JP2002037604A - Device for reforming fuel - Google Patents

Device for reforming fuel

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JP2002037604A
JP2002037604A JP2000226760A JP2000226760A JP2002037604A JP 2002037604 A JP2002037604 A JP 2002037604A JP 2000226760 A JP2000226760 A JP 2000226760A JP 2000226760 A JP2000226760 A JP 2000226760A JP 2002037604 A JP2002037604 A JP 2002037604A
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JP
Japan
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combustion
fuel
section
fuel reformer
catalyst
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Application number
JP2000226760A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yonezawa
崇 米澤
Kazuhiko Kawajiri
和彦 川尻
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high performance fuel reforming device in which combustion in the catalytic combustion part is uniform. SOLUTION: In a fuel reforming device in which hydrogen is produced by a reforming reaction of hydrocarbon and alcohol feed stock and, etc., the catalytic combustion part of the device has a characteristic that the combustion catalyst is densely arranged on the upper stream side of the fuel flowing in the catalytic combustion part and that is sparsely arranged on the lower stream so as to obtain a uniform temperature distribution in the part.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素又はアル
コール原料から改質反応により水素を生成する燃料改質
装置に関し、詳しくは、例えば一般電源用の可搬型燃料
電池、或いは電気自動車に搭載する燃料電池等に必要な
水素を生成するために用いられ、炭化水素又はアルコー
ル原料等を水素リッチの改質ガスに変換する燃料改質装
置及びその触媒燃焼部(以下、燃焼部ともいう)の改良
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel reforming apparatus for producing hydrogen from a hydrocarbon or alcohol raw material by a reforming reaction, and more specifically, to a fuel reforming apparatus mounted on, for example, a portable fuel cell for a general power supply or an electric vehicle. A fuel reformer that is used to generate hydrogen required for fuel cells, etc., and converts hydrocarbon or alcohol raw materials into hydrogen-rich reformed gas, and improvement of its catalytic combustion unit (hereinafter also referred to as combustion unit) About.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の技術としては、例えば、特開平1
0−236802号公報に示された燃料改質装置があ
る。図7は、この燃料改質装置の構成を示したものであ
る。図において、1は液体原料加熱部、5はCO酸化
部、7aは熱回収部(上)、7bは熱回収部(下)、2
は蒸発部、4aはシフト部、3は蒸気過熱部、6aは触
媒燃焼部(上)、4は改質部、6bは触媒燃焼部(下)
である。尚、図中の実線は液体原料、過熱蒸気の流れを
示し、破線は改質ガスの流れ、一点破線は燃焼ガスの流
れを示す。
2. Description of the Related Art As a conventional technique, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No.
There is a fuel reformer disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 0-236802. FIG. 7 shows the configuration of the fuel reformer. In the figure, 1 is a liquid raw material heating section, 5 is a CO oxidation section, 7a is a heat recovery section (upper), 7b is a heat recovery section (lower), 2
Is an evaporating section, 4a is a shift section, 3 is a steam superheating section, 6a is a catalytic combustion section (upper), 4 is a reforming section, and 6b is a catalytic combustion section (lower).
It is. The solid line in the figure indicates the flow of the liquid raw material and the superheated steam, the broken line indicates the flow of the reformed gas, and the dashed line indicates the flow of the combustion gas.

【0003】次に、図7において動作を説明する。メタ
ノールと水の液体原料は、液体原料加熱部1に供給され
る。メタノールと水の割合は所定のスチーム・カーボン
比(例えば1対5)となるように、それぞれの流量を予
め調節して設定しておく。このメタノールと水は、液体
原料加熱部1において隣接するCO酸化部5を流れる改
質ガスと熱交換されることにより予熱される。
Next, the operation will be described with reference to FIG. The liquid raw material of methanol and water is supplied to the liquid raw material heating unit 1. The flow rate of each of the methanol and water is adjusted in advance so that a predetermined steam-carbon ratio (for example, 1 to 5) is obtained. The methanol and water are preheated by heat exchange with the reformed gas flowing in the adjacent CO oxidizing unit 5 in the liquid raw material heating unit 1.

【0004】予熱された上記の液体原料は、蒸発部2で
蒸発される。蒸発に必要な熱は、主に熱回収部7aの燃
焼ガス排熱及びCO酸化部5の発熱により供給される。
蒸発に必要な温度は例えば150〜200℃であり、従
って、CO酸化部5の入口温度は240℃、低温の熱回
収部7aの燃焼ガス排熱及びCO酸化部5の発熱は液体
原料蒸発の熱源として十分高い温度レベルとしている。
又、シフト部4aを流れる改質ガス温度も200〜25
0℃と十分高くしてあり、これも蒸発熱の一部として利
用される。
The preheated liquid raw material is evaporated in the evaporating section 2. The heat required for evaporation is mainly supplied by the exhaust heat of the combustion gas of the heat recovery unit 7a and the heat generation of the CO oxidation unit 5.
The temperature required for the evaporation is, for example, 150 to 200 ° C., so that the inlet temperature of the CO oxidizing section 5 is 240 ° C., and the low-temperature heat recovery section 7a discharges the combustion gas and the CO oxidizing section 5 generate heat. The temperature level is set high enough as a heat source.
Also, the temperature of the reformed gas flowing through the shift section 4a is 200 to 25.
It is sufficiently high as 0 ° C., and this is also used as a part of the heat of evaporation.

【0005】蒸気過熱部3では、メタノール・水の蒸気
を改質温度300℃にまで過熱する。そのため、蒸気過
熱部3の上下方向両側には、加熱源として熱回収部7b
と触媒燃焼部6aとが設けられている。触媒燃焼部6a
の燃焼ガス温度は300℃以上の高温として、蒸気を3
00℃まで過熱するのに十分な熱を保有させている。過
熱蒸気即ち過熱されたメタノールと水の蒸気は、改質部
4に供給され、改質反応によって水素と二酸化炭素とに
変換される。改質反応に必要な熱は、改質部4の上下方
向両側即ち上層と下層側とに設けられた触媒燃焼部6
a、6bから供給される。
[0005] In the steam heating section 3, the steam of methanol / water is heated to a reforming temperature of 300 ° C. Therefore, on both sides of the steam superheater 3 in the vertical direction, a heat recovery unit 7b is provided as a heat source.
And a catalytic combustion section 6a. Catalytic combustion section 6a
The combustion gas temperature is set to a high temperature of 300 ° C.
It has enough heat to overheat to 00 ° C. The superheated steam, that is, the steam of the superheated methanol and water is supplied to the reforming section 4 and is converted into hydrogen and carbon dioxide by a reforming reaction. The heat required for the reforming reaction is generated by the catalytic combustion units 6 provided on both sides of the reforming unit 4 in the vertical direction, that is, on the upper and lower layers.
a, 6b.

