋形状部に該当する。なお、改質触媒担持シート３２Ｅを、円筒形状、多角筒形状、あるいは、渦巻き形状となるように巻くに際して、改質触媒非担持部３４Ｂによって形成される凹部３６が、内側となるように巻くとよい。螺旋形状部を有する改質触媒担持シート３２Ｅは、燃料改質室５０の内部に配置される。その結果、燃料改質室５０内を流れる燃料は、螺旋形状部によって（換言すれば、螺旋状に配置された改質触媒非担持部３４Ｂによって）、螺旋流を生成することとなる。

【0064】

燃料の螺旋流を生成することにより、燃料の温度勾配が低減される。また、螺旋流によって燃料が撹拌されることにより、燃料の気相と燃料の液相とが均一に混合される。気相と液相とが均一に混合されることにより、燃料の突沸現象が抑制される。燃料の突沸現象を抑制することで、改質触媒３５の改質触媒担持シート３２Ｅからの剥離を抑制することが可能となり、かつ、改質触媒３５による分解反応の反応性を高く保つことが可能となる。さらに、燃料の螺旋流を生成することにより、燃料の流れは乱流となる。燃料の流れが乱流である場合、燃料の流れが層流である場合と比較して、改質触媒３５と燃料との接触頻度が高くなり、液体燃料の分解反応の反応性が向上する。

【0065】

また、図７Ａ乃至図７Ｃの例では、改質触媒担持シート３２Ｅに薄肉加工を施す必要がない。このため、コストが低減される。図７Ａ乃至図７Ｃの例では、改質触媒３５を改質触媒担持シート３２Ｅに施すに際して、改質触媒非担持部３４Ｂには予めマスキングテープを適用する等すればよい。

【0066】

図８Ａ乃至図８Ｂに、螺旋形状部の変形例を示す。

【0067】

図８Ａは、改質触媒担持シートの展開図であり、螺旋形状部の一例を示す。図８Ａの例では、改質触媒担持シート３２Ｆは、メッシュシートである。なお、改質触媒担持シート３２Ｆは、穴あきシート等、メッシュシート以外のシートであってもよい。

【0068】

改質触媒担持シート３２Ｆの表面上には、第２線状部材３９が配置される。当該第２線状部材３７が、螺旋形状部を構成するとともに、螺旋流生成部を構成する。詳細については、後述される。

【0069】

図８Ｂは、図８ＡのＨ−Ｈ矢視断面図である。図８Ａおよび図８Ｂの例では、粒子状の改質触媒３５が線状部材３４に担持されている。代替的に、層状の改質触媒３５が線状部材３４に担持されていてもよい。なお、第２線状部材３９には、改質触媒３５が担持されていてもよいし、改質触媒３５が担持されていなくてもよい。

【0070】

図８Ａおよび図８Ｂの改質触媒担持シート３２Ｆを、図８Ａに示されるＸ軸が長手方向となるように巻いて、円筒形状、多角筒形状、あるいは、渦巻き形状にする。そうすると、第２線状部材３９は、長手方向に沿って、螺旋形状を有することとなる。換言すれば、図８Ａおよび図８Ｂの改質触媒担持シート３２Ｆを、円筒形状、多角筒形状、あるいは、渦巻き形状となるように巻くことにより、改質触媒担持シート３２Ｆは、螺旋状に配置された第２線状部材３９を備えることとなる。なお、改質触媒担持シート３２Ｆを、円筒形状、多角筒形状、あるいは、渦巻き形状となるように巻くに際して、第２線状部材３９が、内側となるように巻くとよい。螺旋形状部を有する改質触媒担持シート３２Ｆは、燃料改質室５０の内部に配置される。その結果、燃料改質室５０内を流れる燃料は、螺旋形状部によって（換言すれば、螺旋状に配置された第２線状部材３９によって）、螺旋流を生成することとなる。

【0071】

図９Ａ乃至図９Ｃに、螺旋形状部の変形例を示す。

【0072】

図９Ａは、改質触媒担持シートの概略斜視図であり、螺旋形状部の一例を示す。図９Ａの例では、改質触媒担持シート３２Ｇは、メッシュシートであってもよいし、穴あきシートであってもよい。改質触媒担持シート３２Ｇは、螺旋状に巻かれている。図９Ａの例では、螺旋形状部が、改質触媒担持シート３２Ｇを螺旋状に巻くことによって形成されている。換言すれば、螺旋状に巻かれた改質触媒担持シート３２Ｇ自体が螺旋形状部である。

