JP2002003203A - メタノール改質装置の製造方法 - Google Patents
メタノール改質装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コンパクトで真空断熱層を備えた容器内に収
納することができ、かつ熱効率の良いメタノール改質装
置を、触媒の劣化を伴わずに製造することができるよう
にしたメタノール改質装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 触媒を塗布した金属製薄板、スペーサー
等の積層部材を積層して成るメタノール改質装置の製造
方法において、上記積層部材の周辺部にろう材を塗布
し、高周波誘導加熱により上記ろう材を溶融して上記積
層部材をろう付けするようにした。
納することができ、かつ熱効率の良いメタノール改質装
置を、触媒の劣化を伴わずに製造することができるよう
にしたメタノール改質装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 触媒を塗布した金属製薄板、スペーサー
等の積層部材を積層して成るメタノール改質装置の製造
方法において、上記積層部材の周辺部にろう材を塗布
し、高周波誘導加熱により上記ろう材を溶融して上記積
層部材をろう付けするようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば燃料電池電
気自動車に必要な燃料水素を高効率で発生させることが
でき、熱効率の良いメタノール改質装置の製造方法に関
するものである。
気自動車に必要な燃料水素を高効率で発生させることが
でき、熱効率の良いメタノール改質装置の製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池電気自動車の水素燃料を供給す
る方法としてメタノールの水蒸気改質が注目されてい
る。このメタノールの水蒸気改質は、改質触媒によりメ
タノールと水を水素と二酸化炭素に改質する方法であ
る。しかし、この改質反応は、吸熱反応であるためメタ
ノールと水及び改質触媒を加熱しなければ反応が進行し
ない。この熱を効率よく供給してメタノールの水蒸気改
質を行う装置として、改質部と加熱部を交互に積層した
積層型の改質器がある。この改質器は、加熱部に燃焼触
媒を使用してメタノールや燃料電池のオフガスを触媒燃
焼させ、その熱により改質部の改質触媒を加熱して水蒸
気改質反応を行っている。この積層型改質器では、各プ
レート間のシールが重要となる。
る方法としてメタノールの水蒸気改質が注目されてい
る。このメタノールの水蒸気改質は、改質触媒によりメ
タノールと水を水素と二酸化炭素に改質する方法であ
る。しかし、この改質反応は、吸熱反応であるためメタ
ノールと水及び改質触媒を加熱しなければ反応が進行し
ない。この熱を効率よく供給してメタノールの水蒸気改
質を行う装置として、改質部と加熱部を交互に積層した
積層型の改質器がある。この改質器は、加熱部に燃焼触
媒を使用してメタノールや燃料電池のオフガスを触媒燃
焼させ、その熱により改質部の改質触媒を加熱して水蒸
気改質反応を行っている。この積層型改質器では、各プ
レート間のシールが重要となる。
【０００３】一般的には積層した積層型改質器を上下よ
りボルト、ナットで締め付けている。この場合、プレー
ト内にガス流路を設けた改質器が可能で非常にコンパク
トにすることができる。しかし、プレート間のシールを
考慮する必要があり、積層構造が複雑になる問題があ
る。
りボルト、ナットで締め付けている。この場合、プレー
ト内にガス流路を設けた改質器が可能で非常にコンパク
トにすることができる。しかし、プレート間のシールを
考慮する必要があり、積層構造が複雑になる問題があ
る。
【０００４】特開平３−１７０３０１では、プレート部
材の周囲にマスク枠を一体に取り付け、各プレート間の
周囲を溶接接合して積層体を形成している。この改質器
の場合、プレート内部の溶接が不可能であるためプレー
ト内に各ガスの流路を設けることが難しく、形状が複雑
となる。そのため断熱材の形状が複雑になり、特に円筒
形の形状にするのが難しいため、真空断熱層を備えた容
器に収納しにくいなど、熱効率の確保に難がある。
材の周囲にマスク枠を一体に取り付け、各プレート間の
周囲を溶接接合して積層体を形成している。この改質器
