JP2005225684A5 - - Google Patents

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水素生成装置Hydrogen generator

本発明は水素生成装置に関し、特に、触媒体から放出される熱を効率的に回収することを可能にする水素生成装置に関する。   The present invention relates to a hydrogen generator, and more particularly to a hydrogen generator that makes it possible to efficiently recover heat released from a catalyst body.

燃料電池システムは、燃料電池のアノードに水素リッチなガス(改質ガス)を供給し、燃料電池のカソードに酸化剤ガスを供給してこれらのガスを燃料電池の内部で電気化学的に反応させて電気と熱を同時に発生させるものである。   The fuel cell system supplies a hydrogen-rich gas (reformed gas) to the anode of the fuel cell, supplies an oxidant gas to the cathode of the fuel cell, and causes these gases to react electrochemically inside the fuel cell. It generates electricity and heat at the same time.

ここで改質ガスの生成法としては、原料ガス(例えば、天然ガスや都市ガス)と水蒸気から水蒸気改質反応によって水素ガスを製造する水素生成装置が使用されており、この水蒸気改質反応において、水を蒸発させる蒸発熱や改質反応を進める反応熱を加熱用バーナーの高温の燃焼ガスから受け取ることが必要であり、水および改質触媒体に対して燃焼ガスと効率良く熱交換させることが熱エネルギーの有効活用の観点から重要な課題になっている。   Here, as a method for generating the reformed gas, a hydrogen generator for producing hydrogen gas from a raw material gas (for example, natural gas or city gas) and steam by a steam reforming reaction is used. It is necessary to receive the heat of evaporation that evaporates water and the heat of reaction that promotes the reforming reaction from the high-temperature combustion gas of the heating burner, so that water and the reforming catalyst body can efficiently exchange heat with the combustion gas. However, it is an important issue from the viewpoint of effective use of thermal energy.

この課題に関連する一報告例として、改質触媒体を内蔵する筒状の改質部の周囲を、燃焼ガス流路を挟んで周方向に覆うようにして水蒸発部を配置させた水素生成装置が提案され(例えば、特許文献1参照)、この水素生成装置においては、燃焼ガス流路および改質部(改質触媒体)を水蒸発部で覆うことによって燃焼ガス流路を流れる高温の燃焼ガスの放熱量および高温に保たれた改質触媒体の放熱量を少なくして水素生成装置の熱効率を改善させている。
特開2003−252604号公報
As a report example related to this problem, hydrogen generation in which a water evaporation part is arranged so as to cover the periphery of the cylindrical reforming part containing the reforming catalyst body in the circumferential direction with the combustion gas flow path interposed therebetween An apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this hydrogen generator, a high-temperature gas flowing through a combustion gas passage is covered by covering the combustion gas passage and the reforming section (reforming catalyst body) with a water evaporation section. The heat dissipation of the combustion gas and the heat dissipation of the reforming catalyst body kept at a high temperature are reduced to improve the thermal efficiency of the hydrogen generator.
JP 2003-252604 A

しかし、前述した従来の水素生成装置では、水素生成装置の熱効率の改善を優先させたため、原料ガスおよび水蒸気を含む混合ガスを水蒸発部から改質部に向けて流出させる際、この混合ガスの流れの向きを水蒸発部の軸方向から周方向に変更させることに起因して混合ガス流路の構成を複雑化させている。例えば、水蒸発部の混合ガス出口と改質部の混合ガス入口を連結する混合ガス供給パイプは径方向に延び、この混合ガス供給パイプと軸方向に延びる改質部との接続箇所においては、溶接等の配管施工を施すことが必要であり、この混合ガス流路の配管施工は、水素生成装置のコストアップや耐久性能の劣化をもたらす可能性がある。   However, in the conventional hydrogen generator described above, priority was given to improving the thermal efficiency of the hydrogen generator, so when the mixed gas containing the raw material gas and water vapor flows out from the water evaporation section toward the reforming section, The configuration of the mixed gas flow path is complicated by changing the flow direction from the axial direction of the water evaporation section to the circumferential direction. For example, the mixed gas supply pipe that connects the mixed gas outlet of the water evaporation section and the mixed gas inlet of the reforming section extends in the radial direction, and at the connection point between the mixed gas supply pipe and the reforming section that extends in the axial direction, It is necessary to perform piping construction such as welding, and this piping construction of the mixed gas flow path may increase the cost of the hydrogen generator and deteriorate the durability performance.

このような構成に対して、同一軸方向に筒状の水蒸発部と改質触媒体を並べて配置させ、混合ガスの流れを軸方向に沿ってスムーズに流すことができれば、混合ガス流路の簡素化を図ることが可能であり、上記のような問題を解消して望ましい混合ガス流路の構成を実現することができるものの、こうした一方向(軸方向)の混合ガス流れ構成においては、改質触媒体から放出される熱を可能な限り回収して水蒸発部の水を効率的に加熱させるように設計改善を図る余地が残されていると言える。   For such a configuration, if the cylindrical water evaporation section and the reforming catalyst body are arranged side by side in the same axial direction, and the flow of the mixed gas can flow smoothly along the axial direction, Although it is possible to achieve simplification and to achieve a desirable mixed gas flow path configuration by solving the above problems, in such a mixed gas flow configuration in one direction (axial direction) It can be said that there is still room for improvement in design so that the heat released from the catalyst body is recovered as much as possible to efficiently heat the water in the water evaporation section.

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、混合ガス流路の構成の簡素化を図ると共に、触媒体の放熱を効率的に回収することを可能にする水素生成装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to simplify the configuration of the mixed gas flow path and to generate hydrogen that makes it possible to efficiently recover the heat released from the catalyst body. To provide an apparatus.

本発明に係る水素生成装置は、原料ガス及び水蒸気の混合ガスが流れる筒状の水蒸発部と、前記水蒸発部からの混合ガスを用いて改質ガスを生成する筒状の改質触媒体と、前記改質触媒体から流出する改質ガス中の一酸化炭素ガスを除去する触媒体を有するCOガス除去部と、可燃ガスの燃焼によって燃焼ガスを生成するバーナーと、前記燃焼ガスが通流する筒状の燃焼ガス流路と、を備え、前記改質触媒体は、前記水蒸発部の中心軸の延長線において前記中心軸と並行に設けられ、前記COガス除去部は、前記中心軸に対して前記水蒸発部と並列に設けられ、前記燃焼ガス流路は、前記改質触媒体及び前記水蒸発部の内側において前記中心軸と並行に設けられるとともに、前記燃焼ガスが、前記改質触媒体に伝熱した後、前記水蒸発部及び前記CO除去部に伝熱可能なように構成されている。 A hydrogen generator according to the present invention includes a cylindrical water evaporation section through which a mixed gas of a raw material gas and water vapor flows, and a cylindrical reforming catalyst body that generates a reformed gas using the mixed gas from the water evaporation section A CO gas removal unit having a catalyst body that removes carbon monoxide gas in the reformed gas flowing out of the reforming catalyst body, a burner that generates combustion gas by combustion of combustible gas, and the combustion gas A cylindrical combustion gas flow path that flows, wherein the reforming catalyst body is provided in parallel with the central axis in an extension line of the central axis of the water evaporation section, and the CO gas removal section The combustion gas flow path is provided in parallel with the central axis inside the reforming catalyst body and the water evaporation part, and the combustion gas is provided in parallel with the water evaporation part with respect to an axis. After transferring heat to the reforming catalyst body, the water evaporation section and And it is configured so as to be transferred to the serial CO remover.

前記触媒体が、前記一酸化炭素ガスをシフト反応させる変成触媒体であってもよい。The catalyst body may be a shift catalyst body that shifts the carbon monoxide gas.

また、前記触媒体が、前記一酸化炭素ガスを選択酸化させる選択酸化触媒体であってもよい。  The catalyst body may be a selective oxidation catalyst body that selectively oxidizes the carbon monoxide gas.

このような水素生成装置によれば、水蒸発部の内部の原料ガスと水蒸気を含む混合ガスを改質触媒体に向けて一方向(水蒸発部の中心軸方向)に流出できるため、混合ガス流路の構成を簡素化できる。また、水素生成装置の熱効率も改善できる。 According to such a hydrogen generator, the mixed gas containing the raw material gas and water vapor inside the water evaporation section can flow out in one direction (in the direction of the central axis of the water evaporation section) toward the reforming catalyst body. Ru can simplify the configuration of the flow path. Also, the thermal efficiency of the hydrogen generator can be improved.

本発明によれば、混合ガス流路の構成の簡素化を図ると共に、触媒体の放熱を効率的に回収することを可能にする水素生成装置が得られる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while aiming at the simplification of the structure of a mixed gas flow path, the hydrogen generator which makes it possible to collect | recover efficiently the thermal radiation of a catalyst body is obtained.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、図中に「上」と記した側を上方とし、「下」と記した側を下方として、更に、円筒状の水素生成装置10の上下の方向を軸方向とし、水素生成装置10の第一の中心軸110を中心にして描く円周に沿った方向を周方向とし、その円周の半径に沿った方向を径方向として各実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the figure, the side marked “upper” is the upper side, the side marked “lower” is the lower side, and the vertical direction of the cylindrical hydrogen generator 10 is the axial direction. Each embodiment will be described with the direction along the circumference drawn around the first central axis 110 as the circumferential direction and the direction along the radius of the circumference as the radial direction.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る水素生成装置の内部構造を示す断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the internal structure of the hydrogen generator according to Embodiment 1 of the present invention.

水素生成装置10は主として、第一の中心軸110を共有して二重管を形成する円筒状のシームレス金属製(ステンレス製)の第一の筒状壁部材11および第二の筒状壁部材12と、第一、第二の筒状壁部材11、12によって区画された円筒状の領域に形成され、第一、第二の筒状壁部材11、12の第一の中心軸110の方向に延びる円筒状の水蒸発部13と、この第一の中心軸110の方向に水蒸発部13に並んで配置され、第一、第二の筒状壁部材11、12によって区画された領域に配置された円筒状の白金系改質触媒体14と、第一の筒状壁部材11の下端からその内部の上端付近まで挿入して配置され、第一の筒状壁部材11との間で同軸の二重管を形成する円筒状の第三の筒状壁部材16と、第三の筒状壁部材16の内部の中央下寄り部分に形成されたバーナー15と、第二の筒状壁部材12の上半分を覆って、第二の筒状壁部材12との間で二重管を形成するシームレス金属製(ステンレス製)の円筒状カバー22と、円筒状カバー22の上端の全面を覆うように配置された円板状の蓋部材24とを有している。   The hydrogen generator 10 mainly includes a first cylindrical wall member 11 and a second cylindrical wall member made of cylindrical seamless metal (stainless steel) that share a first central axis 110 to form a double pipe. 12 and a first central axis 110 of the first and second cylindrical wall members 11, 12 formed in a cylindrical region defined by the first and second cylindrical wall members 11, 12. In a region partitioned by the first and second cylindrical wall members 11 and 12, and arranged in the direction of the first central axis 110 along the water evaporation unit 13. Between the arranged cylindrical platinum-based reforming catalyst body 14 and the lower end of the first cylindrical wall member 11 to the vicinity of the upper end inside the first cylindrical wall member 11, and between the first cylindrical wall member 11 A cylindrical third cylindrical wall member 16 forming a coaxial double tube, and an inner part of the third cylindrical wall member 16 Seamless metal (stainless steel) that forms a double pipe between the burner 15 formed at the lower central portion and the upper half of the second cylindrical wall member 12 and between the second cylindrical wall member 12 And a disc-shaped lid member 24 disposed so as to cover the entire upper surface of the cylindrical cover 22.

また、円筒状カバー22の外側構造は、円筒状カバー22の周囲に配置された円筒状の改質断熱部材62および改質断熱部材62を少なくとも外周面を覆うように配置された円筒状の改質断熱部材カバー61(金属カバー)並びに改質断熱部材カバー61に密着(接触)してらせん状に巻き付けて配置した改質断熱部材62を介して改質触媒体14から放出される熱によって熱交換する水を流通させる通水パイプからなる改質熱交換部60によって構成されている。なお、この通水パイプは可とう性のステンレス製金属パイプで構成されている。   In addition, the outer structure of the cylindrical cover 22 has a cylindrical modified heat insulating member 62 disposed around the cylindrical cover 22 and a cylindrical modified heat insulating member 62 disposed so as to cover at least the outer peripheral surface. Heat by the heat released from the reforming catalyst body 14 through the heat insulating member cover 61 (metal cover) and the reforming heat insulating member 62 arranged in close contact (contact) with the reforming heat insulating member cover 61 and spirally wound. It is comprised by the reforming heat exchange part 60 which consists of a water flow pipe which distribute | circulates the water to replace | exchange. In addition, this water flow pipe is comprised with the flexible stainless steel metal pipe.

また、後ほど詳しく説明するように、第三の筒状壁部材16と第一の筒状壁部材11の間の隙間は燃焼ガスを流通させる第一の燃焼ガス流路30として使用され、第二の筒状壁部材12と円筒状カバー22の間の隙間は改質ガスを流通させる改質ガス流路45として使用される。   Further, as will be described in detail later, the gap between the third cylindrical wall member 16 and the first cylindrical wall member 11 is used as a first combustion gas passage 30 through which combustion gas flows, and the second The gap between the cylindrical wall member 12 and the cylindrical cover 22 is used as a reformed gas passage 45 through which the reformed gas flows.

なおここで、本実施の形態では、改質触媒体14の第一の中心軸110を水蒸発部13の第一の中心軸110に一致させて、水蒸発部13の内部に存在する混合ガス(原料ガスと水蒸気を含むガス)の流れ方向の下流側に改質触媒体14を並べて配置している。すなわち、改質触媒体14の下方に水蒸発部13を配置している。   Here, in the present embodiment, the first central axis 110 of the reforming catalyst body 14 is made to coincide with the first central axis 110 of the water evaporation unit 13, and the mixed gas existing inside the water evaporation unit 13. The reforming catalyst bodies 14 are arranged side by side on the downstream side in the flow direction of (a gas containing raw material gas and water vapor). That is, the water evaporation unit 13 is disposed below the reforming catalyst body 14.

更に、水蒸発部13の上端13uと改質触媒体14の下端14dの間の境界域に改質触媒体14を支持し、周方向に均等配置された複数の混合ガス噴出孔43hを有する環状の支持部材43が設けられている。   Further, the reforming catalyst body 14 is supported in a boundary region between the upper end 13u of the water evaporation section 13 and the lower end 14d of the reforming catalyst body 14, and has an annular shape having a plurality of mixed gas ejection holes 43h arranged uniformly in the circumferential direction. The support member 43 is provided.

水蒸発部13と改質触媒体14の第一の中心軸110の方向を揃えて両者を並べて配置させることによって、水蒸発部13から改質触媒体14に向けて水蒸発部13の内部を上昇する混合ガスを一方向(軸方向)に改質触媒体14にスムーズに流出させることができ、例えば溶接等の配管施工を用いた複雑なガス流路を少なくすることができ、DSS(Daily Start-up & Shut-down)運転による熱サイクルに対する水素生成装置10の耐久性を向上できると共に、ガス流路を簡素化させることによって水素生成装置10の製造コストを低減できる。   By aligning the direction of the first central axis 110 of the water evaporation unit 13 and the reforming catalyst body 14 and arranging them side by side, the inside of the water evaporation unit 13 is directed from the water evaporation unit 13 toward the reforming catalyst body 14. Ascending mixed gas can be smoothly flowed out to the reforming catalyst body 14 in one direction (axial direction), for example, complicated gas flow paths using piping construction such as welding can be reduced, and DSS (Daily It is possible to improve the durability of the hydrogen generator 10 against a thermal cycle by Start-up & Shut-down) and to reduce the manufacturing cost of the hydrogen generator 10 by simplifying the gas flow path.