【0006】触媒燃焼部6a、6bでは、燃料電池の燃
料極(非図示)から排出され、未利用の水素を含んだ電
池オフガスを燃焼用空気で燃焼させて、改質反応の加熱
源としている。この改質部4の温度は、改質ガス中のC
O濃度がシフト部4a、CO酸化部5で燃料電池の許容
レベル以下まで低減でき、且つ、生成する改質ガス流量
に対して高い改質率、例えば99%以上を確保できる温
度、例えば、約300℃とする。改質部4の温度を適切
な温度にするためには、触媒燃焼部6a、6bの燃焼空
気量(空気比)を調整することにより、触媒燃焼部6
a、6bの温度を設定する。
In the catalytic combustion sections 6a and 6b, cell off-gas containing unused hydrogen discharged from a fuel electrode (not shown) of the fuel cell is burned with combustion air to be used as a heating source for a reforming reaction. . The temperature of the reforming section 4 is determined by the C in the reformed gas.
The temperature at which the O concentration can be reduced to below the allowable level of the fuel cell in the shift section 4a and the CO oxidizing section 5 and a high reforming rate, for example, 99% or more can be secured with respect to the generated reformed gas flow rate, for example, about 300 ° C. In order to set the temperature of the reforming section 4 to an appropriate temperature, the amount of combustion air (air ratio) in the catalytic combustion sections 6a and 6b is adjusted, so that the catalytic combustion section 6
The temperatures of a and 6b are set.

【0007】こうして、改質部4において改質された改
質ガスはシフト部4aに導入され、この改質ガス中のC
Oとスチームとはシフト反応により二酸化炭素と水素に
変換される。シフト反応は化学平衡上温度が低いほど二
酸化炭素側に進む。例えば、銅−亜鉛系のシフト触媒を
用いた場合には、十分な反応速度を確保するため200
〜250℃の温度が必要とされるので、シフト部4aを
蒸発部2(200℃)と高温の熱回収部7b(250
℃)との間に設ける。
[0007] The reformed gas reformed in the reforming section 4 is introduced into the shift section 4a, and C in the reformed gas is introduced.
O and steam are converted into carbon dioxide and hydrogen by a shift reaction. The shift reaction proceeds to the carbon dioxide side as the temperature is lower due to chemical equilibrium. For example, when a copper-zinc-based shift catalyst is used, 200 to ensure a sufficient reaction rate.
Since a temperature of about 250 ° C. is required, the shift section 4a is connected to the evaporating section 2 (200 ° C.) and the high-temperature heat recovery section 7b (250 ° C.).
° C).

【0008】シフト部4aを出た改質ガスには、CO酸
化部5に入る前に、CO酸化用空気が導入される。導入
されるCO酸化用空気の流量は、改質ガス中のCOを酸
化するのに必要な量以上の量、例えば理論空気量に対し
て3〜4倍の量に相当する流量が供給される。又、CO
酸化部5の温度は、実験により求められたCO酸化に適
切な温度範囲、例えば110〜240℃になるように、
CO酸化部5を液体原料加熱部1と低温の熱回収部7
a、蒸発部2の間に設ける。
[0008] Before entering the CO oxidizing section 5, CO oxidizing air is introduced into the reformed gas exiting the shift section 4 a. The flow rate of the CO oxidizing air to be introduced is supplied in an amount equal to or more than an amount necessary for oxidizing CO in the reformed gas, for example, a flow rate corresponding to an amount 3 to 4 times the theoretical air amount. . Also, CO
The temperature of the oxidizing unit 5 is set to a temperature range suitable for CO oxidation determined by an experiment, for example, 110 to 240 ° C.
The CO oxidizing unit 5 is made up of the liquid raw material heating unit 1 and the low-temperature heat recovery unit 7
a, provided between the evaporation units 2.

【0009】CO酸化部5の改質ガスは、入口で150
〜200℃の蒸気や250℃の燃焼ガスと熱交換し、出
口で低温の液体原料と熱交換することにより、CO酸化
に適切な温度分布が維持される。CO酸化部5の出口
で、燃料電池の許容レベル以下までCO濃度が低減され
た改質ガスは、燃料改質装置から燃料電池の燃料極へと
供給される。
[0009] The reformed gas of the CO oxidizing section 5 is supplied at the inlet at 150
By exchanging heat with steam at ~ 200 ° C or combustion gas at 250 ° C and exchanging heat with a low temperature liquid raw material at the outlet, a temperature distribution suitable for CO oxidation is maintained. At the outlet of the CO oxidizing unit 5, the reformed gas whose CO concentration has been reduced to a level below the allowable level of the fuel cell is supplied from the fuel reformer to the fuel electrode of the fuel cell.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従来の上記のような燃
料改質装置の起動用及び負荷応答用熱源の構成では、燃
料改質装置を室温から改質触媒の動作温度である300
℃まで立ち上げるのに、約30分もの長時間を要してい
た。
In the conventional configuration of the heat source for starting and load response of the fuel reforming apparatus as described above, the fuel reforming apparatus is operated at a temperature ranging from room temperature to the operating temperature of the reforming catalyst.
It took as long as about 30 minutes to start up to ° C.

【0011】又、発明者らが測定した結果、図8に示す
ように、触媒燃焼部の入口付近での燃焼が活発で、多く
の燃料ガスがここで燃焼するため、上流側の温度が高く
面内温度分布が大きくなるため、前記燃焼部では局所的
に上限温度(改質触媒耐熱温度又は燃焼部構成部材耐熱
温度)に達し、燃焼部の加熱能力を最大限に引き出せな
いという問題があった。
Further, as a result of measurements by the inventors, as shown in FIG. 8, the combustion near the inlet of the catalytic combustion section is active and a large amount of fuel gas is burned here. Since the in-plane temperature distribution is large, the combustion section locally reaches the upper limit temperature (reforming catalyst heat-resistant temperature or heat-resistant temperature of constituent members of the combustion section), and there is a problem that the heating capacity of the combustion section cannot be maximized. Was.