の場合、プレート内部の溶接が不可能であるためプレー
ト内に各ガスの流路を設けることが難しく、形状が複雑
となる。そのため断熱材の形状が複雑になり、特に円筒
形の形状にするのが難しいため、真空断熱層を備えた容
器に収納しにくいなど、熱効率の確保に難がある。
【０００５】また、Ｎｉろう付けを行う方法があるが、
この方法は１１００℃以上の真空雰囲気で行っている。
このため、前もって改質触媒と燃焼触媒を塗布したもの
を真空ろう付けすると両触媒が熱劣化してしまい、改質
器の役割を果たせなくなってしまう。
この方法は１１００℃以上の真空雰囲気で行っている。
このため、前もって改質触媒と燃焼触媒を塗布したもの
を真空ろう付けすると両触媒が熱劣化してしまい、改質
器の役割を果たせなくなってしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであって、コンパクトで真空断熱層
を備えた容器内に収納することができ、かつ熱効率の良
いメタノール改質装置を、触媒の劣化を伴わずに製造す
ることができるようにしたメタノール改質装置の製造方
法を提供することを目的とする。
鑑みてなされたものであって、コンパクトで真空断熱層
を備えた容器内に収納することができ、かつ熱効率の良
いメタノール改質装置を、触媒の劣化を伴わずに製造す
ることができるようにしたメタノール改質装置の製造方
法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】Ｎｉろう付けを行う場
合、高真空下で溶融接合するのが一般的である。この場
合、Ｎｉを溶融させるため、ろう付け部の温度を１２０
０℃以上にする必要がある。メタノールの水蒸気改質に
より水素を発生させる場合、通常、銅系の触媒が使用さ
れる。この触媒は、５００℃以上になると著しく劣化が
進行し改質性能が低下する。また、加熱触媒として貴金
属系の燃焼触媒が使用される。この触媒は通常アルミナ
に担持して使用されるが、このアルミナが１０００℃以
上になると著しく劣化してしまい、貴金属自体のシンタ
リングも進行して触媒の性能が著しく低下する。
合、高真空下で溶融接合するのが一般的である。この場
合、Ｎｉを溶融させるため、ろう付け部の温度を１２０
０℃以上にする必要がある。メタノールの水蒸気改質に
より水素を発生させる場合、通常、銅系の触媒が使用さ
れる。この触媒は、５００℃以上になると著しく劣化が
進行し改質性能が低下する。また、加熱触媒として貴金
属系の燃焼触媒が使用される。この触媒は通常アルミナ
に担持して使用されるが、このアルミナが１０００℃以
上になると著しく劣化してしまい、貴金属自体のシンタ
リングも進行して触媒の性能が著しく低下する。
【０００８】したがって、高真空下でろうを溶融し、触
媒を塗布した金属製薄板等の積層部材を接合させた場
合、あらかじめ触媒を塗布して改質器を作製することが
できない。一方、あらかじめＮｉろう付けを行った後
に、改質触媒と燃焼触媒を塗布する方法もあるが、両触
媒を交互に担持することが難しい。このようなことか
ら、本発明者らは、高周波誘導加熱によりＮｉろう付け
を行うことに想到した。
媒を塗布した金属製薄板等の積層部材を接合させた場
合、あらかじめ触媒を塗布して改質器を作製することが
できない。一方、あらかじめＮｉろう付けを行った後
に、改質触媒と燃焼触媒を塗布する方法もあるが、両触
媒を交互に担持することが難しい。このようなことか
ら、本発明者らは、高周波誘導加熱によりＮｉろう付け
を行うことに想到した。
【０００９】すなわち、上記目的を達成するために、本
発明に係るメタノール改質装置の製造方法は、触媒を塗
布した金属製薄板、スペーサー等の積層部材を積層して
成るメタノール改質装置の製造方法において、上記積層
部材の周辺部にろう材を塗布し、高周波誘導加熱により
上記ろう材を溶融して上記積層部材をろう付けするよう
にしたことを特徴とする。これによって、ろう付け時に
金属製薄板の部分を１０００℃未満の温度に保つことが
でき、燃焼触媒の劣化を防ぐことができる。
発明に係るメタノール改質装置の製造方法は、触媒を塗
布した金属製薄板、スペーサー等の積層部材を積層して
成るメタノール改質装置の製造方法において、上記積層
部材の周辺部にろう材を塗布し、高周波誘導加熱により
上記ろう材を溶融して上記積層部材をろう付けするよう