また、改質触媒体14の下方に水蒸発部13を配置させたため、改質触媒体14に水蒸気のみを供給でき、水蒸発部13の水滴が改質触媒体14に流れることによって改質触媒体14を劣化させることを防止できる。   Further, since the water evaporation unit 13 is disposed below the reforming catalyst body 14, only the water vapor can be supplied to the reforming catalyst body 14, and the water droplets of the water evaporation unit 13 flow into the reforming catalyst body 14, so that the reforming catalyst. It is possible to prevent the medium 14 from deteriorating.

また、水蒸発部13には、原料供給手段(図示せず)から供給される原料ガスを水蒸発部13の原料ガス入口40inに導く第一の原料ガス配管40および供給水を水蒸発部13の水入口13inに導く第一の連結パイプ63が配置されている。なお、水蒸発部13の下端13dの近傍には、温度測定手段64(例えば、熱電対)が第二の筒状壁部材12に埋め込まれており、この温度測定手段64の検知温度に基づいて水溜り部38の供給水の温度を制御装置(図示せず)が監視している。そして、水入口13inにおける供給水の温度を100℃付近に維持できるように、改質断熱部材62の厚さや改質熱交換部60のらせんピッチを適宜設定させることができる。   The water evaporation unit 13 includes a first source gas pipe 40 that guides a source gas supplied from a source supply means (not shown) to a source gas inlet 40in of the water evaporation unit 13 and supply water to the water evaporation unit 13. A first connecting pipe 63 that leads to the water inlet 13in is disposed. A temperature measuring unit 64 (for example, a thermocouple) is embedded in the second cylindrical wall member 12 in the vicinity of the lower end 13d of the water evaporation unit 13, and based on the temperature detected by the temperature measuring unit 64. A control device (not shown) monitors the temperature of the water supplied to the water reservoir 38. In addition, the thickness of the reforming heat insulating member 62 and the helical pitch of the reforming heat exchange unit 60 can be set as appropriate so that the temperature of the supplied water at the water inlet 13in can be maintained near 100 ° C.

一方、バーナー15には、燃料電池(図示せず)のオフガスとして還流される燃料ガスをバーナー15の火炎領域に導く燃料ガス配管17および空気供給手段(図示せず)から供給される空気をバーナー15の火炎領域に導く空気配管21が配置されている。   On the other hand, the burner 15 is supplied with air supplied from a fuel gas pipe 17 and air supply means (not shown) for guiding the fuel gas recirculated as an off gas of the fuel cell (not shown) to the flame region of the burner 15. An air pipe 21 leading to 15 flame regions is arranged.

また、第一の燃焼ガス流路30を流通する燃焼ガスを、第一の筒状壁部材11の下端近傍に形成された燃焼ガス流出口32を通して大気に導くため、第一の筒状壁部材11の下端近傍の周囲には燃焼ガス排気部33が配設され、その燃焼ガス排気部33からの所定位置にその径方向外側に突出するように排気口配管34が配設されている。   Moreover, in order to guide the combustion gas flowing through the first combustion gas flow path 30 to the atmosphere through the combustion gas outlet 32 formed in the vicinity of the lower end of the first cylindrical wall member 11, the first cylindrical wall member A combustion gas exhaust part 33 is disposed around the vicinity of the lower end of 11, and an exhaust port pipe 34 is disposed at a predetermined position from the combustion gas exhaust part 33 so as to protrude radially outward.

より詳しくは、第一の筒状壁部材11には、周方向に均等配置された開口としての燃焼ガス流出口32が形成され、この燃焼ガス流出口32を覆って第一の筒状壁部材11に接続され、かつ第一の筒状壁部材11の全周囲に亘るように燃焼ガス排気部33が配設されている。そして、燃焼ガス排気部33に接続され、かつその径方向に突出するように円筒状の排気口配管34が配設されている。   More specifically, the first cylindrical wall member 11 is formed with a combustion gas outlet 32 as an opening that is uniformly arranged in the circumferential direction, and covers the combustion gas outlet 32 so as to cover the first cylindrical wall member. 11 and a combustion gas exhaust part 33 is disposed so as to extend over the entire circumference of the first cylindrical wall member 11. A cylindrical exhaust pipe 34 is disposed so as to be connected to the combustion gas exhaust section 33 and project in the radial direction thereof.

また、改質ガス流路45を流通する改質ガスを、円筒状カバー22の下端近傍に形成された改質ガス流出口47を通して下流側に導くため、円筒状カバー22の所定位置には、その径方向外側に突出するように改質ガス排気配管48が配設されている。   Further, in order to guide the reformed gas flowing through the reformed gas channel 45 to the downstream side through the reformed gas outlet 47 formed in the vicinity of the lower end of the cylindrical cover 22, A reformed gas exhaust pipe 48 is disposed so as to protrude outward in the radial direction.

より詳しくは、円筒状カバー22に開口として改質ガス流出口47が形成され、この改質ガス流出口47を覆って円筒状カバー22に接続され、かつその径方向に突出するように円筒状の改質ガス排気配管48が配設されている。   More specifically, a reformed gas outlet 47 is formed as an opening in the cylindrical cover 22, is connected to the cylindrical cover 22 so as to cover the reformed gas outlet 47, and is cylindrical so as to protrude in the radial direction thereof. The reformed gas exhaust pipe 48 is provided.

なお、第一、第二の筒状壁部材11、12および支持部材43並びに燃焼ガス排気部33の上壁によって囲まれた領域が、水蒸発部13の内部の混合ガスを封入する空間として機能する。また、第一、第二の筒状壁部材11、12および支持部材43並びに円板状の蓋部材24で囲まれた領域が、改質触媒体14を収納する空間として機能する。   In addition, the area | region enclosed by the 1st, 2nd cylindrical wall members 11 and 12, the support member 43, and the upper wall of the combustion gas exhaust part 33 functions as a space which encloses the mixed gas inside the water evaporation part 13. To do. Further, a region surrounded by the first and second cylindrical wall members 11 and 12, the support member 43, and the disc-like lid member 24 functions as a space for housing the reforming catalyst body 14.

次に、燃焼ガス経路に関連する水素生成装置10の構成をより詳しく説明する。   Next, the configuration of the hydrogen generator 10 related to the combustion gas path will be described in more detail.

図1に示すように、第三の筒状壁部材16の内径は、第一の筒状壁部材11の内径よりも小さく、これによって第三の筒状壁部材16と第一の筒状壁部材11との間に円筒状の隙間からなる第一の燃焼ガス流路30が形成されている。第三の筒状壁部材16は、組み立て時に円筒状の隙間を隔てて第一の筒状壁部材11の下端から第一の筒状壁部材11の内部に挿入される。そして、第三の筒状壁部材16を第一の筒状壁部材11に挿入し両者の第一の中心軸110の方向を揃えて固定させた状態において、第三の筒状壁部材16の上端との間に環状のギャップを有するようにして第一の筒状壁部材11の上端が蓋部材24によって塞がれる。なお、このギャップが後ほど説明する上部燃焼ガス流入口31に相当する。   As shown in FIG. 1, the inner diameter of the third cylindrical wall member 16 is smaller than the inner diameter of the first cylindrical wall member 11, thereby the third cylindrical wall member 16 and the first cylindrical wall member. A first combustion gas passage 30 formed of a cylindrical gap is formed between the member 11 and the member 11. The third cylindrical wall member 16 is inserted into the first cylindrical wall member 11 from the lower end of the first cylindrical wall member 11 with a cylindrical gap at the time of assembly. Then, in a state where the third cylindrical wall member 16 is inserted into the first cylindrical wall member 11 and the directions of the first central axes 110 are aligned and fixed, the third cylindrical wall member 16 The lid member 24 closes the upper end of the first cylindrical wall member 11 so as to have an annular gap between the upper end and the upper end. This gap corresponds to the upper combustion gas inlet 31 described later.

また、第三の筒状壁部材16を挿入する際、第三の筒状壁部材16の下端の環状の鍔部16aを燃焼ガス排気部33の下壁にパッキング(図示せず)を介して当接させて、第三の筒状壁部材16の軸方向の位置決めを行っている。   Further, when the third cylindrical wall member 16 is inserted, the annular flange 16a at the lower end of the third cylindrical wall member 16 is packed on the lower wall of the combustion gas exhaust part 33 via a packing (not shown). The third cylindrical wall member 16 is positioned in the axial direction by contact.

更に、第一の筒状壁部材11の上端は、蓋部材24に当接すると共に、その下端部は燃焼ガス排気部33の下壁にパッキング(図示せず)を介して当接させることによって第一の筒状壁部材11が固定される。   Further, the upper end of the first cylindrical wall member 11 abuts on the lid member 24 and the lower end thereof is brought into contact with the lower wall of the combustion gas exhaust part 33 via a packing (not shown). One cylindrical wall member 11 is fixed.

また、第一の筒状壁部材11および第三の筒状壁部材16は共に改質触媒体14の上端14uの近傍から水蒸発部13の下端13dの近傍に至るように延在するシームレスな金属パイプであるため、この第一の燃焼ガス流路30も改質触媒体14の上端14uの近傍から水蒸発部13の下端13dの近傍に至るように形成されている。   Both the first cylindrical wall member 11 and the third cylindrical wall member 16 are seamlessly extended from the vicinity of the upper end 14 u of the reforming catalyst body 14 to the vicinity of the lower end 13 d of the water evaporation section 13. Since it is a metal pipe, the first combustion gas flow path 30 is also formed from the vicinity of the upper end 14 u of the reforming catalyst body 14 to the vicinity of the lower end 13 d of the water evaporation section 13.

次に、混合ガス流路および改質ガス経路に関連する水素生成装置10の構成をより詳しく説明する。   Next, the configuration of the hydrogen generator 10 related to the mixed gas flow path and the reformed gas path will be described in more detail.

図1に示すように、水蒸発部13の内部の混合ガスは、水蒸発部13の上端13uと改質触媒体14の下端14dの間の境界域に配置され、改質触媒体14を支持する支持部材(仕切り板)43に形成された複数の混合ガス噴出孔43hを通って改質触媒体14に流出する。なおここで、この支持部材43の混合ガス噴出孔43hは、支持部材43の周方向に所定間隔隔てて複数の丸孔(直径:約1mm)として形成されたものである。これによって、混合ガスを改質触媒体14の周方向に均一に供給することが可能になる。   As shown in FIG. 1, the mixed gas inside the water evaporation unit 13 is disposed in a boundary region between the upper end 13 u of the water evaporation unit 13 and the lower end 14 d of the reforming catalyst body 14 to support the reforming catalyst body 14. It flows out to the reforming catalyst body 14 through a plurality of mixed gas ejection holes 43 h formed in the supporting member (partition plate) 43 to be performed. Here, the mixed gas ejection holes 43 h of the support member 43 are formed as a plurality of round holes (diameter: about 1 mm) at a predetermined interval in the circumferential direction of the support member 43. As a result, the mixed gas can be supplied uniformly in the circumferential direction of the reforming catalyst body 14.

また、この支持部材43の外周は、図1に示すように第二の筒状壁部材12に接続され、支持部材43が片持状態で第二の筒状壁部材12に支持されている。一方、支持部材43の内周と第一の筒状壁部材11の間に環状隙間があり、この環状隙間を通しても混合ガスは水蒸発部13から改質触媒体14に向けて流れる。勿論、支持部材43を第二の筒状壁部材12によって片持させる他、この支持部材43を第一の筒状壁部材11によって片持させても良く、第一、第二の筒状壁部材11、12によって両持させても良い。また、この混合ガス噴出孔43hの形状は丸孔に限定されるものではなく、例えば長円形、楕円形、矩形等、どのような形状であっても構わない。   Moreover, the outer periphery of this support member 43 is connected to the 2nd cylindrical wall member 12 as shown in FIG. 1, and the support member 43 is supported by the 2nd cylindrical wall member 12 in the cantilever state. On the other hand, there is an annular gap between the inner periphery of the support member 43 and the first cylindrical wall member 11, and the mixed gas flows from the water evaporation section 13 toward the reforming catalyst body 14 through this annular gap. Needless to say, the support member 43 can be cantilevered by the second cylindrical wall member 12, and the support member 43 may be cantilevered by the first cylindrical wall member 11. Both members may be supported by the members 11 and 12. The shape of the mixed gas ejection hole 43h is not limited to a round hole, and may be any shape such as an oval, an ellipse, or a rectangle.

なお、この支持部材43の変形例として、支持部材43の周方向に複数の混合ガス噴出孔43hを形成する代わりに、支持部材43の周方向の一箇所にのみ混合ガス噴出孔(図示せず)を設けても良い。このように単一の混合ガス噴出孔を設けることによって、水蒸発部13の内部の原料ガスと水蒸気が改質触媒体14に向けて流出する際、原料ガスと水蒸気はこの混合ガス噴出孔に集まって混合され、混合ガスの混合促進を図ることができる(但し、混合ガスを周方向に均一化させて改質触媒体に供給させる措置が別途必要になる。)。   As a modification of the support member 43, instead of forming a plurality of mixed gas ejection holes 43 h in the circumferential direction of the support member 43, a mixed gas ejection hole (not shown) is provided only at one location in the circumferential direction of the support member 43. ) May be provided. By providing a single mixed gas ejection hole in this way, when the raw material gas and water vapor inside the water evaporation section 13 flow out toward the reforming catalyst body 14, the raw material gas and water vapor enter the mixed gas ejection hole. The mixed gas can be mixed and promoted to be mixed (however, a separate measure for making the mixed gas uniform in the circumferential direction and supplying it to the reforming catalyst body is necessary).

改質触媒体14の軸方向端から放出される改質ガスは、第二の筒状壁部材12の上端と蓋部材24との環状のギャップに相当する改質ガス流入口44を通って第二の筒状壁部材12と円筒状カバー22の間に形成された改質ガス流路45に流出する。より詳しくは、第二の筒状壁部材12の内径は、円筒状カバー22の内径よりも小さく、これによって第二の筒状壁部材12と円筒状カバー22との間に円筒状の隙間からなる改質ガス流路45が形成されている。第二の筒状壁部材12は、組み立て時に円筒状の隙間を隔てて円筒状カバー22の内部に挿入される。そして、第二の筒状壁部材12を円筒状カバー22に両者の第一の中心軸110の方向を揃えて挿入した状態において、第二の筒状壁部材12の上端との間にギャップを有するようにして円筒状カバー22の上端が蓋部材24によって塞がれる。こうして、改質ガス流入口44としての環状のギャップおよび改質ガス流路45としての円筒状の隙間が形成される。   The reformed gas released from the axial end of the reforming catalyst body 14 passes through the reformed gas inlet 44 corresponding to the annular gap between the upper end of the second cylindrical wall member 12 and the lid member 24, and passes through the reformed gas inlet 44. It flows out into the reformed gas channel 45 formed between the second cylindrical wall member 12 and the cylindrical cover 22. More specifically, the inner diameter of the second cylindrical wall member 12 is smaller than the inner diameter of the cylindrical cover 22, thereby causing a cylindrical gap between the second cylindrical wall member 12 and the cylindrical cover 22. A reformed gas flow path 45 is formed. The second cylindrical wall member 12 is inserted into the cylindrical cover 22 with a cylindrical gap at the time of assembly. In the state where the second cylindrical wall member 12 is inserted into the cylindrical cover 22 with the directions of the first central axes 110 aligned, a gap is formed between the second cylindrical wall member 12 and the upper end of the second cylindrical wall member 12. Thus, the upper end of the cylindrical cover 22 is closed by the lid member 24. Thus, an annular gap as the reformed gas inlet 44 and a cylindrical gap as the reformed gas channel 45 are formed.

