JP2003063803A - 改質器とこれを備える燃料電池発電システム - Google Patents
改質器とこれを備える燃料電池発電システムInfo
- Publication number
- JP2003063803A JP2003063803A JP2001255968A JP2001255968A JP2003063803A JP 2003063803 A JP2003063803 A JP 2003063803A JP 2001255968 A JP2001255968 A JP 2001255968A JP 2001255968 A JP2001255968 A JP 2001255968A JP 2003063803 A JP2003063803 A JP 2003063803A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- reforming
- section
- reformer
- fuel cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 装置の全体構成をコンパクト化し、製造コス
トや操業コストを低減可能な改質器とこれを備える燃料
電池発電システムを提供することにある。 【解決手段】 改質ガス原料を通流可能で改質触媒１ｂ
を充填した改質部１と、この改質部１の側壁を形成する
伝熱隔壁１ａから所定距離だけ離間して隣接する燃焼部
２とを備え、この燃焼部２が、耐熱性の多孔質隔壁２
ｂ，２ｃを有し内部に燃焼触媒２ａを充填していて燃料
導入口４から導入された燃料を燃焼可能になっており、
改質部１と燃焼部２とが互いに上下方向に対向配置され
て立設されている改質器とこれを備える燃料電池発電シ
ステム。
トや操業コストを低減可能な改質器とこれを備える燃料
電池発電システムを提供することにある。 【解決手段】 改質ガス原料を通流可能で改質触媒１ｂ
を充填した改質部１と、この改質部１の側壁を形成する
伝熱隔壁１ａから所定距離だけ離間して隣接する燃焼部
２とを備え、この燃焼部２が、耐熱性の多孔質隔壁２
ｂ，２ｃを有し内部に燃焼触媒２ａを充填していて燃料
導入口４から導入された燃料を燃焼可能になっており、
改質部１と燃焼部２とが互いに上下方向に対向配置され
て立設されている改質器とこれを備える燃料電池発電シ
ステム。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は改質器とこれを備え
る燃料電池発電システムに関し、詳しくは、コンパクト
で製造コストを低減可能な改質器とこれを備える燃料電
池発電システムに関する。
る燃料電池発電システムに関し、詳しくは、コンパクト
で製造コストを低減可能な改質器とこれを備える燃料電
池発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】これまで、燃料電池のアノード側に供給
する燃料である都市ガス等を触媒反応により改質して生
成ガスを得る改質器（リフォーマ）として、種々な形式
のものが開発されているが、コンパクトで単位面積当た
りの伝熱面を大きくできる改質器として、例えば図２に
示すようなプレート形改質器などが知られている。
する燃料である都市ガス等を触媒反応により改質して生
成ガスを得る改質器（リフォーマ）として、種々な形式
のものが開発されているが、コンパクトで単位面積当た
りの伝熱面を大きくできる改質器として、例えば図２に
示すようなプレート形改質器などが知られている。
【０００３】この改質器は、メタンと水蒸気を有する原
料ガスを供給される改質室１０と、空気が供給される燃
焼室１１と、水素を含む燃料を供給される燃料室１２と
から構成されている。そして、改質室１０と燃焼室１１
とは伝熱隔壁１３により隔絶されており、燃焼室１１と
燃料室１２とは燃料が燃焼室１１に進入可能に多孔質の
分散板１４により区画されている。
料ガスを供給される改質室１０と、空気が供給される燃
焼室１１と、水素を含む燃料を供給される燃料室１２と
から構成されている。そして、改質室１０と燃焼室１１
とは伝熱隔壁１３により隔絶されており、燃焼室１１と
燃料室１２とは燃料が燃焼室１１に進入可能に多孔質の
分散板１４により区画されている。
【０００４】改質室１０には、触媒が坦持されたセラミ
