JP2006292334A - Catalyst bed heating device, device for producing gas containing hydrogen gas, and fuel cell system - Google Patents

Catalyst bed heating device, device for producing gas containing hydrogen gas, and fuel cell system Download PDF

Info

Publication number
JP2006292334A
JP2006292334A JP2005117244A JP2005117244A JP2006292334A JP 2006292334 A JP2006292334 A JP 2006292334A JP 2005117244 A JP2005117244 A JP 2005117244A JP 2005117244 A JP2005117244 A JP 2005117244A JP 2006292334 A JP2006292334 A JP 2006292334A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst layer
electrode
combustion chamber
fuel
receiving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005117244A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaki Oshima
雅樹 大嶋
Yukinori Iwasaki
之紀 岩崎
Terufumi Miyata
輝史 宮田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Babcock Hitachi KK filed Critical Babcock Hitachi KK
Priority to JP2005117244A priority Critical patent/JP2006292334A/en
Publication of JP2006292334A publication Critical patent/JP2006292334A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reliable gas production device for producing gas containing hydrogen which stably generates discharge. <P>SOLUTION: The gas production device comprises a catalyst bed heating device in which a receiving part 8 having an inwardly concave inner surface is provided in an earth part 3 for receiving spark discharge 6 from an electrode part 1, and the tip portion of the electrode part 1 is arranged oppositely to the inside of the receiving part 8 so that the distance from the tip portion of the electrode part 1 to the inner surface of the receiving part is substantially constant. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、触媒層昇温装置、およびそれを備えた水素を含むガス製造装置、ならびにそれを備えた例えば家庭用固体高分子形燃料電池などの燃料電池システムに関するものである。   The present invention relates to a catalyst layer temperature increasing device, a gas production device including hydrogen provided with the same, and a fuel cell system provided with the same, such as a household polymer electrolyte fuel cell.

図17と図18は、内燃機関に装着される点火装置として従来提案された一例を示す図で(下記特許文献1参照)、図17は点火トーチの正面図、図18は図17の拡大A矢視図である。   17 and 18 are views showing an example of a conventionally proposed ignition device mounted on an internal combustion engine (see Patent Document 1 below), FIG. 17 is a front view of an ignition torch, and FIG. 18 is an enlarged A of FIG. It is an arrow view.

この点火トーチにおいて、主体金具102に絶縁体103が取り付けられ、その絶縁体103の上端側には端子104が、下端側には中心電極105が装着され、両者は導通している。   In this ignition torch, an insulator 103 is attached to the metal shell 102, a terminal 104 is attached to the upper end side of the insulator 103, and a center electrode 105 is attached to the lower end side, and both are electrically connected.

また、主体金具102の下端側にはL字状の外側電極106が設けられ、その外側電極106の水平辺部106aは、中心電極105とプラグ軸線上で所定間隔を維持して対向し、両電極105,106の対向面間において放電が行われる。   Further, an L-shaped outer electrode 106 is provided on the lower end side of the metal shell 102, and the horizontal side portion 106a of the outer electrode 106 is opposed to the center electrode 105 while maintaining a predetermined interval on the plug axis line. Discharge is performed between the opposing surfaces of the electrodes 105 and 106.

図18に示すように放電を容易にするために、中心電極105の外側電極106と対向する面にコ字形の溝107が、外側電極106の中心電極105と対向する面に貫通孔108が、それぞれ形成されている。溝107の幅ならびに長さは貫通孔108の幅ならびに長さと略同寸となっており、貫通孔108の奥側には貫通孔108の幅よりも大きい円形の開口部109が設けられている。  As shown in FIG. 18, in order to facilitate discharge, a U-shaped groove 107 is formed on the surface of the center electrode 105 facing the outer electrode 106, and a through hole 108 is formed on the surface of the outer electrode 106 facing the center electrode 105. Each is formed. The width and length of the groove 107 are substantially the same as the width and length of the through hole 108, and a circular opening 109 larger than the width of the through hole 108 is provided on the back side of the through hole 108. .

この電極部(高電圧部)とアース部が一体となった点火トーチを燃料電池システムの改質器に内蔵すると、次のような問題を生じる。  If an ignition torch in which this electrode part (high voltage part) and the earth part are integrated is built in a reformer of a fuel cell system, the following problems occur.