また、第二の筒状壁部材12と円筒状カバー22によって区画された隙間には、丸棒46が配置されている。より詳しくは、第二の筒状壁部材12の周囲にらせん状に可とう性の丸棒46を巻きつけて配置し、この丸棒46を第二の筒状壁部材12および円筒状カバー22に当接させて(挟み込んで)改質ガス流路45に改質ガスらせん状流路45A(改質ガス周方向移動手段)が形成されている。   A round bar 46 is disposed in a gap defined by the second cylindrical wall member 12 and the cylindrical cover 22. More specifically, a flexible round bar 46 is spirally wound around the second cylindrical wall member 12, and the round bar 46 is arranged on the second cylindrical wall member 12 and the cylindrical cover 22. A reformed gas spiral channel 45 </ b> A (reformed gas circumferential direction moving means) is formed in the reformed gas channel 45.

なお、円筒状カバー22は改質触媒体14の上端14uの近傍から下端14dの近傍に至るように延在するシームレスなステンレス製金属パイプである。   The cylindrical cover 22 is a seamless stainless steel metal pipe that extends from the vicinity of the upper end 14u of the reforming catalyst body 14 to the vicinity of the lower end 14d.

更に、改質熱交換部60を流れる供給水経路に関連する水素生成装置10の構成をより詳しく説明する。   Furthermore, the configuration of the hydrogen generator 10 related to the supply water path flowing through the reforming heat exchange unit 60 will be described in more detail.

円筒状カバー22の全周を覆うように酸化アルミや酸化ケイ素、酸化チタン等を材質とした円筒状の改質断熱部材62が配置されると共に、改質断熱部材62の少なくとも全周(ここでは、改質断熱部材62の外周面および上端面)を覆うように金属製の改質断熱部材カバー61が配置されている。   A cylindrical modified heat insulating member 62 made of aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide or the like is disposed so as to cover the entire circumference of the cylindrical cover 22, and at least the entire circumference of the modified heat insulating member 62 (here, Further, a metal modified heat insulating member cover 61 is disposed so as to cover the outer peripheral surface and the upper end surface of the modified heat insulating member 62.

また、改質熱交換部60を構成する通水パイプは、改質断熱部材カバー61の周囲にらせん状に密着して巻き付けて配置している。   Further, the water flow pipes constituting the reforming heat exchanging unit 60 are arranged in close contact with and spirally around the reforming heat insulating member cover 61.

これにより、改質ガス流路45および円筒状カバー22並びに改質断熱部材62を介して高温に保たれた改質触媒体14の熱によって改質断熱部材カバー61が均一に加熱され、この加熱された改質断熱部材カバー61によって改質熱交換部60を流れる水を加熱させ得る。こうして、改質触媒体14から放出された熱のほぼ全量を使って改質断熱部材カバー61を加熱できるため、改質触媒体14の放熱を無駄なく水蒸発部13の供給水の蒸発熱として有効に活用し得る。   As a result, the reforming heat insulating member cover 61 is uniformly heated by the heat of the reforming catalyst body 14 kept at a high temperature via the reforming gas flow path 45, the cylindrical cover 22, and the reforming heat insulating member 62. The water flowing through the reforming heat exchanging unit 60 can be heated by the reforming heat insulating member cover 61 that has been made. Thus, since the reforming heat insulating member cover 61 can be heated using almost the entire amount of the heat released from the reforming catalyst body 14, the heat radiation of the reforming catalyst body 14 can be used as the evaporation heat of the water supplied to the water evaporation section 13 without waste. Can be used effectively.

また、改質熱交換部60の改質熱交換部出口60outと水入口13inを接続する第一の連結パイプ63が、改質熱交換部60を構成する通水パイプを延長して形成されている。これによって、第一の連結パイプ63と改質熱交換部60の部材共有化が図れて、部品点数を削減できる。   Further, a first connection pipe 63 that connects the reforming heat exchanging section outlet 60out and the water inlet 13in of the reforming heat exchanging section 60 is formed by extending the water pipe constituting the reforming heat exchanging section 60. Yes. As a result, the first connecting pipe 63 and the reforming heat exchanger 60 can be shared, and the number of parts can be reduced.

なおここで、水入口13inは、水蒸発部14の下端14dの近傍に環状に形成された水溜り部38を避けるように水溜り部38よりも上方に配置されている。加えて、原料ガス入口40inは、水入口13inと同じ位置またはそれよりも上方に配置されている。こうすることで、水入口13inおよび原料ガス入口40inが、水溜り部38に浸されることを回避して、改質熱交換部60の内部を流れる水を水溜り部38に邪魔されることなくスムーズに水蒸発部13の内部に流入させることができると共に、第一の原料ガス配管40の内部を流れる原料ガスを水溜り部38に邪魔されることなくスムーズに水蒸発部13の内部に流入できる。   Here, the water inlet 13in is disposed above the water reservoir 38 so as to avoid the water reservoir 38 formed in an annular shape in the vicinity of the lower end 14d of the water evaporator 14. In addition, the source gas inlet 40in is disposed at the same position as or higher than the water inlet 13in. By doing so, the water inlet 13in and the raw material gas inlet 40in are prevented from being immersed in the water reservoir 38, and the water flowing in the reforming heat exchanger 60 is obstructed by the water reservoir 38. The raw material gas flowing through the first raw material gas pipe 40 can be smoothly introduced into the water evaporation unit 13 without being obstructed by the water reservoir 38. Inflow.

また、改質熱交換部出口60outは水入口13inより上方にあり、かつ改質熱交換部出口60outと水入口13inとを連結する第一の連結パイプ63の長手方向全長に亘って第一の連結パイプは下り勾配によって配置されている。こうすることで、仮に第一の連結パイプ63の内部において水蒸気を生成したとしても、この水蒸気を速やかに水蒸発部13に排出でき、第一の連結パイプ63の途中の水蒸気に起因する水入口13inの近傍における水吐出脈動を抑制できる。   Further, the reforming heat exchange section outlet 60out is located above the water inlet 13in, and the first connecting pipe 63 that connects the reforming heat exchange section outlet 60out and the water inlet 13in has a first length in the longitudinal direction. The connecting pipes are arranged with a downward slope. By doing so, even if water vapor is generated inside the first connection pipe 63, this water vapor can be quickly discharged to the water evaporation section 13, and the water inlet caused by the water vapor in the middle of the first connection pipe 63. Water discharge pulsation in the vicinity of 13 inches can be suppressed.

以上のように構成された水素生成装置10の燃焼ガスおよび混合ガス並びに改質ガス並びに加熱水の流通動作を、順を追って説明する。   The circulation operation of the combustion gas, mixed gas, reformed gas, and heated water of the hydrogen generator 10 configured as described above will be described in order.

燃料ガス(例えば、燃料電池のオフガス)の通路(図示せず)に繋がる燃料ガス入口ポート17inから供給される燃料ガスは、燃料ガス配管17に導かれる。その後、燃料ガスは、燃料ガス配管17を通ってバーナー15の方向に上昇する。続いて、燃料ガスは、燃料ガス配管17の下流側端を封止する燃料ガス配管蓋18によってその流れは遮られ、そこから、燃料ガスは、燃料ガス配管蓋18の近傍であって燃料ガス配管17の側面に設けられた複数の燃料ガス噴出孔19からバーナー15の火炎領域に噴出する。   The fuel gas supplied from the fuel gas inlet port 17in connected to the passage (not shown) of the fuel gas (for example, the off gas of the fuel cell) is guided to the fuel gas pipe 17. Thereafter, the fuel gas rises in the direction of the burner 15 through the fuel gas pipe 17. Subsequently, the flow of the fuel gas is blocked by the fuel gas pipe lid 18 that seals the downstream end of the fuel gas pipe 17, and from there, the fuel gas is in the vicinity of the fuel gas pipe lid 18, and the fuel gas The fuel gas is ejected from a plurality of fuel gas ejection holes 19 provided on the side surface of the pipe 17 to the flame region of the burner 15.

一方、空気供給手段(図示せず)に繋がる空気入口ポート21inから供給される燃焼用の空気は、空気配管21を通ってバーナー15の方向に上昇して、燃料ガス配管17の下流端近傍においてこの燃料ガス配管17の周囲に設けられ、略中央において凹状に窪んだ環状の中空体からなる空気バッファ23の内部に供給される。そして、凹状の窪んだ部分の内側面に形成された複数の空気噴出孔20から空気バッファ23の空気は、バーナー15の火炎領域に噴出する。こうしてバーナー15の火炎領域に導かれた燃料ガスと空気を含む混合ガス中の可燃ガス濃度が可燃濃度に維持されて可燃ガスが燃焼され、バーナー15の内部において高温の燃焼ガスが生成される。   On the other hand, combustion air supplied from an air inlet port 21in connected to an air supply means (not shown) rises in the direction of the burner 15 through the air pipe 21 and in the vicinity of the downstream end of the fuel gas pipe 17. It is provided around the fuel gas pipe 17 and supplied to the inside of an air buffer 23 formed of an annular hollow body that is recessed in a substantially central shape. Then, the air in the air buffer 23 is ejected from the plurality of air ejection holes 20 formed on the inner surface of the concave concave portion to the flame region of the burner 15. In this way, the combustible gas concentration in the mixed gas containing the fuel gas and the air guided to the flame region of the burner 15 is maintained at the combustible concentration, and the combustible gas is burned, and a high-temperature combustion gas is generated inside the burner 15.

燃焼ガスは、第三の筒状壁部材16および第一の燃焼ガス流路30の内部を図1に示された点線のような経路を通って外部(大気中)に放出される。   The combustion gas is released to the outside (in the atmosphere) through the third cylindrical wall member 16 and the inside of the first combustion gas flow path 30 through a path indicated by a dotted line shown in FIG.

バーナー15において生成した燃焼ガスは、第三の筒状壁部材16の内部を上昇して、第三の筒状壁部材16の上端に対して環状の上部燃焼ガス流入口31の相当分のギャップを隔てて配置された蓋部材24によってその上昇が遮られる。遮られた燃焼ガスは、そこから蓋部材24の径方向にこの蓋部材24に沿って拡散して、上部燃焼ガス流入口31を通って円筒状の第一の燃焼ガス流路30に導かれる。その後、燃焼ガスは第一の燃焼ガス流路30を通って下方に導かれる途中に、改質触媒体14に対して燃焼ガスから熱交換によって改質反応(吸熱反応)用の反応熱を与えた後、水蒸発部13の内部の水に対して燃焼ガスから熱交換によって蒸発熱を与える。ここで、第三の筒状壁部材の上半部は、燃焼筒としても機能し、その熱輻射によっても改質触媒体14に熱を与える。水蒸発部13の内部の水と熱交換した燃焼ガスは、燃焼ガス流出口32から燃焼ガス排気部33に流入する。この流入した燃焼ガスは、燃焼ガス排気部33の内部を通って排気口配管34から外部に放出される。   The combustion gas generated in the burner 15 rises inside the third cylindrical wall member 16, and a gap corresponding to the annular upper combustion gas inlet 31 corresponding to the upper end of the third cylindrical wall member 16. The rise is blocked by the lid member 24 arranged at a distance. The blocked combustion gas diffuses along the lid member 24 in the radial direction of the lid member 24 from there, and is guided to the cylindrical first combustion gas passage 30 through the upper combustion gas inlet 31. . Thereafter, the combustion gas gives reaction heat for a reforming reaction (endothermic reaction) by heat exchange from the combustion gas to the reforming catalyst body 14 while being guided downward through the first combustion gas passage 30. After that, evaporating heat is given to the water inside the water evaporation section 13 by heat exchange from the combustion gas. Here, the upper half part of the third cylindrical wall member also functions as a combustion cylinder, and gives heat to the reforming catalyst body 14 by its thermal radiation. The combustion gas that has exchanged heat with the water inside the water evaporation section 13 flows into the combustion gas exhaust section 33 from the combustion gas outlet 32. The inflowing combustion gas passes through the inside of the combustion gas exhaust portion 33 and is discharged to the outside from the exhaust pipe 34.

また、原料ガスと水蒸気を含む混合ガスは、次のようにして水蒸発部13から改質触媒体14に流出する。   Further, the mixed gas containing the raw material gas and the water vapor flows out from the water evaporation section 13 to the reforming catalyst body 14 as follows.

原料供給手段に繋がる原料ガス入口40inに供給される原料ガスは、第一の原料ガス配管40を通して水蒸発部13に導かれ、改質熱交換部60に繋がる水入口13inに供給される加熱水は、第一の連結パイプ63を通って水蒸発部13に導かれる。そして、水蒸発部13の水溜り部38に所定量分の供給水が溜められ、第一の筒状壁部材11を介した燃焼ガスとの熱交換によってこの供給水は燃焼ガスから蒸発熱を受け取って水蒸気になるように蒸発させられる。こうして蒸発した水蒸気は原料ガスと水蒸発部13の内部で混合させられ、水蒸発部13の軸方向に上昇し、既に述べた支持部材(仕切り板)43に形成された複数の混合ガス噴出孔43hを通って改質触媒体14に流出する。そして、混合ガスは、改質触媒体14を通過しながら改質反応によって水素リッチな改質ガスに改質される。   The source gas supplied to the source gas inlet 40in connected to the source supply means is led to the water evaporation unit 13 through the first source gas pipe 40 and heated water supplied to the water inlet 13in connected to the reforming heat exchange unit 60. Is guided to the water evaporation unit 13 through the first connection pipe 63. Then, a predetermined amount of supply water is stored in the water reservoir 38 of the water evaporation unit 13, and this supply water generates heat of evaporation from the combustion gas by heat exchange with the combustion gas via the first cylindrical wall member 11. Received and evaporated to steam. The vapor thus evaporated is mixed with the raw material gas in the water evaporation section 13 and rises in the axial direction of the water evaporation section 13, and a plurality of mixed gas ejection holes formed in the support member (partition plate) 43 described above. It flows out to the reforming catalyst body 14 through 43h. The mixed gas is reformed into a hydrogen-rich reformed gas by a reforming reaction while passing through the reforming catalyst body 14.

この改質ガスは、図1に示された細い一点鎖線のように、改質触媒体14から改質ガス流路45を通って下流側に流出する。   The reformed gas flows out from the reforming catalyst body 14 through the reformed gas channel 45 to the downstream side, as indicated by a thin one-dot chain line shown in FIG.

より詳しくは、改質触媒体14において上記のように混合ガスを改質して生成された改質ガスは、改質触媒体14の内部を上昇して、蓋部材24によってその上昇が遮られる。遮られた改質ガスは、そこから蓋部材24の径方向にこの蓋部材24に沿って拡散して、改質ガス流入口44を通って改質ガス流路45に導かれる。その後、改質ガスは改質ガスらせん状流路45Aを通って下方に導かれる途中に、第二の丸棒46(棒状部材)に沿って改質触媒体14の周方向に移動させられる。   More specifically, the reformed gas generated by reforming the mixed gas as described above in the reforming catalyst body 14 rises inside the reforming catalyst body 14 and is prevented from rising by the lid member 24. . The reformed gas that has been blocked diffuses along the lid member 24 in the radial direction of the lid member 24, and is guided to the reformed gas channel 45 through the reformed gas inlet 44. Thereafter, the reformed gas is moved in the circumferential direction of the reforming catalyst body 14 along the second round bar 46 (bar-shaped member) while being guided downward through the reformed gas spiral channel 45A.