ックボール状の改質触媒１５が多数充填されており、伝
熱隔壁１３から燃焼室１１の燃焼熱を受けて、改質室１
０を通流する原料ガスは改質される。改質室１０の上流
側に脱硫器が設置されていて、原料ガスの脱硫を予め行
う場合もある。燃焼室１１には、触媒が坦持されたセラ
ミックボール状の燃焼触媒１６が充填されていて、燃料
中の水素を触媒燃焼する。
ックボール状の改質触媒１５が多数充填されており、伝
熱隔壁１３から燃焼室１１の燃焼熱を受けて、改質室１
０を通流する原料ガスは改質される。改質室１０の上流
側に脱硫器が設置されていて、原料ガスの脱硫を予め行
う場合もある。燃焼室１１には、触媒が坦持されたセラ
ミックボール状の燃焼触媒１６が充填されていて、燃料
中の水素を触媒燃焼する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の改質器は、改質室１０への熱伝達を、燃焼室１
１との境界をなす伝熱隔壁１３を介して行っているの
で、熱伝達を効率良く行うために伝熱隔壁１３の表面積
を大きくしなければならず、また伝熱隔壁１３が燃焼触
媒１６の充填された燃焼室１１と隣接している構造のた
め、水素を含む燃料および空気を燃焼室１１に供給する
際の圧力損失も大きいため、燃焼室１１や燃料室１２に
ガスを送給する送給装置の動力を大きなものにしなけれ
ばならず、装置の全体構成が大掛かりにならざるを得な
いという問題がある。しかも、燃焼室１１に送給される
燃料は、燃焼触媒と接して高温の燃焼ガスとなるが、燃
焼室内部には燃焼触媒１６が充填されているため、内部
を通流する燃焼ガスが局部的に高温（例えば、１０００
℃以上）になる箇所が発生するなど、燃焼室内の温度分
布は不均一となり易い。そのため、燃焼室を構成する材
料として高価な耐熱性特殊鋼などを使用せざるを得ず、
改質器の製造コストを高くしていた。
来技術の改質器は、改質室１０への熱伝達を、燃焼室１
１との境界をなす伝熱隔壁１３を介して行っているの
で、熱伝達を効率良く行うために伝熱隔壁１３の表面積
を大きくしなければならず、また伝熱隔壁１３が燃焼触
媒１６の充填された燃焼室１１と隣接している構造のた
め、水素を含む燃料および空気を燃焼室１１に供給する
際の圧力損失も大きいため、燃焼室１１や燃料室１２に
ガスを送給する送給装置の動力を大きなものにしなけれ
ばならず、装置の全体構成が大掛かりにならざるを得な
いという問題がある。しかも、燃焼室１１に送給される
燃料は、燃焼触媒と接して高温の燃焼ガスとなるが、燃
焼室内部には燃焼触媒１６が充填されているため、内部
を通流する燃焼ガスが局部的に高温（例えば、１０００
℃以上）になる箇所が発生するなど、燃焼室内の温度分
布は不均一となり易い。そのため、燃焼室を構成する材
料として高価な耐熱性特殊鋼などを使用せざるを得ず、
改質器の製造コストを高くしていた。
【０００６】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
有する問題点に鑑みて、装置の全体構成を一層コンパク
ト化し、製造コストや操業コストを低減可能な改質器と
これを備える燃料電池発電システムを提供することにあ
る。
有する問題点に鑑みて、装置の全体構成を一層コンパク
ト化し、製造コストや操業コストを低減可能な改質器と
これを備える燃料電池発電システムを提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は各請求項記載
の発明により達成される。すなわち、本発明に係る改質
器の特徴構成は、改質ガス原料を通流可能で改質触媒を
充填した改質部と、この改質部の側壁を形成する伝熱隔
壁から所定距離だけ離間して隣接する燃焼部とを備え、
この燃焼部が、耐熱性の多孔質隔壁を有し内部に燃焼触
媒を充填していて燃料導入口から導入された燃料を燃焼
可能になっており、前記改質部と燃焼部とが互いに上下
方向に対向配置されて立設されていることにある。
の発明により達成される。すなわち、本発明に係る改質
器の特徴構成は、改質ガス原料を通流可能で改質触媒を
充填した改質部と、この改質部の側壁を形成する伝熱隔
壁から所定距離だけ離間して隣接する燃焼部とを備え、
この燃焼部が、耐熱性の多孔質隔壁を有し内部に燃焼触
媒を充填していて燃料導入口から導入された燃料を燃焼
可能になっており、前記改質部と燃焼部とが互いに上下