【0073】

図９Ｂは、図９ＡのＪ−Ｊ矢視断面図である。図９Ｃは、図９ＡのＫ−Ｋ矢視断面図である。図９Ａ乃至図９Ｃの例では、改質触媒担持シート３２Ｇの一方側の表面のみに改質触媒３５が担持されている。代替的に、改質触媒担持シート３２Ｇの他方側の表面にも改質触媒３５が担持されていてもよい。

【0074】

改質触媒担持シート３２Ｇは、燃料改質室５０の内部に配置される。その結果、燃料改質室５０内を流れる燃料は、螺旋形状部によって（換言すれば、螺旋状に巻かれた改質触媒担持シート３２Ｇによって）、螺旋流を生成することとなる。

【0075】

図１０に、螺旋形状部の変形例を示す。

【0076】

図１０は、改質触媒担持シートの概略斜視図であり、螺旋形状部の一例を示す。図１０の例では、改質触媒担持シート３２Ｈは、帯状のシート（換言すれば、リボン状のシート）である。改質触媒担持シート３２Ｈは、メッシュシートであってもよいし、穴あきシートであってもよい。改質触媒担持シート３２Ｈは、螺旋状に巻かれている。図１０の例では、螺旋形状部が、帯状の改質触媒担持シート３２Ｈを螺旋状に巻くことによって形成されている。換言すれば、螺旋状に巻かれた帯状の改質触媒担持シート３２Ｈ自体が螺旋形状部である。改質触媒担持シート３２Ｈの表面には、改質触媒３５が担持される。

【0077】

改質触媒担持シート３２Ｈは、燃料改質室５０の内部に配置される。その結果、燃料改質室５０内を流れる燃料は、螺旋形状部によって（換言すれば、螺旋状に巻かれた帯状の改質触媒担持シート３２Ｈによって）、螺旋流を生成することとなる。

【0078】

上記のとおり、図６Ａ乃至図１０を参照して、改質触媒担持シートによって、螺旋形状部を構成する例について説明した。代替的に、あるいは、付加的に、改質室壁部５２に螺旋溝を形成する等により、螺旋形状部を構成してもよい。ただし、改質室壁部５２に螺旋形状部を形成するよりも、改質触媒担持シートによって螺旋形状部を構成する方が簡易であって好ましい。

【0079】

（改質触媒担持シートの外形形状）
図１１Ａ乃至図１１Ｆは、改質触媒担持シートの外形形状の例を示す概略断面図である。図１１Ａ乃至図１１Ｆは、燃料改質室５０（換言すれば、燃料流路）の長手方向に垂直な面における断面図である。

【0080】

図１１Ａの例では、改質触媒担持シート３２ＡＡの断面形状は、円形状である。この場合、改質触媒担持シート３２ＡＡの全体的な外形形状は、円筒形状となる。改質触媒担持シート３２ＡＡの形状を円筒形状とすることで、平板形状を採用する場合と比較して、改質触媒を担持する担持面積を増加させることが可能となる。

【0081】

図１１Ｂの例では、改質触媒担持シート３２ＡＢの断面形状は、多角形形状（例えば、三角形形状）である。この場合、改質触媒担持シート３２ＡＢの全体的な外形形状は、多角筒形状となる。改質触媒担持シート３２ＡＢの形状を多角筒形状とすることで、平板形状を採用する場合と比較して、改質触媒を担持する担持面積を増加させることが可能となる。

【0082】

図１１Ｃの例では、改質触媒担持シート３２ＡＣの断面形状は、渦巻き形状である。この場合、改質触媒担持シート３２ＡＣの全体的な外形形状は、渦巻きシート形状となる。改質触媒担持シート３２ＡＣの形状を渦巻きシート形状とすることで、平板形状を採用する場合と比較して、改質触媒を担持する担持面積を増加させることが可能となる。

【0083】

図１１Ｄの例では、改質触媒担持シート３２ＡＤの断面形状は、円３２ＡＤ１と、多角形３２ＡＤ２（例えば、三角形形状）との組み合わせ形状である。多角形３２ＡＤ２は、例えば、円３２ＡＤ１に内接する。この場合、改質触媒担持シート３２ＡＤの全体的な外形形状は、円筒と多角筒との組み合わせ形状となる。改質触媒担持シート３２ＡＤは、円筒形状の第１シートと多角筒形状の第２シートとを接合することにより、形成されてもよい。改質触媒担持シート３２ＡＤの形状を、円筒と多角筒との組み合わせ形状とすることで、改質触媒を担持する担持面積を更に増加させることが可能となる。