後述するように燃料電池システムの改質器には、液体燃料、水蒸気ならびに反応用空気が供給されて、燃焼触媒(改質触媒)の存在下で改質反応が生じ、40%〜50%程度の水素を含む改質ガスが生成する。  As will be described later, the reformer of the fuel cell system is supplied with liquid fuel, water vapor, and reaction air, and a reforming reaction occurs in the presence of a combustion catalyst (reforming catalyst), which is about 40% to 50%. The reformed gas containing hydrogen is generated.

前記燃焼触媒層を所定の温度まで昇温するのに、改質器内に触媒層昇温装置が設けられている。その触媒層昇温装置に点火トーチと保炎器を設置して、例えば都市ガスやLPGなどの燃料と空気または酸素を投入し、点火トーチを放電させて保炎器内で燃料に着火させる。  In order to raise the temperature of the combustion catalyst layer to a predetermined temperature, a catalyst layer temperature raising device is provided in the reformer. An ignition torch and a flame holder are installed in the catalyst layer temperature raising device, and fuel such as city gas or LPG and air or oxygen are introduced, and the ignition torch is discharged to ignite the fuel in the flame holder.

その燃焼熱により燃焼触媒を500℃〜800℃程度に昇温させた後、燃焼場を燃焼触媒層に移行させて燃焼させることで燃焼触媒層を所定の温度まで昇温させるシステムになっている。  After raising the temperature of the combustion catalyst to about 500 ° C. to 800 ° C. by the combustion heat, the combustion catalyst layer is heated to a predetermined temperature by transferring the combustion field to the combustion catalyst layer and burning it. .

前記触媒層昇温装置に前述の点火トーチを設置すると、図19に示すように中心電極105(電極部)と外側電極106(アース部)との距離が短いため、燃料を燃焼した際に発生するカーボンあるいは水分などの導電性物質110が中心電極105や外部電極106の周辺に付着すると短絡し易く、点火トーチの機能が阻害されるという問題がある。  When the above-mentioned ignition torch is installed in the catalyst layer temperature raising device, the distance between the center electrode 105 (electrode part) and the outer electrode 106 (earth part) is short as shown in FIG. If the conductive material 110 such as carbon or moisture that adheres adheres to the periphery of the center electrode 105 or the external electrode 106, there is a problem that the short circuit easily occurs and the function of the ignition torch is hindered.

この導電性物質の付着による短絡が起き難い構造にするため、図20に示すような触媒層昇温装置が検討されていた。この触媒層昇温装置111は、改質器のケーシング112の側壁にプラグ本体113がセラミック製ねじなどの電気絶縁性を有する取り付け手段114により水平方向に取り付け・固定されている。  In order to make a structure in which short-circuiting due to adhesion of the conductive material does not easily occur, a catalyst layer temperature increasing device as shown in FIG. 20 has been studied. In this catalyst layer temperature raising device 111, a plug main body 113 is attached and fixed in a horizontal direction to a side wall of a casing 112 of a reformer by an attaching means 114 having electrical insulation such as a ceramic screw.

プラグ本体113の先端部には、放電部以外の所を絶縁碍子115で覆った電極部116が設けられている。この電極部116とは別体のアース部117が電極部116から離れた所に設置されている。  At the tip of the plug body 113, an electrode portion 116 is provided in which a portion other than the discharge portion is covered with an insulator 115. A grounding part 117 separate from the electrode part 116 is installed at a location away from the electrode part 116.

前記プラグ本体113の下方には、円筒形をして周壁の上部側に多数の孔118を開設した保炎器119が設置され、この保炎器119には、例えば都市ガスやLPGなどのガス燃料120を供給する燃料供給管121と、空気(または酸素)122を供給する空気供給管123が接続されている。  Below the plug body 113, a flame holder 119 having a cylindrical shape and having a large number of holes 118 formed on the upper side of the peripheral wall is installed. The flame holder 119 includes a gas such as city gas or LPG. A fuel supply pipe 121 that supplies fuel 120 and an air supply pipe 123 that supplies air (or oxygen) 122 are connected.