にしたことを特徴とする。これによって、ろう付け時に
金属製薄板の部分を１０００℃未満の温度に保つことが
でき、燃焼触媒の劣化を防ぐことができる。
【００１０】この場合、改質ガス等が通過する上記改質
装置のガス流路内から高周波誘導加熱により上記ろう材
を溶融して上記積層部材をろう付けすることが好適であ
る。これによって、ろう材の溶融温度に達しないおそれ
のあるガス流路内側の部分を確実にろう材の溶融温度に
することができ、良好なろう付けを行うことができる。
装置のガス流路内から高周波誘導加熱により上記ろう材
を溶融して上記積層部材をろう付けすることが好適であ
る。これによって、ろう材の溶融温度に達しないおそれ
のあるガス流路内側の部分を確実にろう材の溶融温度に
することができ、良好なろう付けを行うことができる。
【００１１】ここで、上記金属製薄板等の積層部材を冷
却ガスで冷却しながら上記積層部材をろう付けすること
が好適である。これによって、金属製薄板の部分を５０
０℃未満の温度に保つことができ、改質触媒の劣化を防
ぐことができる。
却ガスで冷却しながら上記積層部材をろう付けすること
が好適である。これによって、金属製薄板の部分を５０
０℃未満の温度に保つことができ、改質触媒の劣化を防
ぐことができる。
【００１２】さらに、冷却にあたって、上記冷却ガスを
誘導加熱コイルの挿入されるガス流路から排出しながら
上記積層部材をろう付けするようにしたことが好適であ
る。これによって、加熱された冷却ガスによって触媒塗
布部が高温に加熱されないようにすることができる。
誘導加熱コイルの挿入されるガス流路から排出しながら
上記積層部材をろう付けするようにしたことが好適であ
る。これによって、加熱された冷却ガスによって触媒塗
布部が高温に加熱されないようにすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係るメタノール改
質装置の実施の形態をさらに詳細に説明する。メタノール改質装置の実施の形態 まず、本発明に係るメタノール改質装置の製造方法の概
念を明確に説明するために、図１にメタノール改質器の
一実施の形態について、その全体的概念を示す。このメ
タノール改質装置では、片面に燃焼触媒３を、もう一方
の面に改質触媒４をコートした金属製薄板１と、スペー
サー２を交互に複数層積層して、燃焼部１１と改質部１
２を有する改質器１０を形成している。
質装置の実施の形態をさらに詳細に説明する。メタノール改質装置の実施の形態 まず、本発明に係るメタノール改質装置の製造方法の概
念を明確に説明するために、図１にメタノール改質器の
一実施の形態について、その全体的概念を示す。このメ
タノール改質装置では、片面に燃焼触媒３を、もう一方
の面に改質触媒４をコートした金属製薄板１と、スペー
サー２を交互に複数層積層して、燃焼部１１と改質部１
２を有する改質器１０を形成している。
【００１４】燃焼部１１では、スペーサー２を挟みその
上下の相対する面が燃焼触媒３になるように、改質部１
２ではスペーサー２を挟みその上下の相対する面が改質
触媒４になるように金属製薄板１を積層している。スペ
ーサー２は、燃焼部１１と改質部１２とで同一形状のも
のを使用し、向きを１８０度変えている。これによっ
て、点線で示す燃焼燃料ガスが燃焼部１１で燃焼して燃
焼排ガスとして排出されるガス流路と、実線で示す改質
燃料ガスが改質部１２で改質されて改質ガスとして排出
されるガス流路とが完全に独立して形成される。このこ
とにより、燃焼ガスと改質ガスが混合することがない。
なお、このようにするためには、スペーサー２の向きを
９０度変えることでも良い。
上下の相対する面が燃焼触媒３になるように、改質部１
２ではスペーサー２を挟みその上下の相対する面が改質
触媒４になるように金属製薄板１を積層している。スペ
ーサー２は、燃焼部１１と改質部１２とで同一形状のも
のを使用し、向きを１８０度変えている。これによっ
て、点線で示す燃焼燃料ガスが燃焼部１１で燃焼して燃
焼排ガスとして排出されるガス流路と、実線で示す改質
燃料ガスが改質部１２で改質されて改質ガスとして排出
されるガス流路とが完全に独立して形成される。このこ
とにより、燃焼ガスと改質ガスが混合することがない。
なお、このようにするためには、スペーサー２の向きを
９０度変えることでも良い。