方向に対向配置されて立設されていることにある。
【０００８】この構成によれば、改質部の伝熱隔壁に対
して燃焼部から発生する高温の熱が放射され、伝熱隔壁
が略均等に熱せられるので、局部的に高温の箇所が生じ
るということがなく、従って、改質部あるいは装置全体
を構成するのに高価な耐熱性特殊鋼を用いる必要がな
く、安価なステンレス鋼などを使用可能になる。又、燃
焼部に燃焼ガスを導入するのに大きな圧損が生じないの
で、燃焼ガスを送給するのに大動力を要しない。しか
も、前記改質部と燃焼部とを上下方向に立設した構成を
採用しているので、全体にコンパクトな構造にできて、
殊更広いスペースを要することがない。その結果、従来
技術に比べて、装置の全体構成を一層コンパクト化し、
製造コストや操業コストを低減可能な改質器を提供する
ことができた。
して燃焼部から発生する高温の熱が放射され、伝熱隔壁
が略均等に熱せられるので、局部的に高温の箇所が生じ
るということがなく、従って、改質部あるいは装置全体
を構成するのに高価な耐熱性特殊鋼を用いる必要がな
く、安価なステンレス鋼などを使用可能になる。又、燃
焼部に燃焼ガスを導入するのに大きな圧損が生じないの
で、燃焼ガスを送給するのに大動力を要しない。しか
も、前記改質部と燃焼部とを上下方向に立設した構成を
採用しているので、全体にコンパクトな構造にできて、
殊更広いスペースを要することがない。その結果、従来
技術に比べて、装置の全体構成を一層コンパクト化し、
製造コストや操業コストを低減可能な改質器を提供する
ことができた。
【０００９】前記燃焼部の燃焼触媒は２枚の前記多孔質
隔壁に挟持されていて、この２枚の多孔質隔壁の内、上
流側の多孔質隔壁から放射熱を受けて前記改質部を通流
する改質ガス原料が６５０〜７５０℃に加熱されること
が好ましい。
隔壁に挟持されていて、この２枚の多孔質隔壁の内、上
流側の多孔質隔壁から放射熱を受けて前記改質部を通流
する改質ガス原料が６５０〜７５０℃に加熱されること
が好ましい。
【００１０】この構成によれば、改質ガス原料が天然ガ
ス（都市ガス）等を用いる場合に効果的に改質されると
共に、燃焼ガスは下流側の多孔質隔壁へと通流され、引
き続き利用可能になって都合がよい。
ス（都市ガス）等を用いる場合に効果的に改質されると
共に、燃焼ガスは下流側の多孔質隔壁へと通流され、引
き続き利用可能になって都合がよい。
【００１１】前記燃焼部の２枚の前記多孔質隔壁の内、
下流側の多孔質隔壁と対向して立設され内部に水を通流
可能で、前記燃焼部から発する燃焼熱により１００〜５
００℃に加熱されて水蒸気を発生させる蒸気発生部を備
えることが好ましい。
下流側の多孔質隔壁と対向して立設され内部に水を通流
可能で、前記燃焼部から発する燃焼熱により１００〜５
００℃に加熱されて水蒸気を発生させる蒸気発生部を備
えることが好ましい。
【００１２】この構成によれば、燃焼部からの放射熱お
よび燃焼ガスの対流熱により、蒸気発生部が略均等に加
熱され、これに通流する水を効率よく水蒸気あるいは過
熱蒸気を発生できて、この水蒸気あるいは過熱蒸気を改
質ガス原料に導入して改質を促進することが可能になっ
て都合がよい。
よび燃焼ガスの対流熱により、蒸気発生部が略均等に加
熱され、これに通流する水を効率よく水蒸気あるいは過
熱蒸気を発生できて、この水蒸気あるいは過熱蒸気を改
質ガス原料に導入して改質を促進することが可能になっ
て都合がよい。
【００１３】前記蒸気発生部の内部に、送給される水の
滞留時間を長くするセラミック・ボール、シリンダーの
ような充填物が充填されていると共に、前記蒸気発生部
から発生する水蒸気を前記改質ガス原料に混入させるよ
うになっていることが好ましい。
滞留時間を長くするセラミック・ボール、シリンダーの
ような充填物が充填されていると共に、前記蒸気発生部
から発生する水蒸気を前記改質ガス原料に混入させるよ
うになっていることが好ましい。
【００１４】この構成によれば、蒸気発生部内を通流す
る水の対流時間を十分に長く確保でき、確実に水蒸気あ
るいは過熱蒸気を発生できて都合がよい。
る水の対流時間を十分に長く確保でき、確実に水蒸気あ
るいは過熱蒸気を発生できて都合がよい。
【００１５】又、本発明に係る燃料電池発電システムの
特徴構成は、請求項１〜４のいずれか１の改質器を備え