前記プラグ本体113の上方には燃焼触媒層124が設置され、この燃焼触媒層124と保炎器119の間が燃焼室125となっている。従ってこの燃焼室125内に、電極部116とアース部117が配置されている。  A combustion catalyst layer 124 is installed above the plug body 113, and a combustion chamber 125 is formed between the combustion catalyst layer 124 and the flame holder 119. Accordingly, the electrode portion 116 and the ground portion 117 are disposed in the combustion chamber 125.

ガス燃料120と空気122が所定の割合で保炎器119内に供給されると混合され、その混合ガス126が保炎器119の各孔118から燃焼室125内に噴出される。一方、電極部116に高電圧を印加することにより、アース部117との間で花火放電127が発生し、それによって混合ガス126に着火する。この着火により順次供給するガス燃料120が燃焼室125で燃焼し、その燃焼熱で燃焼触媒層124が昇温する。
特開平7−135066号公報
When the gas fuel 120 and the air 122 are supplied into the flame holder 119 at a predetermined ratio, they are mixed, and the mixed gas 126 is jetted into the combustion chamber 125 from each hole 118 of the flame holder 119. On the other hand, by applying a high voltage to the electrode part 116, a firework discharge 127 is generated between the electrode part 116 and the ground part 117, thereby igniting the mixed gas 126. The gas fuel 120 that is sequentially supplied by this ignition burns in the combustion chamber 125, and the combustion catalyst layer 124 is heated by the combustion heat.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-135066

この触媒層昇温装置111は電極部116とアース部117は独立して離れているため、導電性物質の付着による短絡は起き難い構造であるが、燃焼室125での燃焼によりケーシング112が熱変形することがある。   The catalyst layer heating device 111 has a structure in which the electrode portion 116 and the ground portion 117 are separated from each other independently, so that a short circuit due to the adhesion of the conductive material is unlikely to occur, but the casing 112 is heated by the combustion in the combustion chamber 125. It may be deformed.

図21は、ケーシング112が変形した場合を示す図である。ケーシング112にはプラグ本体113が取り付けられているため、ケーシング112の変形に伴って電極部116とアース部117との距離Lが変化する場合があり、そのために放電が困難となり、点火性能が不安定となる。このような状態になると、結局、改質反応が安定して行われず、水素を含むガスの製造ならびに燃料電池システムの信頼性が低下する。   FIG. 21 is a diagram illustrating a case where the casing 112 is deformed. Since the plug body 113 is attached to the casing 112, the distance L between the electrode portion 116 and the ground portion 117 may change with the deformation of the casing 112, which makes it difficult to discharge, resulting in poor ignition performance. It becomes stable. In such a state, eventually, the reforming reaction is not stably performed, and the production of gas containing hydrogen and the reliability of the fuel cell system are lowered.

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、花火放電が常に安定して行われ、信頼性の高い触媒層昇温装置および水素を含むガス製造装置ならびに燃料電池システムを提供することをことにある。   An object of the present invention is to provide a highly reliable catalyst layer temperature increasing device, a gas production device containing hydrogen, and a fuel cell system in which the disadvantages of the prior art are solved and fireworks discharge is always stably performed. There is a thing in that.

前記目的を達成するため本発明の第1の手段は、燃焼室を有するケーシングと、前記燃焼室に臨む部材に取り付けられて前記燃焼室内に配置された電極部と、前記燃焼室内に配置されて前記電極部とは離して設けられたアース部と、前記燃焼室内に燃料ならびに空気或いは酸素を供給する手段と、前記燃焼室内に配置された触媒層とを備え、
前記電極部に高電圧を印加して前記アース部との間に花火放電を発生させて、供給された前記燃料に着火して燃焼し、その燃焼熱で前記触媒層を昇温する触媒層昇温装置を対象とするものである。
In order to achieve the above object, a first means of the present invention includes a casing having a combustion chamber, an electrode portion attached to a member facing the combustion chamber and disposed in the combustion chamber, and disposed in the combustion chamber. An earth portion provided apart from the electrode portion; means for supplying fuel and air or oxygen into the combustion chamber; and a catalyst layer disposed in the combustion chamber;
A high voltage is applied to the electrode portion to generate a pyrotechnic discharge between the ground portion and the supplied fuel to ignite and burn, and the catalyst layer is heated by the combustion heat to raise the catalyst layer. It is intended for temperature devices.

