JP2005001982A - 燃料改質装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 燃料改質装置1は、原料ガスから水素を含む改質ガスを生成する改質器2と、その改質器2の入口3側に連設されて原料ガスを該改質器2に導くガス導入部材4と、改質器2の出口5側に連設され、且つ高温の改質ガスにより原料ガスを加熱する熱交換器6と、加熱された原料ガスを改質器2周りおよびガス導入部材4周りを流した後そのガス導入部材4の少なくとも1つのガス導入口7に導くガス通路8を形成すべく、改質器2およびガス導入部材4を囲むガス通路形成部材9とを有する。
【選択図】 図2
Description
図1〜3に示した燃料改質装置1は、水素製造方式として部分酸化法を適用し得るように構成されている。その燃料改質装置1は、原料ガスから水素を含む改質ガスを生成する円筒形改質器2と、その改質器2の入口3側、つまり上側に連設されて原料ガスを改質器2に導くガス導入部材としての原料ガス用円筒形ディフューザ4と、改質器2の出口5側、つまり下側に連設され、且つ高温の改質ガスにより原料ガスを加熱する円筒形熱交換器6と、加熱された原料ガスを改質器2周りおよびディフューザ4周りを流した後そのディフューザ4の上端に存するガス導入口7に導くガス通路8を形成すべく、改質器2およびディフューザ4を囲む円筒形ガス通路形成部材9とを有する。それら四部材2,4,6,9は同軸上に配置されていて、装置1の小型化を図る上に有効である。また特に熱交換器6、改質器2及びディフューザ4(ガス導入部材)が下からこの順で上下に配列されて相互に一体構造とされるため、装置1の小型化を図りつつ装置1を縦長形態として設置面積を極力低減でき、しかも装置1における原料ガスの入口側や改質ガスの出口側を極力低位置に配備できてガス配管を上方に取り回す必要がなく、配管が容易となる。
図4に示した燃料改質装置1は、ディフューザ4の胴部19内に、改質器2の入口3に対向するように、パンチングメタル等よりなる円板形散気部材45を配設したものである。他の構成は第1実施例(図2参照)と同じである。
図5に示した燃料改質装置1は、ディフューザ4の首部17内に、原料ガスを旋回させるスクリュ形ガイド部材47を配設したものである。その他の構成は第2実施例(図4参照)と同じである。
図6に示した燃料改質装置1は、ディフューザ4の首部17内に内、外二重の通路48,49を有するコーン形吹出し部材50を配設し、またその部材50の外周にも通路51を形成したものである。その他の構成は第2実施例(図4参照)と同じである。
図7に示した燃料改質装置1は、ディフューザ4の首部17を第2実施例(図4参照)よりも細くして、そのガス導入口を蓋52により閉鎖し、また首部17および肩部18にそれぞれ複数の小径のガス導入口7を形成したものである。その他の構成は第2実施例(図4参照)と同じである。
図8に示した燃料改質装置1は、図5の第3実施例におけるガス通路形成部材9の全外面を断熱部材53により覆ったものである。図示例では、断熱部材53はガス通路形成部材11との間に密閉空間54を形成する外殻体55を有し、その密閉空間54を真空状態にしたものである。密閉空間54には空気よりも小さな熱伝導度を有する気体、例えばアルゴンガス等を封じ込めてもよい。その他の構成は第2実施例(図4参照)と同じである。
図9,10に示した燃料改質装置1は、そのガス通路形成部材9が、前記第1実施例等と同様に、熱交換器6のハウジング22周りにガス通路8の入口側を形成すべく、そのハウジング22の一部、つまり上部をその全周に亘り囲んでおり、また熱交換器6のハウジング22の一部には、その全周に亘り略等間隔に配置されてガス通路8の入口側に連通する複数の原料ガス用出口41が存するようになっている。その他の構成は第1実施例と同じである。
図11に示した燃料改質装置1は、水素製造方式として水蒸気改質法を適用し得るように構成されていて、触媒16を加熱するための加熱パイプ56を備えている。その加熱パイプ56は外側パイプ57と内側パイプ58とよりなり、その外側パイプ57は、ガス通路形成部材9の天井壁59外面近傍で折曲がってその天井壁59、ディフューザ4のガス導入口7からその内部および改質器2の内筒体11を貫通して底壁60を改質器2の出口5に位置させている。一方、内側パイプ58は外側パイプ57の折曲がり部を貫通してその内部に伸びており、出口61は底壁60内面近傍に位置する。その他の構成は、第7実施例(図9参照)と同じである。
