WO2006046646A1

WO2006046646A1 - 燃料改質器収納用容器および燃料改質装置

Info

Publication number: WO2006046646A1
Application number: PCT/JP2005/019790
Authority: WO
Inventors: Yoshihiro Basho; Toshihiro Hashimoto; Masaaki Miyahara; Ryuji Mori
Original assignee: Kyocera Corporation
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2006-05-04
Also published as: EP1826175A4; US20090229181A1; EP1826175A1; US8182559B2

Abstract

　本発明の目的は、燃料改質器収納用容器内の真空度を良好に維持することが可能な、発電損失の少ない燃料改質器収納用容器および燃料改質装置を提供することである。燃料改質器収納用容器１１は、燃料から水素ガスを含む改質ガスを発生させる燃料改質器９が収納される凹部を有した基体１と、燃料改質器９からの改質ガスを排出すべく凹部内と外部とを連通する排出管５ｂと、燃料改質器９に燃料を供給すべく凹部内と外部とを連通する供給管５ａと、凹部内に収納されて凹部内のガスを吸着するガス吸着材１０とを具備してなる。

Description

燃料改質器収納用容器および燃料改質装置

技術分野

[0001] 本発明は、例えば燃料電池システムにおいて各種燃料カゝら水素ガスを発生させる燃料改質器を用いた燃料改質装置を構成するための燃料改質器収納用容器および燃料改質装置に関するものである。

背景技術

[0002] 近年、電気エネルギーを効率的に、かつクリーンに生産する次世代の電源システムとして燃料電池システムが脚光を浴びており、既に自動車巿場および家庭用燃料電池発電システムに代表されるコージェネレーション発電システム巿場においては、低コストを目指した実用化のためのフィールドテストが盛んに行われている。

さらに最近では、燃料電池システムの小型化を図り、携帯電話、 PDA (Personal Di gital Assistants)、ノートパソコン、デジタルビデオカメラまたはデジタルスチルカメラ等の携帯機器の電源として使用することが検討されている。

一般に燃料電池は、例えばメタンまたは天然ガス (CNG)等の炭化水素ガスある!/ヽはメタノールまたはエタノール等のアルコール類を燃料とし、燃料改質器を用いた燃料改質装置で水素ガスおよびその他のガスに改質した後、この水素ガスを発電セルと呼ばれる発電装置に供給することによって発電が行われる。

ここでの燃料改質器による燃料の改質とは、触媒反応によって水素ガスを発生させるプロセスをいう。

例えば、燃料としてメタノールを用いる場合において、燃料を改質させる反応はいくつかあり、例えば次の化学反応式（1)に示すような水蒸気改質反応 (式（1)中では、メタノールに水蒸気を結合させることによって、水素と二酸ィ匕炭素とに改質する反応）によって、水素ガス (H )を生成するプロセスをいう。なお、この改質反応によって生

2

成される水素以外の微量の生成ガス（主に CO )は、通常は大気中に排出される。

2

CH OH+H O → 3H +CO · '· (1)

3 2 2 2

このような水蒸気改質反応は吸熱反応であることから、外部力ヒーター等で加熱して反応温度を維持する必要がある。従って、燃料改質器内で燃料を改質させるには、触媒の水蒸気改質活性が低下するのを防止するとともに、生成される水素ガス濃度を高く維持するため、例えば燃料としてメタノールを用いた場合には約 200〜500 °Cの温度が、またメタンガスを用いた場合には 300〜800°C程度の高い温度が必要になる。

また、例えば次の化学反応式（2)に示すような部分酸化改質反応では、 400〜60 0°C程度の改質温度が必要になる。

CH OH+ 1/20 + 2N → 2H +CO + 2N - -- (2)

3 2 2 2 2 2

そこで家庭用燃料電池システムに代表されるコージェネレーション発電システムでは、このシステム自体が大型であることから、燃料改質器収納用容器の外壁を 2重構造にして真空容器を構成したり、あるいは 2重構造にした内外壁間に断熱材を充填することによって、燃料改質器の内部の熱が外部へ伝導して燃料改質器の温度が低下するのを防止している。そのため、燃料改質器を燃料改質器収納用容器に収容する際は、燃料改質器を燃料改質器収納用容器の 2重構造の内壁に直接接合して載置固定することが可能である。

関連技術として、特開 2003— 2602号公報がある。

近年、携帯機器用の燃料電池システムでは、携帯機器内に収納するために小型化、低背化することが求められている。しかしながら、従来のように燃料改質器収納用容器の外壁を 2重構造にすることは、燃料電池システム全体が複雑ィ匕して大型化するため携帯機器用の燃料電池システムには採用することができない。そこで、携帯機器用の燃料電池システムについては凹部を有する基体と蓋体とから成る燃料改質器収納用容器内部を真空状態にすることによって、燃料改質器内で燃料を改質する際に発生する熱の外部への伝導を遮断し、発電損失の少な!ヽ燃料電池システムを提供することが提案されている。

このような燃料電池システムを長期に安定かつ安全に使用するためには、燃料改質器収納用容器内部の真空状態を、燃料改質器収納用容器に燃料改質器を収納し封止した直後だけでなくその後も長期に保つ必要がある。しかし、蓋体で燃料改質器収納用容器内を封止した後に、燃料改質器収納用容器の内面および燃料改質器自体の表面など燃料改質器収納用容器内の各部品表面に吸着しているガスが、燃料改質時の温度の影響および時間の経過に伴、燃料改質器収納用容器内部にァゥトガスとして放出される可能性がある。

その場合、燃料改質器収納用容器内部の真空度が低下することから、燃料改質器内で燃料を改質する際に発生する熱の外部への伝導量が増加することになり、その結果その熱によって燃料改質器収納用容器が高温となり、携帯機器内の他の部品を破壊するという恐れがあった。

また、燃料改質反応が化学反応式 (1)の水蒸気改質反応のような吸熱反応の場合では、燃料改質器で燃料を改質するためには、燃料改質器をヒーター等で加熱することによって反応温度を一定温度に維持する必要があるが、上記のように燃料改質器力発生する熱が燃料改質器収納用容器に伝導することによって、燃料改質器の温度は低下しやすくなる。

そこで反応温度を維持するためには、ヒーターの発熱量を増加させる必要があるが、ヒーターの発熱量を増加させると、燃料電池の発電セルで発電した総電気容量に占めるヒーター加熱に使用する電気容量が増えることになり、その結果、燃料電池システム全体の発電損失が増加するという問題点があった。

発明の開示

本発明は上記従来の技術における問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、燃料改質器収納用容器内の真空度を良好に維持することが可能な、発電損失の少ない燃料改質器収納用容器および燃料改質装置を提供することである。本発明は、燃料カゝら水素ガスを含む改質ガスを発生させる燃料改質器が収納される凹部を有する基体と、前記燃料改質器からの前記改質ガスを排出すべく前記凹部内と外部とを連通する排出管と、前記燃料改質器に前記燃料を供給すべく前記凹部内と外部とを連通する供給管と、前記基体の前記凹部を塞ぐように接合される蓋体と、前記凹部内に収納されて凹部内のガスを吸着するガス吸着材とを具備してなることを特徴とする燃料改質器収納用容器である。

本発明は、前記ガス吸着材が、前記燃料改質器と前記凹部を規定する内面との間あるいは前記燃料改質器と前記蓋体との間に、該燃料改質器と近接または接触して配置されて!ゝることを特徴とする。

本発明は、前記ガス吸着材と前記排出管との間の距離が、前記ガス吸着材と前記供給管との間の距離に比し小さく設定されていることを特徴とする。

本発明は、前記凹部内から外部に導出されるようにして前記基体に取着されたリード端子をさらに含み、前記ガス吸着材は前記凹部内で前記基体と離間した状態で前記リード端子に固定されていることを特徴とする。

本発明は、前記ガス吸着材は、金属板の表面に金属粉末を被着して成るとともに、該ガス吸着材を通電するためのリード端子は前記凹部内と外部とを連通するように設けられており、前記金属板の通電部の一部に、通電方向に直交する方向の断面積が他の部位よりも小さい高抵抗部が形成されることを特徴とする。

本発明は、前記高抵抗部は、前記金属板の通電部に切り欠きを設けることによって形成されることを特徴とする。

本発明は、前記ガス吸着材は前記燃料改質器に対向するように配置され、前記切り欠きは前記燃料改質器に対向するように配置されることを特徴とする。

本発明は、前記基体の前記蓋体との接合部および前記蓋体の前記基体との接合部の少なくとも一方に、前記凹部内の気体を排気するための溝が形成されることを特徴とする。

本発明は、前記基体の前記蓋体との接合部および前記蓋体の前記基体との接合部の少なくとも一方が全周にわたって突出させられ、該突出した部位の一部を切り欠くことによって前記溝が形成されることを特徴とする。

本発明は、前記ガス吸着材は、前記凹部を規定する、前記溝側の内面に沿って配置されることを特徴とする。

本発明は、前記蓋体および前記基体が、熱伝導率が 120W/mK以下の金属材料からなることを特徴とする。

本発明は、上記本発明の燃料改質器収納用容器と、前記凹部内に収納される燃料改質器とを具備することを特徴とする燃料改質装置である。

本発明は、前記ガス吸着材は前記燃料改質器表面に設けられることを特徴とする。本発明は、前記ガス吸着材と前記燃料改質器とは、金属板を介して接合されることを特徴とする。