ると共に、この改質器により改質された改質ガスを導入
する燃料電池を有することにある。
特徴構成は、請求項１〜４のいずれか１の改質器を備え
ると共に、この改質器により改質された改質ガスを導入
する燃料電池を有することにある。
【００１６】この構成によれば、装置の全体構成を一層
コンパクト化し、製造コストや操業コストを低減可能な
改質器を備えるので、システム全体をコンパクト化で
き、しかも製造コストや操業コストを低減できる燃料電
池発電システムを提供することができた。
コンパクト化し、製造コストや操業コストを低減可能な
改質器を備えるので、システム全体をコンパクト化で
き、しかも製造コストや操業コストを低減できる燃料電
池発電システムを提供することができた。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る改質
器Ａの概略断面構造を示す。この改質器Ａは、図示はし
ないが外郭に断熱材を備えていると共に、全体が縦形に
構成されていて、伝熱隔壁１ａを備えて内部に改質触媒
１ｂが充填された改質部１と、燃焼触媒２ａが充填され
た燃焼部２と、蒸気発生部３とが、互いに上下方向に対
向配置して立設している。そして、改質部１の下方から
メタンを主成分とする天然ガス等の改質ガス原料が送給
されるようになっていると共に、燃焼部２は燃焼触媒２
ａを両側から挟持する耐熱性の発泡体材料からなる２枚
の多孔質隔壁２ｂ，２ｃが配置されて構成されていて、
これら隔壁２ｂ，２ｃの外側下方の燃料導入口４から燃
焼用空気と燃料が送給されるようになっている。これら
隔壁２ｂ，２ｃは、燃焼部２に送給される燃料を通流可
能であれば、発泡体材料である必要はなく、要は、燃
料、空気が通流可能な通気性構造であればよい。改質ガ
ス原料として都市ガスを使用する場合は、都市ガス中に
付臭剤が含まれているので、改質部１の上流側に脱硫器
を設置して、脱硫を行うことが好ましい。
照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る改質
器Ａの概略断面構造を示す。この改質器Ａは、図示はし
ないが外郭に断熱材を備えていると共に、全体が縦形に
構成されていて、伝熱隔壁１ａを備えて内部に改質触媒
１ｂが充填された改質部１と、燃焼触媒２ａが充填され
た燃焼部２と、蒸気発生部３とが、互いに上下方向に対
向配置して立設している。そして、改質部１の下方から
メタンを主成分とする天然ガス等の改質ガス原料が送給
されるようになっていると共に、燃焼部２は燃焼触媒２
ａを両側から挟持する耐熱性の発泡体材料からなる２枚
の多孔質隔壁２ｂ，２ｃが配置されて構成されていて、
これら隔壁２ｂ，２ｃの外側下方の燃料導入口４から燃
焼用空気と燃料が送給されるようになっている。これら
隔壁２ｂ，２ｃは、燃焼部２に送給される燃料を通流可
能であれば、発泡体材料である必要はなく、要は、燃
料、空気が通流可能な通気性構造であればよい。改質ガ
ス原料として都市ガスを使用する場合は、都市ガス中に
付臭剤が含まれているので、改質部１の上流側に脱硫器
を設置して、脱硫を行うことが好ましい。
【００１８】蒸気発生部３には上方よりイオン交換水が
供給され、燃焼部２から発生する燃焼熱により、供給さ
れた水が水蒸気あるいは過熱蒸気となって、下方より水
蒸気あるいは過熱蒸気が取り出されて、改質部１に送給
される改質ガス原料に混入される。この水蒸気あるいは
過熱蒸気の供給を受けて、メタンを主成分とする改質ガ
ス原料は、下記式（１），（２）を経て（３）となり、
水素濃度の高いガスに改質される。
供給され、燃焼部２から発生する燃焼熱により、供給さ
れた水が水蒸気あるいは過熱蒸気となって、下方より水
蒸気あるいは過熱蒸気が取り出されて、改質部１に送給
される改質ガス原料に混入される。この水蒸気あるいは
過熱蒸気の供給を受けて、メタンを主成分とする改質ガ
ス原料は、下記式（１），（２）を経て（３）となり、
水素濃度の高いガスに改質される。
【００１９】ＣＨ4 ＋Ｈ2 Ｏ →３Ｈ2 ＋ＣＯ （１）
ＣＯ ＋Ｈ2 Ｏ → Ｈ2 ＋ＣＯ2 （２）
ＣＨ4 ＋２Ｈ2 Ｏ→４Ｈ2 ＋ＣＯ2 （３）
蒸気発生部３には、その内部に、送給される水の滞留時
間を長くするセラミック・ボール、シリンダー等の充填
物が充填されていることが好ましい。これにより、蒸気
