特開 2022-140912 燃焼器および燃料電池システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022140912

(43)【公開日】2022-09-29

(54)【発明の名称】燃焼器および燃料電池システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04 20160101AFI20220921BHJP

   H01M 8/0612 20160101ALI20220921BHJP

   F23D 14/22 20060101ALI20220921BHJP

   F23C 3/00 20060101ALI20220921BHJP

   F23Q 3/00 20060101ALI20220921BHJP

   H01M 8/12 20160101ALN20220921BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04 N

H01M8/0612

F23D14/22 E

F23C3/00 301

F23Q3/00 102G

H01M8/12 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021040973

(22)【出願日】2021-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】特許業務法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加藤 智史

(72)【発明者】

【氏名】山本 達郎

【テーマコード（参考）】

3K019

3K091

5H126

5H127

【Ｆターム（参考）】

3K019AA02

3K019BA04

3K019BB04

3K019CA03

3K019CC00

3K091BB01

3K091BB26

3K091CC06

3K091CC22

3K091EA03

5H126BB06

5H127AA07

5H127AB23

5H127AC15

5H127BA02

5H127BA13

5H127BA18

5H127BA33

5H127BA34

5H127BA37

5H127BB02

5H127BB18

5H127BB19

5H127EE02

5H127EE03

5H127EE29

5H127EE30

5H127GG04

(57)【要約】

【課題】エアの圧力損失を抑えて燃焼器の燃焼を安定させる。
【解決手段】燃料ガスとエアとを混合させて燃焼する燃焼器は、軸方向の先端が閉塞されると共に先端に向かって流通した燃料ガスを外部に噴出させる複数の噴出孔が側壁に形成されたガス流通管と、軸方向の先端が開放されると共にガス流通管を囲むようにガス流通管と同軸上に配置され、ガス流通管との間を先端に向かってエアが流通するようにガイドするガイド管と、噴出孔からガイド管との間に噴出した燃料ガスと、ガス流通管とガイド管との間を流通したエアとの混合ガスに点火する点火装置と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料ガスとエアとを混合させて燃焼する燃焼器であって、
軸方向の先端が閉塞されると共に先端に向かって流通した燃料ガスを外部に噴出させる複数の噴出孔が側壁に形成されたガス流通管と、
軸方向の先端が開放されると共に前記ガス流通管を囲むように前記ガス流通管と同軸上に配置され、前記ガス流通管との間を先端に向かってエアが流通するようにガイドするガイド管と、
前記噴出孔から前記ガイド管との間に噴出した燃料ガスと、前記ガス流通管と前記ガイド管との間を流通したエアとの混合ガスに点火する点火装置と、
を備える燃焼器。

【請求項2】

請求項１に記載の燃焼器であって、
前記ガイド管は、前記ガス流通管との間の空間の断面積が前記ガス流通管の断面積よりも大きくなるように軸方向と平行に延在する延在部と、該延在部に連続し前記ガス流通管の前記噴出孔に対向する箇所から先端に向かうにつれて拡径する拡径部とを有する
燃焼器。

【請求項3】

請求項１または２に記載の燃焼器であって、
前記ガイド管は、先端の縁に形成された切欠部を有し、
前記点火装置は、前記ガイド管の径方向外側に配置され、前記切欠部を介して前記ガイド管内に放電することで混合ガスに点火する
燃焼器。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれか１項に記載の燃焼器であって、
前記ガス流通管は、前記複数の噴出孔が周方向に等間隔となると共に径方向に対向する位置に複数対形成されている
燃焼器。