図12に示した燃料改質装置1は、ガス導入部材として第1実施例(図2参照)に示したディフューザ4に代えて、横断面が各部一様で両端開放の円筒状ガイド筒4′が使用される。そして、このガイド筒4′の開放下端が改質器2の入口3側、つまり上側に一体的に結合され、またそのガイド筒4′の開放上端がガス導入口7を形成している。さらにガイド筒4′の内面には、改質器2の入口3に対向するように、パンチングメタル等よりなる少なくとも1つ(図示例では上下に間隔をおいて一対)の円板形散気部材45が配設、固定される。またこの第1〜第8実施例では、ガス通路形成部材9内周面と、ディフューザ4の胴部19外周面および改質器2の外筒体10外周面との各間にそれぞれ環状散気部材42,43が挟着されていたが、このような環状散気部材は、第9実施例では省略されている。その他の構成は、第1実施例(図2参照)と同じである。
2…………改質器
3…………入口
4…………ガス導入部材としてのディフューザ
4′………ガス導入部材としての円筒状ガイド筒
5…………出口
6…………熱交換器
7…………ガス導入口
8…………ガス通路
9…………ガス通路形成部材
22………ハウジング
42………散気部材
43………散気部材
45………散気部材
46………小孔
47………スクリュ形ガイド部材
50………コーン形吹出し部材
Claims (8)
- 原料ガスから水素を含む改質ガスを生成する改質器(2)と、その改質器(2)の入口(3)側に連設されて原料ガスを該改質器(2)に導くガス導入部材(4,4′)と、前記改質器(2)の出口(5)側に連設され、且つ高温の前記改質ガスにより前記原料ガスを加熱する熱交換器(6)と、加熱された前記原料ガスを前記改質器(2)周りおよび前記ガス導入部材(4,4′)周りを流した後そのガス導入部材(4,4′)の少なくとも1つのガス導入口(7)に導くガス通路(8)を形成すべく、前記改質器(2)および前記ガス導入部材(4,4′)を囲むガス通路形成部材(9)とを有することを特徴とする燃料改質装置。
- 前記ガス通路(8)に、該ガス通路(8)を通過する原料ガスを拡散させる少なくとも1つの散気部材(42,43)が備えられていることを特徴とする、請求項1記載の燃料改質装置。
- 前記ガス導入部材(4,4′)、前記改質器(2)、前記熱交換器(6)および前記ガス通路形成部材(9)がそれぞれ円筒形をなし、それら四部材(4,4′,2,6,9)が同軸上に配置されていることを特徴とする、請求項1または2記載の燃料改質装置。
- 前記熱交換器(6)、前記改質器(2)及び前記ガス導入部材(4,4′)が下からこの順で上下に配列されて相互に一体構造となっていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の燃料改質装置。
- 前記ガス通路形成部材(9)は、前記熱交換器(6)のハウジング(22)周りに前記ガス通路(8)の入口側を形成すべく、そのハウジング(22)の一部をもその全周に亘り囲んでおり、前記熱交換器(6)のハウジング(22)の一部には、その全周に亘り配置されて前記ガス通路(8)の入口側に連通する複数の原料ガス用出口(41)が存することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の燃料改質装置。
- 前記ガス通路形成部材(9)の全外面が断熱部材(53)により覆われていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の燃料改質装置。
- 前記ガス導入部材が、ディフューザ(4)であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の燃料改質装置。
- 前記ガス導入部材(4,4′)には、該ガス導入部材(4,4′)内に導かれた原料ガスが通過する多数の小孔(46)を有して同原料ガスを拡散させる散気部材(45)、同原料ガスを旋回させるスクリュ形ガイド部材(47)、同原料ガスを膨張させつつ下流側に略均等に案内するコーン形吹出し部材(50)のうちの少なくとも1つが設けられることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の燃料改質装置。
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JP2007273317A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Nippon Oil Corp | 固体酸化物形燃料電池および改質器 |
JP2009007204A (ja) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Nippon Oil Corp | 水素製造装置及び燃料電池システム |
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- 2004-05-12 JP JP2004142475A patent/JP4163657B2/ja not_active Expired - Fee Related
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