本発明は、前記燃料改質器の発熱部に、前記ガス吸着材が配置されることを特徴とする。

本発明は、前記凹部の内圧は、 10²Pa以下とされることを特徴とする。

本発明は、前記蓋体と前記基体とは、プロジヱクシヨン法、シームウェルダー法、電子ビーム法、レーザービーム法の、ずれかで接合されることを特徴とする。

図面の簡単な説明

本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。

図 1は、本発明の第 1の実施形態の燃料改質装置を示す断面図である。

図 2は、本発明の第 2の実施形態の燃料改質装置を示す断面図である。

図 3は、本発明の第 3の実施形態の燃料改質装置を示す断面図である。

図 4は、本発明の第 4の実施形態の燃料改質装置を示す断面図である。

図 5は、本発明の第 5の実施形態の燃料改質装置を示す断面図である。

図 6は、図 5の燃料改質装置を上側力見た場合の斜視透過図である。

図 7は、図 5の燃料改質装置を下側力見た場合の斜視透過図である。

図 8は、図 5の燃料改質装置における基体の斜視図である。

図 9は、本発明の第 6の実施形態の燃料改質装置を示す断面図である。

図 10は、図 9の燃料改質装置の蓋体の一部を除いた上面側の斜視図である。図 11は、図 8の燃料改質装置の下面側の斜視透視図である。

図 12は、図 9の燃料改質装置におけるガス吸着材の部分を示す拡大平面図である図 13は、本発明の第 7の実施形態の燃料改質装置を示す、蓋体の一部を除いた上面側の斜視図である。

図 14は、図 13の燃料改質装置におけるガス吸着材の部分を示す拡大平面図である。

図 15は、本発明の第 8の実施形態の燃料改質装置を示す断面図である。

図 16は、図 15の燃料改質装置における供給管または排出管と基体との接合部の要部拡大断面図である。

図 17は、本発明の第 9の実施形態の燃料改質装置における供給管または排出管と基体との接合部の要部拡大断面図である。

図 18は、本発明の第 10の実施形態の燃料改質装置における供給管または排出管と基体との接合部の要部拡大断面図である。

発明を実施するための最良の形態

以下図面を参考にして本発明の好適な実施例を詳細に説明する。

本発明の実施形態の燃料改質器収納用容器およびそれを用いた燃料改質装置を以下に詳細に説明する。

図 1は、本発明の第 1の実施形態の燃料改質装置 20を示す断面図である。燃料改質装置 20は、基体 1と、燃料改質器に電力を供給するための配線としての外部リード端子 2と、蓋体 4と、燃料を供給する供給路としての供給管 5aと、改質ガスを排出する排出路としての排出管 5bと、絶縁封止材 8と、燃料改質器 9と、ガス吸着材 10と、ガス吸着材 10が固定されるリード端子 12とを含む。絶縁封止材 8は、基体 1の貫通孔に外部リード端子 2およびリード端子 12を絶縁しつつ封止固定する。基体 1、蓋体 4、供給管 5aおよび排出管 5bで燃料改質器 9を収納する燃料改質器収納用容器 11が構成される。この燃料改質器収納用容器 11に燃料改質器⁹およびガス吸着材 10を収納し、蓋体 4で基体 1の凹部を気密に封止することにより燃料改質装置 20となる。本発明における基体 1および蓋体 4は、ともに燃料改質器 9を収納する容器としての役割を有する。基体 1および蓋体 4は、例えば、ステンレス鋼、 Fe— Ni— Co合金、 Fe— Ni合金等の Fe系合金、または無酸素銅等の金属材料、酸ィ匕アルミニウム (A1

2

O )質焼結体、ムライト (3A1 O - 2SiO )質焼結体、炭化珪素 (SiC)質焼結体、窒

3 2 3 2

化アルミニウム (A1N)質焼結体、窒化珪素（Si N )質焼結体、ガラスセラミックス等の

3 4

セラミック材料、ポリイミド等の高耐熱の榭脂材料等で形成されて、る。

なお、基体 1および蓋体 4に適用可能なガラスセラミックスは、ガラス成分とフィラー成分とから成る。そのガラス成分としては、例えば SiO— B O A1

2 2 3系、 SiO— B O - 2 2 3

O系、 SiO— B O -A1 O—MO系（但し、 Mは Ca、 Sr、 Mg、 Baまたは Znを示

2 3 2 2 3 2 3

す）、 SiO -Al Ο—Μ Ο— λ^Ο系（但し、 Μ¹および Μ²は同一または異なって Ca 、 Srゝ Mgゝ Baまたは Znを示す）、 SiO —B O —Al O —M O— MSO系（但し、 M¹

2 2 3 2 3

および M²は前記と同じである）、 SiO — B O — M³ O系（但し、 M³は Li、 Naまたは

2 2 3 2

Kを示す）、 SiO — B O — Al O — M³ O系（但し、 M³は前記と同じである）、 Pb系

2 2 3 2 3 2

ガラス、 Bi系ガラス等が挙げられる。

また、フィラー成分としては、例えば Al O、 SiO、 ZrOとアルカリ土類金属酸ィ匕物

2 3 2 2

との複合酸化物、 TiOとアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、 Al Oおよび Si

2 2 3

Oカゝら選ばれる少なくとも 1種を含む複合酸ィ匕物（例えばスピネル、ムライト、コージェ

2

ライト)等が挙げられる。

一方、基体 1および蓋体 4が、例えば相対密度が 95%以上の緻密質の酸ィ匕アルミ -ゥム質焼結体で形成されている場合は、以下のようにして作製される。例えば、まず酸化アルミニウム粉末に希土類酸化物粉末または酸化アルミニウム粉末等の焼結助剤を添加、混合して、酸化アルミニウム質焼結体の原料粉末を調製する。次いで、この原料粉末に有機バインダおよび分散媒を添加、混合してペーストイ匕し、このべ一ストをドクターブレード法によって、あるいは原料粉末に有機バインダをカ卩え、プレス成形、圧延成形等によって、所定の厚みのグリーンシートを作製する。その後、所定枚数のシート状成形体を位置合わせして積層圧着した後、この積層体を、例えば非酸化性雰囲気中、焼成最高温度が 1200〜1500°Cの温度で焼成する。このようにして、目的とするセラミック製の基体 1および蓋体 4を得る。なお、基体 1および蓋体 4の成形は粉末成形プレス法であっても良ヽ。

他方、基体 1および蓋体 4が金属材料から成る場合は、切削法、プレス法、 MIM ( Metal Injection Mold)法等によって所定の形状に形成される。

また、基体 1および蓋体 4が金属材料から成る場合には、腐食を防止するためにその表面は、例えば Au、 Niのめつき処理、またはポリイミド等の樹脂コーティング等の被覆コーティング処理が行われることが望まし、。例えば Auめっき処理の場合であれば、その厚さは 0. 1〜5 /ζ πι程度であることが望ましい。

以上のような基体 1および蓋体 4は、燃料改質器収納用容器 11の小型化および低背化を可能とするためには厚さを薄くすべきであるが、機械的強度である曲げ強度は 200MPa以上であることが好まし!/、。次に、外部リード端子 2およびリード端子 12は、基体 1および蓋体 4の熱膨張係数と同一または近似した金属が用いられるのがよぐ例えば、 Fe— Ni合金、 Fe-Ni-C o合金力もなるものが、実用時の温度変化に対して熱歪の発生を防止できる。その上、外部リード端子 2と基体 1と、およびリード端子 12と基体 1との良好な封着性が得られるとともに、ボンディング性に優れ、実装時に必要な強度と良好なはんだ付性および溶接性を確保できる。

また、絶縁封止材 8は、例えば、硼珪酸ガラス、アルカリガラス、鉛を主成分とする絶縁ガラス等のガラス材料または酸ィ匕アルミニウム等のセラミック材料等力も成り、基体

1に形成された貫通穴でこの絶縁封止材 8によって基体 1と外部リード端子 2と、および基体 1とリード端子 12とが電気的に絶縁されて外部リード端子 2およびリード端子 1 2が封止固定されている。基体 1に形成された外部リード端子 2およびリード端子 12 が挿通される貫通孔は、基体 1と外部リード端子 2と、および基体 1とリード端子 12とが接触して電気的に導通することがない大きさが必要であり、具体的には外部リード端子 2およびリード端子 12から基体 1までの間隔が 0. 1mm以上確保できる内径が必要である。

なお、絶縁封止材 8が、酸ィ匕アルミニウム等のセラミック材料力もなる場合、外部リード端子 2およびリード端子 12を基体 1の貫通孔に例えば筒状のセラミック材料力も成る絶縁封止材 8を介して挿入し、絶縁封止材 8と基体 1との接続、絶縁封止材 8と外部リード端子 2との接続、および絶縁封止材 8とリード端子 12との接続を Au—Geまたは Ag— Cu等のロウ材によって行うことができる。

燃料改質器 9上の電極 7と外部リード端子 2とをボンディングワイヤ 3を介して電気的に接続する。さらに蓋体 4を用いて基体 1の凹部を封止することによって、燃料改質器収納用容器 11の凹部内に収容した燃料改質器 9を気密に封止した燃料改質装置が形成される。

本発明の燃料改質器収納用容器 11に収納される燃料改質器 9は、燃料を改質するための装置であり、その内部に燃料を改質するための触媒が担持された微細流路あるいは空隙を有する。

燃料改質器 9の形状は様々であり、例えば微小ケミカルデバイスとして、半導体製造技術等を適用して、例えば、シリコン等の半導体、石英、ガラス、金属、セラミックス等の無機材料の基材に、切削法、エッチング法、ブラスト法等によって細い溝を形成することによって液体流路が作製され、操作中の液体の蒸発防止等を目的として、ガラス板、金属等のカバーを陽極接合、ロウ付け、溶接等によって表面に密着させて使用される、例えば略四角形状のものが挙げられる。また、石英、ガラス、金属、セラミツタス等の無機材料力成る管状であり、その内面に燃料を改質するための触媒が担持されたものも挙げられる。

燃料の改質反応が水蒸気改質反応のような吸熱反応の場合、燃料改質器 9内には、温度調節機構、例えば、抵抗層等力も成る薄膜ヒーター (不図示)や厚膜ヒータ一 (不図示)を形成し、表面にはこのヒーターへ電力を供給する端子として電極 7が形成される。この温度調節機構によって、燃料改質条件に相当する 200〜800°C程度の温度条件に調整することで、供給管 5aが接続された燃料供給口カゝら供給される燃料を水蒸気と反応させて、燃料排出口に接続された排出管 5bカゝら水素ガスを発生させる改質反応を良好に促進することができる。