【請求項5】

水素を含む改質ガスと酸素を含む酸化剤ガスとにより発電する燃料電池スタックと、
原燃料ガスを改質して改質ガスを生成する改質器と、
前記燃料電池スタックから排出されるオフガスとしての燃料ガスとエアとの混合ガスを燃焼させ、前記改質器に向けて燃焼ガスを供給する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の燃焼器と、
を備える燃料電池システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃焼器および燃料電池システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、燃料ガスとエアとを混合させて燃焼する燃焼器が提案されている。例えば、特許文献１には、燃料ガスと酸化剤ガスとにより発電する燃料電池と、燃料電池のアノードから排出されたアノードオフガス（燃料ガス）と燃料電池のカソードから排出されたカソードオフガス（エア）とを混合させて燃焼する燃焼器と、を備えるものが記載されている。特許文献１の燃焼器では、カソードオフガスの複数の噴出孔が、アノードオフガスの複数の噴出孔を挟んでカソードオフガスを斜めに噴出するように形成されている。また、特許文献２には、エアの流通方向に対して傾斜した傾斜孔が複数設けられた旋回板をエア流路に配置することで、傾斜孔を通過するエアを旋回流とする燃焼器が記載されている。また、特許文献３には、エアと燃料ガスとを同じ方向で供給した後、エアを燃料ガスの噴出方向に対して直交する方向から噴出することで、燃料ガスとエアとの混合を促進させる燃焼器が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１８１８４０号公報

【特許文献2】特開２０１６－１１８３５３号公報

【特許文献3】特開２０１７－３３８６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したような各燃焼器は拡散燃焼となるから、燃焼を安定させるために燃料ガスよりもエアの流量を多くする必要がある。しかし、特許文献１，２の燃焼器のように、複数の噴出孔からエアを噴出させる構成では、エア流路の圧力損失が大きくなる。また、特許文献３の燃焼器でも、エアの噴出方向が燃料ガスの噴出方向に対して直交するようにエアの流路を屈曲させることになるため、圧力損失が大きくなる。このようにエアの圧力損失が大きくなると、エアの流量を確保するためにエアブロワの大型化が必要となり、騒音が増大したりコスト増となるおそれがある。

【0005】

本発明は、エアの圧力損失を抑えて燃焼器の燃焼を安定させることを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本発明の燃焼器は、
燃料ガスとエアとを混合させて燃焼する燃焼器であって、
軸方向の先端が閉塞されると共に先端に向かって流通した燃料ガスを外部に噴出させる複数の噴出孔が側壁に形成されたガス流通管と、
軸方向の先端が開放されると共に前記ガス流通管を囲むように前記ガス流通管と同軸上に配置され、前記ガス流通管との間を先端に向かってエアが流通するようにガイドするガイド管と、
前記噴出孔から前記ガイド管との間に噴出した燃料ガスと、前記ガス流通管と前記ガイド管との間を流通したエアとの混合ガスに点火する点火装置と、
を備えることを要旨とする。

【0008】

本発明の燃焼器では、ガス流通管の噴出孔からガイド管との間に噴出した燃料ガスと、ガス流通管とガイド管との間を流通したエアとの混合ガスに点火装置が点火して燃焼させる。このため、エアが噴出孔を通過したり流通方向を屈曲させたりする必要がなく、ガイド管の先端が開放されているために混合ガスやその燃焼ガスの流れをエアの流通方向に合わせることができるから、エアの圧力損失を低減することができる。また、燃料ガスがエアと直交するように噴出して強制的に混合させることができるから、燃料ガスとエアとの混合を効率よく行うことができる。したがって、エアの圧力損失を抑えて燃焼器の燃焼を安定させることができる。

【0009】

本発明の燃焼器において、前記ガイド管は、前記ガス流通管との間の空間の断面積が前記ガス流通管の断面積よりも大きくなるように軸方向と平行に延在する延在部と、該延在部に連続し前記ガス流通管の前記噴出孔に対向する箇所から先端に向かうにつれて拡径する拡径部とを有するものとしてもよい。こうすれば、燃焼ガスよりも多量のエアを流通させてエアの流速を上げることができるから、混合効率を高めて燃焼を安定させることができる。また、混合ガスを拡散させて混合ガスの流速を下げることができるから、火炎長が長くなるのを防止して燃焼範囲を小さくすることができる。このため、昇温対象物が局所的に高温となるのを防止して、昇温対象物を適切に昇温させることができる。