そして前記電極部からの花火放電を受けるために内側に向けて凹状の内面を有する受け部を前記アース部に設け、前記電極部の先端部を前記受け部の内側に臨むように配置して、電極部の先端部から前記受け部の各内面までの距離をほぼ同一にしたことを特徴とするものである。   And in order to receive the fireworks discharge from the electrode portion, a receiving portion having a concave inner surface toward the inside is provided in the ground portion, and the tip portion of the electrode portion is arranged so as to face the inside of the receiving portion, The distance from the tip part of the electrode part to each inner surface of the receiving part is made substantially the same.

本発明の第2の手段は前記第1の手段において、前記受け部に放電点となるエッジ部が多数設けられていることを特徴とするものである。   According to a second means of the present invention, in the first means, the receiving portion is provided with a large number of edge portions serving as discharge points.

本発明の第3の手段は前記第2の手段において、前記エッジ部が前記受け部に設けられた多数の透孔、スリットあるいは切り込みによって形成されていることを特徴とするものである。   According to a third means of the present invention, in the second means, the edge portion is formed by a large number of through holes, slits or cuts provided in the receiving portion.

本発明の第4の手段は前記第1の手段において、前記受け部の内面に複数の突起部を設け、前記電極部の先端部から前記各突起部までの間の距離がほぼ同一であることを特徴とする者である。   According to a fourth means of the present invention, in the first means, a plurality of protrusions are provided on the inner surface of the receiving part, and the distances from the tip part of the electrode part to the protrusions are substantially the same. The person who is characterized by.

本発明の第5の手段は前記触媒層昇温装置において、前記電極部からの花火放電を受ける平面状の受け部を前記アース部に設け、その受け部の前記電極部と対向する側に、前記電極部の先端部からの距離がほぼ同一になるように複数の突起部を設置したことを特徴とするものである。   According to a fifth means of the present invention, in the catalyst layer temperature increasing device, a planar receiving portion that receives fireworks discharge from the electrode portion is provided in the ground portion, and on the side of the receiving portion that faces the electrode portion, A plurality of protrusions are provided so that the distance from the tip of the electrode portion is substantially the same.

本発明の第6の手段は前記触媒層昇温装置において、前記電極部からの花火放電を受ける受け部を前記アース部に設け、その受け部は電極部側に向けて放射状に配置されて前記電極部の先端部からの距離がほぼ同じ複数の突起部を有していることを特徴とするものである。   According to a sixth means of the present invention, in the catalyst layer temperature increasing device, a receiving part for receiving fireworks discharge from the electrode part is provided in the ground part, and the receiving part is arranged radially toward the electrode part side, and A plurality of protrusions having substantially the same distance from the tip of the electrode part are provided.

本発明の第7の手段は前記触媒層昇温装置において、前記電極部からの花火放電を受ける受け部を前記アース部に設け、その受け部は電極部側に向けて複数の段差部を有し、前記電極部の先端部からの各段差部までの距離がほぼ同じであることを特徴とするものである。   According to a seventh means of the present invention, in the catalyst layer temperature increasing device, a receiving part for receiving fireworks discharge from the electrode part is provided in the ground part, and the receiving part has a plurality of step parts toward the electrode part side. However, the distance from the tip of the electrode portion to each stepped portion is substantially the same.

本発明の第8の手段は前記触媒層昇温装置において、前記アース部の先端部からの距離がほぼ同じ複数の突起部を前記電極部の先端部に設けたことを特徴とするものである。   The eighth means of the present invention is characterized in that, in the catalyst layer temperature increasing device, a plurality of protrusions having substantially the same distance from the tip of the ground portion are provided at the tip of the electrode portion. .

本発明の第9の手段は前記第1ないし第8の手段において、前記燃焼室に臨む部材がケーシングであることを特徴とするものである。   According to a ninth means of the present invention, in the first to eighth means, the member facing the combustion chamber is a casing.