【0012】又、燃料電池の負荷急増時には、液体原料
(水、メタノール)の流量を急激に増加させるので、気
化に要する熱や改質反応に要する熱が不足し、蒸発部の
温度が低下して蒸発が不安定になったり、改質部温度が
低下して改質率が一時的に低下するという問題点もあっ
た。
In addition, when the load of the fuel cell is rapidly increased, the flow rate of the liquid raw material (water, methanol) is rapidly increased, so that the heat required for vaporization and the heat required for the reforming reaction are insufficient, and the temperature of the evaporating section decreases. Thus, there are problems that the evaporation becomes unstable and that the temperature of the reforming section decreases and the reforming rate temporarily decreases.

【0013】又、燃焼部の面内に大きな温度分布が生じ
るため、局所的に改質触媒の耐熱温度や構成部材の耐熱
温度を越えてしまい、寿命が大幅に低下してしまうとい
う問題もあった。
In addition, since a large temperature distribution occurs in the plane of the combustion section, the temperature locally exceeds the heat resistance temperature of the reforming catalyst and the heat resistance temperature of the constituent members, and the life is greatly reduced. Was.

【0014】本発明は、上記のような問題を解消し、高
性能の燃料改質装置の提供を目的とする。
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a high-performance fuel reformer.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、炭化
水素やアルコール原料等から改質反応によって水素を生
成する燃料改質装置において、前記燃料改質装置の触媒
燃焼部は、当該触媒燃焼部内を流れる燃料の上流側で配
置される燃焼触媒の分布を疎とし、下流側で配置される
燃焼触媒の分布を密として、当該触媒燃焼部における温
度分布が均一となるよう燃焼触媒を配置したことを特徴
とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel reforming apparatus for producing hydrogen from a hydrocarbon, an alcohol raw material, or the like by a reforming reaction. The distribution of the combustion catalyst arranged on the upstream side of the fuel flowing in the combustion part is made sparse, the distribution of the combustion catalyst arranged on the downstream side is made dense, and the combustion catalyst is arranged so that the temperature distribution in the catalytic combustion part becomes uniform. It is characterized by having done.

【0016】請求項2の発明は、請求項1に記載の燃料
改質装置において、上流側から下流側に向けて連続的に
疎から密となるように燃焼触媒を配置したことを特徴と
する。
According to a second aspect of the present invention, in the fuel reforming apparatus according to the first aspect, the combustion catalyst is disposed so as to be continuously sparse to dense from the upstream side to the downstream side. .

【0017】請求項3の発明は、請求項1に記載の燃料
改質装置において、上流側から下流側に向けて段階的に
疎から密となるように燃焼触媒を配置したことを特徴と
する。
According to a third aspect of the present invention, in the fuel reforming apparatus according to the first aspect, the combustion catalyst is arranged so as to gradually increase in density from upstream to downstream. .

【0018】請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3
の何れかに記載の燃料改質装置において、上流側から下
流側に向けて、燃焼触媒に接触させないように燃料と空
気との予混合ガスを通す複数のバイパス流路を設けて、
中流及び下流側に配置された燃焼触媒に前記予混合ガス
を供給する構成としたことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the invention according to claims 1 to 3.
In the fuel reformer according to any of the above, from the upstream side to the downstream side, a plurality of bypass flow paths for passing a premixed gas of fuel and air so as not to contact the combustion catalyst,
The premixed gas is supplied to a combustion catalyst disposed on the middle stream and the downstream side.

【0019】請求項5の発明は、請求項4に記載の燃料
改質装置において、バイパス流路は、燃焼触媒の配置状
態に応じて上流からの長さに長短があることを特徴とす
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fuel reforming apparatus according to the fourth aspect, the bypass passage has a length from the upstream side which is shorter or longer depending on the arrangement of the combustion catalyst.

【0020】請求項6の発明は、請求項1乃至請求項3
の何れかに記載の燃料改質装置において、燃料改質装置
は、触媒燃焼部に隣接させた燃料供給部を有し、触媒燃
焼部の適所に配設された複数の燃料供給穴から前記燃料
供給部の燃料を分散して供給する構成としたことを特徴
とする。
[0020] The invention of claim 6 is the invention of claims 1 to 3.
The fuel reformer according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel reformer has a fuel supply unit adjacent to a catalytic combustion unit, and the fuel reformer includes a fuel supply unit disposed in a proper position in the catalytic combustion unit. The fuel supply unit is configured to be dispersed and supplied.

【0021】請求項7の発明は、請求項1乃至請求項6
の何れかに記載の燃料改質装置において、燃料改質装置
は、上層から下層に向けて、液体燃料加熱部、CO酸化
部、熱回収部、気化部、供給部、燃焼部、改質部、燃焼
部、供給部がそれぞれ板状に形成されて、順に重ねられ
た平板積層型であることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the first to sixth aspects.
In the fuel reformer according to any one of the above, the fuel reformer includes a liquid fuel heating section, a CO oxidation section, a heat recovery section, a vaporization section, a supply section, a combustion section, and a reforming section from the upper layer to the lower layer. , The combustion section and the supply section are each formed in a plate shape, and are of a flat plate lamination type which are sequentially stacked.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】実施の形態1.実施の形態1は、
炭化水素やアルコール原料等から改質反応によって水素
を生成する燃料改質装置の触媒燃焼部を、当該触媒燃焼
部内を流れる燃料の上流側で配置される燃焼触媒の分布
を疎とし、下流側で配置される燃焼触媒の分布を密とし
て、当該触媒燃焼部における温度分布が均一となるよう
に燃焼触媒を配置した構成としたものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Embodiment 1
The distribution of the combustion catalyst disposed on the upstream side of the fuel flowing through the catalytic combustion unit is reduced in the catalytic combustion unit of the fuel reformer that generates hydrogen by a reforming reaction from hydrocarbons and alcohol raw materials. The configuration is such that the distribution of the arranged combustion catalysts is dense, and the combustion catalysts are arranged such that the temperature distribution in the catalytic combustion section becomes uniform.