【００１５】このようにして、金属製薄板１とスペーサ
ー２の２種類だけの部品を組み合わせることで改質器１
０を作製でき、部品点数が少なくて済むので、低コスト
な改質器とすることができる。また、積層する金属製薄
板１とスペーサー３の枚数を増減することにより、改質
器１０の水素発生容量を自由に変更できるという特徴を
備えている。
ー２の２種類だけの部品を組み合わせることで改質器１
０を作製でき、部品点数が少なくて済むので、低コスト
な改質器とすることができる。また、積層する金属製薄
板１とスペーサー３の枚数を増減することにより、改質
器１０の水素発生容量を自由に変更できるという特徴を
備えている。
【００１６】ろう材の塗布 本発明では、この金属製薄板１とスペーサー２を高周波
誘導加熱によりろう付けするが、ろう付け用のＮｉ塗布
は、スペーサー２に行う方が良い。金属製薄板１に塗布
すると、ろう材やろう材の接着剤が改質触媒や燃焼触媒
に付着し性能を低下する恐れがある。ここで、図２は金
属製薄板１の一実施の形態を示し、図３はＮｉろう材を
塗布したスペーサー２の一実施の形態を示している。
誘導加熱によりろう付けするが、ろう付け用のＮｉ塗布
は、スペーサー２に行う方が良い。金属製薄板１に塗布
すると、ろう材やろう材の接着剤が改質触媒や燃焼触媒
に付着し性能を低下する恐れがある。ここで、図２は金
属製薄板１の一実施の形態を示し、図３はＮｉろう材を
塗布したスペーサー２の一実施の形態を示している。
【００１７】前述したように、スペーサー２は、燃焼部
１１と改質部１２で１８０度向きを変えることにより同
じ形状のものを使用することができ、部品点数の削減を
図っている。このスペーサー２には、中央部に金属製薄
板１の触媒コート部と同じ形状の空間２１を設けてい
る。中央部の空間２１の周囲には、金属製薄板１と同じ
形状の燃焼燃料ガス、燃焼排ガス、改質燃料ガス、改質
ガスを通すガス流路２２を設けている。また、スペーサ
ー２には中央の触媒部の空間２１と各ガス流路２２を結
ぶガス入口２３とガス出口２４を設けている。このスペ
ーサー２の厚さとしては０．５〜５ｍｍ程度にすると良
い。薄すぎると、ガスの通りが悪くなり、ガス圧の上昇
やガス流の不均一が生じる。また、厚すぎると、未反応
ガスが生じたり、容積や重量が増加してしまう。
１１と改質部１２で１８０度向きを変えることにより同
じ形状のものを使用することができ、部品点数の削減を
図っている。このスペーサー２には、中央部に金属製薄
板１の触媒コート部と同じ形状の空間２１を設けてい
る。中央部の空間２１の周囲には、金属製薄板１と同じ
形状の燃焼燃料ガス、燃焼排ガス、改質燃料ガス、改質
ガスを通すガス流路２２を設けている。また、スペーサ
ー２には中央の触媒部の空間２１と各ガス流路２２を結
ぶガス入口２３とガス出口２４を設けている。このスペ
ーサー２の厚さとしては０．５〜５ｍｍ程度にすると良
い。薄すぎると、ガスの通りが悪くなり、ガス圧の上昇
やガス流の不均一が生じる。また、厚すぎると、未反応
ガスが生じたり、容積や重量が増加してしまう。
【００１８】Ｎｉろう材の塗布方法としては、スペーサ
ー２のろう材塗布部６に接着剤を塗布しＮｉ粉末を付着
させる方法や、Ｎｉろう材とバインダ材を混合した液を
スペーサーに塗布する方法がある。
ー２のろう材塗布部６に接着剤を塗布しＮｉ粉末を付着
させる方法や、Ｎｉろう材とバインダ材を混合した液を
スペーサーに塗布する方法がある。
【００１９】高周波誘導加熱の実施の形態（その１） 図４は、積層後に改質器の周辺部を誘導加熱する方法を
示している。すなわち、金属製薄板１とスペーサー２を
交互に積層した改質器１０に、誘導加熱用のコイル７を
配設している。このコイル７に電流を流すことにより、
前記した周辺部のろう材塗布部６を局部的に加熱するこ
とができる。
示している。すなわち、金属製薄板１とスペーサー２を
交互に積層した改質器１０に、誘導加熱用のコイル７を
配設している。このコイル７に電流を流すことにより、
前記した周辺部のろう材塗布部６を局部的に加熱するこ
とができる。
【００２０】温度分布試験１ このようにして、ろう付けした場合の断面の温度を測定
し、結果を図６に示した。なお、金属製薄板としてＳＵ
Ｓ３０１Ｈ、板厚０．２ｍｍのものを使用し、触媒コー
ト部は１００ｍｍ×１００ｍｍとした。スペーサーはＳ
ＵＳ３０４、板厚２ｍｍで行った。金属製薄板及びスペ