本発明の第10の手段は、触媒層昇温装置と、その触媒層昇温装置に水素を含むガスを製造するための原料ガスを供給する手段を備え、前記触媒層昇温装置で触媒層を所定の温度まで昇温して、その触媒層に前記原料ガスを供給して改質反応により水素を含むガスを製造する装置において、前記触媒層昇温装置が前記第1ないし第9の手段の触媒層昇温装置であることを特徴とするものである。   The tenth means of the present invention comprises a catalyst layer temperature raising device and means for supplying a raw material gas for producing a gas containing hydrogen to the catalyst layer temperature raising device, In the apparatus for producing a gas containing hydrogen by a reforming reaction by raising the temperature to a predetermined temperature and supplying the raw material gas to the catalyst layer, the catalyst layer raising device comprises the first to ninth means. This is a catalyst layer temperature raising apparatus.

本発明の第11の手段において、水素を含むガスを製造する装置と、そのガス製造装置で製造された水素を含むガスを導入するアノードと空気または酸素を導入するカソードとを有する燃料電池を備えた燃料電池システムにおいて、前記ガス製造装置が前記第10の手段のガス製造装置であることを特徴とするものである。   The eleventh means of the present invention comprises a fuel cell having an apparatus for producing a gas containing hydrogen, an anode for introducing a gas containing hydrogen produced by the gas producing apparatus, and a cathode for introducing air or oxygen. In the fuel cell system, the gas manufacturing apparatus is the gas manufacturing apparatus of the tenth means.

本発明は前述のように、電極部とアース部が独立して離れた構造になっているため、燃焼時に発生するカーボンあるいは水分等の導電性物質の付着があっても、両極間が短絡し難い装置となる。   As described above, the present invention has a structure in which the electrode part and the ground part are separated from each other independently, so that even if there is adhesion of a conductive substance such as carbon or moisture generated during combustion, the two electrodes are short-circuited. It becomes a difficult device.

また、燃焼室内の温度変化に伴う熱変形により電極部が傾いた場合でも、電極部とアース部との距離を放電可能な範囲内で維持できるため、放電性の安定化が図れ、確実に着火が行える。   In addition, even when the electrode part is tilted due to thermal deformation accompanying temperature changes in the combustion chamber, the distance between the electrode part and the ground part can be maintained within the dischargeable range, so that the discharge performance can be stabilized and ignition can be ensured. Can be done.

このようなことから動作信頼性に優れた触媒層昇温装置、ガス製造装置ならびに燃料電池システムを提供することができる。   For this reason, it is possible to provide a catalyst layer temperature raising device, a gas production device, and a fuel cell system that are excellent in operation reliability.

以下、本発明の実施形態について図面とともに説明する。図1は第1の実施形態に係る改質器における点火トーチを備えた触媒層昇温装置の概略構成図、図2はその昇温装置に用いるアース部の拡大正面図、図3はその昇温装置に用いる保炎器の拡大斜視図、図4はその改質器を備えた固体高分子形燃料電池システムの系統図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a catalyst layer temperature raising device provided with an ignition torch in the reformer according to the first embodiment, FIG. 2 is an enlarged front view of an earthing portion used in the temperature raising device, and FIG. FIG. 4 is a system diagram of a polymer electrolyte fuel cell system equipped with the reformer.

まず、図4を用いて本発明の実施形態に係る部分酸化水蒸気改質式固体高分子型燃料電池システムの全体の系統について説明する。   First, the entire system of the partially oxidized steam reforming solid polymer fuel cell system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

燃料タンク51に貯留されている例えば液化石油ガス、ナフサ、灯油、軽油、ジメチルエーテルなどの液体燃料52が燃料供給管53から燃料供給ポンプ54、燃料遮断弁55を通って改質器56に供給される。   Liquid fuel 52 such as liquefied petroleum gas, naphtha, kerosene, light oil, dimethyl ether or the like stored in the fuel tank 51 is supplied from the fuel supply pipe 53 to the reformer 56 through the fuel supply pump 54 and the fuel cutoff valve 55. The

改質器56に供給された液体燃料52は、同時に供給された水蒸気57や反応用空気(オートサーマル式改質器の場合)58と下記の改質反応を起して、水素リッチな改質ガスを生成する。   The liquid fuel 52 supplied to the reformer 56 undergoes the following reforming reaction with the simultaneously supplied water vapor 57 and reaction air 58 (in the case of an autothermal reformer), thereby reforming the hydrogen rich. Generate gas.