【0023】以下、上記実施の形態1として、メタノー
ルを燃料とする平板積層型の燃料改質装置を、図1に基
づいて説明する。図1はその燃料改質装置の構成を示す
概念図である。図1において、この燃料改質装置は、上
層から下層に向けて、液体燃料加熱部1、CO酸化部
5、熱回収部7、蒸発部としての気化部31、供給部3
2a、燃焼部33a、改質部4、燃焼部33b、供給部
32bが、それぞれ板状に形成されて、上下方向に順に
重ねられた平板積層型の燃料改質装置である。図中の実
線の矢印は酸化剤としての空気、破線の矢印は触媒燃焼
用燃料(以下、燃料ともいう)としてのメタノール、一
点破線は燃焼ガスの流れを示す。尚、上記の燃料は、液
体としてのメタノールだけではなく、一部気化したメタ
ノール(以下、これをオフガスという)をも含み、これ
らを総称して、以下、メタノール・オフガスともいう。
Hereinafter, as a first embodiment, a flat-bed type fuel reformer using methanol as a fuel will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of the fuel reformer. In FIG. 1, the fuel reforming apparatus includes a liquid fuel heating section 1, a CO oxidizing section 5, a heat recovery section 7, a vaporizing section 31 as an evaporating section, and a supply section 3 from an upper layer to a lower layer.
2a, a combustion unit 33a, a reforming unit 4, a combustion unit 33b, and a supply unit 32b are each formed in a plate shape, and are a flat plate type fuel reforming device that is sequentially stacked in the vertical direction. In the figure, solid arrows indicate air as an oxidizing agent, broken arrows indicate methanol as a catalyst combustion fuel (hereinafter, also referred to as fuel), and dashed lines indicate a flow of combustion gas. The above-mentioned fuel includes not only methanol as a liquid but also partially vaporized methanol (hereinafter, referred to as offgas), and these are collectively referred to as methanol offgas.

【0024】この実施の形態1の燃料改質装置では、上
記のように、改質部4の上層及び下層側に配設される触
媒燃焼部としての、メタノール・オフガスを燃焼させる
燃焼部33a、33bに、それぞれメタノール・オフガ
スを供給させる供給部32a、32bが配設されてい
る。尚、上記の燃焼部33a、33bや供給部32a、
32bの一方を例にして説明する際には、以下、単に、
燃焼部33や供給部32という。さて、燃料としてのメ
タノール・オフガスは、図1の破線及び一点鎖線に示す
通り、それぞれの供給部32a、32bを経て、それぞ
れの燃焼部33a、33bに供給され、当該燃焼部33
a、33bに直接供給される酸化剤としての空気と混合
され、後述する燃焼触媒により燃焼する。こうして、燃
焼部33a、33bでの燃焼により生じた燃焼ガスは、
熱回収部7を経て排出される。
In the fuel reforming apparatus of the first embodiment, as described above, the combustion section 33a, which serves as a catalytic combustion section disposed on the upper layer and the lower layer side of the reforming section 4 and burns methanol off-gas, Supply units 32a and 32b for supplying methanol / off-gas are provided in 33b, respectively. In addition, the above-mentioned combustion part 33a, 33b and supply part 32a,
When describing one of the 32b as an example, hereinafter, simply
They are called a combustion unit 33 and a supply unit 32. Now, as shown by the dashed line and the dashed line in FIG. 1, the methanol offgas as fuel is supplied to the respective combustion units 33a and 33b via the respective supply units 32a and 32b, and is supplied to the respective combustion units 33a and 33b.
a and 33b are mixed with air as an oxidizing agent supplied directly, and are burned by a combustion catalyst described later. Thus, the combustion gas generated by the combustion in the combustion sections 33a and 33b is:
It is discharged through the heat recovery unit 7.

【0025】次に、図2において、改質部4の上層及び
下層側に配置される燃焼部33と供給部32の構成を説
明する。図中の符号10は燃焼部33の面内に適宜配設
された燃焼触媒であって、この形態1の燃焼触媒10は
メタノール・オフガスを燃焼させる触媒である。これら
の燃焼触媒10は、当該燃焼部33内部の面内に、当該
面内の上流側(図上右)から下流側(図上左)へと流さ
れる燃料としてのメタノール・オフガスや燃焼用の空気
に効率よく触れるように、下流側に適宜配置されてい
る。この形態1では、供給される燃料及び空気の上流側
では燃焼触媒量10を少なく、下流側では燃焼触媒量1
0を多く配し、即ち、上流側での分布が疎で、下流側へ
向かって次第に分布が密となるように配設することで、
燃焼部33の面内温度分布を均一となるように構成し
た。
Next, referring to FIG. 2, the structure of the combustion section 33 and the supply section 32 disposed on the upper and lower layers of the reforming section 4 will be described. Reference numeral 10 in the drawing denotes a combustion catalyst appropriately disposed in the plane of the combustion section 33. The combustion catalyst 10 of the first embodiment is a catalyst for burning methanol off-gas. These combustion catalysts 10 are provided in a plane inside the combustion section 33 as methanol-off gas as fuel flowing from an upstream side (right side in the figure) to a downstream side (left side in the figure) of the plane, and a fuel for combustion. It is appropriately arranged on the downstream side so as to efficiently contact the air. In the first embodiment, the combustion catalyst amount 10 is small on the upstream side of the supplied fuel and air, and the combustion catalyst amount 1 is small on the downstream side.
By arranging many 0s, that is, by arranging the distribution on the upstream side to be sparse and the distribution gradually becoming denser toward the downstream side,
The in-plane temperature distribution of the combustion part 33 was configured to be uniform.

【0026】図3及び図4は、何れも、燃焼部33a、
33b(33)に充填される燃焼触媒10の燃焼用の空
気流れ方向への充填量分布を説明するグラフであり、図
3は上流側から下流側へ向けて連続的に疎から密となる
分布、図4は上流側から下流側へ向けて段階的に疎から
密となる分布即ちステップ的な分布を示した図である。
FIGS. 3 and 4 both show the combustion section 33a,
FIG. 3 is a graph illustrating the distribution of the amount of the combustion catalyst 10 charged in the air 33b (33) in the direction of air flow for combustion. FIG. 3 shows a distribution in which the density gradually increases from the upstream side to the downstream side. FIG. 4 is a diagram showing a distribution in which the density gradually increases from the upstream side to the downstream side, that is, a stepwise distribution.

【0027】再び図2において、図中の符号11は、燃
焼部33の内部に向けて開口するように燃焼部33の適
所適所に適宜設けられた燃料供給穴である。これらの燃
料供給穴11から、供給部32からの燃料としてのメタ
ノール・オフガスが燃焼部33内部へ分散して供給され
ることになる。図示の例では、これらの燃料供給穴11
は、当該燃焼部33の面内に想定される燃料流路及び空
気流路の上流側であって、当該流路の幅方向に一列とな
るよう多数配設されている。
Referring again to FIG. 2, reference numeral 11 in the figure denotes a fuel supply hole provided at an appropriate position in the combustion section 33 so as to open toward the inside of the combustion section 33. From these fuel supply holes 11, methanol offgas as fuel from the supply unit 32 is dispersed and supplied into the combustion unit 33. In the illustrated example, these fuel supply holes 11
Are arranged on the upstream side of the fuel flow path and the air flow path assumed in the plane of the combustion section 33, and are arranged in a row in the width direction of the flow path.