ーサーの外径はφ１６０ｍｍとし、それぞれを交互に積
層させた改質器を作製した。金属製薄板には改質触媒及
び燃焼触媒を塗布せず、温度測定部に熱電対を埋め込み
あるいは接触させて、その点での到達温度を測定した。
図６中のプロットａを見ると、ろう付けした部分が、ニ
ッケルの融点（約１１８０℃）以上の温度に誘導加熱さ
れていることが分かる。一方、金属製薄板部の温度は燃
焼触媒の熱劣化が進行する１０００℃未満になってお
り、燃焼触媒の劣化が生じない温度になっている。しか
し、改質触媒の劣化を引き起こす５００℃以上の温度に
達してしまうことも了解できる。
し、結果を図６に示した。なお、金属製薄板としてＳＵ
Ｓ３０１Ｈ、板厚０．２ｍｍのものを使用し、触媒コー
ト部は１００ｍｍ×１００ｍｍとした。スペーサーはＳ
ＵＳ３０４、板厚２ｍｍで行った。金属製薄板及びスペ
ーサーの外径はφ１６０ｍｍとし、それぞれを交互に積
層させた改質器を作製した。金属製薄板には改質触媒及
び燃焼触媒を塗布せず、温度測定部に熱電対を埋め込み
あるいは接触させて、その点での到達温度を測定した。
図６中のプロットａを見ると、ろう付けした部分が、ニ
ッケルの融点（約１１８０℃）以上の温度に誘導加熱さ
れていることが分かる。一方、金属製薄板部の温度は燃
焼触媒の熱劣化が進行する１０００℃未満になってお
り、燃焼触媒の劣化が生じない温度になっている。しか
し、改質触媒の劣化を引き起こす５００℃以上の温度に
達してしまうことも了解できる。
【００２１】高周波誘導加熱の実施の形態（その２） 図５に示す実施の形態では、金属製薄板の改質触媒を劣
化させないようにするため、ガス流路２２にノズル８に
よって空気を吹き込むこととしている、このようにして
金属製薄板１を冷却したものがプロットｂである。この
ように、金属製薄板１を５００℃未満に制御することが
でき、改質触媒の劣化も避けることができる。
化させないようにするため、ガス流路２２にノズル８に
よって空気を吹き込むこととしている、このようにして
金属製薄板１を冷却したものがプロットｂである。この
ように、金属製薄板１を５００℃未満に制御することが
でき、改質触媒の劣化も避けることができる。
【００２２】温度分布試験２ 一方、図７は、ガス流路部分の切断面の温度分布を示し
ている。使用した金属製薄板及びスペーサーは、温度分
布試験２と同様である。図中のプロットｃのように、外
周部から誘導加熱した場合、ガス流路２２の内側のろう
付け部温度が、ろう材の溶融温度に達していない。
ている。使用した金属製薄板及びスペーサーは、温度分
布試験２と同様である。図中のプロットｃのように、外
周部から誘導加熱した場合、ガス流路２２の内側のろう
付け部温度が、ろう材の溶融温度に達していない。
【００２３】高周波誘導加熱の実施の形態（その３） これに対し、図８、図９は、ガス流路２２内を誘導加熱
してろう付けする実施の形態を示す。この実施の形態で
は、ガス流路２２内にガス流路内を誘導加熱するための
誘導加熱コイル９を挿入している。この誘導加熱コイル
９によって改質器１０を加熱することにより、ガス流路
２２の内側の温度をろう材の溶融温度にすることができ
る。ここで、ガス流路２２内を誘導加熱して温度変化を
測定した場合を図７のプロットｄに示す。しかし、この
場合、金属製薄板が５００℃以上に加熱されてしまうた
め改質触媒の劣化を起こしてしまうおそれがある。
してろう付けする実施の形態を示す。この実施の形態で
は、ガス流路２２内にガス流路内を誘導加熱するための
誘導加熱コイル９を挿入している。この誘導加熱コイル
９によって改質器１０を加熱することにより、ガス流路
２２の内側の温度をろう材の溶融温度にすることができ
る。ここで、ガス流路２２内を誘導加熱して温度変化を
測定した場合を図７のプロットｄに示す。しかし、この
場合、金属製薄板が５００℃以上に加熱されてしまうた
め改質触媒の劣化を起こしてしまうおそれがある。
【００２４】高周波誘導加熱の実施の形態（その４） これに対しては、図８、９に示すように、空気冷却する
ことができる。すなわち、改質器１０のガス流路２２に
ノズル８により冷却空気３１を吹き込み、金属薄板１に
この冷却空気を流しながら、誘導加熱コイル９をろう付
けする部分のガス流路２２内に挿入し加熱を行う。ま
た、金属製薄板部の触媒の加熱を最小限に抑えるために