こうして改質ガス流路45を流れる改質ガスは、改質ガス流出口47を通って改質ガス排気配管48に流出する。この流出した改質ガスは、改質ガス排気配管48を通って下流側に流出する。   Thus, the reformed gas flowing through the reformed gas channel 45 flows out to the reformed gas exhaust pipe 48 through the reformed gas outlet 47. The outflowed reformed gas flows out downstream through the reformed gas exhaust pipe 48.

また、改質熱交換部60の内部を流れる供給水は、図1に示された二点鎖線のように水蒸発部13に流入する。   Further, the supply water flowing inside the reforming heat exchange unit 60 flows into the water evaporation unit 13 as shown by a two-dot chain line shown in FIG.

水供給手段(図示ぜす)によって改質熱交換部入口60inを介して改質熱交換部60に供給された室温(約20℃)の水は、改質断熱部材カバー61の周囲をらせん状に流れる期間中に、改質触媒体14から放出される熱によって加熱される。その後、改質熱交換部出口60outから第一の連結パイプ63を通った加熱水は、水入口13inを経て水蒸発部13に供給され、この加熱水によって水蒸発部13の内部に水溜り部38が形成される。また、水入口13inにおける水の温度が100℃程度になるように改質熱交換部60や改質断熱部材62などにより最適化されている。   The water at room temperature (about 20 ° C.) supplied to the reforming heat exchanging unit 60 via the reforming heat exchanging unit inlet 60 in by the water supply means (shown in the figure) spirals around the reforming heat insulating member cover 61. During the period of flow, the heat is released by the heat released from the reforming catalyst body 14. Thereafter, the heated water that has passed through the first connection pipe 63 from the reforming heat exchange section outlet 60out is supplied to the water evaporation section 13 through the water inlet 13in, and a water pool section is formed inside the water evaporation section 13 by this heating water. 38 is formed. Further, the temperature is optimized by the reforming heat exchanging portion 60 and the reforming heat insulating member 62 so that the temperature of water at the water inlet 13in is about 100 ° C.

このような水素生成装置10によれば、第一、第二、第三の筒状壁部材11、12、16および円筒状カバー22がいずれも、シンプルな円筒形状であるため、水素生成装置10の耐久性能が向上する。特に、これらの第一、第二、第三の筒状壁部材11、12、16および円筒状カバー22には、配管途中に溶接箇所等のつなぎ目を無くしたシームレスなステンレス製の金属パイプを用いることが可能なため、日毎に起動停止を行うDSS運転に基づく熱サイクルによる溶接部への影響を解消することができる。   According to such a hydrogen generator 10, since the first, second, and third cylindrical wall members 11, 12, and 16 and the cylindrical cover 22 are all simple cylindrical shapes, the hydrogen generator 10 Durability performance is improved. In particular, for these first, second, and third cylindrical wall members 11, 12, 16 and the cylindrical cover 22, seamless stainless steel metal pipes that have no joints such as welds in the middle of the piping are used. Therefore, it is possible to eliminate the influence on the weld due to the thermal cycle based on the DSS operation in which the start and stop are performed every day.

また、改質触媒体14の上端14uから下端14dまでの周方向全面を、第一の筒状壁部材11を介して第一の燃焼ガス流路30を流れる燃焼ガスと接触させることができ、改質触媒体14に対して燃焼ガスから改質反応に必要な反応熱を効率的に与えることが可能であると共に、水蒸発部13の上端13uから下端13dまでの周方向全面を、第一の筒状壁部材11を介して第一の燃焼ガス流路30を流れる燃焼ガスと接触させることができ、水蒸発部13の内部の水に対して燃焼ガスから蒸発熱を効率的に与えることが可能である。   Further, the entire circumferential surface from the upper end 14u to the lower end 14d of the reforming catalyst body 14 can be brought into contact with the combustion gas flowing through the first combustion gas flow path 30 via the first cylindrical wall member 11, The reaction heat necessary for the reforming reaction can be efficiently given to the reforming catalyst body 14 from the combustion gas, and the entire surface in the circumferential direction from the upper end 13u to the lower end 13d of the water evaporation section 13 is It is possible to make contact with the combustion gas flowing through the first combustion gas passage 30 via the cylindrical wall member 11, and to efficiently give evaporation heat from the combustion gas to the water inside the water evaporation section 13. Is possible.

また、第一の燃焼ガス流路30を第一の筒状壁部材11の内側に配置できたため、第一の燃焼ガス流路30を流れる燃焼ガスの放熱を抑制することもできる。   In addition, since the first combustion gas channel 30 can be disposed inside the first cylindrical wall member 11, heat radiation of the combustion gas flowing through the first combustion gas channel 30 can be suppressed.

更に、改質ガスを改質触媒体14の周方向に移動させるため、周方向の改質ガス流れの偏りを抑制できて高温に保たれた改質触媒体14の放熱を周方向全域に亘って均一に防止できる。   Further, since the reformed gas is moved in the circumferential direction of the reforming catalyst body 14, the unevenness of the reformed gas flow in the circumferential direction can be suppressed, and the heat release of the reforming catalyst body 14 kept at a high temperature is spread over the entire circumferential direction. Can be prevented evenly.

加えて、上記のような改質熱交換部60および第一の連結パイプ63によれば、改質触媒体14から放出される熱によって改質熱交換部60を流れる水を加熱した後、この加熱水を水蒸発部14に供給するため、高温の改質触媒体14の放熱を水蒸発部13に対する供給水の蒸発熱として活用できて、改質触媒体14の放熱を効率的に回収できて水素生成装置10の熱効率を向上させ得る。   In addition, according to the reforming heat exchange section 60 and the first connection pipe 63 as described above, after the water flowing through the reforming heat exchange section 60 is heated by the heat released from the reforming catalyst body 14, Since the heated water is supplied to the water evaporation unit 14, the heat radiation of the high temperature reforming catalyst body 14 can be used as the evaporation heat of the supply water to the water evaporation unit 13, and the heat dissipation of the reforming catalyst body 14 can be efficiently recovered. Thus, the thermal efficiency of the hydrogen generator 10 can be improved.

また、改質断熱部材62と外部(大気)との接触面のほぼ全域を金属製の改質断熱部材カバー61によって覆っているため、改質触媒体14から改質断熱部材62を伝導する熱を大気に放出させることを抑制して、水素生成装置10の熱効率を向上させ得る。   In addition, since almost the entire contact surface between the reforming heat insulating member 62 and the outside (atmosphere) is covered with the metal reforming heat insulating member cover 61, the heat conducted from the reforming catalyst body 14 to the reforming heat insulating member 62. Can be suppressed, and the thermal efficiency of the hydrogen generator 10 can be improved.

なおここまで、改質熱交換部60に水のみを流通させる例を説明したが、これに限らず、例えば、原料ガス供給についての変形例を説明する断面図(図2)に示すように、改質熱交換部入口60inの上流側の改質熱交換部60に第二の原料ガス配管65を連結させて、改質熱交換部60に水と一緒に原料ガスを流通させても良い。但し、この場合、図1に示された水蒸発部13に接続する第一の原料ガス配管40は不必要なため、これを取り除くことになる。   In addition, although the example which distribute | circulates only water to the reforming heat exchange part 60 was demonstrated so far, it is not restricted to this, For example, as shown to sectional drawing (FIG. 2) explaining the modification about source gas supply, The second source gas pipe 65 may be connected to the reforming heat exchange unit 60 on the upstream side of the reforming heat exchange unit inlet 60in, and the source gas may be circulated through the reforming heat exchange unit 60 together with water. However, in this case, the first raw material gas pipe 40 connected to the water evaporation section 13 shown in FIG. 1 is unnecessary, and is removed.

こうすると、水と同時に原料ガスも加熱でき、水蒸発部13の内部の水蒸気と原料ガスを含む混合ガスの昇温をよりスムーズに行うことが可能になる。   If it carries out like this, source gas can also be heated simultaneously with water, and it will become possible to perform the temperature rise of the mixed gas containing the water vapor | steam inside the water evaporation part 13 and source gas more smoothly.

(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2に係る水素生成装置の内部構造を示す断面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the internal structure of the hydrogen generator according to Embodiment 2 of the present invention.

図1(実施の形態1)と比較した図3の主な相違点は、改質触媒体14から流出した改質ガス中に含有する一酸化炭素ガス(COガス)を除去する変成触媒体74を付加することと、改質触媒体14の放熱を回収する改質熱交換部60(図1)に替えて、変成触媒体74の放熱を回収する変成熱交換部70を設けていることにある。   The main difference between FIG. 3 and FIG. 1 (Embodiment 1) is that the shift catalyst body 74 removes carbon monoxide gas (CO gas) contained in the reformed gas flowing out from the reformed catalyst body 14. And in place of the reforming heat exchanger 60 (FIG. 1) for recovering the heat released from the reforming catalyst body 14, a shift heat exchanger 70 for recovering the heat released from the shift catalyst body 74 is provided. is there.

以下、この相違点を中心にして実施の形態3の構成を説明し、図1と同じ構成および動作については、それらの説明を省略する。   Hereinafter, the configuration of the third embodiment will be described focusing on this difference, and the description of the same configuration and operation as those in FIG. 1 will be omitted.

水素生成装置10の変成触媒体74の周辺構造は主として、第一の中心軸110に並行して延びる第二の中心軸方向120を共有して、二重管を形成する円筒状シームレス金属製(ステンレス製)の変成触媒体内管73およびこの変成触媒体内管73の外周面を覆う円筒状シームレス金属製(ステンレス製)の変成触媒体外管71(金属カバー)と、変成触媒体内管73の内部に配置され、改質ガス中のCOガスをシフト反応によって除去する円柱状の白金系変成触媒体74と、変成触媒体外管71に密着(接触)してらせん状に巻き付けて配置され、変成触媒体74から放出される熱によって熱交換する水を流通させる通水パイプからなる変成熱交換部70を有している。この通水パイプは、可とう性のステンレス製金属パイプで構成されている。   The peripheral structure of the shift catalyst body 74 of the hydrogen generator 10 is mainly made of a cylindrical seamless metal that forms a double pipe by sharing a second central axis direction 120 extending in parallel with the first central axis 110 ( A stainless-made shift catalyst inner tube 73, a cylindrical seamless metal (stainless steel) shift catalyst outer tube 71 (metal cover) covering the outer peripheral surface of the shift catalyst inner tube 73, and a shift catalyst inner tube 73 A cylindrical platinum-based shift catalyst body 74 that is disposed and removes CO gas in the reformed gas by a shift reaction, and is disposed in close contact (contact) with the shift catalyst body outer tube 71 and spirally wound, and the shift catalyst body A transformation heat exchanging unit 70 including a water flow pipe that circulates water to be heat exchanged by heat released from 74 is provided. This water flow pipe is composed of a flexible stainless steel metal pipe.

また、変成触媒体74と変成熱交換部70を流れる供給水との熱交換を最適化させるため、変成触媒体内外管73、71によって区画された領域に円筒状の変成断熱部材72が配置されている。なおここで、変成触媒体74および変成触媒体内管73並びに変成触媒体外管71によってCOガス除去部100が構成される。   Further, in order to optimize heat exchange between the shift catalyst body 74 and the feed water flowing through the shift heat exchanger 70, a cylindrical shift heat insulating member 72 is disposed in a region defined by the shift catalyst inner and outer pipes 73 and 71. ing. Here, the CO gas removal unit 100 is configured by the shift catalyst body 74, the shift catalyst inner pipe 73, and the shift catalyst outer pipe 71.

このような構成によれば、変成熱交換部70を構成する通水パイプが変成触媒体外管71の周囲にらせん状に密着して巻きつけられているので、変成断熱部材72を介して高温に保たれた変成触媒体74の熱によって変成触媒体外管71を均一に加熱できる。そして、加熱された変成触媒体外管71によって変成熱交換部70を流れる水を加熱させ得る。こうして、変成触媒体74から放出された熱のほぼ全量を使って変成触媒体外管71を加熱できるため、変成触媒体74の放熱を無駄なく水蒸発部13に対する供給水の蒸発熱として有効に活用し得る。   According to such a configuration, the water flow pipe constituting the shift heat exchange unit 70 is wound in close contact with the periphery of the shift catalyst outer tube 71 in a spiral manner. The transformation catalyst body outer tube 71 can be uniformly heated by the heat of the transformation catalyst body 74 maintained. Then, the water flowing through the shift heat exchanger 70 can be heated by the heated shift catalyst outer tube 71. Thus, the conversion catalyst body outer tube 71 can be heated using almost the entire amount of the heat released from the conversion catalyst body 74, so that the heat release from the conversion catalyst body 74 can be effectively utilized as the evaporation heat of the supplied water to the water evaporation section 13 without waste. Can do.

また、変成触媒体内管73の内部に配置された変成触媒体74の軸方向両端は、改質ガス流通用の多数のパンチ孔76h、77hを形成した円板状の第一、第二の変成触媒体パンチメタル76、77によって支持されている。   Further, both ends of the shift catalyst body 74 in the axial direction of the shift catalyst body 74 disposed inside the shift catalyst body pipe 73 are disk-shaped first and second shift transitions having a large number of punch holes 76h and 77h for the flow of reformed gas. It is supported by catalyst body punch metals 76 and 77.

加えて、変成触媒体内管73の上端近傍の内部が、改質ガス排気配管48を介して改質ガス流出口47に接続されている
更に、変成熱交換部70の変成熱交換部出口70outは、変成熱交換部70を構成する通水パイプを延長して形成された第二の連結パイプ75(第二の連結部材)を介して水入口13inと接続されている。これによって、第二の連結パイプ75と変成熱交換部70の部材共有化を図ることができる。
In addition, the interior in the vicinity of the upper end of the shift catalyst internal pipe 73 is connected to the reformed gas outlet 47 via the reformed gas exhaust pipe 48. Further, the shift heat exchanger outlet 70out of the shift heat exchanger 70 is The water inlet 13in is connected via a second connection pipe 75 (second connection member) formed by extending a water flow pipe constituting the metamorphic heat exchange section 70. As a result, it is possible to share the members of the second connecting pipe 75 and the shift heat exchanger 70.

また、水入口13inは、水蒸発部14の下端14dの近傍に環状に形成された水溜り部38を避けるように水溜り部38よりも上方に配置されると共に、原料ガス入口40inは、水入口13inと同じ位置またはそれよりも上方に配置されている。こうすることで、水入口13inおよび原料ガス入口40inが、水溜り部38に浸されることを回避して、改質熱交換部60の内部を流れる水を水溜り部38に邪魔されることなくスムーズに水蒸発部13の内部に流出させることができると共に、第一の原料ガス配管40の内部を流れる原料ガスを水溜り部38に邪魔されることなくスムーズに水蒸発部13の内部に流出できる。   In addition, the water inlet 13in is disposed above the water reservoir 38 so as to avoid the annular water reservoir 38 formed in the vicinity of the lower end 14d of the water evaporator 14, and the source gas inlet 40in It is disposed at the same position as or higher than the inlet 13in. By doing so, the water inlet 13in and the raw material gas inlet 40in are prevented from being immersed in the water reservoir 38, and the water flowing inside the reforming heat exchanger 60 is obstructed by the water reservoir 38. And can smoothly flow out into the water evaporating unit 13, and the source gas flowing through the first source gas pipe 40 can smoothly enter the water evaporating unit 13 without being obstructed by the water reservoir 38. It can leak.