+(2m+1/2n)O2⇒CO+1/2H2O [燃焼反応]
(2m+2)+mHO⇔mCO+(2m+1)H2 [改質反応]
CO+H2O⇒CO2+H [CO転化反応]

生成した改質ガスの組成例を示せば、次の通りである。
2:40%〜50% CO2:10%〜25%
CO:5%〜15% N2:25%〜35%
CH:0.5%〜3%
このように改質ガス中にCO(一酸化炭素)が含まれており、この改質ガスをそのまま燃料電池59のアノード60に供給すると、電極に担持している貴金属系触媒に悪影響をおよぼす。

C m H n + (2m + 1 / 2n) O 2 ⇒CO 2 + 1 / 2H 2 O [ combustion reaction]
C m H (2m + 2) + mH 2 O⇔mCO + (2m + 1) H 2 [ reforming reaction]
CO + H 2 O => CO 2 + H 2 [CO conversion reaction]

An example of the composition of the generated reformed gas is as follows.
H 2: 40% ~50% CO 2: 10% ~25%
CO: 5% to 15% N 2 : 25% to 35%
CH 4: 0.5% ~3%
Thus, the reformed gas contains CO (carbon monoxide), and if this reformed gas is supplied as it is to the anode 60 of the fuel cell 59, it will adversely affect the noble metal catalyst supported on the electrode.

そのためCO転化器61の触媒上で残存水蒸気とのCO転化反応を行い、さらに選択酸化空気62と混合した後にCO選択酸化器63の触媒上でCOの選択的酸化反応を行い、許容濃度(約10ppm以下)までCO濃度を下げる。   Therefore, a CO conversion reaction with the remaining steam is performed on the catalyst of the CO converter 61, and further, after being mixed with the selective oxidation air 62, a selective oxidation reaction of CO is performed on the catalyst of the CO selective oxidizer 63 to obtain an allowable concentration (about Reduce the CO concentration to 10 ppm or less).

この低CO濃度改質ガスを燃料電池59のアノード60に供給し、一方、カソード64にはカソード空気65を供給して、高分子電解膜66を介してアノード60とカソード64の間で電気化学反応が生じて、電力を発生する。電解膜66は電気化学反応に伴って発熱するため冷却水67が供給され、それによって温水68が得られて施設などへ給湯される。   This low CO concentration reformed gas is supplied to the anode 60 of the fuel cell 59, while the cathode 64 is supplied with the cathode air 65, and the electrochemical reaction is performed between the anode 60 and the cathode 64 via the polymer electrolyte membrane 66. A reaction occurs and generates power. Since the electrolytic membrane 66 generates heat with an electrochemical reaction, cooling water 67 is supplied, whereby hot water 68 is obtained and hot water is supplied to a facility or the like.

アノード60で反応する水素量は供給した改質ガス中の水素の70%〜80%程度であり、未反応の水素を含んだガスは燃料電池59から排出される。排出されたアノード排ガス69は燃焼器70に導入され、燃焼用空気71の供給で燃焼し、生成した燃焼ガス72が燃焼器70から排出される。   The amount of hydrogen reacted at the anode 60 is about 70% to 80% of the hydrogen in the supplied reformed gas, and the gas containing unreacted hydrogen is discharged from the fuel cell 59. The discharged anode exhaust gas 69 is introduced into the combustor 70, combusted by the supply of combustion air 71, and the generated combustion gas 72 is discharged from the combustor 70.

この燃焼器70には水73と反応用空気58が供給され、燃焼器70内で発生した熱により水73は水蒸気57となって改質器56に供給され、一方、反応用空気58は予熱されて改質器56に供給されて、発電効率の向上に寄与する。   Water 73 and reaction air 58 are supplied to the combustor 70, and water 73 is supplied as steam 57 to the reformer 56 by heat generated in the combustor 70, while the reaction air 58 is preheated. Then, it is supplied to the reformer 56 and contributes to improvement of power generation efficiency.