は、冷却空気の排出は誘導コイルを挿入した部分から行
うと良い。図７中のプロットｅは、空気冷却を行った場
合の試験結果である。空気冷却することにより、金属製
薄板部を５００℃未満に制御することができ、改質触媒
の劣化を防ぐことができる。
ことができる。すなわち、改質器１０のガス流路２２に
ノズル８により冷却空気３１を吹き込み、金属薄板１に
この冷却空気を流しながら、誘導加熱コイル９をろう付
けする部分のガス流路２２内に挿入し加熱を行う。ま
た、金属製薄板部の触媒の加熱を最小限に抑えるために
は、冷却空気の排出は誘導コイルを挿入した部分から行
うと良い。図７中のプロットｅは、空気冷却を行った場
合の試験結果である。空気冷却することにより、金属製
薄板部を５００℃未満に制御することができ、改質触媒
の劣化を防ぐことができる。
【００２５】改質器の収容形態 図１０に示すように、上記改質器１０を、真空断熱層１
３ａを持つ容器１３に収容することにより、熱効率が向
上する。ところで、この真空断熱層１３ａを持つ容器１
３は、容器１３外面に大気圧がかかるため円筒状にする
必要があり、改質器１０自体の形状に制限がある。すな
わち、ろう付け法により改質器１０の形状を円柱状にす
ることが容易になり、気密性に優れ、コンパクトな改質
器とすることができる。この真空断熱容器１３は、容器
内部の温度が約３００℃の時でも、容器外壁温度を５０
℃程度に抑えることができる。改質器１０の上部にはセ
ラミックス製の断熱材１４を設置し、上部からの放熱を
抑えている。
３ａを持つ容器１３に収容することにより、熱効率が向
上する。ところで、この真空断熱層１３ａを持つ容器１
３は、容器１３外面に大気圧がかかるため円筒状にする
必要があり、改質器１０自体の形状に制限がある。すな
わち、ろう付け法により改質器１０の形状を円柱状にす
ることが容易になり、気密性に優れ、コンパクトな改質
器とすることができる。この真空断熱容器１３は、容器
内部の温度が約３００℃の時でも、容器外壁温度を５０
℃程度に抑えることができる。改質器１０の上部にはセ
ラミックス製の断熱材１４を設置し、上部からの放熱を
抑えている。
【００２６】他の実施の形態 本発明に係るメタノール改質装置の製造方法は、上記し
た実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術
的思想の範囲内における変更・修飾・付加は、全て本発
明に含まれる。例えば、上記実施の形態では、冷却ガス
として空気を用いたが、冷却ガスとしては酸化等の問題
が生じない窒素やアルゴン等を用いても良い。
た実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術
的思想の範囲内における変更・修飾・付加は、全て本発
明に含まれる。例えば、上記実施の形態では、冷却ガス
として空気を用いたが、冷却ガスとしては酸化等の問題
が生じない窒素やアルゴン等を用いても良い。
【００２７】
【実施例】金属製薄板としてＳＵＳ３０１Ｈ、板厚０．
２ｍｍのものを使用した。金属製薄板の一方に燃焼触媒
として５ｗｔ％Ｐｔ／アルミナの触媒を塗布し、もう一
方にＣｕ−Ｚｎ系の改質触媒を塗布した。触媒塗布面積
は金属製薄板一枚の片面につき１００ｍｍ×１００ｍｍ
とした。スペーサーは、ＳＵＳ３０４、板厚２ｍｍで行
った。金属製薄板及びスペーサーの外径はφ１６０ｍｍ
とし、燃焼部を１１層、改質部を１０層とした。スペー
サーのろう付け部に接着剤を塗布した後Ｎｉ粉末を付着
させ、このスペーサーを介して改質触媒と燃焼触媒を塗
布した金属製薄板を交互に積層させた。そして、ガス流
路部に冷却空気を送り込みながら誘導加熱によりＮｉろ
う付けを行い改質器を作製した。反応部の上部と下部に
は、ＳＵＳ３０４製で厚さ１０ｍｍの押さえ板を取り付
け、ボルト、ナットにより固定した。さらに放熱による
熱のロスを低減するために、真空断熱層をもつステンレ
ス製の容器内に改質器を入れた。
２ｍｍのものを使用した。金属製薄板の一方に燃焼触媒
として５ｗｔ％Ｐｔ／アルミナの触媒を塗布し、もう一
方にＣｕ−Ｚｎ系の改質触媒を塗布した。触媒塗布面積
は金属製薄板一枚の片面につき１００ｍｍ×１００ｍｍ
とした。スペーサーは、ＳＵＳ３０４、板厚２ｍｍで行
った。金属製薄板及びスペーサーの外径はφ１６０ｍｍ
とし、燃焼部を１１層、改質部を１０層とした。スペー