【0010】

本発明の燃焼器において、前記ガイド管は、先端の縁に形成された切欠部を有し、前記点火装置は、前記ガイド管の径方向外側に配置され、前記切欠部を介して前記ガイド管内に放電することで混合ガスに点火するものとしてもよい。こうすれば、燃料ガスとエアとの混合箇所により近い位置で確実に点火することができる。

【0011】

本発明の燃焼器において、前記ガス流通管は、前記ガス流通管は、前記複数の噴出孔が周方向に等間隔となると共に径方向に対向する位置に複数対形成されているものとしてもよい。こうすれば、燃料ガスをガイド管との間の空間に満遍なく噴出させて混合ガスの濃度ムラが生じるのを抑制することができるから、燃焼をより安定させることができる。

【0012】

本発明の燃料電池システムは、
水素を含む改質ガスと酸素を含む酸化剤ガスとにより発電する燃料電池スタックと、
原燃料ガスを改質して改質ガスを生成する改質器と、
前記燃料電池スタックから排出されるオフガスとしての燃料ガスとエアとの混合ガスを燃焼させ、前記改質器に向けて燃焼ガスを供給する上述したいずれかの燃焼器と、
を備えることを要旨とする。

【0013】

本発明の燃料電池システムでは、燃料電池スタックと、改質器と、上述したいずれかの燃焼器と、を備える。このため、上述したように、エアの圧力損失を抑えて燃焼器の燃焼を安定させることができるから、改質器を適切に昇温して改質ガスの安定供給を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】燃料電池システム１０の構成の概略を示す構成図である。

【図2】燃焼ユニット２２の構成の概略を示す構成図である。

【図3】隔壁２６に配置された燃焼器３０の斜視図である。

【図4】燃焼器３０の一部断面を含む斜視図である。

【図5】燃焼器３０の燃焼の様子を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

次に、本発明を実施するための形態について説明する。

【0016】

図１は燃料電池システム１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は燃焼ユニット２２の構成の概略を示す構成図である。本実施形態の燃料電池システム１０は、図１に示すように、発電モジュール２０と、原燃料ガス供給装置４０と、エア供給装置５０と、改質水供給装置６０と、排熱回収装置７０とを備える。

【0017】

発電モジュール２０は、燃料電池スタック２１と、燃焼ユニット２２とを備え、断熱材料により形成された箱形のモジュールケース２９に燃料電池スタック２１と燃焼ユニット２２が収容されている。燃料電池スタック２１は、例えば、酸素イオン伝導体からなる固体電解質と、固体電解質の一方の面に設けられたアノードと、固体電解質の他方の面に設けられたカソードとを備える燃料電池セルが複数配置された固体酸化物形燃料電池として構成されている。この燃料電池スタック２１は、アノードに供給される燃料ガス（改質ガス）中の水素とカソードに供給されるエア（酸化剤ガス）中の酸素とによる電気化学反応によって発電する。燃料電池スタックの出力端子は、図示しないパワーコンディショナを介して商用電源と負荷とを接続する電力ラインに接続されている。燃料電池スタック２１から出力端子に出力された直流電力は、パワーコンディショナによる電圧変換および直流／交流変換を経て商用電源からの交流電力に付加されて負荷に供給される。

【0018】

燃焼ユニット２２は、図２に示すように、気化器２３と、改質器２４と、燃焼器３０とを備え、気化器２３と改質器２４とが配置され燃焼ガスが流通する燃焼室２５と、燃焼室２５との隔壁２６に燃焼器３０が配置されエアが導入されるエア導入室２７とが設けられている。気化器２３は、改質水を蒸発させて水蒸気を生成すると共に原燃料ガス（例えば天然ガスやＬＰガス）を予熱する。改質器２４は、原燃料ガスと水蒸気とから燃料ガス（改質ガス）を生成する。なお、気化器２３と改質器２４とが一体的に構成されていてもよい。燃焼器３０は、気化器２３における水蒸気の生成や改質器２４における水蒸気改質反応に必要な熱（燃焼ガス）を燃焼室２５に供給する。