発生部３内を通過する水を十分に加熱して、効率よく水
蒸気あるいは過熱蒸気を発生させることができるからで
ある。もっとも、通流する水の滞留時間を長くできれ
ば、この構成に限定されるものではない。
間を長くするセラミック・ボール、シリンダー等の充填
物が充填されていることが好ましい。これにより、蒸気
発生部３内を通過する水を十分に加熱して、効率よく水
蒸気あるいは過熱蒸気を発生させることができるからで
ある。もっとも、通流する水の滞留時間を長くできれ
ば、この構成に限定されるものではない。
【００２０】燃焼排ガスは、蒸気発生部３を通流する水
を過熱した後、下流側に設けられた排出口５から改質器
Ａ外に排出される。この排出ガスは、燃焼部２に送給さ
れる空気を加熱したり、その他の熱利用に用いることが
できる。
を過熱した後、下流側に設けられた排出口５から改質器
Ａ外に排出される。この排出ガスは、燃焼部２に送給さ
れる空気を加熱したり、その他の熱利用に用いることが
できる。
【００２１】燃焼部２には、燃料電池での未利用の水素
を含む改質ガスを燃料として送給することが好ましい。
燃料電池に送給されて利用された後の改質ガスには、未
だ少なくない水素（３０％程度含まれている場合があ
る）が残存しているので、これを利用することにより燃
料電池発電システム全体の効率を一層高めることができ
るからである。そして、改質ガス原料を所定温度、例え
ば７００℃になるように、燃焼用空気を燃料に加え空燃
比を適宜選択して送給する。上流側の多孔質の隔壁２ｂ
は、送給された燃料の触媒燃焼により約８００℃の放射
熱を、改質部１との伝熱隔壁１ａに向けて発するように
なり、改質部１内を通流する改質ガス原料は、十分に加
熱され改質ガスとなる。つまり、改質ガス原料がメタン
を主成分とする天然ガスである場合に、６５０〜７５０
℃の加熱により、上記（１），（３）式に従い効率よく
改質されて、高い濃度の水素を含むガスが生じる。
を含む改質ガスを燃料として送給することが好ましい。
燃料電池に送給されて利用された後の改質ガスには、未
だ少なくない水素（３０％程度含まれている場合があ
る）が残存しているので、これを利用することにより燃
料電池発電システム全体の効率を一層高めることができ
るからである。そして、改質ガス原料を所定温度、例え
ば７００℃になるように、燃焼用空気を燃料に加え空燃
比を適宜選択して送給する。上流側の多孔質の隔壁２ｂ
は、送給された燃料の触媒燃焼により約８００℃の放射
熱を、改質部１との伝熱隔壁１ａに向けて発するように
なり、改質部１内を通流する改質ガス原料は、十分に加
熱され改質ガスとなる。つまり、改質ガス原料がメタン
を主成分とする天然ガスである場合に、６５０〜７５０
℃の加熱により、上記（１），（３）式に従い効率よく
改質されて、高い濃度の水素を含むガスが生じる。
【００２２】燃焼部２の隔壁２ｂ，２ｃは、金属（Ｎｉ
−Ｃｒ系金属発泡体など）あるいはセラミックス（アル
ミナ、窒化炭素、窒化珪素製多孔質焼結体など）等の耐
熱材料から構成されている。又、改質触媒１ｂとしては
Ｎｉ系、Ｒｕ系などを使用することができ、燃焼触媒２
ａとしては、Ｐｔ系、Ｐｄ系などの貴金属系の触媒（Ｐ
ｔを坦持した球状アルミナ粒子など）を使用することが
できる。
−Ｃｒ系金属発泡体など）あるいはセラミックス（アル
ミナ、窒化炭素、窒化珪素製多孔質焼結体など）等の耐
熱材料から構成されている。又、改質触媒１ｂとしては
Ｎｉ系、Ｒｕ系などを使用することができ、燃焼触媒２
ａとしては、Ｐｔ系、Ｐｄ系などの貴金属系の触媒（Ｐ
ｔを坦持した球状アルミナ粒子など）を使用することが
できる。
【００２３】上流側の多孔質隔壁２ｂから燃焼触媒２ａ
層を通過した燃料ガスは、下流側の多孔質隔壁２ｃを加
熱しつつ通過することになり、下流側の多孔質隔壁２ｃ
から放射される温度は幾分低下している（１００〜５０
０℃程度）ものの、蒸気発生部３を通流する水を水蒸気
あるいは過熱蒸気にするには十分な熱を放射する。もと
より、蒸気発生部３を通流する水は、下流側の多孔質隔
壁２ｃを通過して排出口５から排出される燃料ガスによ
る対流熱によっても加熱される。
層を通過した燃料ガスは、下流側の多孔質隔壁２ｃを加
熱しつつ通過することになり、下流側の多孔質隔壁２ｃ
から放射される温度は幾分低下している（１００〜５０
０℃程度）ものの、蒸気発生部３を通流する水を水蒸気