また、変成熱交換部出口70outが水入口13inより上方にあり、かつ変成熱交換部出口70outと水入口13inとを連結する第二の連結パイプ75の長手方向全長に亘って第二の連結パイプ75は下り勾配によって配置されている。   Further, the second connection pipe extends over the entire length in the longitudinal direction of the second connection pipe 75 in which the transformation heat exchange section outlet 70out is located above the water inlet 13in and connects the transformation heat exchange section outlet 70out and the water inlet 13in. 75 is arranged with a downward slope.

こうすることで、仮に第二の連結パイプ75の内部において水蒸気を生成したとしても、この水蒸気を速やかに水蒸発部13に排出でき、第二の連結パイプ75の途中の水蒸気に起因する水入口13inの近傍における水吐出脈動を抑制できる。   By doing so, even if water vapor is generated inside the second connection pipe 75, this water vapor can be quickly discharged to the water evaporation section 13, and the water inlet caused by the water vapor in the middle of the second connection pipe 75. Water discharge pulsation in the vicinity of 13 inches can be suppressed.

このような構成において、改質ガス流出口47から流出する改質ガスは、図3に示された細い一点鎖線の経路のように変成触媒体74の内部を流通する。   In such a configuration, the reformed gas flowing out from the reformed gas outlet 47 circulates inside the shift catalyst body 74 as shown by a thin dashed-dotted path shown in FIG.

改質ガス排気配管48から変成触媒体内管73の内部に導かれた改質ガスは、変成触媒体内管73の上蓋によってその流れを下方に向けられて第一の変成触媒体パンチメタル76のパンチ孔76hを通り、変成触媒体74の内部に流入する。そして、改質ガスが変成触媒体74の内部を通過する期間に、この変成触媒体74によって改質ガス中に含有するCOガスと水から二酸化炭素ガスと水素ガスを生成するシフト反応(発熱反応)に基づいてCOガスが除去される。その後、COガス除去後の改質ガスは、第二の変成触媒体パンチメタル77のパンチ孔77hを介して変成排気配管78を通って下流側に流出する。   The reformed gas guided from the reformed gas exhaust pipe 48 to the inside of the shift catalyst body pipe 73 is directed downward by the upper lid of the shift catalyst body pipe 73 to punch the first shift catalyst body punch metal 76. It passes through the hole 76 h and flows into the shift catalyst body 74. Then, during the period in which the reformed gas passes through the inside of the shift catalyst body 74, a shift reaction (exothermic reaction) that generates carbon dioxide gas and hydrogen gas from the CO gas and water contained in the reformed gas by the shift catalyst body 74. ) To remove CO gas. Thereafter, the reformed gas after the removal of the CO gas flows out downstream through the shift exhaust pipe 78 via the punch holes 77h of the second shift catalyst body punch metal 77.

一方、変成熱交換部入口70inから流入する水は、図3に示された二点鎖線の経路のように変成熱交換部70の内部を流通する。   On the other hand, the water flowing in from the shift heat exchanger inlet 70in flows through the shift heat exchanger 70 like a two-dot chain path shown in FIG.

水供給手段(図示ぜす)によって変成熱交換部入口70inを介して変成熱交換部70に供給された室温(約20℃)の水は、変成触媒体外管71の周囲をらせん状に流れる期間中に、変成触媒体74から放出される熱によって加熱される。その後、変成熱交換部出口70outから第二の連結パイプ75を通った加熱水は、水入口13inを経て水蒸発部13に供給され、この加熱水によって水蒸発部13の内部に水溜り部38が形成される。また、水入口13inにおける水の温度が、100℃程度になるように変成熱交換部70や変成断熱部材72などにより最適化されている。   A period in which water at room temperature (about 20 ° C.) supplied to the shift heat exchanger 70 via the shift heat exchanger inlet 70 in by the water supply means (shown) flows spirally around the shift catalyst outer tube 71. It is heated by the heat released from the shift catalyst body 74. Thereafter, the heated water that has passed through the second connection pipe 75 from the transformation heat exchanger outlet 70out is supplied to the water evaporator 13 through the water inlet 13in, and the water reservoir 38 is provided inside the water evaporator 13 by this heated water. Is formed. The temperature of the water at the water inlet 13in is optimized by the shift heat exchanger 70, the shift heat insulation member 72, and the like so that the temperature of the water is about 100 ° C.

このようにして、燃料電池の触媒体を被毒させるCOガスを除去できると共に変成触媒体14から放出される熱を回収することができる。すなわち、シフト反応中の変成触媒体74の温度は約300℃〜350℃に保たれているため、この変成触媒体74の放熱によって変成熱交換部70を流れる水を加熱したうえで、第二の連結パイプ75を通して水蒸発部13の内部に加熱水を供給することができる。よって変成触媒体74の放熱を水蒸発部13に供給する供給水の蒸発熱として有効に活用できて、変成触媒体14の放熱を回収できて水素生成装置10の熱効率を向上させ得る。   In this way, the CO gas that poisons the catalyst body of the fuel cell can be removed and the heat released from the shift catalyst body 14 can be recovered. That is, since the temperature of the shift catalyst body 74 during the shift reaction is maintained at about 300 ° C. to 350 ° C., after the water flowing through the shift heat exchanger 70 is heated by the heat release of the shift catalyst body 74, Heated water can be supplied to the inside of the water evaporation section 13 through the connection pipe 75. Therefore, the heat release of the shift catalyst body 74 can be effectively utilized as the heat of evaporation of the feed water supplied to the water evaporation section 13, the heat release of the shift catalyst body 14 can be recovered, and the thermal efficiency of the hydrogen generator 10 can be improved.

また、変成断熱部材72と外部(大気)との接触面のほぼ全域を金属製の変成触媒体外管71によって覆っているため、変成触媒体14から変成断熱部材62を伝導する熱を大気に放出させることを抑制して、水素生成装置10の熱効率を向上させ得る。   In addition, since almost the entire contact surface between the shift heat insulating member 72 and the outside (atmosphere) is covered by the metal shift catalyst body outer tube 71, the heat conducted from the shift catalyst body 14 to the shift heat insulating member 62 is released to the atmosphere. Therefore, the thermal efficiency of the hydrogen generator 10 can be improved.

ここで、この実施の形態2においては、原料ガスおよび水蒸気を含む混合ガスを改質触媒体14に供給するための水蒸発部13に、変成熱交換部70を流れる加熱水を供給する例を説明したが、この加熱水を変成触媒体74におけるシフト反応用の水蒸気を生成する水蒸発部(図示せず)に供給しても構わない。   Here, in the second embodiment, an example in which heated water flowing through the shift heat exchanger 70 is supplied to the water evaporator 13 for supplying the reformed catalyst body 14 with the mixed gas containing the raw material gas and the water vapor. As described above, this heated water may be supplied to a water evaporation section (not shown) that generates water vapor for shift reaction in the shift catalyst body 74.

なおここまで、変成熱交換部70に水のみを流通させる例を説明したが、これに限らず、例えば、原料ガス供給についての変形例を説明する断面図(図4)に示すように、変成熱交換部入口70inの上流側の変成熱交換部70に第三の原料ガス配管79を連結させて、変成熱交換部70に水と一緒に原料ガスを流通させても良い。但し、この場合、図3に示された水蒸発部13に接続する第一の原料ガス配管40は不必要なため、これを取り除くことになる。   In addition, although the example which distribute | circulates only water to the transformation heat exchange part 70 was demonstrated so far, it is not restricted to this, For example, as shown in sectional drawing (FIG. 4) explaining the modification about raw material gas supply, a transformation is carried out. A third source gas pipe 79 may be connected to the shift heat exchanger 70 upstream of the heat exchanger inlet 70in, and the source gas may be circulated through the shift heat exchanger 70 together with water. However, in this case, the first raw material gas pipe 40 connected to the water evaporation section 13 shown in FIG. 3 is unnecessary, and is removed.

こうすると、水と同時に原料ガスも加熱でき、水蒸発部13の内部の水蒸気と原料ガスを含む混合ガスの昇温をよりスムーズに行うことが可能になる。   If it carries out like this, source gas can also be heated simultaneously with water, and it will become possible to perform the temperature rise of the mixed gas containing the water vapor | steam inside the water evaporation part 13 and source gas more smoothly.

(実施の形態3)
図5は、本発明の実施の形態3に係る水素生成装置の内部構造を示す断面図である。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the internal structure of the hydrogen generator according to Embodiment 3 of the present invention.

実施の形態3においては、改質熱交換部60(実施の形態1;図1)と変成熱交換部70(実施の形態2;図3)の両方を設けて、改質熱交換部60の改質熱交換部出口60outと変成熱交換部70の変成熱交換部入口70inを第三の連結パイプ80(第三の連結部材)によって互いに接続させている。   In the third embodiment, both the reforming heat exchanging unit 60 (the first embodiment; FIG. 1) and the transformation heat exchanging unit 70 (the second embodiment; FIG. 3) are provided. The reforming heat exchange part outlet 60out and the transformation heat exchange part inlet 70in of the transformation heat exchange part 70 are connected to each other by a third connection pipe 80 (third connection member).

ここで、改質および変成熱交換部60、70を互いに第三の連結パイプ80によって接続させて、改質および変成熱交換部60、70の内部に供給水を流すこと以外の水素生成装置10の構成は、実施の形態1または実施の形態2において述べたものと同じであり、燃焼ガスの流通動作並びに改質ガスの流通動作は、実施の形態1または実施の形態2において述べたものと同じであるため、これらの説明は省略する。   Here, the hydrogen generation apparatus 10 other than the case where the reforming and transformation heat exchange units 60 and 70 are connected to each other by the third connecting pipe 80 and the supply water is allowed to flow inside the reforming and transformation heat exchange units 60 and 70. The configuration of is the same as that described in the first embodiment or the second embodiment, and the distribution operation of the combustion gas and the distribution operation of the reformed gas are the same as those described in the first embodiment or the second embodiment. Since they are the same, their description is omitted.

改質断熱部材カバー61の周囲に周方向にらせん状に巻きつけられた金属パイプからなる通水パイプで改質熱交換部60を構成すると共に、この通水パイプを延長して第三の連結パイプ80を形成し、さらに、この通水パイプを延長して変成触媒体外管71の周囲に周方向にらせん状に巻きつけられた変成熱交換部70を形成し、さらにこの通水パイプを延長して第二の連結パイプ75を形成する。これによって、改質熱交換部60および第三の連結パイプ80並びに変成熱交換部70並びに第二の連結パイプ75の部材共有化を図ることができる。   The reforming heat exchange section 60 is constituted by a water pipe made of a metal pipe spirally wound in the circumferential direction around the reforming heat insulating member cover 61, and the water pipe is extended to form a third connection. A pipe 80 is formed, and further, the water passage pipe is extended to form a shift heat exchanging portion 70 spirally wound around the shift catalyst outer pipe 71 in the circumferential direction, and the water flow pipe is further extended. Thus, the second connection pipe 75 is formed. This makes it possible to share the members of the reforming heat exchange unit 60, the third connection pipe 80, the transformation heat exchange unit 70, and the second connection pipe 75.

ここで、改質熱交換部60の内部を流れる供給水は、図5に示された二点鎖線のように変成熱交換部70に流入し、変成熱交換部70の内部を流れる供給水は、図5に示された二点鎖線のように水蒸発部13に流入する。   Here, the feed water flowing inside the reforming heat exchange unit 60 flows into the shift heat exchange unit 70 as indicated by a two-dot chain line shown in FIG. 5, and the feed water flowing inside the shift heat exchange unit 70 is 5 flows into the water evaporation section 13 as indicated by a two-dot chain line shown in FIG.

水供給手段(図示せず)によって改質熱交換部入口60inを介して改質熱交換部60に供給された室温(約20℃)の水は、改質断熱部材カバー61の周囲をらせん状に流れる間に、改質触媒体14から放出される熱によって加熱される。そして、改質熱交換部出口60outから第三の連結パイプ80を通った加熱水は、変成熱交換部入口70inを経て変成熱交換部70に供給される。続いて、変成熱交換部70に供給された加熱水は、変成触媒体外管71の周囲をらせん状に流れる間に、変成触媒体74から放出される熱によって再び加熱された後、第二の連結パイプ75を通って水入口13inから水蒸発部13の内部に供給され、この加熱水によって水蒸発部13の内部に水溜り部38が形成される。また、水入口13inにおける水の温度が、100℃程度になるように改質熱交換部60や改質断熱部材62、変成熱交換部70や変成断熱部材72などにより最適化されている。   The water at room temperature (about 20 ° C.) supplied to the reforming heat exchanger 60 via the reforming heat exchanger inlet 60 in by a water supply means (not shown) spirals around the reforming heat insulating member cover 61. The heat is released by the heat released from the reforming catalyst body 14. And the heating water which passed through the 3rd connection pipe 80 from the reforming heat exchange part outlet 60out is supplied to the transformation heat exchange part 70 via the transformation heat exchange part inlet 70in. Subsequently, the heated water supplied to the shift heat exchanger 70 is heated again by the heat released from the shift catalyst body 74 while spirally flowing around the shift catalyst body outer pipe 71, and then the second water. The water is supplied from the water inlet 13in to the inside of the water evaporation part 13 through the connecting pipe 75, and the water reservoir part 38 is formed inside the water evaporation part 13 by this heated water. Further, the temperature of water at the water inlet 13in is optimized by the reforming heat exchange section 60, the reforming heat insulating member 62, the shift heat exchanging section 70, the shift heat insulating member 72, and the like so that the temperature of the water becomes about 100 ° C.

こうして、改質熱交換部60の内部を供給水が流通する間には、改質触媒体14から放出される熱によってその内部の供給水を加熱でき、変成熱交換部70の内部を供給水が流通する間には、変成触媒体74から放出される熱によってその内部の供給水を加熱できるため、両触媒体14、74の放熱を水蒸発部13に対する供給水の蒸発熱として有効に活用でき、水素生成装置10の熱効率を改善できる。   In this way, while the supply water flows through the inside of the reforming heat exchanger 60, the inside feed water can be heated by the heat released from the reforming catalyst body 14, and the inside of the shift heat exchanger 70 is supplied to the feed water. Since the feed water in the inside can be heated by the heat released from the shift catalyst body 74 during the circulation, the heat radiation of both the catalyst bodies 14 and 74 is effectively utilized as the evaporation heat of the feed water to the water evaporation section 13. The thermal efficiency of the hydrogen generator 10 can be improved.

なお、実施の形態1および実施の形態2と同様、改質熱交換部60および変成熱交換部70を流通する供給水と一緒に原料ガスを流しても良い。   As in the first and second embodiments, the raw material gas may be flowed together with the feed water flowing through the reforming heat exchange unit 60 and the modified heat exchange unit 70.

(実施の形態4)
図6は、本発明の実施の形態4に係る水素生成装置の内部構造を示す断面図である。
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the internal structure of the hydrogen generator according to Embodiment 4 of the present invention.

実施の形態1〜3においてはバーナー15の火炎が上方(図1中の上側)に向かうようにバーナー15が第一の筒状壁部材11の下方から上方に向かってその内部に挿入されていたが、この実施の形態4ではバーナー15の火炎が下方に向かうようにバーナー15がその向きを180°反転させて第一の筒状壁部材11の上端に配置されている。   In the first to third embodiments, the burner 15 is inserted into the interior of the first cylindrical wall member 11 from the bottom to the top so that the flame of the burner 15 is directed upward (the upper side in FIG. 1). However, in the fourth embodiment, the burner 15 is arranged at the upper end of the first cylindrical wall member 11 with its direction reversed 180 ° so that the flame of the burner 15 is directed downward.

また、実施の形態1〜3において水蒸発部13によって囲まれてバーナー15を収納した領域には、後ほど詳しく説明するCOガス除去部100が設けられている。   In the first to third embodiments, a CO gas removing unit 100 which will be described in detail later is provided in a region surrounded by the water evaporation unit 13 and housing the burner 15.