サーのろう付け部に接着剤を塗布した後Ｎｉ粉末を付着
させ、このスペーサーを介して改質触媒と燃焼触媒を塗
布した金属製薄板を交互に積層させた。そして、ガス流
路部に冷却空気を送り込みながら誘導加熱によりＮｉろ
う付けを行い改質器を作製した。反応部の上部と下部に
は、ＳＵＳ３０４製で厚さ１０ｍｍの押さえ板を取り付
け、ボルト、ナットにより固定した。さらに放熱による
熱のロスを低減するために、真空断熱層をもつステンレ
ス製の容器内に改質器を入れた。
【００２８】燃焼部の流路に燃焼燃料ガスとしてメタノ
ールと空気を供給し、改質部の流路にメタノールと水の
モル比が１対１の改質燃料ガスを供給した。実験の結
果、改質器内の温度約３００℃で、９５％の改質率と、
４０Ｌ／ｍｉｎの水素を発生させることができた。この
時の真空断熱容器外壁部の温度は、５０℃であった。
ールと空気を供給し、改質部の流路にメタノールと水の
モル比が１対１の改質燃料ガスを供給した。実験の結
果、改質器内の温度約３００℃で、９５％の改質率と、
４０Ｌ／ｍｉｎの水素を発生させることができた。この
時の真空断熱容器外壁部の温度は、５０℃であった。
【００２９】
【発明の効果】上記したところから明らかなように、本
発明によれば、コンパクトで真空断熱層を備えた容器内
に収納することができ、かつ熱効率の良いメタノール改
質装置を、触媒の劣化を伴わずに製造することができる
ようにしたメタノール改質装置の製造方法が提供され
る。
発明によれば、コンパクトで真空断熱層を備えた容器内
に収納することができ、かつ熱効率の良いメタノール改
質装置を、触媒の劣化を伴わずに製造することができる
ようにしたメタノール改質装置の製造方法が提供され
る。
【図１】積層型改質器の一実施の形態についてその全体
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図２】金属製薄板の一実施の形態を説明する平面図で
ある。
ある。
【図３】スペーサーの一実施の形態を説明する平面図で
ある。
ある。
【図４】本発明により、誘導加熱で積層型改質器の外周
部より加熱し、ろう付けを行う状態を説明する斜視図で
ある。
部より加熱し、ろう付けを行う状態を説明する斜視図で
ある。
【図５】本発明により、誘導加熱で積層型改質器の外周
部より加熱し、ろう付けを行い、冷却ガスで金属製薄板
を冷却する状態を説明する斜視図である。
部より加熱し、ろう付けを行い、冷却ガスで金属製薄板
を冷却する状態を説明する斜視図である。
【図６】誘導加熱により積層型改質器の外周部より加熱
し、ろう付けを行った場合の、断面の温度分布を試験し
た試験１の結果を示すグラフである。
し、ろう付けを行った場合の、断面の温度分布を試験し
た試験１の結果を示すグラフである。
【図７】誘導加熱により積層型改質器のガス流路部より
加熱し、ろう付けを行った場合の、断面の温度分布を試
験した試験２の結果を示すグラフである。
加熱し、ろう付けを行った場合の、断面の温度分布を試
験した試験２の結果を示すグラフである。
【図８】誘導加熱により積層型改質器のガス流路部より
加熱し、ろう付けを行う場合、冷却ガスで金属薄板を冷
却するようにした実施の形態を説明する斜視図である。
加熱し、ろう付けを行う場合、冷却ガスで金属薄板を冷
却するようにした実施の形態を説明する斜視図である。
【図９】誘導加熱により積層型改質器のガス流路部より
加熱し、ろう付けを行う場合、冷却ガスで金属薄板を冷
却するようにした実施の形態を説明する断面図である。
加熱し、ろう付けを行う場合、冷却ガスで金属薄板を冷
却するようにした実施の形態を説明する断面図である。
【図１０】真空断熱容器に本発明による積層型改質器を
入れた実施の形態を説明する断面図である。
入れた実施の形態を説明する断面図である。
１ 金属製薄板 ２ スペーサー ３ 燃焼触媒 ４ 改質触媒 ５ａ 上面押さえ板 ５ｂ 下面押さえ板 ６ ろう付け部 ７ 誘導加熱コイル ８ ノズル ９ 誘導加熱コイル １０ 改質器 １１ 燃焼部 １２ 改質部 １３ 真空断熱容器 １３ａ 真空断面層 １４ 断熱材 ２１ 中央部空間 ２２ ガス流路 ２３ 入口スリット ２４ 出口スリット ３１ 冷却ガス