【0084】

図１１Ｅの例では、改質触媒担持シート３２ＡＥの断面形状は、直線形状である。この場合、改質触媒担持シート３２ＡＥの全体的な外形形状は、板形状となる。板形状を採用することで、改質触媒担持シートの加工が容易となる。

【0085】

図１１Ｆの例では、改質触媒担持シート３２ＡＦの断面形状は、曲線形状（例えば、波形形状）である。この場合、改質触媒担持シート３２ＡＦの全体的な外形形状は、曲板形状となる。改質触媒担持シート３２ＡＦの形状を曲板形状とすることで、平板形状を採用する場合と比較して、改質触媒を担持する担持面積を増加させることが可能となる。

【0086】

（燃料供給システムの製造方法）
図１２Ａおよび図１２Ｅを参照して、燃料供給システムの製造方法について説明する。図１２Ａは、燃料供給システムの製造工程を示すフローチャートである。

【0087】

第１工程Ｓ１において、燃料改質部３０の第１部材５３Ａ（例えば、燃焼室側部材）と第２部材５３Ｂ（例えば、非燃焼室側部材）とが準備される（図１２Ｂを参照。）。第１部材５３Ａには、燃料改質室５０（換言すれば、燃料流路）となる溝部５５が設けられている。溝部５５の長手方向に垂直な断面形状は、例えば、矩形形状である。溝部５５の断面形状を矩形形状とすることで、溝部５５の加工が容易となる。

【0088】

第２工程Ｓ２において、第１部材５３Ａと第２部材５３Ｂとを接合する（例えば、溶接、ろう付け等により接合する）。接合により、燃料改質室５０が形成される。

【0089】

第３工程Ｓ３において、燃焼室２０の壁部２６に接して燃料改質部３０を配置する（図１２Ｃを参照。）。燃焼室２０の壁部２６と燃料改質部３０（より具体的には、燃料改質部３０の第１部材５３Ａ）とは接合される。なお、第３工程Ｓ３は、第２工程Ｓ２の前に実行されてもよい。

【0090】

第４工程Ｓ４において、改質触媒担持シート３２に改質触媒３５を付着させる（図１２Ｄを参照）。改質触媒３５の付着は、例えば、改質触媒担持シート３２の改質触媒溶液への浸漬によって行ってもよいし、改質触媒担持シート３２にペースト状の改質触媒を塗布することにより行ってもよい。なお、第４工程Ｓ４は、第１工程Ｓ１、第２工程Ｓ２、または、第３工程Ｓ３の前に行ってもよいし、第１工程Ｓ１、第２工程Ｓ２、または、第３工程Ｓ３と並行して行ってもよい。

【0091】

第５工程Ｓ５において、改質触媒担持シート３２を燃料改質室５０の内部に配置する。改質触媒担持シート３２を配置する工程は、燃料流入口又は燃料流出口から改質触媒担持シート３２を燃料改質室５０に挿入することにより行う（図１２Ｅを参照）。なお、第５工程Ｓ５を第２工程Ｓ２の前に実施してもよい。第５工程Ｓ５を第２工程Ｓ２の前に実施する場合には、溝部５５の上方から、溝部５５に（換言すれば、燃料改質室５０に）、改質触媒担持シート３２を挿入してもよい。ただし、第５工程Ｓ５を第２工程Ｓ２の前に実施する場合には、第１部材５３Ａと第２部材５３Ｂとの接合時の温度によって、改質触媒が劣化してしまうおそれがある。このため、第５工程Ｓ５は、第２工程Ｓ２よりも後に実行することが好ましい。第５工程Ｓ５を第３工程Ｓ３の前に実施してもよい。ただし、第５工程Ｓ５を第３工程Ｓ３の前に実施する場合には、燃焼室の壁部２６と燃料改質部３０との接合時の温度によって、改質触媒が劣化してしまうおそれがある。このため、第５工程Ｓ５は、第３工程Ｓ３よりも後に実行することが好ましい。