【0019】

原燃料ガス供給装置４０は、原燃料ガスを供給するガス供給源１と燃焼ユニット２２（気化器２３）とを接続する原燃料ガス供給管４１と、原燃料ガス供給管４１にガス供給源１側から順に設けられる原燃料ガス供給弁４２（２連弁），原燃料ガスポンプ４３および脱硫器４４とを備える。原燃料ガス供給装置４０は、原燃料ガス供給弁４２を開弁した状態で原燃料ガスポンプ４３を作動させることにより、ガス供給源１からの原燃料ガスを脱硫器４４を介して燃焼ユニット２２へ供給する。脱硫器４４は、原燃料ガスに含まれる硫黄分を除去するものであり、例えば、硫黄化合物をゼオライトなどの吸着剤に吸着させて除去する常温脱硫方式などを採用することができる。燃焼ユニット２２の気化器２３へ供給された原燃料ガスは、気化器２３で予熱された後、改質器２４へ供給され、燃料ガス（改質ガス）へと改質される。そして、改質された燃料ガスは、燃料電池スタック２１のアノードへ供給される。

【0020】

エア供給装置５０は、外気と連通するフィルタ５１と燃料電池スタック２１とを接続するエア供給管５２と、エア供給管５２に設けられるエアブロワ５３とを備える。エア供給装置５０は、エアブロワ５３を作動することにより、フィルタ５１を介して吸入したエアを燃料電池スタック２１のカソードへ供給する。

【0021】

改質水供給装置６０は、改質水を貯留する改質水タンク６１と、改質水タンク６１と燃焼ユニット２２（気化器２３）とを接続する改質水供給管６２と、改質水供給管６２に設けられる改質水ポンプ６３とを備える。改質水供給装置６０は、改質水ポンプ６３を作動させることにより、改質水タンク６１の改質水を燃焼ユニット２２の気化器２３へ供給する。気化器２３へ供給された改質水は、気化器２３で水蒸気とされて、改質器２４における水蒸気改質反応に利用される。

【0022】

燃焼器３０は、燃料電池スタック２１（各燃料電池セル）を通過した燃料ガス（燃料オフガス，アノードオフガス，図２の実線矢印）とエア（酸化剤オフガス，カソードオフガス，図２の一点鎖線矢印）とが供給され、これらの混合ガスを燃焼させる。燃焼器３０は、混合ガスの燃焼により生成された燃焼ガスを、燃焼室２５の気化器２３や改質器２４に供給する。供給された燃焼ガスは、燃焼室２５内を流通し（図２の点線矢印）、燃焼室２５の排気孔２５ａからモジュールケース２９内に排出される。排出された燃焼排ガスは、燃焼触媒２８を介して熱交換器７５へ供給される。燃焼触媒２８は、燃焼器３０で燃え残ったオフガスを触媒によって再燃焼させる酸化触媒である。

【0023】

排熱回収装置７０は、貯湯水を貯留する貯湯タンク７１と、熱交換器７５と、貯湯タンク７１と熱交換器７５とを接続して貯湯水の循環路を形成する循環配管７２と、循環配管７２に設けられた循環ポンプ７３とを備える。排熱回収装置７０は、循環ポンプ７３を作動させて貯湯水を循環させることにより、貯湯タンク７１の下部から貯湯水を取り出して熱交換器７５にて燃焼排ガスとの熱交換により加温し、加温した貯湯水を貯湯タンク７１の上部へ戻す。熱交換器７５は凝縮水供給管７６を介して改質水タンク６１に接続されると共に排気配管７７を介して外気と連通されている。熱交換器７５に供給された燃焼排ガスは、貯湯水との熱交換によって冷却され、水蒸気成分が凝縮されて凝縮水供給管７６と図示しない水精製器とを介して改質水タンク６１に回収される。また、残りの排気ガスは、排気配管７７を介して外気へ排出される。

【0024】

ここで、燃焼器３０の詳細な構成について説明する。図３は隔壁２６に配置された燃焼器３０の斜視図であり、図４は燃焼器３０の一部断面を含む斜視図である。燃焼器３０は、燃料ガス流通管３２と、ガイド管３４と、点火プラグ３８とを備える。