【0028】次に動作を説明する。この燃料改質装置の
起動時には、先ず、図1において、起動燃焼用の燃料と
して、メタノール・オフガスが燃焼部33aの上層側に
設けられた供給部32aと、燃焼部33bの下層側に設
けられた供給部32bとに、それぞれ供給される。その
後、図2に示すように、各燃焼部33a、32b(3
3)に設けられた多数の燃料供給穴11をから、メタノ
ール・オフガスがそれぞれの供給部32から燃焼部33
の内部に分散して供給される。
Next, the operation will be described. When the fuel reformer is started, first, as shown in FIG. 1, as a fuel for starting combustion, methanol / off gas is provided in a supply section 32a provided in an upper layer of the combustion section 33a and in a lower layer of a combustion section 33b. Is supplied to the supply unit 32b. Then, as shown in FIG. 2, each combustion part 33a, 32b (3
Methanol off-gas is supplied from a plurality of fuel supply holes 11 provided in 3) to a combustion unit 33 from respective supply units 32.
Is distributed and supplied inside.

【0029】このメタノール・オフガスの供給に際して
は、後述の改質部4に充填されている改質用触媒(非図
示)が劣化する温度にならないよう、又、燃焼部33
a、33bの温度が、燃焼部33a、33bを構成する
部材が耐え得る温度範囲内に収まるように、その供給量
が制御される。
When supplying the methanol off-gas, the temperature of the reforming catalyst (not shown) filled in the reforming section 4 described later is prevented from being deteriorated and the combustion section 33 is not heated.
The supply amount is controlled so that the temperatures of the members a and 33b fall within the temperature range that the members constituting the combustion portions 33a and 33b can withstand.

【0030】さて、燃焼部33a、33b(33)で
は、当該燃焼部33a、33b(33)内部の面内に流
される燃焼用の空気の流れ方向、即ち燃焼用空気流れ方
向へ、例えば、図3に示すように連続的に、或いは図4
に示すようにステップ的に、疎から密に分布するよう配
置された燃焼触媒10の表面へ、メタノール・オフガス
と空気とが供給され、このメタノール・オフガスと空気
とが程よく混合された状態(以下、予混合ガスともい
う)で接触することによって、効率よく燃焼する。尚、
上記の燃焼触媒10としては、適当なものでよく、例え
ば、アルミナ担持の白金、パラジウム、ルテニウム触媒
等がある。
In the combustion sections 33a and 33b (33), the flow direction of the combustion air flowing in the plane inside the combustion sections 33a and 33b (33), that is, the combustion air flow direction is, for example, as shown in FIG. 3 or continuously as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, methanol-off gas and air are supplied to the surface of the combustion catalyst 10 arranged so as to be distributed from sparse to dense, and a state in which the methanol-off gas and air are mixed appropriately (hereinafter, referred to as “methanol off gas”). , Which is also referred to as a premixed gas), thereby efficiently burning. still,
The combustion catalyst 10 may be any suitable one, and examples thereof include platinum, palladium, and ruthenium catalysts supported on alumina.

【0031】この燃焼触媒10の表面で発生した燃焼熱
は、上層及び下部層側の供給部32a、32b(32)
に伝達され、それぞれ燃焼部33a、33b(33)を
介して、その間に挟まれた改質部4を上層及び下層側か
ら効率よく加熱する。又、燃焼後の燃焼ガスは、熱回収
部7を通過する際に、当該熱回収部7の下層側に位置す
る気化部31を加熱すると共に、熱回収部7に充填され
たメタノール燃焼触媒(非図示)によって、燃焼ガスの残
メタノール予混合気が燃焼する。
The combustion heat generated on the surface of the combustion catalyst 10 is supplied to the upper and lower layer side supply units 32a, 32b (32).
And the reforming section 4 sandwiched between the combustion sections 33a and 33b (33) is efficiently heated from above and below. When the combustion gas passes through the heat recovery unit 7, the combustion gas heats the vaporization unit 31 located on the lower layer side of the heat recovery unit 7 and the methanol combustion catalyst ( (Not shown), the residual methanol premixture of the combustion gas is burned.

【0032】上記実施の形態1によれば、供給された燃
料としてのメタノール・オフガスは、燃料供給穴11の
出口付近から徐々に燃焼していくため、燃焼部33a、
33b(33)の面内において効率よく均一な温度分布
を得ることができる。又、定常運転時においては、起動
時の燃料であるメタノール・オフガスの代わりに、燃料
電池の燃料極(非図示)から排出される未利用の水素を
含んだオフガスを起動時における燃料と同じ経路にて供
給し、燃焼部33a、33bで触媒燃焼させることによ
り、燃焼部33a、33bの間に挟まれた改質部4を上
層及び下層側から加熱し、改質反応の加熱源とすること
もできる。又、負荷急増時においては、オフガスのみの
燃焼ではメタノールの蒸発(気化)に必要な熱が不足
し、気化部31の温度が低下して蒸発が不安定になった
り、改質部4の温度が低下して改質率が一時的に低下し
たりする場合があるが、これらの場合には、オフガスの
燃焼に加えて、更にメタノールを燃焼部33a、33b
に導入し、このメタノールを触媒燃焼させることによ
り、急激な負荷急増に必要な熱を供給することができ
る。
According to the first embodiment, the supplied methanol / off-gas gradually burns from the vicinity of the outlet of the fuel supply hole 11, so that the combustion portion 33a,
A uniform temperature distribution can be efficiently obtained in the plane of 33b (33). In addition, during steady operation, instead of methanol offgas which is fuel at the time of startup, an offgas containing unused hydrogen discharged from a fuel electrode (not shown) of the fuel cell is supplied to the same path as fuel at the time of startup. And the reforming section 4 sandwiched between the burning sections 33a and 33b is heated from the upper layer and the lower layer side by the catalytic combustion in the combustion sections 33a and 33b, and is used as a heating source for the reforming reaction. Can also. In addition, when the load is rapidly increased, the combustion required for evaporating (vaporizing) the methanol is insufficient in the combustion using only the off-gas, and the temperature of the vaporizing section 31 is reduced to make the evaporation unstable, or the temperature of the reforming section 4 is reduced. In some cases, the reforming rate may temporarily decrease. In these cases, in addition to off-gas combustion, methanol is further added to the combustion sections 33a, 33b.
, And the catalytic combustion of this methanol makes it possible to supply heat required for a sudden increase in load.