このようなヒーターは、燃料改質器 9における触媒が担持され燃料改質をおこなう流路内ゃ空隙内、あるいはその近傍に配置される。これによつて、ヒーターから発生する熱を効率的に燃料改質反応に用いることができる。

この燃料改質器 9は、蓋体 4が Au合金、 Ag合金、 A1合金等の金属ロウ材ゃガラス材による接合やシームウエルド法等によって基体 1にその凹部を覆って取着されることによって、燃料改質器収納用容器 11内に収納される。

例えば、 Au—Snロウ材によって接合する場合は、蓋体 4に予め Au—Snロウ材を溶着させておくか、あるいは金型等を用いて打ち抜き加工等で枠状に形成した Au— Sn口ゥ材を基体 1と蓋体 4との間に載置した後、封止炉ある!/ヽはシームウェルダーで蓋体 4を基体 1に接合することによって、燃料改質器収納用容器 11の内部に燃料改質器 9を封止することができる。

また、燃料改質器 9は、燃料改質器 9上の電極 7がボンディングワイヤ 3を介して基体 1に設けた外部リード端子 2に電気的に接続される。これによつて、電極 7を通じて燃料改質器 9の表面や内部に形成されたヒーターを加熱することができる。その結果、燃料改質器 9において反応温度の維持が可能となり燃料の改質反応を安定させることができる。

供給管 5aおよび排出管 5bは、それぞれ原料または燃料ガス流体の供給路および水素を含有する改質ガスの排出路である。供給管 5aおよび排出管 5bは、例えば、 F e— Ni合金、 Fe— Ni— Co合金、ステンレス鋼等の金属材料、 Al O質焼結体、 3A1

2 3 2

O - 2SiO質焼結体、 SiC質焼結体、 A1N質焼結体、 Si N質焼結体、ガラスセラミツ

3 2 3 4

ク焼結体等のセラミック材料、ポリイミド等の高耐熱の榭脂材料、または、ガラスで形成されている。

好ましくは、改質ガスに含まれる水素によって脆ィ匕しにくいものであるのがよい。このような材料としては、 Fe合金、セラミックス、ガラスが挙げられる。

本発明の燃料改質器収納用容器は、凹部内のガスを吸着するガス吸着材 10を凹部内に収納するのがよい。これによつて、蓋体 4で封止した後に、燃料改質器収納用容器の内側または燃料改質器 9自体の表面など燃料改質器収納用容器内部の各部品表面に吸着して、るガスが、燃料改質時の温度の影響や時間の経過に伴、燃料改質装置 11内部にアウトガスとして放出されたとしても、このガスをガス吸着材 10によって良好に吸着させることができるため、燃料改質装置 11内部の真空状態を、燃料改質装置 11内に燃料改質器 9を収納し封止した直後だけでなくその後も長期に保つことができる。

ガス吸着材 10は、化学的に活性な金属粉による気体の吸着作用を利用して真空排気を行うものである。ガス吸着材 10は、 10〜500 111程度の厚みを持っ^—0：等から成る金属板の片面あるいは両面に Zr、 Fe、 V等を主成分とする金属粉を 10 m〜 lmmの厚みで担持させ作製される。

なお、ガス吸着材 10の金属粉の表面は、通常酸ィ匕膜で覆われているためそのままではガス吸着作用は現さない。ガス吸着材 10の金属粉は加熱処理を行い、表面の酸ィ匕膜が吸着材内部へ拡散し表面に新しい活性面が現れることによってガス吸着作用が発動 (活性化)する。

よって、ガス吸着材 10は、リード端子 12にスポット溶接法等によって取り付けられ、燃料改質器収納用容器内 11に基体 1および蓋体 4と離間した状態で固定させる。すなわち、ガス吸着材 10は、基体 1および蓋体 4力も浮いた状態となっており、ガス吸着材 10の熱が基体 1および蓋体 4に伝導するのを有効に防止できる。

燃料改質器収納用容器 11内の断熱性を得るためには、燃料改質器収納用容器 1 1内を真空にすることが必要となり、燃料改質器 9を封止する際、真空炉でのロウ材による封止または真空チャンバ一内でのシームウエルド法などで行うと良い。

その後、リード端子 12を通じて通電させ、ガス吸着材 10の金属板を加熱することによってガス吸着材 10の金属粉の活性ィ匕を行う。

ガス吸着材 10の活性条件は、使用する金属粉の種類によって異なるが、ガス吸着材 10を 350〜900°C程度の加熱を行うことによって、活性状態が得られる。

また、ガス吸着材 10が配置される場所は、ガス吸着材 10が燃料改質器 9からの輻射熱を吸収し、活性されやすくするために、特に燃料改質器 9に形成された温度調節機構、例えば、抵抗層等力も成るヒーター部の近傍に配置されることが望ましい。また好ましくは、ガス吸着材 10は、燃料改質器 9から基体 1および蓋体 4への輻射による伝熱を低減するために、燃料改質器 9と基体 1の凹部を規定する内面との間、あるいは燃料改質器 9と蓋体 4との間に燃料改質器 9と近接してまたは接触して配置されることが望ましい。これによつて、ガス吸着材 10は、燃料改質器 9からの熱によつて活性化が持続され、高いガス吸着能力を維持することが可能となると同時に、燃料改質器収納用容器 11の表面の高温ィ匕の抑制をより有効に行うことができる。

ここでガス吸着材 10が燃料改質器 9と近接して配置されるとヽうのは、ガス吸着材 1 0と燃料改質器 9との間の距離が、ガス吸着材 10と基体 1を規定する内面との間の距離よりも小さい状態、またはガス吸着材 10と燃料改質器 9との間の距離が、ガス吸着材 10と蓋体 4の基体 1側の主面との間の距離よりも小さい状態で配置されている状態をいう。より好ましくは、ガス吸着材 10が燃料改質器 9に接触している力、またはガス吸着材 10と燃料改質器 9との間の距離が 5mm以下であるのがよい。これによつて、燃料改質器 9からの熱がガス吸着材 10の高温ィ匕に効率よく寄与できる。

ガス吸着材 10の配置例として、燃料改質器 9が略四角形状の場合、ガス吸着材 10 は燃料改質器 9の主面と相対畤するように配置されることが望ま、。これによつて、熱がより多く放出される燃料改質器 9の主面力基体 1および蓋体 4に伝導される熱をガス吸着材 10でより有効に遮断できるとともに、ガス吸着材 10の高温化もより良好に行うことができる。

また、燃料改質器 9がー平面上で屈曲した管状の場合、ガス吸着材 10は上記一平面に平行に相対畤するように配置されることが望ましい。これによつて、ガス吸着材 1 0を管状の燃料改質器 9の多くの部位と相対畤することができ、基体 1および蓋体 4に伝導される熱をガス吸着材 10でより有効に遮断できるとともに、ガス吸着材 10の高温ィ匕もより良好に行うことができる。

また、本発明の燃料改質器収納用容器 11は、ガス吸着材 10と排出管 5bとの間の距離が、ガス吸着材 10と供給管 5aとの間の距離に比し小さく設定されているのがよい。これによつて、燃料改質器 9で改質された直後の改質ガスは高温であり、この高温の改質ガスによって高温となった排出管 5bの持つ熱をガス吸着材 10の活性化に利用でき、その結果、ガス吸着材 10を加熱するための電力をより低減できるとともに発電損燃料改質器収納用容器 11内部の真空状態をより良好に保つことができる。なお、図 1に示した例においては、ガス吸着材 10を固定するリード端子 12を基体 1 に挿入させて取り付けているが、リード端子 12を蓋体 4に挿入させて取り付けても良い。

図 2は、本発明の第 2の実施形態の燃料改質装置 20Aを示す断面図である。本実施形態において、上述の実施形態の構成に対応する部分には同一の参照符を付し、説明を省略する。

燃料改質装置 20Aは、基体と、外部リード端子 2と、蓋体 4と、供給管 5aと、排出管 5bと、絶縁封止材 8と、電極 7を有する燃料改質器 9と、ガス吸着材 10と、リード端子 12aとを含む。基体 1、蓋体 4、供給管 5aおよび排出管 5bで燃料改質器 9を収納する燃料改質器収納用容器 11が構成される。この燃料改質器収納用容器 11に燃料改質器 9およびガス吸着材 10を収納し、蓋体 4で基体 1の凹部を気密に封止することにより燃料改質装置 20Aとなる。リード端子 12aは、基体 1の凹部を規定する内面を有する 4つの側壁のうち、外部リード端子 2が貫通する側壁とは異なる側壁に形成される貫通穴を介して設けられる点を除いて、上述の実施形態のリード端子 12と同様に構成される。本実施形態において、ガス吸着材 10は、基体 1の凹部を規定する内面、蓋体 4の基体 1側の主面、燃料改質器 9の表面に直接、載置固定される。または図 2のように、基体 1の凹部を規定する内面、蓋体 4の基体 1側の主面、または燃料改質器 9の表面にセラミックスや金属、榭脂等力も成る台座 13を介して載置固定されてもよい。また、ガス吸着材 10は、リード端子 12のみに固定して基体 1、蓋体 4、または燃料改質器 9 と離間させるように配置してもよ、。

ガス吸着材 10は、化学的に活性な金属粉による気体の吸着作用を利用して真空排気を行うものである。ガス吸着材 10は、 10〜500 111程度の厚みを持っ^—0：等から成る金属板の片面あるいは両面に Zr、 Fe、 V等を主成分とする金属粉を 10 m〜 lmmの厚みで担持させ作製される。外形は燃料改質器 9からの輻射熱を吸収できるよう燃料改質器 9と同寸法とすることが好ましい。また、ガス吸着材 10は、リード端子 12aがスポット溶接等によって取り付けられる。