あるいは過熱蒸気にするには十分な熱を放射する。もと
より、蒸気発生部３を通流する水は、下流側の多孔質隔
壁２ｃを通過して排出口５から排出される燃料ガスによ
る対流熱によっても加熱される。
【００２４】本実施形態に係る改質器Ａが以上のように
構成されていると、燃焼部２に導入される燃料ガスは高
い圧損を生じることなく隔壁２ｂ，２ｃに達し、これら
隔壁２ｂ，２ｃに挟持された燃焼触媒層を通過して、そ
こで高温に燃焼され所定温度の放射熱を発するようにな
り、対向する改質部１の伝熱隔壁１ａを均質に加熱する
ようになるので、従来技術のように、伝熱隔壁などに局
部過熱を生じることが確実に回避される。従って、改質
部１の伝熱隔壁１ａのみならず、改質器Ａを構成する構
造材に、高価な耐熱性特殊鋼を使用する必要はなく、例
えば、安価なＳＵＳ３１０等のステンレス鋼を使用でき
るようになる。しかも、高い圧損が生じることがないの
で、燃料ガスや空気を送給する動力源に大電力の仕様の
ものを用いる必要がないので、装置全体の製造コスト、
更には操業コストを低くすることができる。
構成されていると、燃焼部２に導入される燃料ガスは高
い圧損を生じることなく隔壁２ｂ，２ｃに達し、これら
隔壁２ｂ，２ｃに挟持された燃焼触媒層を通過して、そ
こで高温に燃焼され所定温度の放射熱を発するようにな
り、対向する改質部１の伝熱隔壁１ａを均質に加熱する
ようになるので、従来技術のように、伝熱隔壁などに局
部過熱を生じることが確実に回避される。従って、改質
部１の伝熱隔壁１ａのみならず、改質器Ａを構成する構
造材に、高価な耐熱性特殊鋼を使用する必要はなく、例
えば、安価なＳＵＳ３１０等のステンレス鋼を使用でき
るようになる。しかも、高い圧損が生じることがないの
で、燃料ガスや空気を送給する動力源に大電力の仕様の
ものを用いる必要がないので、装置全体の製造コスト、
更には操業コストを低くすることができる。
【００２５】改質器Ａを通流した改質ガスはＣＯを残存
しており、更に、図外のＣＯ変成器（ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→Ｃ
Ｏ2 ＋Ｈ2 に変換）によりＣＯを低減することが好まし
く、このＣＯ変成器の下流側に更にＣＯ除去器（ＣＯ＋
１／２・Ｏ2 →ＣＯ2 に変換）を設けて一層ＣＯの低減
を図ることが好ましい。改質ガス中のＣＯは、固体高分
子電解質形燃料電池の電極に用いられる触媒に悪影響を
及ぼすからである。
しており、更に、図外のＣＯ変成器（ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→Ｃ
Ｏ2 ＋Ｈ2 に変換）によりＣＯを低減することが好まし
く、このＣＯ変成器の下流側に更にＣＯ除去器（ＣＯ＋
１／２・Ｏ2 →ＣＯ2 に変換）を設けて一層ＣＯの低減
を図ることが好ましい。改質ガス中のＣＯは、固体高分
子電解質形燃料電池の電極に用いられる触媒に悪影響を
及ぼすからである。
【００２６】更に、改質ガスは、図示はしないが、熱交
換器などからなる排熱回収装置に導入され、次いで燃料
電池本体に導入され発電に利用される。ここで、改質ガ
スは、給湯、暖房などに熱利用されるようになっていて
もよい。もとより、燃料電池から排出された改質ガス
は、前述したように燃焼部２に燃料として送給してもよ
い。その他、燃料電池発電システムには、インバータ
ー、各種制御装置などを備えることができる。
換器などからなる排熱回収装置に導入され、次いで燃料
電池本体に導入され発電に利用される。ここで、改質ガ
スは、給湯、暖房などに熱利用されるようになっていて
もよい。もとより、燃料電池から排出された改質ガス
は、前述したように燃焼部２に燃料として送給してもよ
い。その他、燃料電池発電システムには、インバータ
ー、各種制御装置などを備えることができる。
【００２７】〔別実施の形態〕
（１） 上記実施形態の改質器が適用される燃料電池と
しては、固体高分子電解質形燃料電池、リン酸形燃料電
池などを挙げることができる。
しては、固体高分子電解質形燃料電池、リン酸形燃料電
池などを挙げることができる。
【００２８】（２） 上記実施形態では、天然ガスを改
質ガス原料とする燃料電池システムの例を挙げて説明し
たが、本発明に係る改質器は、ガソリン、エタノール等