【0033】実施の形態2.実施の形態2は、上記実施
の形態1において、上流側から下流側に向けて、燃焼触
媒に接触させないように燃料と空気との予混合ガスを通
す複数のバイパス流路を設けて、中流及び下流側に配置
された燃焼触媒に燃料と空気との予混合ガスを直接的に
供給する構成としたものである。従って、図5に示すよ
うに、この実施の形態2においては、上記の形態1にお
いて、燃料を分散して燃焼部に供給する燃料供給穴の構
成、即ち燃料分散供給手段は採用されていない。
Embodiment 2 FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of bypass passages for passing a premixed gas of fuel and air are provided from the upstream side to the downstream side so as not to contact the combustion catalyst. In this configuration, a premixed gas of fuel and air is directly supplied to a combustion catalyst arranged on the downstream side. Therefore, as shown in FIG. 5, in the second embodiment, the configuration of the fuel supply hole for dispersing the fuel and supplying it to the combustion section, that is, the fuel dispersing and supplying means is not employed in the first embodiment.

【0034】以下、この実施の形態2を図5に基づいて
説明する。図5において、40は燃焼部33の上流側か
ら供給される触媒燃焼用の燃料と燃焼用の空気とが予め
混合された燃料空気予混合ガス即ち予混合ガスの一部
を、当該燃焼部33の中流域或いは下流域に直接的に供
給するため、当該予混合ガスが、上流側から燃焼触媒と
接触しないように中流域或いは下流域に排せつされてい
る燃焼触媒10へ案内するバイパス流路である。このバ
イパス流路40は、燃焼部33の面内において、上流側
から下流側に向けて、燃焼触媒10の何れかに予混合ガ
スが効率よく触れるよう適当本数配設されている。バイ
パス流路40の上流側からの長さは、燃焼触媒10の分
布状況に応じて、長短の異なる管或いは管径の異なるも
のを配設してもよい。要は、燃焼部33の面内におい
て、燃焼が局所的とならず、燃焼触媒10の面内配置に
応じて、燃焼が面内に均一に生ずるように配置される。
尚、予混合ガスは、例えば、上記実施の形態1における
図1の実線で示す空気の供給路を、例えば、供給部32
a、32bにそれぞれ引き込んで、燃料としてのメタノ
ール・オフガスと混合させて予混合ガスを生成させ、当
該供給部32a、32b(33)から適宜手段にて燃焼
部33a、33bの上流側、或いは、バイパス流路40
を介して燃焼部33a、33bの中流或いは下流側へと
供給してもよい。
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 5, reference numeral 40 denotes a fuel-air premixed gas in which the fuel for combustion of the catalyst and the air for combustion supplied from the upstream side of the combustion unit 33 are mixed in advance, that is, a part of the premixed gas. In order to supply the premixed gas directly from the upstream side to the combustion catalyst 10 so as not to come into contact with the combustion catalyst, the bypass flow path guides the premixed gas to the combustion catalyst 10 discharged to the middle flow area or the downstream area. is there. The bypass passages 40 are arranged in an appropriate number in the plane of the combustion section 33 so that the premixed gas efficiently contacts one of the combustion catalysts 10 from the upstream side to the downstream side. The length of the bypass flow path 40 from the upstream side may be different lengths or different lengths or different diameters depending on the distribution of the combustion catalyst 10. In short, in the plane of the combustion part 33, the combustion is not localized, and the combustion catalyst 10 is arranged according to the in-plane arrangement of the combustion so that the combustion is uniformly generated in the plane.
The premixed gas is supplied, for example, through the air supply path indicated by the solid line in FIG.
a and 32b, respectively, and mixed with methanol / off-gas as fuel to generate a premixed gas. From the supply units 32a and 32b (33), upstream means of the combustion units 33a and 33b, or Bypass channel 40
May be supplied to the middle or downstream side of the combustion sections 33a and 33b via the.

【0035】次に動作を説明する。上記実施の形態1で
は、全ての予混合ガスが上流側から当該燃焼部33に流
入され、後は自然に任せて下流側へと流されているが、
この実施の形態2によれば、予混合ガスが燃焼部33に
供給されるされる際には、少なくとも、その一部の予混
合ガスが、当該燃焼部33の面内に配設された長さの異
なる幾つかのバイパス流路40を経て、燃焼部33の中
流或いは下流側に配設された燃焼触媒10に向けて、直
接的に供給される。
Next, the operation will be described. In the first embodiment, all the premixed gas flows from the upstream side into the combustion section 33, and then flows to the downstream side by leaving it naturally.
According to the second embodiment, when the premixed gas is supplied to the combustion section 33, at least a part of the premixed gas is supplied to the combustion section 33 by the length of the premixed gas. The fuel is supplied directly to the combustion catalyst 10 disposed in the middle or downstream of the combustion section 33 through several bypass passages 40 having different sizes.

【0036】この実施の形態2によれば、バイパス流路
40によって、燃焼部33に供給される予混合ガスの一
部が、燃焼部33の上流側や中流側に配設されている燃
焼触媒10に触れることなく、中流や下流側に配設され
ている燃焼触媒10に直接的に供給されることになり、
予混合ガスが比較的十分に供給される上側や中流側だけ
でなく、比較的、予混合ガスが届き難い、中流や下流側
の燃焼触媒10に対して、十分な供給を行うことができ
る。従って、これによって、触媒燃焼を燃焼部33の面
内で広く均一に発生させることができる。
According to the second embodiment, a part of the premixed gas supplied to the combustion section 33 by the bypass flow path 40 is supplied to the combustion catalyst disposed upstream or in the middle of the combustion section 33. 10 without being touched, it is directly supplied to the combustion catalyst 10 disposed in the middle stream or the downstream side,
A sufficient supply can be performed not only to the upper side and the middle side where the premixed gas is relatively sufficiently supplied, but also to the middle and downstream side combustion catalysts 10 where the premixed gas is relatively difficult to reach. Therefore, this makes it possible to generate catalytic combustion widely and uniformly in the plane of the combustion section 33.