燃料改質器収納用容器 11内の断熱性を得るためには、燃料改質器収納用容器 1 1内を真空にすることが必要となり、燃料改質器 9を封止する際、真空炉でのロウ材による封止や真空チャンバ一内でのシームウエルド法などで行えば良い。

その後に、前記ガス吸着材 10を、リード端子 12aから通電させることによって加熱させ活性化を行う。活性条件としては、ガス吸着材を 350〜900°Cの温度で加熱を行うことによって、 100%に近い活性状態が得られる。

この活性化とは、ガス吸着材 10が製造プロセスに於いて、表面に形成された酸ィ匕膜を除去する事により、新しいガス吸着面が現れ周囲に存在する COや N、Hと言

2 2 つたガス類を吸着させる機能を持たせることを言う。活性化する温度と時間は、使用する金属粉の種類によって異なる。

好ましくは、ガス吸着材 10が燃料改質器 9からの輻射熱を吸収し、活性されやすくするために、燃料改質器 9の高温部と相対畤するように配置されるのがよい。特に燃料改質器 9に形成された温度調節機構、例えば、抵抗層等カゝら成るヒーター部の近傍に配置されることが望まし、。

なお、図 2に示した例においては、ガス吸着材 10を蓋体 4の基体 1側の主面に載置しているが、これを基体 1の凹部を規定する内面または燃料改質器 9の表面に載置しても良い。また、燃料改質器 9と基体 1の凹部の底板との隙間や、燃料改質器 9と基体 1の凹部の側面との隙間に配置されても良い。

図 3は、本発明の第 3の実施形態の燃料改質装置 20Bを示す断面図である。本実施形態において、上述の実施形態の構成に対応する部分には同一の参照符を付し、説明を省略する。

燃料改質装置 20Bは、基体 1と、外部リード端子 2と、蓋体 4と、供給管 5aと、排出管 5bと、絶縁封止材 8と、電極 7を有する燃料改質器 9と、ガス吸着材 10とを含む。基体 1、蓋体 4、供給管 5aおよび排出管 5bで燃料改質器 9を収納する燃料改質器収納用容器 11が構成される。この燃料改質器収納用容器 11に燃料改質器 9およびガス吸着材 10を収納し、蓋体 4で基体 1の凹部を気密に封止することにより燃料改質装置 20Bとなる。本実施形態において、注目すべきは、ガス吸着材 10が燃料改質器 9 の表面に設けられて、ることである。

ガス吸着材 10は、 Zr、 Fe、 V等を主成分とする化学的に活性な金属粉等から成り、気体の吸着作用を利用して真空排気を行うものであり、燃料改質器 9の表面に設けられる。このように燃料改質器 9の表面に設けることによって、燃料改質器 9から基体 1や蓋体 4への輻射による伝熱を低減して、ガス吸着材 10の活性ィ匕を燃料改質器 9 からの熱により持続でき、さらに高いガス吸着能力を維持することが可能となると同時に、燃料改質装置 11の表面の高温ィ匕の抑制をより有効に行うことができる。

また、燃料改質器 9上の電極 7は、外部リード端子 2とボンディングワイヤ 3を介して電気的に接続されるか、電極 7と外部リード端子 2を直接電気的に接続する。さらに蓋体 4を用いて基体 1の凹部を封止することによって、基体 1の凹部内に収容した燃料改質器 9を気密に封止した燃料改質装置 20Bが形成される。

この燃料改質器 9は、蓋体 4が Au合金、 Ag合金、 A1合金等の金属ロウ材またはガラス材による接合あるいは抵抗溶接等によって基体 1にその凹部を覆って取着されること〖こよって、燃料改質装置 11内に収納される。

燃料改質器収納用容器 11内の断熱性を得るために、燃料改質器収納用容器 11 内を真空にすることが必要となる。この真空状態を作るために、燃料改質器 9を封止する際に、真空炉でのロウ材による封止や真空チャンバ一内でのシームウエルド法、電子ビーム溶接、プロジヱクシヨン溶接等で行うか、事前に不活性雰囲気中でのシームウエルド法、プロジェクシヨン溶接等で封止した後、燃料改質器収納用容器 11に形成した真空引き用パイプ (不図示)から真空引きを行い、真空引き用パイプを潰して圧着するなどの方法で燃料改質器収納用容器 11内を真空にするのが良、。

その後に、ガス吸着材 10を活性化させるために燃料改質装置 11を全体的に加熱するか、燃料改質器 9の熱により加熱を行う。活性条件としては、ガス吸着材を 350〜 900°Cの温度で加熱を行うことによって、 100%に近い活性状態が得られる。

また、上述のようにガス吸着材 10は、燃料改質器 9の表面に設けられている力好ましくは Ni—Cr等カゝら成る金属板または金属層を介して燃料改質器 9に接合するのがよい。なぜなら、金属板または金属層を介することによりガス吸着材 10と燃料改質器 9との接合強度を補強するとともに、燃料改質器 9から放出される熱を金属板または金属層に与え、その熱によってガス吸着材 10をまんべんなく活性ィ匕することができ、ガス吸着材 10を加熱するための電力を低減でき、燃料電池システムの発電効率を向上できるからである。また、金属板または金属層を Ni— Cr等の高抵抗なものとし、これに電流を流すことによって金属板または金属層を発熱させてガス吸着材 10を活 '性ィ匕することちできる。

さらに好ましくは、 10〜500 m程度の厚みを持つ金属板の片面あるいは両面に金属粉を 10 m〜lmmの厚みで担持させ作製されるのがよい。そして、金属板の外形は燃料改質器 9からの輻射熱を吸収できるよう燃料改質器 9と同寸法とすることが好ましい。また、ガス吸着材 10はスポット溶接等により取り付けられる。

また、さら〖こ好ましくは、ガス吸着材 10が燃料改質器 9からの輻射熱を吸収し、活性されやすくするために、燃料改質器 9の高温部と相対畤するようにも配置されるのがよい。

また、ガス吸着材 10は、燃料改質器 9の発熱部に配置されることが望ましい。これにより、熱がより多く放出される燃料改質器 9に形成された薄膜ヒーターや圧膜ヒータ一等の発熱部から基体 1や蓋体 4に伝導される熱をガス吸着材 10でより有効に遮断できるとともに、ガス吸着材 10の高温化もより良好に行うことができる。

なお、図 3に示した例においては、ガス吸着材 10を基体 1の表面に載置しているが、これを基体 1の凹部の内面または燃料改質器 9の表面に載置しても良い。また、燃料改質器 9と基体 1の凹部の底板との隙間、または燃料改質器 9と基体 1の凹部の側面との隙間に配置されても良い。

図 4は、本発明の第 4の実施形態の燃料改質装置 20Cを示す断面図である。本実施形態において、上述の実施形態の構成に対応する部分には同一の参照符を付し、説明を省略する。

燃料改質装置 20Cは、基体 1と、外部リード端子 2と、蓋体 4と、供給管 5aと、排出管 5bと、絶縁封止材 8と、電極 7を有する燃料改質器 9と、ガス吸着材 10と、リード端子 12とを含む。基体 1、蓋体 4、供給管 5aおよび排出管 5bで燃料改質器 9を収納する燃料改質器収納用容器 11が構成される。この燃料改質器収納用容器 11に燃料改質器 9およびガス吸着材 10を収納し、蓋体 4で基体 1の凹部を気密に封止することにより燃料改質装置 20Cとなる。本実施形態の燃料改質装置 20Cは、第 1の実施形態の燃料改質装置 20の構成に類似し、注目すべきは、凹部の内圧が 10²Pa以下にされている点である。また、本実施形態の燃料改質装置 20Cは、絶縁封止材 8を介さずにリード端子 12が基体 1に設けられている点でも、第 1の実施形態の燃料改質装置 20と異なる。

本発明の燃料改質装置 20Cにおいては、凹部の内圧が 10²Pa以下にされている。これによつて、燃料改質器 9からの熱の放射によって基体 1および蓋体 4に熱が伝わるのを有効に防止することができる。凹部の内圧が 10²Paを超えると、燃料改質器 9 からの熱の放射によって基体 1および蓋体 4に熱が伝わりやすくなるとともに、ガス吸着材 10の自己活性が起こりやすぐガス吸着材 10が短時間で活性力が低下し易くなる。

好ましくは、基体 1と蓋体 4との接合は、プロジェクシヨン法、シームウェルダー法、電子ビーム法、レーザービーム法等の溶接法により行われるのがよい。このような溶接法による基体 1と蓋体 4との接合は、基体 1と蓋体 4との接合部およびその近傍のみが加熱されることから、ガス吸着材 10が加熱されるのを抑制でき、ガス吸着 10が燃料改質装置 11の封止時に活性ィ匕されることはな、。

また、溶接法による基体 1と蓋体 4との接合は、ガス吸着材 10の吸着特性の劣化を防止するために 10²Pa以下の低圧下で行われるのがよ、。

10²Paを超える圧力下で接合を行うと、ガス吸着材 10が周辺のガスを吸着する際の反応熱によって自己活性をおこない、活性化が進行し、吸着特性の劣化の引き起こす恐れがある。

また、燃料改質器収納用容器 11内の内圧を下げ真空度を高める際に、より多くのガス吸着材 10が必要になり、結果、燃料改質器収納用容器 11内部のガス吸着材設置許容量を超えてしまう恐れがある。

また、溶接時に基体 1と蓋体 4の接合部及びその周辺が酸化され、その部分から燃料改質時の温度の影響や時間の経過に伴いアウトガスが放出される可能性がある。燃料改質器 9は、燃料改質器 9上の電極 7がボンディングワイヤ 3を介して基体 1に設けた外部リード端子 2に電気的に接続される。これにより、電極 7を通じて燃料改質器 9の表面や内部に形成されたヒーターを加熱することができる。その結果、燃料改質器 9において反応温度の維持が可能となり燃料の改質反応を安定させることができる。