以下、バーナー15およびCOガス除去部100に関する構成を説明する。   Hereinafter, the structure regarding the burner 15 and the CO gas removal part 100 is demonstrated.

最初に、火炎下向きのバーナー15の構成を説明する。   First, the structure of the burner 15 facing down the flame will be described.

図6によれば、図1(実施の形態1)と比較すると、蓋部材24が取り除かれると共に、第三の筒状壁部材16の内部にその上端から燃焼筒50が挿入されている。燃焼筒50の下端50Aは、第一の筒状壁部材11(第三の筒状壁部材16)の軸方向の中央付近(改質触媒体14の下端14dの近傍)に位置している。ここで、燃焼筒50の上端50Bに設けられた環状の鍔部50Sを第一の筒状壁部材11および円筒状カバー22の上端に当接させて燃焼筒50の軸方向に対する位置決めを行っている。併せて、燃焼筒50の内部領域を除き、この鍔部50Sによって円筒状カバー22に囲まれた水素生成装置10の上端を覆っており、鍔部50Sが実施の形態1における蓋部材24の役割(第一、第二、第三の筒状壁部材11、12、16の上方に設けられた蓋部材としての役割)を果たしている。そして、この鍔部50Sにバーナー15が接続されている。   According to FIG. 6, as compared with FIG. 1 (Embodiment 1), the lid member 24 is removed, and the combustion cylinder 50 is inserted into the third cylindrical wall member 16 from its upper end. The lower end 50A of the combustion cylinder 50 is positioned near the center in the axial direction of the first cylindrical wall member 11 (third cylindrical wall member 16) (in the vicinity of the lower end 14d of the reforming catalyst body 14). Here, the annular flange 50S provided at the upper end 50B of the combustion cylinder 50 is brought into contact with the upper ends of the first cylindrical wall member 11 and the cylindrical cover 22 to position the combustion cylinder 50 in the axial direction. Yes. In addition, the upper end of the hydrogen generator 10 surrounded by the cylindrical cover 22 is covered by the flange 50S except for the inner region of the combustion cylinder 50, and the flange 50S serves as the lid member 24 in the first embodiment. (Role as a lid member provided above the first, second, and third cylindrical wall members 11, 12, and 16). And the burner 15 is connected to this collar part 50S.

更に、円板状の仕切り部材51が、燃焼筒50の下端50Aの近傍において燃焼筒50の下端50Aと対向して、燃焼筒50の下方を遮って第三の筒状壁部材16の内部を仕切るように配置されている。   Further, the disc-shaped partition member 51 opposes the lower end 50A of the combustion cylinder 50 in the vicinity of the lower end 50A of the combustion cylinder 50, blocks the lower side of the combustion cylinder 50, and covers the inside of the third cylindrical wall member 16. It is arranged to partition.

なお、燃焼筒50と第三の筒状壁部材16の間の円筒状の隙間は第二の燃焼ガス流路53として使用され、第三の筒状壁部材16と第一の筒状壁部材11の間の円筒状の隙間は第一の燃焼ガス流路30として使用される。   The cylindrical gap between the combustion cylinder 50 and the third cylindrical wall member 16 is used as the second combustion gas flow path 53, and the third cylindrical wall member 16 and the first cylindrical wall member are used. A cylindrical gap between 11 is used as the first combustion gas flow path 30.

より詳しくは、燃焼筒50の内径は、第三の筒状壁部材16の内径よりも小さく、これによって燃焼筒50と第三の筒状壁部材16との間に円筒状の隙間からなる第二の燃焼ガス流路53が形成される。燃焼筒50は、組み立て時に円筒状の隙間を隔てて第三の筒状壁部材16の上端からその内部に挿入される。燃焼筒50を第三の筒状壁部材16に対して両者の第一の中心軸110の方向を揃えて挿入した状態において、燃焼筒50の下端50Aとの間に環状のギャップを有するようにして円板状の仕切り部材51が配置されている。そして、このギャップが下部燃焼ガス流入口52に相当する。なお、第一の燃焼ガス流路30の構成は、実施の形態1のそれと同じであるため、その詳細な説明は省略する。   More specifically, the inner diameter of the combustion cylinder 50 is smaller than the inner diameter of the third cylindrical wall member 16, whereby a first cylindrical gap is formed between the combustion cylinder 50 and the third cylindrical wall member 16. A second combustion gas passage 53 is formed. The combustion cylinder 50 is inserted into the inside thereof from the upper end of the third cylindrical wall member 16 with a cylindrical gap at the time of assembly. In a state where the combustion cylinder 50 is inserted into the third cylindrical wall member 16 with the directions of the first central axes 110 aligned, an annular gap is provided between the combustion cylinder 50 and the lower end 50A of the combustion cylinder 50. A disc-shaped partition member 51 is arranged. This gap corresponds to the lower combustion gas inlet 52. Note that the configuration of the first combustion gas channel 30 is the same as that of the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.

こうして、図6に示すように、燃焼筒50と第一の筒状壁部材11の間の領域に挿入された第三の筒状壁部材16によって燃焼ガス流路は、第二の燃焼ガス流路53から第一の燃焼ガス流路30に向かって上部燃焼ガス流入口31を境にしてコの字状に折り曲げられている。   In this way, as shown in FIG. 6, the combustion gas flow path is formed by the third cylindrical wall member 16 inserted in the region between the combustion cylinder 50 and the first cylindrical wall member 11 so that the second combustion gas flow. From the passage 53 toward the first combustion gas passage 30, it is bent in a U shape with the upper combustion gas inlet 31 as a boundary.

次に、水蒸発部13によって囲まれた領域に収納されたCOガス除去部100の構成を説明する。   Next, the configuration of the CO gas removal unit 100 housed in the region surrounded by the water evaporation unit 13 will be described.

図6によれば、第三の筒状壁部材16の内部にその下端から円筒状のCOガス除去部100が両者の第一の中心軸110を一致させて配置されている。   According to FIG. 6, a cylindrical CO gas removing portion 100 is disposed in the third cylindrical wall member 16 from the lower end thereof so that both the first central axes 110 coincide with each other.

このCOガス除去部100は主として、第一の中心軸110を共有して二重管を形成する円筒状のCOガス除去部内管93およびこのCOガス除去部内管93を覆う円筒状のCOガス除去部外管92と、これらの内外管93、92によって区画された領域に配置される円筒状のCOガス除去部触媒体98と、円筒状のCOガス除去部触媒体98の軸方向両端を支持すると共に多数のパンチ孔96h、97hを有する環状の第一、第二のCOガス除去部パンチメタル96、97と、COガス除去部外管92の軸方向両端を塞ぐCOガス除去部上下蓋95、94と、を有している。そして、COガス除去部下蓋94の中央部を内管93が上下方向に貫通している。   The CO gas removing unit 100 mainly includes a cylindrical CO gas removing unit inner pipe 93 that forms a double pipe by sharing the first central axis 110 and a cylindrical CO gas removing unit that covers the CO gas removing unit inner pipe 93. Supports the axially opposite ends of the outer / outer tube 92, the cylindrical CO gas removing unit catalyst body 98 disposed in the region defined by the inner and outer tubes 93 and 92, and the cylindrical CO gas removing unit catalyst body 98. In addition, annular first and second CO gas removal unit punch metals 96 and 97 having a large number of punch holes 96h and 97h, and CO gas removal unit upper and lower lids 95 that block both axial ends of the CO gas removal unit outer tube 92 , 94. And the inner pipe 93 has penetrated the center part of the CO gas removal part lower cover 94 to the up-down direction.

また、仕切り部材51とCOガス除去部上蓋95(COガス除去部の端壁)の間には、円板状の第一のCOガス除去部断熱部材90がCOガス除去部上蓋95の表面を覆うように詰め込まれ、COガス除去部外管92(COガス除去部の周囲壁)と第三の筒状壁部材16の間には、円筒状の第二のCOガス除去部断熱部材91がCOガス除去部外管92の外周面を覆うように詰め込まれている。こうして、第一のCOガス除去部断熱部材90によってバーナー15の内部の高温(約1000℃)の燃焼ガスによってCOガス除去部100がオーバーヒートすることを防いでいる。また、第二のCOガス除去部断熱部材91の断熱条件を変えることによって、第一の燃焼ガス流路30と円筒状COガス除去部触媒体98との間の熱交換によって授受される熱量を適切に制御でき、円筒状COガス除去部触媒体98を望ましい温度に維持できる。   Further, between the partition member 51 and the CO gas removing unit upper cover 95 (the end wall of the CO gas removing unit), a disk-shaped first CO gas removing unit heat insulating member 90 covers the surface of the CO gas removing unit upper cover 95. A cylindrical second CO gas removal unit heat insulating member 91 is packed between the CO gas removal unit outer tube 92 (the surrounding wall of the CO gas removal unit) and the third cylindrical wall member 16 so as to cover the cover. The CO gas removal unit outer tube 92 is packed so as to cover the outer peripheral surface. In this way, the first CO gas removal unit heat insulating member 90 prevents the CO gas removal unit 100 from being overheated by the high-temperature (about 1000 ° C.) combustion gas inside the burner 15. Further, by changing the heat insulation condition of the second CO gas removal unit heat insulation member 91, the amount of heat transferred by heat exchange between the first combustion gas flow path 30 and the cylindrical CO gas removal unit catalyst body 98 can be reduced. The cylindrical CO gas removing unit catalyst body 98 can be appropriately controlled and can be maintained at a desired temperature.

また、変成排気配管78によって変成触媒体内管73の下端とCOガス除去部外管92の下端近傍が接続され、変成触媒体内管73から流出した改質ガスを、変成排気配管78を介してCOガス除去部外管92の内部に流入させ得る。   Further, the lower end of the shift catalyst internal pipe 73 and the vicinity of the lower end of the CO gas removal section outer pipe 92 are connected by the shift exhaust pipe 78, and the reformed gas flowing out of the shift catalyst internal pipe 73 is converted into CO through the shift exhaust pipe 78. The gas can be introduced into the gas removal portion outer tube 92.

ここで、以上のように構成された水素生成装置10の動作を説明する。   Here, the operation of the hydrogen generator 10 configured as described above will be described.

なお、バーナー15に対する燃料ガスと空気の供給動作は、実施の形態1のそれと同じであるため、その説明を省略する。   Note that the operation of supplying the fuel gas and air to the burner 15 is the same as that of the first embodiment, and therefore the description thereof is omitted.

バーナー15の火炎領域に導かれた燃料ガスと空気を含む混合ガス中の可燃ガス濃度が可燃濃度に維持されて可燃ガスが燃焼され、高温の燃焼ガスが生成される。   The combustible gas concentration in the mixed gas containing the fuel gas and air guided to the flame region of the burner 15 is maintained at the combustible concentration, and the combustible gas is burned to generate a high-temperature combustion gas.

燃焼によって生成した燃焼ガスは、燃焼筒50の内部を下降して、その燃焼ガスは、図6の点線で示すように、下部燃焼ガス流入口52を通って燃焼筒50と第三の筒状壁部材16の間に形成された第二の燃焼ガス流路53並びに上部燃焼ガス流入口31を通って第三の筒状壁部材16と第一の筒状壁部材11の間に形成された第一の燃焼ガス流路30を流通する。   The combustion gas generated by the combustion descends inside the combustion cylinder 50, and the combustion gas passes through the lower combustion gas inlet 52 as shown by the dotted line in FIG. It is formed between the third cylindrical wall member 16 and the first cylindrical wall member 11 through the second combustion gas channel 53 and the upper combustion gas inlet 31 formed between the wall members 16. The first combustion gas passage 30 is circulated.

より詳しくは、バーナー15において生成した燃焼ガスは、燃焼筒50の内部を下降して、燃焼筒50の下端50Aとギャップを隔てて配置された仕切り部材51によってその下降が遮られる。この遮られた燃焼ガスは、そこから仕切り部材51の径方向にこの仕切り部材51に沿って拡散して、環状の下部燃焼ガス流入口52を通って円筒状の第二に燃焼ガス流路53の内部に導かれる。その後、高温の燃焼ガスは第二の燃焼ガス流路53を通って上方に導かれる途中に、改質触媒体14に対して第一の筒状壁部材11および第一の燃焼ガス流路30並びに第三の筒状壁部材16を介して燃焼ガスから供給される吸熱改質反応用の反応熱を与える(例えば、燃焼ガスによって加熱された第三の筒状壁部材16の輻射熱伝達によって改質触媒体14は加熱される。)。そして、第二の燃焼ガス流路53の内部を上昇する燃焼ガスは、第三の筒状壁部材16の上端とギャップを隔てて配置された鍔部50Sによってその上昇が遮られる。この遮られた燃焼ガスは、そこから鍔部50Sの径方向にこの鍔部50Sに沿って拡散して、環状の上部燃焼ガス流入口31を通って円筒状の第一の燃焼ガス流路30の内部に導かれる。   More specifically, the combustion gas generated in the burner 15 descends inside the combustion cylinder 50 and is prevented from descending by a partition member 51 arranged with a gap from the lower end 50A of the combustion cylinder 50. The blocked combustion gas diffuses along the partition member 51 in the radial direction of the partition member 51, passes through the annular lower combustion gas inlet 52, and is formed into a cylindrical second combustion gas flow channel 53. Led inside. Thereafter, while the high-temperature combustion gas is guided upward through the second combustion gas flow channel 53, the first cylindrical wall member 11 and the first combustion gas flow channel 30 with respect to the reforming catalyst body 14. In addition, reaction heat for the endothermic reforming reaction supplied from the combustion gas is given through the third cylindrical wall member 16 (for example, the heat is improved by radiant heat transfer of the third cylindrical wall member 16 heated by the combustion gas). The catalyst body 14 is heated.) The combustion gas rising in the second combustion gas flow channel 53 is blocked from rising by the flange portion 50 </ b> S arranged at a distance from the upper end of the third cylindrical wall member 16. The blocked combustion gas diffuses along the flange 50S in the radial direction of the flange 50S from there, passes through the annular upper combustion gas inlet 31, and the cylindrical first combustion gas flow path 30. Led inside.

すなわち、第一、第二の燃焼ガス流路30、53を設けて、第二の燃焼ガス流路53において燃焼ガスを改質触媒体の下端14dの近傍から上端14uの近傍に向けて上昇させると共に、第一の燃焼ガス流路30において燃焼ガスを改質触媒体の上端14uの近傍から下端14dの近傍に向けて下降させる。   That is, the first and second combustion gas passages 30 and 53 are provided, and the combustion gas is raised from the vicinity of the lower end 14d of the reforming catalyst body toward the vicinity of the upper end 14u in the second combustion gas passage 53. At the same time, the combustion gas is lowered in the first combustion gas flow path 30 from the vicinity of the upper end 14u of the reforming catalyst body toward the vicinity of the lower end 14d.

その後、第一の燃焼ガス流路30に流入した燃焼ガスは、実施の形態1で説明したものと同じ経路を経て水素生成装置10の外部(大気)に放出される。   Thereafter, the combustion gas that has flowed into the first combustion gas flow path 30 is released to the outside (atmosphere) of the hydrogen generator 10 through the same path as described in the first embodiment.

以上に説明したように、バーナー15の火炎を下方に向かって形成することによって、高温化したバーナー15や燃焼筒50の表面に生成され、落下した燃焼生成物(例えば、金属酸化物)を仕切り部材51に堆積させることができ、この燃焼生成物によってバーナー15の空気噴出孔20や燃料ガス噴出孔19を塞ぐことを未然に防止できる。   As described above, by forming the flame of the burner 15 downward, the combustion product (for example, metal oxide) generated on the surface of the burner 15 or the combustion cylinder 50 that has been heated and dropped is partitioned. It can be deposited on the member 51, and the combustion product can prevent the air ejection hole 20 and the fuel gas ejection hole 19 of the burner 15 from being blocked.