【0037】実施の形態3.実施の形態3は、上記実施
の形態1における燃料供給穴11の配置構成を改良した
ものである。これを図6に基づいて説明する。図6は、
改質部4の下層側に設けられた燃焼部33bと供給部3
2bとの構成を示す。以下、燃焼部33b及び供給部3
2bを燃焼部33及び供給部32として説明する。図6
において、燃料供給穴11は燃焼用の空気と燃料として
のメタノール・オフガスとの予混合ガスの流れ方向、即
ち上流から下流側に向く方向に対して、直交する列とな
るように複数個設けられ、しかも、その列が流れ方向に
複数個、段をなすように配設されている。即ち、上記の
実施の形態1では、燃焼部33の上流側に1段にて複数
個設けられていた燃料供給穴11を、この実施の形態3
では、上流から下流側に向けて幾段にも配設した構成と
したのである。
Embodiment 3 In the third embodiment, the arrangement of the fuel supply holes 11 in the first embodiment is improved. This will be described with reference to FIG. FIG.
The combustion unit 33b and the supply unit 3 provided below the reforming unit 4
2b. Hereinafter, the combustion unit 33b and the supply unit 3
2b will be described as the combustion unit 33 and the supply unit 32. FIG.
In the above, a plurality of fuel supply holes 11 are provided in a row orthogonal to the flow direction of the premixed gas of combustion air and methanol / off gas as fuel, that is, the direction from upstream to downstream. Moreover, the rows are arranged in a plurality of steps in the flow direction. That is, in Embodiment 1 described above, a plurality of fuel supply holes 11 provided in one stage on the upstream side of the combustion unit 33 are replaced with the fuel supply holes 11 in Embodiment 3.
Then, it was configured to be arranged in multiple stages from upstream to downstream.

【0038】次に動作を説明する。先ず、供給部32に
導入された燃料としてのメタノール・オフガスは、供給
部32から燃焼部33に通ずるよう、複数段にわたって
設けられた燃料供給穴11、11,11によって、当該
燃焼部33の面内に上記燃料が分散して供給される。他
方、燃焼部33の内部の面内には、所要の分布にて配置
された燃焼触媒10が充填されているため、供給された
燃料としてのメタノール・オフガスと空気との予混合ガ
スが、燃焼触媒10の表面と効率よく接触することにな
る。こうして、この実施の形態3によれば、触媒燃焼を
燃焼部33の面内で均一に行わせることができる。
Next, the operation will be described. First, the methanol / off-gas as fuel introduced into the supply unit 32 is supplied to the combustion unit 33 from the supply unit 32 by the fuel supply holes 11, 11, 11 provided in a plurality of stages so as to pass through the combustion unit 33. The above-mentioned fuel is dispersed and supplied. On the other hand, since the inside of the combustion section 33 is filled with the combustion catalysts 10 arranged in a required distribution, a premixed gas of methanol-off gas and air as supplied fuel is burned. The catalyst comes into efficient contact with the surface of the catalyst 10. Thus, according to the third embodiment, catalytic combustion can be performed uniformly in the plane of the combustion section 33.

【0039】実施の形態4.上記実施の形態1乃至3で
は、燃料として、メタノールを用いた場合について説明
したが、勿論これに限らず、ジメチルエーテル、灯油、
ガソリン等の液体燃料や、オフガス、プロパン、天然ガ
ス、都市ガス等のガス燃料を用いてもよく、同様の作用
効果を奏する。
Embodiment 4 In the first to third embodiments, the case where methanol is used as the fuel has been described. However, the present invention is not limited to this, and dimethyl ether, kerosene,
Liquid fuel such as gasoline or gas fuel such as off-gas, propane, natural gas, city gas, etc. may be used, and the same operation and effect can be obtained.

【0040】実施の形態5.上記実施の形態1では、供
給部32a、32b(33)から燃料としてのメタノー
ル・オフガスのみを供給する場合について述べたが、上
記実施の形態1乃至4の何れにおいても、燃焼用の空気
の一部を上記燃料と混合させて供給してもよく、何れ
も、同様の作用効果を奏する。
Embodiment 5 In the first embodiment, the case where only the methanol off-gas as the fuel is supplied from the supply units 32a and 32b (33) has been described. However, in any of the first to fourth embodiments, one of the combustion air is supplied. The fuel may be supplied in a mixed state with the above-described fuel.

【0041】[0041]

【発明の効果】請求項1乃至請求項7の発明によれば、
何れも、改質部を均一に加熱することができるので、燃
料改質装置の安定な運転が可能となる。又、燃料改質装
置の起動時間の短縮と負荷急増時の応答性を向上させる
ことができると共に、改質寿命の低下を抑制することが
できる。
According to the first to seventh aspects of the present invention,
In any case, since the reforming section can be uniformly heated, the stable operation of the fuel reforming apparatus becomes possible. Further, it is possible to shorten the start-up time of the fuel reformer, improve the responsiveness at the time of a sudden increase in load, and suppress a reduction in the reforming life.

【0042】請求項1乃至請求項3の各発明によれば、
何れも、触媒燃焼部において、供給する燃料及び燃焼用
空気上流では、燃焼触媒量を少なくし、下流では多くし
て触媒の充填に面内粗密を付けるため、改質部及び気化
部の面内温度分布を均一に制御することができ、燃料改
質装置の起動時間短縮と負荷急増時の応答性の向上、更
には、改質寿命低下の防止が可能になる。
According to each of the first to third aspects of the present invention,
In any case, in the catalytic combustion section, the amount of combustion catalyst is reduced upstream of the supplied fuel and combustion air, and increased downstream to increase the in-plane density of the catalyst. The temperature distribution can be controlled uniformly, so that the start-up time of the fuel reformer can be reduced, the responsiveness at the time of a sudden increase in load can be improved, and the reforming life can be prevented from being shortened.

【0043】請求項4又は請求項5の発明によれば、触
媒燃焼部において、一部未燃の予混合ガスを燃焼触媒に
接触することなく下流に流すことができるバイパス流路
を設け、前記バイパスした予混合ガスを下流で燃焼させ
るため、改質部及び蒸発部の面内温度分布を均一に制御
することができ、燃料改質装置の起動時間短縮と負荷急
増時の応答性の向上、又改質寿命低下の防止が可能にな
る。
According to the fourth or fifth aspect of the present invention, the catalyst combustion section is provided with a bypass flow path through which a partially unburned premixed gas can flow downstream without contacting the combustion catalyst. Since the bypassed premixed gas is burned downstream, the in-plane temperature distribution of the reforming unit and the evaporating unit can be controlled uniformly, shortening the start-up time of the fuel reformer and improving the responsiveness when the load suddenly increases. In addition, it is possible to prevent the reforming life from being shortened.