ガス吸着材 10の加熱は、ガス吸着材内部の金属材に外部電源からの電気工ネルギーをリード端子で伝送させることによって金属材を発熱させることによって行われたり、また、蓋体 4もしくは基体 1に設けられた窓部を通じて赤外線またはレーザー光等光線をガス吸着材 10に照射し、光線のエネルギーを直接ガス吸着材 10で熱ェネルギ一に変換することによって行う。

ガス吸着材 10は基体 1の凹部を規定する内面に直接、あるいは台座などを介して搭載してもよぐ燃料改質器 9上に搭載してもよい。また、図 4のようにリード端子に接続して外部電源からの電気エネルギーをリード端子で伝送し、この電気エネルギーをガス吸着材 10の金属板に伝え、この金属板で熱エネルギーに変換してガス吸着材 1 0の加熱を補助的に行ってもよい。

なお、図 4に示した例においては、ガス吸着材 10はリード端子 12に接合されているが、絶縁性の例えばセラミック等の台座であっても良い。

図 5は、本発明の第 5の実施形態の燃料改質装置 20Dを示す断面図である。図 6 は、図 5の燃料改質装置 20Dの上側力も見た斜視図である。図 7は、図 5の燃料改質装置の下側力も見た斜視図である。また、図 8は、図 5の燃料改質装置 20Dの基体 1 Aの斜視図である。本実施形態において、上述の実施形態の構成に対応する部分には同一の参照符を付し、説明を省略する。

燃料改質装置 20Dは、基体 1Aと、外部リード端子 2と、蓋体 4Aと、供給管 5aと、排出管 5bと、絶縁封止材 8と、電極 7を有する燃料改質器 9と、ガス吸着材 10と、リード端子 12とを含む。基体 1A、蓋体 4A、供給管 5aおよび排出管 5bで燃料改質器 9を収納する燃料改質器収納用容器 11が構成される。この燃料改質器収納用容器に燃料改質器 9を収納し、蓋体 4Aと基体 1Aで気密に封止することにより燃料改質装置 2 ODとなる。

本発明における基体 1 Aおよび蓋体 4Aは、ともに燃料改質器 9を収納する容器としての役割を有する。それらは、例えば、ステンレス鋼、 Fe— Ni— Co合金、 Fe— Ni合金等の Fe系合金または無酸素銅等の金属材料、無機材料、有機材料、あるいはこれらの複合体で形成されている。なお、基体 1Aに形成されている凹部は基体 1Aに枠体を接合することにより形成されてもよぐ基体 1Aに直接凹部が形成されていてもよい。

本発明の基体 1Aの蓋体 4Aとの接合部および蓋体 4Aの基体 1Aとの接合部の少なくとも一方に凹部内の気体を排気するための溝 15が形成されている。これによつて、減圧状態での封止時に排気用の溝 15から基体 1Aと蓋体 4Aから形成される燃料改質器収納用容器 11の内部にあるガスを十分に排出することが可能であり、燃料改質器収納用容器内部を高真空に排気することが可能である。これによつて、熱を効果的に断熱することができ、燃料改質器 9から基体 1Aおよび蓋体 4Aの外面への熱伝導を大幅に低減できる。このため、燃料改質器収納用容器 11の外表面の温度が上昇するのを有効に抑制することが可能となる。その結果、携帯機器内の他の部品が破壊されるのを有効に防止できる。なお、図 8の例では、基体 1Aの蓋体 4Aとの接合面に溝 15を形成した例を示している力これに限らず、蓋体 4Aの基体 1Aとの接合面に溝 15を形成してもよい。

さらに図 8の例では、基体 1Aの蓋体 4Aとの接合部を全周にわたって突出させ、この突出した部位 (突出した部位のことを一般にプロジェクシヨンともいう。以下、この突出した部位をプロジェクシヨンともいう） 14の一部を切り欠くことによって溝 15を形成した例を示している。これによつて、溶接によって蓋体 4Aと基体 1Aとの接合部のみに熱を生じさせて蓋体 4Aと基体 1Aとを接合する際、熱をプロジェクシヨン 14に集中させることができ、接合効率を高めることができる。これとともに熱が基体 1 Aまたは蓋体 4Aに伝達して、燃料改質器収納用容器 11内の他の部品または燃料改質器収納用容器 11の外側の他の部品に損傷を与えたり、燃料改質器収納用容器 11が歪んで封止不良が生じたりするのを有効に抑制できる。

このような基体 1Aおよび蓋体 4Aは、切削法、プレス法、 MIM (Metal Injection M old)法等により所定の形状に形成される。

基体 1Aおよび蓋体 4Aの少なくとも一方に形成されたプロジェクシヨン 14の溝 15の幅は、 0. 05mm乃至 5mmであるのがよい。これによつて、減圧状態での封止において、燃料改質器収納用容器 11内部の排気を行いかつ気密封止が可能となる。その結果、燃料改質器 9から基体 1 Aおよび蓋体 4Aに伝わる熱をより効果的に低減することができ、燃料改質器 9の温度低下を抑制して発電損失をより低減することができるとともに燃料改質器収納用容器 11の高温ィ匕の抑制をより有効に行うことができる。また、基体 1Aおよび蓋体 4Aの腐食を防止するためにその表面は、例えば Au、 Ni のめつき処理や、ポリイミド等の樹脂コーティング等の被覆コーティング処理が行われることが望ましい。例えば Auめっき処理の場合であれば、その厚さは 0. 1〜5 /ζ πι程度であることが望ましい。

以上のような基体 1Aおよび蓋体 4Αは、燃料改質装置 11の小型化および低背化を可能とするためには厚さを薄くすべきであるが、機械的強度である曲げ強度は 200 MPa以上であることが好まし、。

また、蓋体 4Aおよび基体 1 Aは、熱伝導率が 120W/mK以下の金属材料からなるのがよい。これにより、燃料改質器 9からの熱が蓋体 4Aおよび基体 1Aに伝わるのを抑制して、蓋体 4A表面および基体 1A表面の温度が上昇するのをさらに有効に防止することが可能となる。よって、燃料改質器収納用容器 11内の他の部品や燃料改質器収納用容器 11の外側の他の部品に損傷を与えるのをさらに有効に防止でき、燃料電池システムを長期に安定かつ安全に使用することができる。このような熱伝導率が 120WZmK以下の金属材料としては、例えば、ステンレス鋼、 Fe— Ni— Co合金、 Fe— Ni合金等が挙げられる。

燃料改質器 9上の電極 7と外部リード端子 2とを電気的に接続し、蓋体 4Aと基体 1 Aとを接合するとともに溝 15を塞ぐことによって、燃料改質器収納用容器 11内部に収容した燃料改質器 9を気密に封止した燃料改質装置 20Dが形成される。本発明の燃料改質装置 20Dは、基体 1Aと蓋体 4Aとを溶接などによって接合しており、この溶接の際、溝 15を規定する内面を溶融して溝 15を塞いでいる。これによつて、減圧状態において蓋体 4Aと基体 1Aとを接合する際、溝 15から燃料改質器収納用容器の内部にあるガスを十分に排出することが可能であり、燃料改質器収納用容器内部を高真空に排気することが可能である。これとともに、蓋体 4Aと基体 1Aとの接合の際に加える熱によって基体 1Aまたは蓋体 4Aが歪んで応力が生じたとしても、溝 15を規定する部分を適度に変形させることによって応力を吸収させることができ、応力による封止不良を有効に防止することができる。

基体 1Aと蓋体 4Aとの接合は抵抗溶接またはレーザ照射による溶接などの溶接法、ろう付け法などを用いることができる。溶接法の場合、溝 15を介して内部のガスを排出しながら溶接を行っていき、溶接が最終的に溝 15付近に達した時にその溶接によつて溝 15を規定する内面を溶融させて溝 15を塞ぐ。

また、ろう付け法の場合、溝 15以外の部位にろう材を塗布しておき、ろう材が基体 1 Aと蓋体 4Aとの間にぬれ広がった後に、最後にろう材が溝 15に濡れ広がるようにして溝 15を塞ぐ。あるいは、溝 15を規定する内面にもろう材を塗布しておいてもよいが、この場合、接合時に溝 15が塞がれないよう、溝 15の内側のガスを排気するための通路を十分確保しておく必要がある。

このように溶接法およびろう付け法にぉ、て、溝 15が最後に塞がれるようにしておくことで、溝 15によって燃料改質器収納用容器 11内の排気を良好に行うことができる好ましくは、基体 1Aと蓋体 4Aとを溶接により接合し、溝 15を規定する内面を基体 1 Aと蓋体 4Aとの接合の際に溶融して溝 15を塞ぐのがよい。これによつて、蓋体 4Aと基体 1Aとの接合部のみに熱を生じさせて蓋体 4Aと基体 1Aとを接合することができ、熱が基体 1Aまたは蓋体 4Aに伝達して、燃料改質装置 20D内の他の部品または燃料改質装置 20Dの外側の他の部品に損傷を与えたり、燃料改質器収納用容器 1 1が歪んで封止不良が生じたりするのを有効に抑制できる。

また、蓋体 4Aと基体 1Aとの接合を溝 15で排気を行いながら溝 15以外の部位を先に溶接し、最後に溝 15を塞ぐことによって、接合中に溝 15が埋まって排気の効率が低下するのを抑制し、燃料改質器収納用容器 11内の真空度を高くすることができる燃料改質器 9は、燃料改質器 9上の電極 7が基体 1Aに設けた外部リード端子 2〖こ電気的に接続される。これによつて、電極 7を通じて燃料改質器 9の表面や内部に形成されたヒーターを加熱することができる。その結果、燃料改質器 9において反応温度の維持が可能となり燃料の改質反応を安定させることができる。