【0092】

代替的に、燃料改質部３０の壁部同士を接合することによって、燃焼室を形成する場合（例えば、図３Ｂに記載された例の場合）、上述の第３工程Ｓ３は、燃料改質部３０の壁部同士を接合する工程に置換される。燃料改質部３０の壁部同士を接合する工程は、第５工程Ｓ５よりも前に実行されてもよいし、後に実行されてもよい。ただし、燃料改質部３０の壁部同士を接合する工程を、第５工程Ｓ５の後に実行する場合には、燃料改質部３０の壁部同士を接合する時の温度によって、改質触媒が劣化してしまうおそれがある。

【0093】

実施形態における燃料供給システムの製造方法では、改質触媒担持シート３２を燃料流入口又は燃料流出口から燃料改質室５０の内部に配置することによって、燃料改質室５０の内部に改質触媒が配置される。このため、燃料供給システムの製造を容易に実行することが可能である。

【0094】

（燃料改質室のサイズ、および、断面形状）
図１３Ａは、燃料改質室のサイズの一例を示す概略斜視図である。燃料改質室５０のサイズは、必要とされる燃焼室の冷却の程度、または、燃料改質室内に過度な温度勾配を生じさせないこと等を考慮して決定される。燃料改質室５０の高さＨ１は、例えば、２ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。高さＨ１が２ｍｍより小さいと、燃焼室の冷却が不十分となるおそれがある。また、高さＨ１が２０ｍｍより大きいと、燃料改質室内に過度な温度勾配が生じるおそれがある。燃料改質室５０の長手方向に垂直な面における断面形状は、図１３Ａに示されるように、矩形形状であってもよい。矩形形状には、正方形形状、略正方形形状、長方形形状、略長方形形状が包含される。代替的に、燃料改質室５０の長手方向に垂直な面における断面形状は、図１３Ｂに示されるように円形状であってもよいし、その他の形状であってもよい。なお、燃料改質室５０の高さＨ１は、燃料改質部３０が取り付けられる燃焼室の壁部２６の表面に垂直な方向における燃料改質室５０の長さ（高さ）である。

【0095】

燃料改質室５０の長さＬは、例えば、３００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下である。長さＬが３００ｍｍより短いと、液体燃料の改質が十分に進行しないおそれがある。長さＬが２０００ｍｍより大きいと、燃料改質室を流れる燃料の背圧が過度に高くなるおそれがある。

【0096】

（ジェットエンジンへの適用）
図１４および図１５を参照して、実施形態の燃料供給システムをジェットエンジンに適用する例について説明する。図１４は、ジェットエンジンの構成の一例を模式的に示す概略断面図である。

【0097】

飛しょう体１００は、ジェットエンジン２００を備える。ジェットエンジン２００は、例えば、ラムジェットエンジンあるいはスクラムジェットエンジンである。ジェットエンジン２００は、インレット２１０から取り入れた空気と、燃料タンクから供給された燃料との混合気体を燃焼室内で燃焼させる。燃焼ガスは、ジェットエンジン２００のノズル２２０から排出される。飛しょう体１００は、燃焼ガスのノズル２２０からの排出によって、推力を得る。

【0098】

図１５は、ジェットエンジン２００に適用される燃料供給システム１’の構成例を示す概略ブロック図である。

【0099】

燃料供給システム１’は、燃料タンク１０と、燃焼室２０と、燃料噴射器２４と、燃料改質部３０と、第１配管６０と、第２配管７０とを備える。燃料供給システム１’は、任意付加的に、ポンプＰと、流量調整弁６２と、保炎器２２と、電子制御ユニット９０（ＥＣＵ）と、第１センサ９２と、第２センサ９４とを備える。

【0100】

燃料タンク１０は、高炭素数の炭化水素を主成分として含む液体燃料を貯留する。液体燃料は、ポンプＰを駆動させることにより、第１配管６０を介して燃料改質部３０に供給される。

【0101】

燃料改質部３０は、供給された液体燃料を燃焼室２０からの熱で熱分解して気体の改質燃料を生成する。

【0102】

燃焼室２０は、液体燃料と燃焼室の壁部との熱交換によって冷却される。また、液体燃料の熱分解は吸熱反応であるため、当該吸熱反応により燃料改質部３０および燃焼室２０は冷却される。

【0103】

気体の改質燃料は、第２配管７０を介して燃料噴射器２４に供給される。燃料噴射器２４は、気体の改質燃料Ｇを、燃焼室２０の内部に向けて噴射する。噴射された改質燃料Ｇは、インレットから取り込まれた空気（Ａｉｒ）と混合されて混合気体となる。混合気体は、燃焼室内で燃焼する。燃焼により形成される炎は、保炎器２２で保炎される。保炎器２２は、例えば、燃焼室の壁面に設けられた凹部である。燃焼により生成された燃焼ガスは、ノズルから排出される。