【0025】

燃料ガス流通管３２は、軸方向の先後端が閉塞された円筒状部材として構成されている。この燃料ガス流通管３２は、燃料電池スタック２１を通過した燃料ガス（燃焼オフガス）を燃焼ユニット２２側に導入するように垂直方向に延在する燃料ガス導入管３１に接続されており、軸方向が水平方向となるように配置されている。燃料ガス流通管３２の後端は、エア導入室２７内に位置し、燃料ガス流通管３２の先端は、隔壁２６よりも燃焼室２５側に位置している。また、燃料ガス流通管３２は、先端近傍の側壁に径方向に貫通した複数の噴出孔３３が形成されている。複数の噴出孔３３は、いずれも燃料ガス流通管３２の軸方向を長手方向とする長円形状で、燃料ガス流通管３２の先端から同じ距離離れた位置に形成されている。また、複数の噴出孔３３は、周方向に等間隔となると共に径方向に対向する位置で径方向に貫通するように複数対形成されており、一例として径方向に５対（計１０個）の噴出孔３３が設けられている。このため、燃料ガス流通管３２を先端に向かって軸方向に流通した燃料ガスは、先端近傍で屈曲するように流れの方向を径方向に変えて複数の噴出孔３３から外部に噴出される。

【0026】

ガイド管３４は、軸方向の先後端が開放された円筒状部材（環状部材）として構成されている。このガイド管３４は、燃料ガス流通管３２を囲むように燃料ガス流通管３２と同軸に配置されており、燃料ガス流通管３２の外周面との間に円環状の流路３０ａを形成する。また、ガイド管３４は、図示しないエア導入管によりエア導入室２７に導入されたエア（酸化剤オフガス）を後端から流路３０ａ内に流入させ、そのエアが燃料ガス流通管３２の燃料ガスの流通方向と平行に流路３０ａ内を先端側へ流通するようにガイドする。本実施形態では、円環状の流路３０ａの断面積が、燃料ガス流通管３２の断面積よりも大きくなるように燃料ガス流通管３２とガイド管３４とが構成されており、燃料ガスよりも多量のエアを供給（流通）することができる。

【0027】

また、ガイド管３４は、先端側と後端側とで異なる形状となっており、軸方向と平行に一定の内外径で延在する延在部３４ａが後端側に形成され、延在部３４ａに連続し先端に向かうにつれて延在部３４ａよりも拡径する拡径部３４ｂが先端側に形成されている。延在部３４ａは、流路３０ａの断面積を燃料ガス流通管３２の断面積よりも大きくするような径に形成されている。また、延在部３４ａは、隔壁２６の開口に嵌め込まれるように支持されており、燃料ガス流通管３２の噴出孔３３の長手方向における中心位置近傍まで延びている。即ち、ガイド管３４は、燃料ガス流通管３２の噴出孔３３に対向する箇所まで延在部３４ａが軸方向と平行に延在し、噴出孔３３に対向する箇所より先端側では拡径部３４ｂが先端に向かうにつれて大きな内外径となっている。さらに、ガイド管３４は、拡径部３４ｂの先端の縁に、周方向の一部が径方向に貫通するように形成された切欠部３５を有する。

【0028】

点火プラグ３８は、噴出孔３３から流路３０ａに噴出された燃料ガスと、流路３０ａを流通したエアとの混合ガスに放電により点火するように構成されている。この点火プラグ３８は、ガイド管３４の径方向外側に配置され、切欠部３５を介してガイド管３４内（径方向内側）に向けて放電する。

【0029】

ここで、図５は燃焼器３０の燃焼の様子を示す説明図である。図示するように、燃料ガス導入管３１から導入された燃料ガスは、燃料ガス流通管３２を軸方向（水平方向）に流通し複数の噴出孔３３から軸方向に直交するように径方向外側に噴出される（図５の実線矢印）。また、ガイド管３４によりガイドされるエアは、エア導入室２７から流路３０ａを軸方向に平行に直線的に流通する（図５の一点鎖線矢印）。このため、流路よりも小さな噴出孔にエアを通過させたり、エアの流通方向を屈曲させたりする必要がないから、エアの流通抵抗が大きくなるのを防止することができる。そして、流路３０ａを流通するエアと、流路３０ａ内に噴出された燃料ガスとを混合させて混合ガスが生成される。ガイド管３４は、先端が開放されており、生成された混合ガスやその燃焼ガスの流通方向をエアの流通方向と同じ方向に揃えることができるから、流路３０ａにおけるエアの流通に影響が及ぶのを防止することができる。これらのことから、エアの圧力損失を低減することができる。また、流路３０ａ内のエアに直交するように噴出孔３３から燃料ガスを噴出させることで強制的に混合することができるから、混合効率を高めることができる。