好ましくは、ガス吸着材 10を凹部を規定する、溝 15側の内面に沿って配置するのがよい。これによつて、基体 1Aと蓋体 4Aとの接合時に溝 15を排気用として用い、最後にこの溝 15を塞ぐ際に気体が被着しやすいこの溝 15を規定する部分にガス吸着材 10を近づけることによって、溝 15を規定する部分に被着した気体を即座にガス吸着材 10で効率よく吸着させることができる。つまり、溝 15を規定する部分に被着した気体が燃料改質器収納用容器内に放散して他の部位に再被着するという悪循環を抑制してガス吸着の効率をきわめて高くすることができる。

本発明の燃料改質装置 20Dにおいては、本発明の第 4の実施形態の燃料改質装置 20Cと同様に、燃料改質器収納用容器 11内部の内圧、すなわち凹部の内圧が 1 0²Pa以下にされて!/、るのがよ!/、。

好ましくは、基体 1 Aと蓋体 4Aとの接合は、抵抗溶接法によって行われるのがよい。この溶接法による基体 1Aと蓋体 4Aとの接合は、基体 1Aと蓋体 4Aの接合部及びその近傍のみが加熱される。したがって、ガス吸着材 10が加熱されるのを抑制でき、ガス吸着 10が燃料改質器収納用容器 11の封止時に活性ィ匕されることはない。

また、 10²Pa以下の気圧下で基体 1Aと蓋体 4Aとの接合が行われるのがよい。 10² Pa以下の気圧下で接合を行うと、燃料改質器収納用容器 11内の真空度を高めることができる。よって、燃料改質器 9から基体 1Aおよび蓋体 4Aに熱が伝わるのを有効に防止できる。

また、燃料改質器収納用容器内にガス吸着材 10を収納する場合、ガス吸着材 10 が周辺のガスを吸着する際の反応熱により自己活性をおこない、活性化が進行し、吸着特性が劣化するのを有効に防止できる。また、燃料改質器収納用容器内の内圧を下げ真空度を高める際に、ガス吸着材 10のガス吸着許容量の限界に近づくことを有効に防止し、ガス吸着材 10の吸着機能を良好に維持できる。

なお、燃料改質器収納用容器を気密封止した後に燃料改質器収納用容器内に放出されるアウトガスとは、燃料改質器収納用容器の内面もしくは燃料改質器自体の表面など燃料改質器収納用容器内の各部品表面に吸着してヽるガス、または溶接時に基体 1Aと蓋体 4Aとの接合部およびその周辺が酸化されてその部分力も燃料改質時の温度の影響および時間の経過に伴!、放出されるガスのことである。このように燃料改質器収納用容器を 10²Pa以下の気圧下で封止し、その後ガス吸着材 10でこのアウトガスを吸着することによって、燃料改質器収納用容器 11内の真空度をより高めることができる。

なお、供給管 5aおよび排出管 5bは、基体 1Aを貫通していてもよく蓋体 4Aを貫通していてもよい。あるいは、基体 1Aと蓋体 4Aとの接合界面に挟み込むようにして凹部内と外部とを連通してもよい。

なお、図 5に示した例においては、ガス吸着材 10はリード端子 12に接合されているが、絶縁性の例えばセラミック等の台座に固定しても良い。

図 9は、本発明の第 6の実施形態の燃料改質装置 20Eを示す断面図である。図 10 は、図 9の燃料改質装置 20Eの蓋体 4の一部を除いた上面側の斜視図である。図 11 は、図 9の燃料改質装置 20Eの下面側の斜視透視図である。図 12は、図 9の燃料改質装置 20Eにおけるガス吸着材 10の部分を示す拡大平面図である。図 13は、本発明の第 7の実施形態の燃料改質装置 20Fを示す、蓋体 4の一部を除、た上面側の斜視図である。図 14は、図 13の燃料改質装置 20Fにおけるガス吸着材 10の部分を示す拡大平面図である。

本実施形態において、上述の実施形態の構成に対応する部分には同一の参照符を付し、説明を省略する。燃料改質装置 20Eは、基体 1と、外部リード端子 2と、蓋体 4と、供給管 5aと、排出管 5bと、絶縁封止材 8と、電極 7を有する燃料改質器 9と、ガス吸着材 10と、リード端子 12bとを含む。基体 1、蓋体 4、供給管 5aおよび排出管 5bで燃料改質器 9を収納する燃料改質器収納用容器 11が構成される。この燃料改質器収納用容器 11に燃料改質器 9およびガス吸着材 10を収納し、蓋体 4で基体 1の凹部を気密に封止することにより燃料改質装置 20Eとなる。リード端子 12bは、基体 1の凹部を規定する内面を有する 4つの側壁のうち、外部リード端子 2が貫通する側壁とは異なる側壁に形成される貫通穴を通り、かつ基体 1に絶縁封止材 8を介して設けられる点を除いて、上述の実施形態のリード端子 12と同様に構成される。

ガス吸着材 10は、化学的に活性な金属粉による気体の吸着作用を利用して真空度を高めるためものである。ガス吸着材 10は、例えば 10〜500 /ζ πι程度の厚みを持つ帯状の Ni— Cr等力も成る金属板の片面あるいは両面に Zr、 Fe、 V等を主成分とする金属粉を 10 μ m〜 lmmの厚みで担持させたものである。このガス吸着材 10は、基体 1の凹部内と外部とを連通するように、基体 1または蓋体 4に固定されたリード端子 12bにスポット溶接等により取り付けられる。

このリード端子 12bはガス吸着材 10の金属板を通電するためのものである。リード端子 12b、通電によって生じる金属板の抵抗発熱によって金属板表面に被着された金属粒子を加熱し、活性化させることができる。例えば、ガス吸着材 10の両端部のそれぞれにリード端子 12bを接続し、両端部に接続されたリード端子 12b間に電圧を印加することによってガス吸着材 10を通電することができる。

そして、本発明のガス吸着材 10は、ガス吸着材 10を構成する金属板の通電部の一部に通電方向に直交する方向の断面積が他の部位よりも小さい高抵抗部 16を形成している。ここで、金属板の通電部とは、金属板を通電するために電気的に接続されたリード端子 12bによって入出力される電流が流れる部位を示し、金属板における電流入力用のリード端子 12bと電流出力用のリード端子 12bとの間の部位のことである。

この構成によって、金属板に局所的に抵抗の高い部分を形成し、この抵抗の高い部分で効率よく発熱させて表面に被着した金属粉末を非常に効率よく活性化させることができ、ガス吸着材 10を活性ィ匕するための印加電流値を低減することができる。その結果、ガス吸着材 10を加熱するための電力を低減でき、燃料改質器収納用容器 11を用いた燃料電池システムの発電効率を向上できる。

また、高抵抗部 16により効率よくガス吸着材 10を活性ィ匕できるので、ガス吸着材 1 0を小さくしても燃料改質器収納用容器 11内部の真空状態を良好に維持するのに十分なガス吸着機能を維持できる。よって、ガス吸着材 10を収納するためのスぺースを小さくすることができ、燃料改質器収納用容器 11の小型化および低背化、さらにその燃料改質器収納用容器 11を用いた携帯機器用の燃料電池システム機器の小型化および低背化が可能となる。

高抵抗部 16は、金属板の通電方向に直交する方向の断面積を他の部位よりも小さくなるように形成されてヽればよぐ金属板に通電方向に交わる切り欠き 16aを設けたり、金属板の厚みを薄くしたりする等の種々の方法によって形成される。

また、高抵抗部 16は、金属板の通電部に図 12に示すような切り欠き 16aを設けることによって形成するのがよい。これによつて、ガス吸着材 10に接続されたリード端子 1 2bからの通電による活性ィ匕熱の影響でガス吸着材 10が変形を起こした場合にも、切り欠き 16aによってその変形を緩和でき、ガス吸着材 10とリード端子 12bとの接続部に応力が生じるのを抑制することができる。その結果、リード端子 12bとガス吸着材 1 0との接続部が破損したり、ガス吸着材 10がリード端子 12bから欠落したりするのを有効に防止することができる。

ガス吸着材 10の金属板に設けられる切り欠き 16aの形状は V字型、角型、または丸型など様々であり、切り欠き 16aは図 10および図 12に示ように一箇所に形成されていてもよぐ図 13および図 14に示される本発明の第 7の実施形態の燃料改質装置 2 OFのように、複数箇所に形成されていても良い。このとき、好ましくは通電による切り欠き 16aからの発熱がガス吸着材 10全体に均一に伝達するようガス吸着材 10の中央部もしくは全長の等間隔となる場所に設けることがよい。

切り欠き 16aを有するガス吸着材 10は、例えば、 Zr、 Fe、 V等を主成分とする金属粉を担持させた Ni— Cr等カゝら成る金属板を所定の形状にプレス加工によって打ち抜く方法、またはレーザーなどによる切断などの方法を用いて成形されたり、先に上記の方法によって所定の形状にカ卩ェされた Ni—Cr等力も成る金属板に Zr、 Fe、 V 等を主成分とする金属粉を後に担持させることによって成形される。

好ましくは、ガス吸着材 10を燃料改質器 9に対向するように配置し、切り欠き 16aを燃料改質器 9に対向させるのがよい。これによつて、ガス吸着材 10の特に発熱の大きい切り欠き 16aを燃料改質器 9に近づけることによって、ガス吸着材 10の熱を燃料改質器 9へ放射させて燃料改質器 9の高温ィ匕に寄与させることができ、燃料改質器 9の温度を高温に維持するために供給する電力を低減することができる。その結果、燃料改質器収納用容器 11を用いた燃料電池システムの発電効率をより向上できる。また、燃料改質器収納用容器 11内の断熱性を得るために、燃料改質器収納用容器 11内をできるだけ真空にするのがよ!/、。燃料改質器収納用容器 11内を真空にする方法としては、例えば、真空炉内において燃料改質器収納用容器 11に蓋体 4を口ゥ付けすることによって封止する力、または、真空チャンバ一内において燃料改質器収納用容器 11に蓋体 4をシームウエルド法などで溶接する等の方法がある。

その後に、前記ガス吸着材 10を、リード端子 12から通電させることによって加熱させ活性化を行う。活性条件としては、ガス吸着材 10を 350〜900°Cの温度で加熱を行うことにより、 100%に近い活性状態が得られる。