のアルコール、ナフサ、灯油などを改質ガス原料とする
燃料電池システムに対しても適用できる。
質ガス原料とする燃料電池システムの例を挙げて説明し
たが、本発明に係る改質器は、ガソリン、エタノール等
のアルコール、ナフサ、灯油などを改質ガス原料とする
燃料電池システムに対しても適用できる。
【００２９】（３） 上記実施形態では、蒸気発生部３
に送給される水を上方より下方に向けて落下させるよう
にしたが、ポンプを設ける等して下方から上方に向けて
水を送給する構成としてもよい。
に送給される水を上方より下方に向けて落下させるよう
にしたが、ポンプを設ける等して下方から上方に向けて
水を送給する構成としてもよい。
【図１】本発明の一実施形態に係る改質器の概略断面図
【図２】従来技術の改質器の概略断面図
１ 改質部
１ａ 伝熱隔壁
１ｂ 改質触媒
２ 燃焼部
２ａ 燃焼触媒
２ｂ 上流側の多孔質隔壁
２ｃ 下流側の多孔質隔壁
３ 蒸気発生部
４ 燃料導入口
Ａ 改質器
Claims (5)
- 【請求項１】 改質ガス原料を通流可能で改質触媒を充
填した改質部と、この改質部の側壁を形成する伝熱隔壁
から所定距離だけ離間して隣接する燃焼部とを備え、こ
の燃焼部が、耐熱性の多孔質隔壁を有し内部に燃焼触媒
を充填していて燃料導入口から導入された燃料を燃焼可
能になっており、前記改質部と燃焼部とが互いに上下方
向に対向配置されて立設されている改質器。 - 【請求項２】 前記燃焼部の燃焼触媒は２枚の前記多孔
質隔壁に挟持されていて、この２枚の多孔質隔壁の内、
上流側の多孔質隔壁から放射熱を受けて前記改質部を通
流する改質ガス原料が６５０〜７５０℃に加熱される請
求項１の改質器。 - 【請求項３】 前記燃焼部の２枚の前記多孔質隔壁の
内、下流側の多孔質隔壁と対向して立設され内部に水を
通流可能で、前記燃焼部から発する燃焼熱により１００
〜５００℃に加熱されて水蒸気を発生させる蒸気発生部
を備える請求項１又は２の改質器。 - 【請求項４】 前記蒸気発生部の内部に、送給される水
の滞留時間を長くするセラミック・ボール、シリンダー
のような充填物が充填されていると共に、前記蒸気発生
部から発生する水蒸気を前記改質ガス原料に混入させる
ようになっている請求項１〜３のいずれか１の改質器。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１の改質器を備
えると共に、この改質器により改質された改質ガスを導
入する燃料電池を有する燃料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001255968A JP2003063803A (ja) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | 改質器とこれを備える燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001255968A JP2003063803A (ja) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | 改質器とこれを備える燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003063803A true JP2003063803A (ja) | 2003-03-05 |
Family
ID=19083858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001255968A Pending JP2003063803A (ja) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | 改質器とこれを備える燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003063803A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006019084A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Kyocera Corp | 燃料電池用改質器 |