【0104】

第１センサ９２は、燃料改質部３０の燃料改質室内の状態量を測定するセンサである。測定される状態量は、例えば、温度、圧力、流速、流量等である。第２センサ９４は、燃焼室２０内の状態量を測定するセンサである。測定される状態量は、例えば、温度、圧力、流速等である。電子制御ユニット９０は、燃料改質室の状態または燃焼室の状態に基づいて、換言すれば、第１センサ９２からの情報または第２センサからの情報に基づいて、流量調整弁６２の開度を調整する。また、電子制御ユニット９０は、燃料改質室の状態または燃焼室の状態に基づいて、燃料噴射器２４からの燃料噴射量を制御する。第１センサ９２からの情報は、第１信号線９２Ａを介して電子制御ユニット９０に伝達され、第２センサ９４からの情報は、第２信号線９４Ａを介して電子制御ユニット９０に伝達される。また、電子制御ユニット９０は、第１制御線６２Ａを介して、流量調整弁６２を制御し、第２制御線２４Ａを介して、燃料噴射器２４を制御する。

【0105】

図１６に、燃料供給システムの変形例を示す。図１６は、ジェットエンジン２００に適用される燃料供給システム１’’の構成例を示す概略ブロック図である。図１６の例では、燃料改質部３０とは別に設けられた燃料改質部３０’においても液体燃料の改質が行われる。燃料改質部３０’は、燃焼室の保炎器２２の壁部に接して配置される。図１６の例では、高温となる保炎器２２の壁部を燃料改質部３０’によって冷却することが可能となる。なお、燃料改質部３０’への液体燃料の供給は、第１配管６０および６０Ａを介して行われ、燃料改質部３０’から燃料噴射器２４への改質燃料の供給は、第２配管７０Ｂを介して行われる。

【0106】

実施形態に係る燃料供給システムをジェットエンジンに搭載した場合、改質燃料の使用により超音速燃焼を安定化させることが可能となる。また、燃料タンクには改質前の液体燃料が積載されるため、燃料の積載量を多くすることが可能となる。さらに、燃料供給システムによって効率的にジェットエンジンの燃焼室を冷却することが可能となる。また、燃焼室に接して燃料改質部を配置するものであるため、燃焼室とは別の加熱体を用いて燃料改質を行う場合と比較して、燃料供給システムをコンパクト化することが可能となる。

【0107】

本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、各実施形態又は変形例で用いられる種々の技術は、技術的矛盾が生じない限り、他の実施形態又は変形例にも適用可能である。

【符号の説明】

【0108】

１ ：燃料供給システム
１’ ：燃料供給システム
１’’ ：燃料供給システム
１０ ：燃料タンク
２０ ：燃焼室
２２ ：保炎器
２４ ：燃料噴射器
２４Ａ ：第２制御線
２６ ：燃焼室の壁部
３０ ：燃料改質部
３０’ ：燃料改質部
３２ ：改質触媒担持シート
３３ ：支持部
３３Ａ ：流入口側支持部
３３Ｂ ：流出口側支持部
３４ ：線状部材
３４Ａ ：薄肉部
３４Ｂ ：改質触媒非担持部
３４Ｃ ：改質触媒担持部
３５ ：改質触媒
３６ ：凹部
３７ ：第２線状部材
３７Ａ ：流入口側部分
３７Ｂ ：中央部分
３７Ｃ ：流出口側部分
３８ ：穴
３９ ：第２線状部材
４２ ：燃料流入口
４４ ：燃料流出口
５０ ：燃料改質室
５２ ：改質室壁部
５２Ａ ：燃焼室側壁部
５２Ｂ ：非燃焼室側壁部
５３Ａ ：第１部材
５３Ｂ ：第２部材
５５ ：溝部
６０ ：第１配管
６２ ：流量調整弁
７０ ：第２配管
９０ ：電子制御ユニット
９２ ：第１センサ
９４ ：第２センサ
１００ ：飛しょう体
２００ ：ジェットエンジン
２１０ ：インレット
２２０ ：ノズル
Ｐ ：ポンプ

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図6F】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図11D】

【図11E】

【図11F】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図12D】

【図12E】

【図13A】

【図13B】

【図14】

【図15】

【図16】