また、ガス吸着材 10は、リード端子 12bのみに固定して基体 1、蓋体 4、または燃料改質器 9と離間させるように配置してもよ、。

また、本例ではガス吸着材 10の金属板の形状として、図 10および図 13に示されるように板状の例を示したが、それに限られず、柱状のものでもよぐ屈曲部を有したものでもよい。さらに、切り欠き 16aを金属板に溝状に形成してもよい。

図 15は、本発明の第 8の実施形態の燃料改質装置 20Gを示す断面図である。本実施形態において、上述の実施形態の構成に対応する部分には同一の参照符を付し、説明を省略する。

燃料改質装置 20Gは、基体 1と、外部リード端子 2と、蓋体 4と、供給管 5aと、排出管 5bと、絶縁封止材 8と、電極 7を有する燃料改質器 9とを含む。基体 1、蓋体 4、供給管 5aおよび排出管 5bで燃料改質器 9を収納する燃料改質器収納用容器 11が構成される。この燃料改質器収納用容器 11に燃料改質器 9を収納し、蓋体 4で基体 1 の凹部を気密に封止することにより燃料改質装置 20Gとなる。

図 16は、図 15のの燃料改質装置 20Gにおける供給管 5aまたは排出管 5bと基体 1 との接合部の要部拡大断面図である。図 15および図 16においては、供給管 5aまたは排出管 5bの実施の形態の一例として、外側に鍔部 6を設けたものを示す。供給管 5aまたは排出管 5bの外側と基体 1の貫通孔間には、空隙 17が設けられる。

供給管 5aまたは排出管 5bは、基体 1または蓋体 4に形成した貫通孔との間に空隙 17を有するように接合される。このような空隙 17は、例えば、図 15および図 16に示すように、供給管 5aまたは排出管 5bが鍔部 6を有する場合は、鍔部 6を基体 1または蓋体 4の貫通孔の縁部に接合することによって、供給管 5aまたは排出管 5bの外面と貫通孔の内面との間に空隙 17を形成できる。

図 17は、本発明の第 9の実施形態の燃料改質装置 20Hにおける供給管 5aまたは排出管 5bと基体 1との接合部の要部拡大断面図である。また、図 17に示されるように、供給管 5aまたは排出管 5bの外面の一部のみを基体 1または蓋体 4の貫通孔の内面にロウ材または封止材 18を介して接合することによって空隙 17を形成してもよい。図 18は、本発明の第 10の実施形態の燃料改質装置 201における供給管 5aまたは排出管 5bと基体 1との接合部の要部拡大断面図である。さらに、図 18に示されるように、基体 1または蓋体 4の貫通孔に段差を設け、この段差に供給管 5aまたは排出管 5bをロウ付けや溶接などによって接合することによって空隙 17を形成しても良い。また、供給管 5aまたは排出管 5bの外面と、基体 1または蓋体 4の貫通孔の内面との間の空隙 17の幅は、 0. 01mm以上とするのがよぐ図 17に示されるように、供給管 5 aまたは排出管 5bの外面の一部のみを基体 1または蓋体 4の貫通孔の内面にロウ材 13を介して接合する場合、より好ましくは 0. 01-0. 3mmとするのがよい。 0. 01m m未満であった場合、供給管 5aまたは排出管 5bを基体 1または蓋体 4に挿入した際、供給管 5aまたは排出管 5bが貫通孔の内面に接触する恐れがあり、また供給管 5a または排出管 5bと貫通孔との間の空隙 17に Au—Snや Ag— Cu等のロウ材が毛細管現象によって充填され空隙 17の確保が困難となる恐れがある。その結果、燃料改質器 9からの熱が供給管 5aまたは排出管 5bから基体 1へ伝達することによって燃料改質器収納用容器 11の外壁表面の温度が上昇し、携帯機器内の他の部品が破壊されやすくなる。一方、 0. 3mm以上となった場合、供給管 5aまたは排出管 5bを基体 1または蓋体 4の貫通孔内面にロウ付けするのが困難になる。

また、図 15および図 16に示されるような供給管 5aまたは排出管 5bの外面に鍔部 6 を有する場合は、供給管 5aまたは排出管 5bの外面と、基体 1または蓋体 4の貫通孔の内面との間の空隙 17の幅は、 0. 01mm以上とするのがよぐより好ましくは 0. 01 〜5mmとするのがよい。 0. 01mm未満であった場合、供給管 5aまたは排出管 5bを基体 1または蓋体 4に挿入した際、供給管 5aまたは排出管 5bが貫通孔の内面に接触する恐れがあり、また供給管 5aまたは排出管 5bと貫通孔との間の空隙 17に Au— Snや Ag— Cu等のロウ材が毛細管現象によって充填され空隙 17の確保が困難となる恐れがある。その結果、燃料改質器 9からの熱が供給管 5aまたは排出管 5bから基体 1へ伝達することにより燃料改質器収納用容器 11の外壁表面の温度が上昇し、携帯機器内の他の部品が破壊されやすくなる。一方、 5mm以上となった場合、鍔部 6 が大きくなる傾向となり、鍔部 6の変形などが発生しやすくなる傾向がある。また、燃料改質器収納用容器 11自身も大きくなる傾向となり、小型化、低背化の障害となる。また、鍔部 6の外径は供給管 5aまたは排出管 5bが挿入される基体 1または蓋体 4 の貫通孔の直径に対し、ロウ付けまたは溶接などの作業上、また鍔部 6の変形防止のために lmm以上大きくすることが好ましい。また、鍔部 6の厚みは変形防止のために 0. lmm以上とすることが好ましい。また、溶接法によって基体 1と接合するには、供給管 5aまたは排出管 5bの鍔部 6に全周にわたって突起 (プロジェクシヨン)を設けることが好ましい。

なお、図 15および図 16に示した例においては、鍔部 6は供給管 5aまたは排出管 5 bに直接接合されているが、供給管 5aまたは排出管 5bが連通する断面が円形状または多角形状の筒状部材に鍔部 6を設けたものを用いて基体 1または蓋体 4と接合させても良い。

本発明は、その精神または主要な特徴力逸脱することなぐ他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。

産業上の利用可能性

本発明によれば、燃料改質器収納用容器は、燃料カゝら水素ガスを含む改質ガスを発生させる燃料改質器が収納される凹部を有した基体と、燃料改質器力ゝらの改質ガスを排出すべく凹部内と外部とを連通する排出管と、燃料改質器に燃料を供給すベく凹部内と外部とを連通する供給管と、基体の凹部を塞ぐように接合される蓋体と、凹部内に収納されて凹部内のガスを吸着するガス吸着材とを具備してなる。したがって、蓋体で燃料改質器収納用容器内を封止した後に、燃料改質器収納用容器の内面および燃料改質器自体の表面など燃料改質器収納用容器内の各部品表面に吸着して、るガスが、燃料改質時の温度の影響や時間の経過に伴!、燃料改質器収納用容器内部にアウトガスとして放出されたとしても、このガスをガス吸着材によって良好に吸着させることができる。このため、燃料改質器収納用容器内部の真空状態を、燃料改質器収納用容器に燃料改質器を収納し封止した直後だけでなくその後も長期に保つことができる。

また本発明によれば、ガス吸着材が燃料改質器と凹部の内面との間あるいは燃料改質器と蓋体との間に燃料改質器と近接または接触して配置されている。したがって、燃料改質器カゝら放出される熱でガス吸着材の温度を上げガス吸着材を活性ィ匕することができ、ガス吸着材を加熱するための電力を低減でき、燃料電池システムの発電効率を向上できる。

さらに、ガス吸着材が燃料改質器から基体および蓋体へ伝導する熱を吸熱することができ、燃料改質器収納用容器の外壁表面の温度が上昇するのを有効に抑制することが可能となる。これによつて、携帯機器内の他の部品を破壊するのを有効に防止でき、燃料電池システムを長期に安定かつ安全に使用することができる。

その結果、燃料改質反応が化学反応式 (1)の水蒸気改質反応のような吸熱反応の場合において、燃料改質器内で燃料を改質する際に発生する熱の外部への伝導量が増加することがない。したがって、燃料改質器の温度が低下せず、その結果ヒータ一の発熱量を増力 tlさせる必要がなくなり、燃料電池システム全体の発電損失が増加しない。このようにして、高効率な燃料電池システムを達成することができる。また本発明によれば、ガス吸着材と排出管との間の距離が、ガス吸着材と供給管との間の距離に比し小さく設定されている。したがって、燃料改質器で改質された直後の高温の改質ガスによって高温となった排出管の持つ熱をガス吸着材の活性化に利用でき、その結果、ガス吸着材を加熱するための電力をより低減できるとともに発電損燃料改質器収納用容器内部の真空状態をより良好に保つことができる。

また本発明によれば、燃料改質器用収納用容器は凹部内から外部に導出されるようにして基体に取着されたリード端子をさらに含み、ガス吸着材が基体と離間した状態でリード端子に固定されている。したがって、ガス吸着材の熱が基体に伝導してガス吸着材の温度が低下するのを有効に防止してガス吸着材の温度を高温に維持でき、ガス吸着材を加熱するための電力を低減でき、燃料電池システムの発電効率を向上できる。

また本発明によれば、ガス吸着材は、金属板の表面に金属粉末を被着して成るとともに、このガス吸着材を通電するためのリード端子を凹部内と外部とを連通するように設けられている。ガス吸着材を構成する金属板の通電部に通電方向に直交する方向の断面積が他の部位よりも小さい高抵抗部を形成している。したがって、高抵抗部において局所的に抵抗を高くし、この抵抗の高い部分で効率よく発熱させて表面に被着した金属粉末を非常に効率よく活性化させることができ、ガス吸着材を活性ィ匕するための印加電流値を低減することができる。その結果、ガス吸着材を加熱するための電力を低減でき、燃料改質器収納用容器を用いた燃料電池システムの発電効率を向上できる。