| US8591609B2 (en) | 2009-12-24 | 2013-11-26 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Reformer with high durability |
-
2001
- 2001-08-27 JP JP2001255968A patent/JP2003063803A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006019084A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Kyocera Corp | 燃料電池用改質器 |
| US8591609B2 (en) | 2009-12-24 | 2013-11-26 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Reformer with high durability |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6932958B2 (en) | Simplified three-stage fuel processor | |
| JP6283269B2 (ja) | 燃料電池モジュール | |
| JP4461439B2 (ja) | 燃料電池システムの改質装置 | |
| JPH1167256A (ja) | 燃料電池システム | |
| US7803202B2 (en) | Reformer unit for generating hydrogen from a starting material comprising a hydrocarbon-water mixture | |
| JP6280431B2 (ja) | 燃料電池モジュール | |
| JP2001155756A (ja) | 燃料電池用水蒸気改質反応器 | |
| JP2003160306A (ja) | 水素含有ガス生成装置 | |
| JP2009110970A (ja) | 燃料電池 | |
| KR102315289B1 (ko) | 다중 개질 반응기 구성이 가능한 수증기 개질장치 | |
| JP2005213133A (ja) | 改質器および燃料電池システム | |
| KR101870026B1 (ko) | 액체탄화수소 연료 개질용 반응기 | |
| JP2003321206A (ja) | 単管円筒式改質器 | |
| TWI626784B (zh) | 氣體燃料重組裝置及其發電整合系統 | |
| JP2007200709A (ja) | 固体酸化物形燃料電池スタックおよびその運転方法 | |
| WO2005077820A1 (ja) | 燃料改質装置 | |
| JP2003063803A (ja) | 改質器とこれを備える燃料電池発電システム | |
| WO2009102760A1 (en) | Reformer and method of startup | |
| JP2000327304A (ja) | 水素発生装置 | |
| JPH11149931A (ja) | 燃料電池用改質装置の起動方法 | |
| JPH0335241B2 (ja) | ||
| JP6635853B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JP2004083306A (ja) | 燃料処理装置と燃料電池発電システム | |
| JP2550716B2 (ja) | 燃料改質器 | |
| JP5658897B2 (ja) | 改質装置及び燃料電池システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040922 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070104 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070117 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070702 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071211 |