【0030】

また、流路３０ａの断面積が燃料ガス流通管３２の断面積よりも大きいため、燃料ガスよりもエアを多量に流してエアの流速を大きくすることができるから、混合効率を高めることができる。また、燃料ガスとエアとの混合箇所は、噴出孔３３の近傍の箇所となり、拡径部３４ｂを有するガイド管３４は、噴出孔３３に対向する箇所（混合箇所）よりも先端側で拡径されて先端の断面積が最も大きくなっている。これにより、混合ガスは、拡散しながら燃焼室２５側に流れるために流速が下がるから、混合箇所まではエアの流速を上げて混合効率を高めつつ、混合したら流速を速やかに低下させることができる。これらのことから、混合ガスの燃焼における火炎長が長くなるのを防止して、燃焼範囲を小さな範囲に収めると共に炎孔負荷を下げることができる。このため、火炎長が長くなり過ぎたり火炎が吹き飛ばされたりするのを防止することができる。また、燃焼器３０は、燃焼室２５（改質器２４）に向けて燃焼ガスを供給するように配置されているが、火炎長を短くすることで改質器２４を局所的に加熱するのを防止することができから、改質器２４を適切に昇温させることができる。さらに、局所的な加熱を防止できることから、燃焼器３０と改質器２４との距離を縮めて構成することが可能となり、燃焼ユニット２２（発電モジュール２０）の小型化を図ることができる。

【0031】

また、点火プラグ３８は、切欠部３５を介して径方向内側の混合箇所に向けて放電することで混合ガスに点火する。このため、混合箇所により近い箇所で混合ガスに放電して、混合ガスに確実に点火することができる。また、燃料ガス流通管３２の複数の噴出孔３３は、周方向に等間隔となると共に径方向に複数対形成されているから、燃料ガスを流路３０ａ内に満遍なく且つ軸方向に直交するように噴出させやすくするから、混合ガスの濃度ムラが生じるのを抑制して燃焼をより安定させることができる。このようにして、燃焼器３０は、混合ガスを燃焼させた火炎の燃焼ガスを燃焼室２５に供給するから、燃焼室２５内の気化器２３や改質器２４を適切に昇温させることができる。

【0032】

以上説明した燃料電池システム１０の燃焼器３０では、燃料ガス流通管３２を流通させて噴出孔３３から噴出させた燃料ガスと、ガイド管３４と燃料ガス流通管３２との間の流路３０ａを流通させたエアとの混合ガスを点火して燃焼させる。このため、エアの圧力損失を低減して燃焼器３０の燃焼を安定させることができる。また、燃料電池システム１０では、気化器２３や改質器２４を適切に昇温して改質ガスを安定供給することができる。

【0033】

また、混合ガスを拡径部３４ｂに沿って拡散させるから、火炎長が長くなるのを防止して改質器２４を適切に昇温させることができる。

【0034】

また、点火プラグ３８が切欠部３５を介してガイド管３４内に放電するから、混合ガスに確実に点火することができる。

【0035】

また、燃料ガス流通管３２の側壁に複数の噴出孔３３が周方向に等間隔で複数対形成されているから、混合ガスの濃度ムラが生じるのを抑制して燃焼をより安定させることができる。