また、バーナー15を180°反転させて改質触媒体14の上方に設置したため、メンテナンス作業時のバーナー15へのアクセスが容易になり、バーナー15のメンテナンス作業性が向上する。   Further, since the burner 15 is inverted 180 ° and installed above the reforming catalyst body 14, access to the burner 15 at the time of maintenance work becomes easy, and maintenance workability of the burner 15 is improved.

また、燃焼ガスの流路を第一、第二の燃焼ガス流路30、53に分けて燃焼ガスを改質触媒体14の軸方向に沿って上昇させた後、下降させるような燃焼ガス流路を採用したことによって、改質触媒体14の軸方向に対する燃焼ガスの伝熱特性(改質触媒体14の温度勾配)を改善できる。   Further, the combustion gas flow is divided into first and second combustion gas flow paths 30 and 53 and the combustion gas is raised along the axial direction of the reforming catalyst body 14 and then lowered. By adopting the path, the heat transfer characteristic of the combustion gas with respect to the axial direction of the reforming catalyst body 14 (temperature gradient of the reforming catalyst body 14) can be improved.

具体的には、燃焼ガスの温度は、燃焼筒50から流出する直後(下部燃焼ガス流入口52の近傍)において最も高く、その後、燃焼ガスから改質反応に必要な反応熱を改質触媒体14に供与しながら第一、第二の燃焼ガス経路30、53を通過するに従って、燃焼ガスの温度は低下していく。燃焼ガス温度の変化の一例として、下部燃焼ガス流入口52において燃焼ガスの温度が1000℃であり、上部燃焼ガス流入口31において燃焼ガスの温度が800℃である。このような条件下において、仮に第一の燃焼ガス流路30を無くして、第二の燃焼ガス流路53のみによって改質触媒体14に改質反応に必要な反応熱を与えるような場合を想定すると、上部および下部燃焼ガス流入口31、52における燃焼ガスの温度差(200℃)が、直接に改質触媒体14の上端14uおよび下端14dの温度差に反映されて改質触媒体14の軸方向に燃焼ガスの温度差に起因する温度勾配がもたらされる。   Specifically, the temperature of the combustion gas is highest immediately after flowing out of the combustion cylinder 50 (in the vicinity of the lower combustion gas inlet 52), and thereafter, the reaction heat necessary for the reforming reaction is converted from the combustion gas to the reforming catalyst body. As the gas passes through the first and second combustion gas passages 30 and 53 while being supplied to the fuel gas 14, the temperature of the combustion gas decreases. As an example of the change in the combustion gas temperature, the temperature of the combustion gas is 1000 ° C. at the lower combustion gas inlet 52, and the temperature of the combustion gas is 800 ° C. at the upper combustion gas inlet 31. Under such conditions, the first combustion gas passage 30 may be omitted, and the reaction heat necessary for the reforming reaction may be given to the reforming catalyst body 14 only by the second combustion gas passage 53. Assuming that the temperature difference (200 ° C.) between the combustion gases at the upper and lower combustion gas inlets 31 and 52 is directly reflected in the temperature difference between the upper end 14 u and the lower end 14 d of the reforming catalyst body 14. A temperature gradient is caused in the axial direction due to the temperature difference of the combustion gas.

これに対して、実施の形態2のように第一、第二の燃焼ガス流路30、53を設けて、第二の燃焼ガス流路53において燃焼ガスを改質触媒体の下端14dから上端14uに向けて上昇させると共に、第一の燃焼ガス流路30において燃焼ガスを改質触媒体の上端14uから下端14dに向けて下降させることによって、先ほど述べた第二の燃焼ガス流路53において発生する改質触媒体14に対する軸方向の温度勾配が、第一の燃焼ガス経路30において発生する改質触媒体14に対する軸方向の温度勾配によって相殺できる。すなわち、改質触媒体14の下端14dの近傍においては、第二の燃焼ガス流路53を流れる燃焼ガスの温度は高温側にある一方、第一の燃焼ガス流路30を流れる燃焼ガスの温度は低温側にあり、反面、改質触媒体14の上端14uの近傍においては、第二の燃焼ガス流路53を流れる燃焼ガスの温度は低温側である一方、第一の燃焼ガス流路30を流れる燃焼ガスの温度は高温側にある。そのため、両流路53、30を流れる燃焼ガス温度差によって、第一の燃焼ガス流路30を流れる燃焼ガスが均一化され、実施の形態1より温度が低い改質触媒体14の下端14dへの伝熱量をより多く、温度が高い上端14uへの伝熱量を少なくすることとなり、改質触媒体14全体の軸方向の温度勾配を小さく均一な温度とすることができる。よって、改質触媒体14を設定したい温度帯(例えば、550℃〜650℃)とすることが容易となり、改質触媒体14全体を有効に使用することが可能となり、改質触媒体14の量の低減や局所的な改質触媒体14の高温化防止により耐久性の向上を実現することができる。   On the other hand, the first and second combustion gas passages 30 and 53 are provided as in the second embodiment, and the combustion gas is transferred from the lower end 14d of the reforming catalyst body to the upper end in the second combustion gas passage 53. In the second combustion gas channel 53 described above, the combustion gas is lowered toward the lower end 14d from the upper end 14u of the reforming catalyst body in the first combustion gas channel 30. The generated axial temperature gradient with respect to the reforming catalyst body 14 can be offset by the axial temperature gradient with respect to the reforming catalyst body 14 generated in the first combustion gas path 30. That is, in the vicinity of the lower end 14d of the reforming catalyst body 14, the temperature of the combustion gas flowing through the second combustion gas passage 53 is on the high temperature side, while the temperature of the combustion gas flowing through the first combustion gas passage 30 is high. Is on the low temperature side. On the other hand, in the vicinity of the upper end 14u of the reforming catalyst body 14, the temperature of the combustion gas flowing through the second combustion gas channel 53 is on the low temperature side, while the first combustion gas channel 30 The temperature of the combustion gas flowing through is on the high temperature side. Therefore, the combustion gas flowing through the first combustion gas flow channel 30 is made uniform by the difference in the temperature of the combustion gas flowing through both flow channels 53 and 30, and the lower end 14d of the reforming catalyst body 14 having a lower temperature than that of the first embodiment. Therefore, the amount of heat transferred to the upper end 14u having a high temperature is reduced, and the temperature gradient in the axial direction of the entire reforming catalyst body 14 can be made small and uniform. Therefore, it becomes easy to set the reforming catalyst body 14 in a desired temperature range (for example, 550 ° C. to 650 ° C.), and the entire reforming catalyst body 14 can be used effectively. Durability can be improved by reducing the amount and preventing the high temperature of the local reforming catalyst body 14.

また改質ガスは、COガス除去部100の内部を、図6に示された細い一点鎖線によって示す経路を通って流れる。なお、変成触媒体74の上流側の改質ガスの動作は、既に述べてものと同じであるため、この説明は省略する。   Further, the reformed gas flows inside the CO gas removing unit 100 through a path indicated by a thin one-dot chain line shown in FIG. Note that the operation of the reformed gas upstream of the shift catalyst body 74 is the same as that already described, and thus the description thereof is omitted.

変成触媒体74から変成排気配管78に流出した改質ガス中のCOガスを除去するため、改質ガスは、COガス除去部内管92の内部に導かれ、その流れの向きを上方に向かせられる。その後、改質ガスが、第二のCOガス除去部パンチメタル97のパンチ孔97hを通って円筒状COガス除去部触媒体98の内部を上方に向かって通過する間に、改質ガス中に含有するCOガスが除去される。その後、第一のCOガス除去部パンチメタル96のパンチ孔96hを通過後の改質ガスは、COガス除去部上蓋95によってその流れの向きを下方に向けられ、COガス除去部内管93の内部を下方に向かって流れて下流側に流出する。   In order to remove the CO gas in the reformed gas flowing out from the shift catalyst body 74 to the shift exhaust pipe 78, the reformed gas is guided into the inner pipe 92 of the CO gas removal section, and the flow direction is directed upward. It is done. Thereafter, the reformed gas passes through the punch hole 97h of the second CO gas removal unit punch metal 97 and passes through the inside of the cylindrical CO gas removal unit catalyst body 98 upward. The contained CO gas is removed. After that, the reformed gas after passing through the punch hole 96h of the first CO gas removal unit punch metal 96 is directed downward by the CO gas removal unit upper lid 95, and the inside of the CO gas removal unit inner pipe 93 Flows downward and flows downstream.

なお、円筒状COガス除去部触媒体98としては、既に説明したシフト反応用の変成触媒体(但し、温度条件は異なる。)であっても良く、微量の酸素ガス(酸素ガス流入経路は図示せず。)を改質ガスに混ぜて改質ガス中のCOガスを二酸化炭素ガスに変換する白金系のCO選択酸化触媒体であっても良い。   The cylindrical CO gas removal section catalyst body 98 may be the shift catalyst for the shift reaction already described (however, the temperature conditions are different), and a small amount of oxygen gas (the oxygen gas inflow path is illustrated in FIG. (Not shown) may be a platinum-based CO selective oxidation catalyst body in which CO gas in the reformed gas is converted into carbon dioxide gas by mixing with reformed gas.

このような水素生成装置10によれば、水蒸発部13によって囲まれた領域を有効に活用してCOガス除去部100を収納でき、水素生成装置10の構成を簡素化できる。   According to such a hydrogen generator 10, the CO gas removing unit 100 can be accommodated by effectively using the region surrounded by the water evaporation unit 13, and the configuration of the hydrogen generator 10 can be simplified.

また、円筒状COガス除去部触媒体98として変成触媒体を用いる場合、触媒体温度は150〜200℃に維持され、CO選択酸化触媒体を用いる場合、触媒体温度は100〜150℃に維持される。従って、水蒸発部13と円筒状COガス除去部触媒体98の温度条件によっては、円筒状COガス除去部触媒体98の放熱によって水蒸発部13の蒸発促進を図ることが可能な場合があり、水蒸発部13からの放熱によって円筒状COガス除去部触媒体98の昇温維持を図ることが可能な場合もあり、水素生成装置10の熱効率を高めるよう、COガス除去部触媒体98の種類やCOガス除去部断熱部材91の厚さ等を適宜選択し得る。   Further, when a shift catalyst body is used as the cylindrical CO gas removal portion catalyst body 98, the catalyst body temperature is maintained at 150 to 200 ° C, and when a CO selective oxidation catalyst body is used, the catalyst body temperature is maintained at 100 to 150 ° C. Is done. Therefore, depending on the temperature conditions of the water evaporation section 13 and the cylindrical CO gas removal section catalyst body 98, it may be possible to promote the evaporation of the water evaporation section 13 by the heat radiation of the cylindrical CO gas removal section catalyst body 98. In some cases, the temperature rise of the cylindrical CO gas removal unit catalyst body 98 can be maintained by heat radiation from the water evaporation unit 13, and the CO gas removal unit catalyst body 98 is improved so as to increase the thermal efficiency of the hydrogen generator 10. The type, the thickness of the CO gas removing portion heat insulating member 91, and the like can be selected as appropriate.

なお、COガス除去部100内の流れを、変成排気配管78から流出した改質ガスが、まずCOガス除去部内管93に導かれ、上方に流れた後、COガス除去部内管93の周囲に設置された円筒状COガス除去部触媒体98の内部を下方に向かって通過させても良い。水蒸発部13とCOガス除去部100の触媒体の温度条件によっては、この方が、水蒸発部13とCOガス除去部触媒体98との熱交換を適正化させやすい場合がある。   Note that the reformed gas that has flowed out of the shift exhaust pipe 78 from the CO gas removal unit 100 is first guided to the CO gas removal unit inner pipe 93 and flows upward, and then around the CO gas removal unit inner pipe 93. You may let the inside of the installed cylindrical CO gas removal part catalyst body 98 pass below. Depending on the temperature conditions of the catalyst bodies of the water evaporation section 13 and the CO gas removal section 100, this may make it easier to optimize heat exchange between the water evaporation section 13 and the CO gas removal section catalyst body 98.

以上、実施の形態4においてCOガス除去部100の構成およびその周辺構成並びにCOガス除去部100の内部を流れる改質ガスの動作を説明したが、これの変形例を、図面を参照して順次説明する。   As described above, in the fourth embodiment, the configuration of the CO gas removing unit 100, the peripheral configuration thereof, and the operation of the reformed gas flowing through the CO gas removing unit 100 have been described. explain.

〔第一の変形例〕
第一の変形例は、COガス除去部内外管93、92によって区画された領域に配置される円筒状COガス除去部触媒体98に替えて、COガス除去部内管93の内部に配置された円柱状のCOガス除去部触媒体99を設けてものである。すなわち、水素生成装置の第一の変形例の内部構造の断面図である図7に示すように、円柱状COガス除去部触媒体99をCOガス除去部内管93の内部に配置すると共に、この円柱状COガス除去部触媒体99の軸方向両端を支持するように多数のパンチ孔101h、102hを有する円板状の第三、第四のCOガス除去部パンチメタル101、102が配置されている。
[First modification]
The first modification is arranged inside the CO gas removal unit inner pipe 93 instead of the cylindrical CO gas removal unit catalyst body 98 arranged in the region partitioned by the CO gas removal unit inner and outer pipes 93 and 92. A cylindrical CO gas removing part catalyst body 99 is provided. That is, as shown in FIG. 7 which is a cross-sectional view of the internal structure of the first modification of the hydrogen generator, the columnar CO gas removal unit catalyst body 99 is disposed inside the CO gas removal unit inner pipe 93, and Disc-shaped third and fourth CO gas removal unit punch metals 101 and 102 having a large number of punch holes 101h and 102h are arranged so as to support both axial ends of the columnar CO gas removal unit catalyst body 99. Yes.

ここで、変成排気配管78から流出する改質ガスは、図7に示された細い一点鎖線によって図示された経路を経て下流に導かれる。   Here, the reformed gas flowing out from the modified exhaust pipe 78 is guided downstream through a path illustrated by a thin one-dot chain line shown in FIG.

変成排気配管78から流出した改質ガス中のCOガスを除去するため、改質ガスは、COガス除去部内管92の内部に導かれ、その流れの向きを上方に向かせられる。その後、改質ガスは、COガス除去部上蓋95によってその上昇を遮られて、改質ガスの流れの向きを下方に向かせられて、COガス除去部パンチメタル101のパンチ孔101hを通ってCOガス除去部内管93の内部を下方に流れる。そして、改質ガスが円柱状COガス除去部触媒体99の内部を下方に向かって通過する間に、改質ガス中に含有するCOガスが除去される。続いて、COガス除去後の改質ガスは、第四のCOガス除去部パンチメタル102のパンチ孔102hを通って下流側に流出する。   In order to remove the CO gas in the reformed gas flowing out from the shift exhaust pipe 78, the reformed gas is guided to the inside of the CO gas removing unit inner pipe 92, and the flow direction is directed upward. Thereafter, the rising of the reformed gas is blocked by the upper cover 95 of the CO gas removing unit, the direction of the reformed gas is directed downward, and passes through the punch hole 101h of the CO gas removing unit punch metal 101. The CO gas removal unit inner pipe 93 flows downward. Then, the CO gas contained in the reformed gas is removed while the reformed gas passes through the inside of the columnar CO gas removal portion catalyst body 99 downward. Subsequently, the reformed gas after the removal of the CO gas flows out downstream through the punch hole 102h of the fourth CO gas removal portion punch metal 102.