フロントページの続き (72)発明者 木俣 文和 静岡県浜松市高塚町300番地 スズキ株式 会社内 (72)発明者 山本 幸生 静岡県浜松市高塚町300番地 スズキ株式 会社内 Ｆターム(参考） 4G040 EA02 EA06 EB46 4G075 AA05 BA01 BA05 BD12 CA02 CA54 CA57 CA66 DA02 DA12 EA05 EB01 EB21 EC26 EE02 EE12 5H027 AA02 BA01 DD00
Claims (4)
- 【請求項１】 触媒を塗布した金属製薄板、スペーサー
等の積層部材を積層して成るメタノール改質装置の製造
方法において、上記積層部材の周辺部にろう材を塗布
し、高周波誘導加熱により上記ろう材を溶融して上記積
層部材をろう付けするようにしたことを特徴とするメタ
ノール改質装置の製造方法。 - 【請求項２】 改質ガス等が通過する上記改質装置のガ
ス流路内から高周波誘導加熱により上記ろう材を溶融し
て上記積層部材をろう付けするようにしたことを特徴と
する請求項１のメタノール改質装置の製造方法。 - 【請求項３】 上記金属製薄板等の積層部材を冷却ガス
で冷却しながら上記積層部材をろう付けするようにした
ことを特徴とする請求項１または２のメタノール改質装
置の製造方法。 - 【請求項４】 上記冷却ガスを誘導加熱コイルの挿入さ
れるガス流路から排出しながら上記積層部材をろう付け
するようにしたことを特徴とする請求項３のメタノール
改質装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000183985A JP2002003203A (ja) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | メタノール改質装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000183985A JP2002003203A (ja) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | メタノール改質装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002003203A true JP2002003203A (ja) | 2002-01-09 |
Family
ID=18684481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000183985A Pending JP2002003203A (ja) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | メタノール改質装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002003203A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005087803A (ja) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Casio Comput Co Ltd | 反応器 |
| US7754164B2 (en) | 2004-03-29 | 2010-07-13 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Reformer and fuel cell system having the same |
-
2000
- 2000-06-20 JP JP2000183985A patent/JP2002003203A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005087803A (ja) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Casio Comput Co Ltd | 反応器 |
| US7754164B2 (en) | 2004-03-29 | 2010-07-13 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Reformer and fuel cell system having the same |
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