【0044】請求項6の発明によれば、例えば、燃焼触
媒を充填した触媒燃焼板を有する触媒燃焼部において、
燃焼用空気を一様に流した前記触媒燃焼板上に、燃料を
複数分散供給することができるため、改質部及び蒸発部
の面内温度分布を均一に制御することができ、燃料改質
装置の起動時間短縮と負荷急増時の応答性の向上、又改
質寿命低下の防止が可能になる。
According to the sixth aspect of the present invention, for example, in a catalytic combustion section having a catalytic combustion plate filled with a combustion catalyst,
Since a plurality of fuels can be dispersed and supplied onto the catalytic combustion plate on which the combustion air is uniformly flowed, the in-plane temperature distribution of the reforming section and the evaporating section can be controlled uniformly, and the fuel reforming can be performed. This makes it possible to shorten the start-up time of the apparatus, improve the responsiveness when the load suddenly increases, and prevent the reforming life from shortening.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施の形態1の燃料改質装置の構成を示す概
念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a fuel reforming apparatus according to a first embodiment.

【図2】 実施の形態1の燃焼部と供給部とを示す説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a combustion unit and a supply unit according to the first embodiment.

【図3】 実施の形態1の触媒充填量の分布示す説明図
である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a distribution of a catalyst filling amount according to the first embodiment.

【図4】 実施の形態1の触媒充填量の別の分布示す説
明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing another distribution of the catalyst loading amount according to the first embodiment.

【図5】 実施の形態2の燃焼部の構造を示す説明図で
ある。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a structure of a combustion unit according to the second embodiment.

【図6】 実施の形態3の燃焼部と供給部とを示す説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a combustion unit and a supply unit according to a third embodiment.

【図7】 従来の燃料改質装置の構成を示す概念図であ
る。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a configuration of a conventional fuel reformer.

【図8】 従来の燃料改質装置における燃焼部の面内温
度分布測定結果を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a measurement result of an in-plane temperature distribution of a combustion section in a conventional fuel reformer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 液体燃料加熱部、4 改質部、5 CO酸化部、6
a 燃焼部(上)、6b 燃焼部(下)、7 熱回収
部、10 燃焼触媒、11 燃料供給穴、31気化部、
32 供給部、32a 供給部(上)、32b 供給部
(下)、33燃焼部、33a 燃焼部(上)、33b
燃焼部(下)、40 バイパス流路。
1 liquid fuel heating section, 4 reforming section, 5 CO oxidizing section, 6
a combustion section (upper), 6b combustion section (lower), 7 heat recovery section, 10 combustion catalyst, 11 fuel supply hole, 31 vaporization section,
32 supply unit, 32a supply unit (upper), 32b supply unit (lower), 33 combustion unit, 33a combustion unit (upper), 33b
Combustion section (bottom), 40 bypass flow path.

フロントページの続き Fターム(参考) 3K065 TB02 TB13 TC07 TC10 TD04 TF01 TK02 TK04 4G040 EA02 EA03 EA06 EB12 EB23 EC07 5H027 AA02 BA01 BA09 Continued on front page F-term (reference) 3K065 TB02 TB13 TC07 TC10 TD04 TF01 TK02 TK04 4G040 EA02 EA03 EA06 EB12 EB23 EC07 5H027 AA02 BA01 BA09

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化水素やアルコール原料等から改質反
応によって水素を生成する燃料改質装置において、 前記燃料改質装置の触媒燃焼部は、当該触媒燃焼部内を
流れる燃料の上流側で配置される燃焼触媒の分布を疎と
し、下流側で配置される燃焼触媒の分布を密として、当
該触媒燃焼部における温度分布が均一となるように燃焼
触媒を配置したことを特徴とする燃料改質装置。
1. A fuel reformer that generates hydrogen from a hydrocarbon, an alcohol raw material, or the like by a reforming reaction, wherein a catalytic combustion section of the fuel reformer is disposed upstream of fuel flowing through the catalytic combustion section. Wherein the distribution of the combustion catalyst is made sparse, the distribution of the combustion catalyst arranged downstream is made dense, and the combustion catalyst is arranged so that the temperature distribution in the catalytic combustion section becomes uniform. .
【請求項2】 上流側から下流側に向けて連続的に疎か
ら密となるように燃焼触媒を配置したことを特徴とする
請求項1に記載の燃料改質装置。
2. The fuel reformer according to claim 1, wherein the combustion catalysts are arranged so as to be continuously sparse to dense from the upstream side to the downstream side.
【請求項3】 上流側から下流側に向けて段階的に疎か
ら密となるように燃焼触媒を配置したことを特徴とする
請求項1に記載の燃料改質装置。
3. The fuel reformer according to claim 1, wherein the combustion catalyst is arranged so as to gradually increase in density from upstream to downstream.
【請求項4】 上流側から下流側に向けて、燃焼触媒に
接触させないように燃料と空気との予混合ガスを通す複
数のバイパス流路を設けて、中流及び下流側に配置され
た燃焼触媒に前記予混合ガス供給する構成としたことを
特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の燃料
改質装置。
4. A plurality of bypass passages for passing a pre-mixed gas of fuel and air from the upstream side to the downstream side so as not to contact the combustion catalyst, and the combustion catalysts arranged on the middle and downstream sides. 4. The fuel reformer according to claim 1, wherein the premixed gas is supplied to the fuel reformer.
【請求項5】 バイパス流路は、燃焼触媒の配置に応じ
て上流からの長さに長短があることを特徴とする請求項
4に記載の燃料改質装置。
5. The fuel reformer according to claim 4, wherein the bypass flow path has a length from the upstream depending on the arrangement of the combustion catalyst.
【請求項6】 燃料改質装置は、触媒燃焼部に隣接させ
た燃料供給部を有し、触媒燃焼部の適所に配設された複
数の燃料供給穴から前記燃料供給部の燃料を分散して供
給する構成としたことを特徴とする請求項1乃至請求項
3の何れかに記載の燃料改質装置。
6. A fuel reformer has a fuel supply unit adjacent to a catalytic combustion unit, and disperses the fuel in the fuel supply unit from a plurality of fuel supply holes disposed at appropriate positions in the catalytic combustion unit. The fuel reformer according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel reformer is configured to supply the fuel.
【請求項7】 燃料改質装置は、上層から下層に向け
て、液体燃料加熱部、CO酸化部、熱回収部、気化部、
供給部、燃焼部、改質部、燃焼部、供給部がそれぞれ板
状に形成されて、順に重ねられた平板積層型であること
を特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載の燃
料改質装置。
7. The fuel reformer includes a liquid fuel heating section, a CO oxidizing section, a heat recovery section, a vaporizing section, from an upper layer to a lower layer.
7. The flat plate lamination type in which the supply section, the combustion section, the reforming section, the combustion section, and the supply section are each formed in a plate shape and are sequentially stacked. Fuel reformer.
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KR101387856B1 (en) 2012-05-18 2014-04-25 에이치앤파워(주) Plate type steam reformer for solid oxide fuel cell using natural gas

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