なお、円柱状COガス除去部触媒体99としては、既に説明したシフト反応用の変成触媒体(但し、温度条件は異なる。)であっても良く、微量の酸素ガス(酸素ガス流入経路は図示せず。)を改質ガスに混ぜて改質ガス中のCOガスを二酸化炭素ガスに変換する白金系のCO選択酸化触媒体であっても良い。   The columnar CO gas removal part catalyst body 99 may be the shift catalyst for the shift reaction already described (however, the temperature conditions are different), and a small amount of oxygen gas (the oxygen gas inflow path is illustrated in FIG. (Not shown) may be a platinum-based CO selective oxidation catalyst body in which CO gas in the reformed gas is converted into carbon dioxide gas by mixing with reformed gas.

水蒸発部13とCOガス除去部100の触媒体の温度条件によっては、COガス除去部内管93の内部に円柱状COガス除去部触媒体99を配置させた方が、水蒸発部13とCOガス除去部触媒体99との熱交換を適正化させやすい場合がある。   Depending on the temperature conditions of the catalyst bodies of the water evaporation section 13 and the CO gas removal section 100, it is more likely that the columnar CO gas removal section catalyst body 99 is disposed inside the CO gas removal section inner pipe 93 and the water evaporation section 13 and CO In some cases, it is easy to optimize heat exchange with the gas removal portion catalyst body 99.

なお、COガス除去部100内の流れを、変成排気配管78から流出した改質ガスが、まずCOガス除去部内管93に導かれ、円柱状COガス除去部触媒体99の内部を上方に向かって通過させた後、COガス除去部内管93の周囲を下方に向かって通過させても良い。水蒸発部13とCOガス除去部100の触媒体の温度条件によっては、この方が、水蒸発部13とCOガス除去部触媒体99との熱交換を適正化させやすい場合がある。   The reformed gas that has flowed out of the shift exhaust pipe 78 from the CO gas removal unit 100 is first guided to the CO gas removal unit inner pipe 93 and directed upward in the columnar CO gas removal unit catalyst body 99. Then, the periphery of the CO gas removal unit inner pipe 93 may be passed downward. Depending on the temperature conditions of the catalyst bodies of the water evaporation section 13 and the CO gas removal section 100, this may make it easier to optimize the heat exchange between the water evaporation section 13 and the CO gas removal section catalyst body 99.

〔第二の変形例〕
第二の変形例は、図6に示された第二のCOガス除去部断熱部材91を無くすと共に、第三の筒状壁部材16の軸方向下端16dを第一のCOガス除去部断熱部材90の下面と一致させるものである。
[Second modification]
In the second modification, the second CO gas removing portion heat insulating member 91 shown in FIG. 6 is eliminated, and the lower end 16d in the axial direction of the third cylindrical wall member 16 is connected to the first CO gas removing portion heat insulating member. It matches with the lower surface of 90.

すなわち、水素生成装置10の第二の変形例の内部構造の断面図である図8に示すように、燃焼ガス流路は、第三の筒状壁部材16の軸方向下端16dを境にして、第三の筒状壁部材16と第一の筒状壁部材11によって区画された領域に形成される第一の燃焼ガス流路30およびCOガス除去部外管92と第一の筒状壁部材11によって区画された領域に形成される第三の燃焼ガス流路103に分けて構成されている。なお、第三の燃焼ガス流路103の下端は、中空円板状のガス流路封止蓋85によって塞がれている。   That is, as shown in FIG. 8 which is a cross-sectional view of the internal structure of the second modification of the hydrogen generator 10, the combustion gas flow path is bordered by the axial lower end 16d of the third cylindrical wall member 16. The first combustion gas flow path 30 and the CO gas removal portion outer tube 92 formed in the region partitioned by the third cylindrical wall member 16 and the first cylindrical wall member 11 and the first cylindrical wall The third combustion gas flow path 103 formed in a region partitioned by the member 11 is divided into a structure. Note that the lower end of the third combustion gas channel 103 is closed by a hollow disk-shaped gas channel sealing lid 85.

このような燃焼ガス流路によって、断熱部材等の部品点数の削減を図ることが可能である。   With such a combustion gas flow path, it is possible to reduce the number of parts such as a heat insulating member.

(実施の形態5)
図9は、本発明の実施の形態5に係る水素生成装置の内部構造を示す断面図である。
(Embodiment 5)
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the internal structure of the hydrogen generator according to Embodiment 5 of the present invention.

水素生成装置10は、実施の形態3(図5)に示したバーナー15を実施の形態4(図6)のようにバーナー15の火炎が下方に向かうようにバーナー15の向きを180°反転させて第一の筒状壁部材11の上方に載せたうえで、図6に示されたCOガス除去部100およびその周辺部材を図5に示された水蒸発部の内部に配置させたものである。なお、水素生成装置10の構成および燃焼ガスの流通動作および改質ガスの流通動作並びに水蒸発部13に対する供給水の流通動作は、既に述べており、これらに関する説明は省略する。   The hydrogen generator 10 reverses the direction of the burner 15 by 180 ° so that the flame of the burner 15 is directed downward as shown in the fourth embodiment (FIG. 6) of the burner 15 shown in the third embodiment (FIG. 5). The CO gas removal unit 100 and its peripheral members shown in FIG. 6 are placed inside the water evaporation unit shown in FIG. 5 after being placed above the first cylindrical wall member 11. is there. The configuration of the hydrogen generator 10, the distribution operation of the combustion gas, the distribution operation of the reformed gas, and the distribution operation of the feed water to the water evaporation unit 13 have already been described, and description thereof will be omitted.

図9の水素生成装置10によれば、改質触媒体14および変成触媒体74の両方から放出される熱を水蒸発部13に流入する供給水の蒸発熱として回収することが可能であると共に、COガス除去部100を水蒸発部の内部に配置してCOガス除去部100と水蒸発部13の間の熱交換も効率的に行い得るため、水素生成装置10の熱効率を最大限に高めることができる。   According to the hydrogen generator 10 of FIG. 9, it is possible to recover the heat released from both the reforming catalyst body 14 and the shift catalyst body 74 as the evaporation heat of the feed water flowing into the water evaporation section 13. Since the CO gas removal unit 100 is disposed inside the water evaporation unit and heat exchange between the CO gas removal unit 100 and the water evaporation unit 13 can be performed efficiently, the thermal efficiency of the hydrogen generator 10 is maximized. be able to.

本発明に係る水素生成装置は、ガス流路の構成の簡素化を図ると共に、触媒体の放熱を効率的に回収できて、DSS運転を行う家庭用の燃料電池発電装置等の用途に適用できる。   The hydrogen generation apparatus according to the present invention can be applied to applications such as a domestic fuel cell power generation apparatus that performs DSS operation while simplifying the configuration of the gas flow path and efficiently recovering the heat radiation of the catalyst body. .

本発明の実施の形態1に係る水素生成装置の内部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of the hydrogen generator which concerns on Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1において原料ガス供給についての変形例を説明する断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a modified example of source gas supply in the first embodiment. 本発明の実施の形態2に係る水素生成装置の内部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of the hydrogen generator which concerns on Embodiment 2 of this invention. 実施の形態2において原料ガス供給についての変形例を説明する断面図Sectional drawing explaining the modification about source gas supply in Embodiment 2 本発明の実施の形態3に係る水素生成装置の内部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of the hydrogen generator which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4に係る水素生成装置の内部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of the hydrogen generator which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4に係る水素生成装置の第一の変形例を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the 1st modification of the hydrogen generator which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4に係る水素生成装置の第二の変形例を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the 2nd modification of the hydrogen generator which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5に係る水素生成装置の内部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of the hydrogen generator which concerns on Embodiment 5 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 水素生成装置
11 第一の筒状壁部材
12 第二の筒状壁部材
13 水蒸発部
13in 水入口
14 改質触媒体
15 バーナー
16 第三の筒状壁部材
17 燃料ガス配管
17in 燃料ガス入口ポート
18 燃料ガス配管蓋
19 燃料ガス噴出孔
20 空気噴出孔
21 空気配管
21in 空気入口ポート
22 円筒状カバー
23 空気バッファ
24 蓋部材
27 断熱部材
30 第一の燃焼ガス流路
31 上部燃焼ガス流入口
32 燃焼ガス流出口
33 燃焼ガス排気部
34 排気口配管
38 水溜り部
40 第一の原料ガス配管
40in 原料ガス入口
43 支持部材
43h 混合ガス噴出孔
44 改質ガス流入口
45 改質ガス流路
45A 改質ガスらせん状流路
46 丸棒
47 改質ガス流出口
48 改質ガス排気配管
50 燃焼筒
50A 燃焼筒の下端
50B 燃焼筒の上端
50S 鍔部
51 仕切り部材
52 下部燃焼ガス流入口
53 第二の燃焼ガス流路
60 改質熱交換部
60in 改質熱交換部入口
60out 改質熱交換部出口
61 改質断熱部材カバー
62 改質断熱部材
63 第一の連結パイプ
64 温度測定手段
65 第二の原料ガス配管
70 変成熱交換部
70in 変成熱交換部入口
70out 変成熱交換部出口
71 変成触媒体外管
72 変成断熱部材
73 変成触媒体内管
74 変成触媒体
75 第二の連結パイプ
76 第一の変成触媒体パンチメタル
76h 第一の変成触媒体パンチメタルのパンチ孔
77 第二の変成触媒体パンチメタル
77h 第二の変成触媒体パンチメタルのパンチ孔
78 変成排気配管
79 第三の原料ガス配管
80 第三の連結パイプ
85 ガス流路封止蓋
90 第一のCOガス除去部断熱部材
91 第二のCOガス除去部断熱部材
92 COガス除去部外管
93 COガス除去部内管
94 COガス除去部下蓋
95 COガス除去部上蓋
96 第一のCOガス除去部パンチメタル
96h 第一のCOガス除去部パンチメタルのパンチ孔
97 第二のCOガス除去部パンチメタル
97h 第二のCOガス除去部パンチメタルのパンチ孔
98 円筒状COガス除去部触媒体
99 円柱状COガス除去部触媒体
100 COガス除去部
101 第三のCOガス除去部パンチメタル
101h 第三のCOガス除去部パンチメタルのパンチ孔
102 第四のCOガス除去部パンチメタル
102h 第四のCOガス除去部パンチメタルのパンチ孔
103 第三の燃焼ガス流路
110 第一の中心軸
120 第二の中心軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Hydrogen generator 11 1st cylindrical wall member 12 2nd cylindrical wall member 13 Water evaporation part 13in Water inlet 14 Reforming catalyst body 15 Burner 16 Third cylindrical wall member 17 Fuel gas piping 17in Fuel gas inlet Port 18 Fuel gas pipe lid 19 Fuel gas jet hole 20 Air jet hole 21 Air pipe 21 in Air inlet port 22 Cylindrical cover 23 Air buffer 24 Lid member 27 Heat insulating member 30 First combustion gas flow path 31 Upper combustion gas inlet 32 Combustion gas outlet 33 Combustion gas exhaust part 34 Exhaust outlet pipe 38 Reservoir part 40 First raw material gas pipe 40in Raw material gas inlet 43 Support member 43h Mixed gas injection hole 44 Reformed gas inlet 45 Reformed gas flow path 45A Gas gas spiral channel 46 Round bar 47 Reformed gas outlet 48 Reformed gas exhaust pipe 50 Combustion cylinder 50A Lower end 50B of combustion cylinder Upper end 50S of combustion cylinder 1 Partition member 52 Lower combustion gas inlet 53 Second combustion gas flow path 60 Reforming heat exchange section 60in Reforming heat exchange section inlet 60out Reforming heat exchange section outlet 61 Reforming heat insulating member cover 62 Reforming heat insulating member 63 One connecting pipe 64 Temperature measuring means 65 Second raw material gas pipe 70 Metamorphic heat exchanging section 70 in Metamorphic heat exchanging section inlet 70 out Metamorphic heat exchanging section outlet 71 Metamorphic catalyst outer pipe 72 Metamorphic heat insulating member 73 Metacatalytic inner pipe 74 Metacatalytic body 75 Second connection pipe 76 First shift catalyst body punch metal 76h First shift catalyst body punch metal punch hole 77 Second shift catalyst body punch metal 77h Second shift catalyst body punch metal punch hole 78 Exhaust pipe 79 Third source gas pipe 80 Third connection pipe 85 Gas flow path sealing lid 90 First CO gas removal part heat insulation member 91 Second CO gas removal part heat insulation part Material 92 CO gas removal portion outer tube 93 CO gas removal portion inner tube 94 CO gas removal portion lower cover 95 CO gas removal portion upper cover 96 First CO gas removal portion punch metal 96h Punch hole 97 of first CO gas removal portion punch metal Second CO gas removal part punch metal 97h Punch hole 98 of the second CO gas removal part punch metal Cylindrical CO gas removal part catalyst body 99 Columnar CO gas removal part catalyst body 100 CO gas removal part 101 Third CO Gas removal part punch metal 101h Third CO gas removal part punch metal punch hole 102 Fourth CO gas removal part punch metal 102h Fourth CO gas removal part punch metal punch hole 103 Third combustion gas flow path 110 First central axis 120 Second central axis

Claims (3)

原料ガス及び水蒸気の混合ガスが流れる筒状の水蒸発部と、前記水蒸発部からの混合ガスを用いて改質ガスを生成する筒状の改質触媒体と、前記改質触媒体から流出する改質ガス中の一酸化炭素ガスを除去する触媒体を有するCOガス除去部と、可燃ガスの燃焼によって燃焼ガスを生成するバーナーと、前記燃焼ガスが通流する筒状の燃焼ガス流路と、を備え、
前記改質触媒体は、前記水蒸発部の中心軸の延長線において前記中心軸と並行に設けられ、
前記COガス除去部は、前記中心軸に対して前記水蒸発部と並列に設けられ、
前記燃焼ガス流路は、前記改質触媒体及び前記水蒸発部の内側において前記中心軸と並行に設けられるとともに、前記燃焼ガスが、前記改質触媒体に伝熱した後、前記水蒸発部及び前記CO除去部に伝熱可能なように構成されていることを特徴とする水素生成装置
A cylindrical water evaporation section through which a mixed gas of raw material gas and water vapor flows, a cylindrical reforming catalyst body that generates reformed gas using the mixed gas from the water evaporation section, and an outflow from the reforming catalyst body CO gas removing section having a catalyst body for removing carbon monoxide gas in the reformed gas to be burned, a burner for generating combustion gas by combustion of combustible gas, and a cylindrical combustion gas flow path through which the combustion gas flows And comprising
The reforming catalyst body is provided in parallel with the central axis in an extension line of the central axis of the water evaporation section,
The CO gas removal unit is provided in parallel with the water evaporation unit with respect to the central axis,
The combustion gas flow path is provided in parallel to the central axis inside the reforming catalyst body and the water evaporation section, and after the combustion gas has transferred heat to the reforming catalyst body, the water evaporation section And a hydrogen generator configured to transfer heat to the CO removal unit
前記触媒体が、前記一酸化炭素ガスをシフト反応させる変成触媒体である請求項1記載の水素生成装置。 The hydrogen generator according to claim 1 , wherein the catalyst body is a shift catalyst body that shifts the carbon monoxide gas . 前記触媒体が、前記一酸化炭素ガスを選択酸化させる選択酸化触媒体である請求項記載の水素生成装置。 The catalyst body, the hydrogen generating apparatus according to claim 1 wherein a carbon monoxide selective oxidation catalyst body for selective oxidation.
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