【0036】

上述した実施形態では、複数の噴出孔３３が燃料ガス流通管３２の側壁の周方向に等間隔になると共に径方向に対向する位置に複数対形成されたが、これに限られず、異なる間隔で形成されてもよいし、径方向に対向しない位置に形成されてもよい。また、噴出孔３３は、長円形状に限られず、円形状や矩形状など他の形状としてもよい。また、噴出孔３３は、燃料ガス流通管３２の先端から同じ距離離れた位置に複数形成されるものに限られず、異なる距離離れた位置に形成されてもよい。例えば、複数の噴出孔３３が、側面視で互い違いとなる位置に千鳥状に形成されてもよい。

【0037】

実施形態では、ガイド管３４に切欠部３５が設けられたが、これに限られず、切欠部３５が設けられなくてもよい。そのようにする場合、点火プラグ３８は、例えばガイド管３４の先端の開口からガイド管３４内に向けて放電すればよい。

【0038】

実施形態では、ガイド管３４が延在部３４ａと拡径部３４ｂとを有したが、これに限られず、拡径部３４ｂを有さないものでもよい。即ち、ガイド管３４は、軸方向の全長に亘って一定の内外径で延在するように形成されていてもよい。また、延在部３４ａにおける流路３０ａの断面積を燃料ガス流通管３２の断面積よりも大きくしたが、これに限られず、両者を同等の断面積などとしてもよい。ただし、エア流量を確保して燃焼を安定させるために、実施形態のようにするものが好ましい。

【0039】

実施形態では、燃料ガス流通管３２が燃料ガス導入管３１に対して直交する方向に延在したが、これに限られず、燃料ガス流通管３２が燃料ガス導入管３１と同じ方向に延在してもよい。例えば、燃料ガス流通管３２の軸方向を垂直方向として、燃焼器３０が上方に向けて燃焼ガス（火炎）を供給するように構成し、燃焼器３０の上方に燃焼室２５が配置されてもよい。

【0040】

実施形態では、燃料ガス流通管３２やガイド管３４を円筒状としたが、これに限られず、多角筒状や楕円筒状などに形成されていてもよい。また、ガイド管３４にはエア導入管からエア導入室２７に導入されたエアが流通したが、これに限られず、エア導入管とガイド管３４とが接続され、エアがエア導入管からガイド管３４に直接導入されてもよい。

【0041】

実施形態では、燃焼器３０として燃料電池システム１０で用いられるものを例示したが、これに限られず、他のシステムで用いられるものとしてもよい。

【0042】

実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施形態では、燃料ガス流通管３２が「ガス流通管」に相当し、ガイド管３４が「ガイド管」に相当し、点火プラグ３８が「点火装置」に相当する。延在部３４ａが「延在部」に相当し、拡径部３４ｂが「拡径部」に相当する。切欠部３５が「切欠部」に相当する。また、燃料電池スタック２１が「燃料電池スタック」に相当し、改質器２４が「改質器」に相当し、燃焼器３０が「燃焼器」に相当する。

【0043】

なお、実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行われるべきものであり、実施形態は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

【0044】

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明は、燃焼器の製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0046】

１ ガス供給源、１０ 燃料電池システム、２０ 発電モジュール、２１ 燃料電池スタック、２２ 燃焼ユニット、２３ 気化器、２４ 改質器、２５ 燃焼室、２５ａ 排気孔、２６ 隔壁、２７ エア導入室、２８ 燃焼触媒、２９ モジュールケース、３０ 燃焼器、３０ａ 流路、３１ 燃料ガス導入管、３２ 燃料ガス流通管、３３ 噴出孔、３４ ガイド管、３４ａ 延在部、３４ｂ 拡径部、３５ 切欠部、３７ 点火プラグ、４０ 原燃料ガス供給装置、４１ 原燃料ガス供給管、４２ 原燃料ガス供給弁、４３ 原燃料ガスポンプ、４４ 脱硫器、５０ エア供給装置、５１ フィルタ、５２ エア供給管、５３ エアブロワ、６０ 改質水供給装置、６１ 改質水タンク、６２ 改質水供給管、６３ 改質水ポンプ、７０ 排熱回収装置、７１ 貯湯タンク、７２ 循環配管、７３ 循環ポンプ、７５ 熱交換器、７６ 凝縮水供給管、７７ 排気配管。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】