また、高抵抗部により効率よくガス吸着材を活性ィ匕できるので、ガス吸着材を小さくしても燃料改質器収納用容器内部の真空状態を良好に維持するのに十分なガス吸着機能を維持できる。これによつて、ガス吸着材を収納するためのスペースを小さくすることができ、燃料改質器収納用容器の小型化および低背化、さらにその燃料改質器収納用容器を用いた携帯機器用の燃料電池システム機器の小型化および低背化が可能となる。

また本発明によれば、高抵抗部を金属板の通電部に切り欠きを設けることにより形成している。したがって、ガス吸着材に接続されたリード端子からの通電による活性化熱の影響でガス吸着材が変形を起こした場合にも、切り欠きによりその変形を緩和でき、ガス吸着材とリード端子との接続部に応力が生じるのを抑制することができる。その結果、リード端子とガス吸着材との接続部が破損したり、ガス吸着材がリード端子力欠落したりするのを有効に防止することができる。

また本発明によれば、ガス吸着材を燃料改質器に対向するように配置し、切り欠きを燃料改質器に対向させている。したがって、ガス吸着材の特に発熱の大きい切り欠きを燃料改質器に近づけることにより、ガス吸着材の熱を燃料改質器へ放射させて燃料改質器の高温ィ匕に寄与させることができ、燃料改質器の温度を高温に維持するために供給する電力を低減することができる。その結果、燃料改質器収納用容器を用いた燃料電池システムの発電効率をより向上できる。

また本発明によれば、前記基体の前記蓋体との接合部および前記蓋体の前記基体との接合部の少なくとも一方に前記凹部内の気体を排気するための溝を形成している。したがって、減圧状態において蓋体と基体とを接合する際、溝から燃料改質器収納用容器の内部にあるガスを十分に排出することが可能であり、燃料改質器収納用容器内部を高真空に排気することが可能である。また、蓋体と基体との接合の際に加える熱によって基体または蓋体が歪んで応力が生じたとしても、溝部を適度に変形させることによって応力を吸収させることができ、応力による封止不良を有効に防止することができる。

また本発明によれば、基体の蓋体との接合部および蓋体の基体との接合部の少なくとも一方を全周にわたって突出させ、この突出した部位の一部を切り欠くことによつて溝を形成している。したがって、溶接によって蓋体と基体との接合部のみに熱を生じさせて蓋体と基体とを接合する際、熱を突出部に集中させることができ、接合効率を高めることができる。これとともに熱が基体または蓋体に伝達して、燃料改質器収納用容器内の他の部品や燃料改質器収納用容器の外側の他の部品に損傷を与えたり、燃料改質器収納用容器が歪んで封止不良が生じたりするのを有効に抑制できる。

また本発明によれば、ガス吸着材を凹部の溝側の内面に沿って配置している。したがって、基体と蓋体との接合時に溝を排気用として用い、最後にこの溝を塞ぐ際に気体が被着しやす、この溝部にガス吸着材を近づけることによって、溝部に被着した気体を即座にガス吸着材で効率よく吸着させることができる。つまり、溝部に被着した気体が燃料改質器収納用容器内に放散して他の部位に再被着するという悪循環を抑制してガス吸着の効率をきわめて高くすることができる。

また本発明によれば、蓋体および基体が熱伝導率が 120W/mK以下の金属材料力らなる。したがって、燃料改質器力もの熱が蓋体および基体に伝わるのを抑制して、蓋体表面および基体表面の温度が上昇するのをさらに有効に防止することが可能となる。これによつて、燃料改質器収納用容器内の他の部品および燃料改質器収納用容器の外側の他の部品に損傷を与えるのをさらに有効に防止でき、燃料電池システムを長期に安定かつ安全に使用することができる。

また本発明によれば、上記本発明の燃料改質器収納用容器と、凹部内に収納される燃料改質器とを具備するので、長期に安定かつ安全であり、また高効率な燃料電池システムを達成することができる。

また発明によれば、ガス吸着材は燃料改質器表面に設けられるので、ガス吸着材を燃料改質器の熱によって活性化した後も、燃料改質器の熱を利用してガス吸着材を高温に維持できる。したがって、常温での使用と比較して、高温におけるガス吸着効率の高ヽ温度依存性を有するガス吸着材を使用する場合におヽては、ガス吸着効率が非常に高い状態で使用することが可能となり、その結果、燃料改質装置内部の真空状態を、燃料改質装置に燃料改質器を収納し封止した直後だけでなくその後も長期に保つことができる。

また本発明によれば、ガス吸着材と燃料改質器とを金属板を介して接合して!/、る。したがって、ガス吸着材と燃料改質器との接合強度を補強するとともに、燃料改質器力も放出される熱を金属板に与え、その熱によりガス吸着材をまんべんなく活性ィ匕することができ、ガス吸着材を加熱するための電力を低減でき、燃料電池システムの発電効率を向上できる。

また本発明によれば、燃料改質器の発熱部にガス吸着材を配置している。したがつて、発熱部力直接ガス吸着材を加熱できるため、ガス吸着材を加熱するために必要な電力をさらに低減できるとともに発電損燃料改質装置内部の真空状態をより良好に保つことができる。

また本発明によれば、凹部の内圧を 10²Pa以下としている。したがって、燃料改質器からの熱の放射によって基体および蓋体に熱が伝わるのを有効に防止することができる。またガス吸着材の周囲の真空度を高めてガス吸着材の活性力を下げた状態とすることにより、基体と蓋体との接合時のわずかな熱でガス吸着材の自己活性が生じて吸着特性が飽和に近づくのを有効に防止できる。

また本発明によれば、蓋体と基体とをプロジェクシヨン法、シームウェルダー法、電子ビーム法、レーザービーム法のいずれかで接合している。したがって、基体と蓋体との接合部およびその近傍のみが加熱されるだけであり、基体と蓋体との接合部から蓋体を伝って熱がガス吸着材に伝わりガス吸着材が活性ィヒするのをより有効に抑制できる。これによつて、蓋体を取着時にガス吸着材が周囲のガスを吸着してガス吸着材の吸着特性が飽和に近づき活性力が低下するのをより有効に防止できる。

Claims

請求の範囲

[1] 燃料カゝら水素ガスを含む改質ガスを発生させる燃料改質器が収納される凹部を有する基体と、

前記燃料改質器力ゝらの前記改質ガスを排出すべく前記凹部内と外部とを連通する排出管と、

前記燃料改質器に前記燃料を供給すべく前記凹部内と外部とを連通する供給管と前記基体の前記凹部を塞ぐように接合される蓋体と、

前記凹部内に収納されて凹部内のガスを吸着するガス吸着材とを具備してなることを特徴とする燃料改質器収納用容器。

[2] 前記ガス吸着材が、前記燃料改質器と前記凹部を規定する内面との間あるいは前記燃料改質器と前記蓋体との間に、該燃料改質器と近接または接触して配置されていることを特徴とする請求項 1記載の燃料改質器収納用容器。

[3] 前記ガス吸着材と前記排出管との間の距離が、前記ガス吸着材と前記供給管との間の距離に比し小さく設定されていることを特徴とする請求項 1記載の燃料改質器収納用容器。

[4] 前記凹部内から外部に導出されるようにして前記基体に取着されたリード端子をさらに含み、前記ガス吸着材は前記凹部内で前記基体と離間した状態で前記リード端子に固定されていることを特徴とする請求項 1記載の燃料改質器収納用容器。

[5] 前記ガス吸着材は、金属板の表面に金属粉末を被着して成るとともに、該ガス吸着材を通電するためにリード端子が前記凹部内と外部とを連通するように設けられており、前記金属板の通電部の一部に、通電方向に直交する方向の断面積が他の部位よりも小さい高抵抗部が形成されることを特徴とする請求項 1記載の燃料改質器収納用谷器。

[6] 前記高抵抗部は、前記金属板の通電部に切り欠きを設けることによって形成されることを特徴とする請求項 5記載の燃料改質器収納用容器。

[7] 前記ガス吸着材は前記燃料改質器に対向するように配置され、前記切り欠きは前記燃料改質器に対向するように配置されることを特徴とする請求項 6記載の燃料改質器収納用容器。

[8] 前記基体の前記蓋体との接合部および前記蓋体の前記基体との接合部の少なくとも一方に、前記凹部内の気体を排気するための溝が形成されることを特徴とする請求項 1記載の燃料改質器収納用容器。

[9] 前記基体の前記蓋体との接合部および前記蓋体の前記基体との接合部の少なくとも一方が全周にわたって突出させられ、該突出した部位の一部を切り欠くことによつて前記溝が形成されることを特徴とする請求項 8記載の燃料改質器収納用容器。

[10] 前記ガス吸着材は、前記凹部を規定する、前記溝側の内面に沿って配置されることを特徴とする請求項 8記載の燃料改質器収納用容器。

[11] 前記蓋体および前記基体が、熱伝導率が 120W/mK以下の金属材料からなることを特徴とする請求項 1記載の燃料改質器収納用容器。

[12] 請求項 1記載の燃料改質器収納用容器と、前記凹部内に収納される燃料改質器とを具備することを特徴とする燃料改質装置。

[13] 前記ガス吸着材は前記燃料改質器表面に設けられることを特徴とする請求項 12記載の燃料改質装置。

[14] 前記ガス吸着材と前記燃料改質器とは、金属板を介して接合されることを特徴とする請求項 13記載の燃料改質装置。

[15] 前記燃料改質器の発熱部に、前記ガス吸着材が配置されることを特徴とする請求項 13記載の燃料改質装置。

[16] 前記凹部の内圧は、 10²Pa以下とされることを特徴とする請求項 12記載の燃料改質装置。

[17] 前記蓋体と前記基体とは、プロジェクシヨン法、シームウェルダー法、電子ビーム法、レーザービーム法の、ずれかで接合されることを特徴とする請求項 12記載の燃料改質器収納用容器。