燃料電池59に供給されたカソード空気65のうち未反応のものは、排空気74として燃料電池59から排出される。燃料電池59で発生した電力はインバータ75により交流電力76として取り出され、電力供給先に送られる。   Unreacted cathode air 65 supplied to the fuel cell 59 is discharged from the fuel cell 59 as exhaust air 74. The electric power generated in the fuel cell 59 is taken out as AC power 76 by the inverter 75 and sent to the power supply destination.

前記改質器56内の所定位置には触媒層昇温装置77が設置されており、その概略構成を図1ないし図3とともに説明する。   A catalyst layer temperature raising device 77 is installed at a predetermined position in the reformer 56, and its schematic configuration will be described with reference to FIGS.

図1に示すようにケーシング10の一方の側壁に点火トーチのプラグ本体5が、例えばセラミック製ねじなどの電気絶縁性を有する取り付け手段7により水平方向に片持ち状に固定されている。   As shown in FIG. 1, a plug body 5 of an ignition torch is fixed to one side wall of a casing 10 in a cantilever manner in the horizontal direction by an attachment means 7 having electrical insulation properties such as a ceramic screw.

プラグ本体5の先端部側に、放電部分以外を絶縁碍子2で覆った電極部1が設けられている。この電極部1とは別体になって、離れた位置にアース部3が垂直方向に立設されている。   On the tip end side of the plug main body 5, an electrode portion 1 is provided in which a portion other than the discharge portion is covered with an insulator 2. The grounding portion 3 is vertically provided in a separate position from the electrode portion 1 at a distant position.

アース部3は例えばステンレス鋼、インコイル、インコネルなどのように耐熱性に優れた金属から構成され、電極1と対向して花火放電を受ける受け部8と、それを支持する支持部4とから構成されている。   The earth part 3 is made of a metal having excellent heat resistance such as stainless steel, incoil, inconel, etc., and is made up of a receiving part 8 that receives a fireworks discharge facing the electrode 1 and a support part 4 that supports the receiving part 8. Has been.

本実施形態の場合、前記受け部8は内側に凹状の曲面を有する椀形(半球形)に成形されて、その受け部8の内側に臨むように電極部1の先端部が配置され、受け部8の内周曲面が電極部1の先端からほぼ同一距離となるように、受け部8の曲率半径、アース部3の高さならびに設置位置が設定されている。本実施形態の場合、電極部1の先端部と受け部8の内面との距離は、0.3cm〜1.0cm程度に調整されている。   In the case of the present embodiment, the receiving portion 8 is formed in a bowl shape (hemispherical shape) having a concave curved surface on the inside, and the tip end portion of the electrode portion 1 is disposed so as to face the inside of the receiving portion 8. The radius of curvature of the receiving portion 8, the height of the ground portion 3 and the installation position are set so that the inner peripheral curved surface of the portion 8 is substantially the same distance from the tip of the electrode portion 1. In the case of this embodiment, the distance between the tip of the electrode part 1 and the inner surface of the receiving part 8 is adjusted to about 0.3 cm to 1.0 cm.

本実施形態の場合、図1ならびに図2に示すように受け部8のほぼ全体にわたって多数の透孔14が形成されている。このように受け部8を多孔板にすることにより、各透孔14の周縁エッジ部が放電点となるので、放電の安定性が確保できる。本実施形態では透孔14を形成したが、その代わりに縦形、横形あるいは斜めの多数のスリットまたは切り込みを形成してもよい。   In the case of this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a large number of through holes 14 are formed over substantially the entire receiving portion 8. Thus, by making the receiving part 8 into a perforated plate, the peripheral edge part of each through hole 14 becomes a discharge point, so that the stability of discharge can be ensured. In the present embodiment, the through holes 14 are formed, but instead, a number of vertical, horizontal, or diagonal slits or cuts may be formed.

このように点火トーチは、電極部1を有するプラグ本体5と、それとは別体のアース部3とから構成されている。点火トーチの下方に保炎器11が設置され、点火トーチの上方に燃焼触媒層12が設置されている。保炎器11と燃焼触媒層12の間が燃焼室9となり、その燃焼室9内に前記点火トーチが設置されている。   As described above, the ignition torch includes the plug body 5 having the electrode portion 1 and the ground portion 3 which is separate from the plug body 5. A flame holder 11 is installed below the ignition torch, and a combustion catalyst layer 12 is installed above the ignition torch. A space between the flame holder 11 and the combustion catalyst layer 12 is a combustion chamber 9, and the ignition torch is installed in the combustion chamber 9.

保炎器11は図3に示すように円筒状あるいは角筒状をして、その両端の開口部は塞がれて、上部に貫通した孔13が複数列設けられている。保炎器11の一方の端部には、都市ガスやLPGなどのガス燃料15を供給する燃料供給管16と、空気(或いは酸素)17を供給する空気供給管18が接続されている。   As shown in FIG. 3, the flame holder 11 has a cylindrical shape or a rectangular tube shape, the openings at both ends thereof are closed, and a plurality of rows of holes 13 penetrating the upper portion are provided. A fuel supply pipe 16 that supplies a gas fuel 15 such as city gas or LPG and an air supply pipe 18 that supplies air (or oxygen) 17 are connected to one end of the flame holder 11.

供給管16,18により保炎器11内に所定の割合で供給されたガス燃料15と空気(あるいは酸素)は直ちに混合され、その混合ガス19が孔13から燃焼室9内に噴射される。   The gas fuel 15 and air (or oxygen) supplied at a predetermined rate into the flame holder 11 by the supply pipes 16 and 18 are immediately mixed, and the mixed gas 19 is injected into the combustion chamber 9 through the holes 13.

一方、点火トーチの電極部1には例えば15kV程度の高電圧が印加され、それによってアース部3の受け部8との間で花火放電6が生じ、前記混合ガス19に着火する。この着火により順次供給される混合ガス19が燃焼し、その燃焼熱により燃焼触媒層12を500℃〜800℃に昇温させた後、燃焼場を燃焼触媒層12に移行させて燃焼させることにより、燃焼触媒層12が更に昇温する。   On the other hand, a high voltage of, for example, about 15 kV is applied to the electrode portion 1 of the ignition torch, whereby a fireworks discharge 6 is generated between the receiving portion 8 of the ground portion 3 and the mixed gas 19 is ignited. The mixed gas 19 sequentially supplied by this ignition burns, and after the combustion catalyst layer 12 is heated to 500 ° C. to 800 ° C. by the combustion heat, the combustion field is moved to the combustion catalyst layer 12 and burned. The combustion catalyst layer 12 is further heated.

このようにして燃焼触媒層12を所定の温度条件まで高めてから、図4で示したように液体燃料52、水蒸気57、反応用空気58などを改質器56に供給して改質反応を行い、水素を含む改質ガスを製造する。   After raising the combustion catalyst layer 12 to a predetermined temperature condition in this way, liquid fuel 52, water vapor 57, reaction air 58, etc. are supplied to the reformer 56 as shown in FIG. To produce a reformed gas containing hydrogen.

改質ガスを長時間連続して製造していると燃焼室9の内部は次第に温度が上がり、その熱的な影響でケーシング10の取り付け手段7付近にも多少の歪(変形)21が生じる。   When the reformed gas is produced continuously for a long time, the temperature inside the combustion chamber 9 gradually rises, and some distortion (deformation) 21 occurs in the vicinity of the attachment means 7 of the casing 10 due to the thermal effect thereof.

そのために電極部1が図5のように図1の状態から上方(あるいは下方)に傾いた場合でも、椀状(半球状)の受け部8を設置しているため、アース部3との放電距離は実質的に変化しないかあるいは変化しても少ない。従って安定した花火放電6が常に確保できる。また他の実施形態でも同様であるが、受け部8により広い放電面積を確保することができ、そのため放電が容易で安定している。   Therefore, even when the electrode portion 1 is tilted upward (or downward) from the state of FIG. 1 as shown in FIG. 5, since the bowl-shaped (hemispherical) receiving portion 8 is installed, the discharge with the earth portion 3 is performed. The distance does not change substantially or is small even if it changes. Therefore, stable fireworks discharge 6 can always be secured. Moreover, although it is the same also in other embodiment, a wide discharge area can be ensured by the receiving part 8, Therefore, discharge is easy and stable.

図6は、本発明の第2の実施形態に係る触媒層昇温装置の概略構成図である。前記第1の実施形態と相違する点は、孔14が形成されていない受け部8を用いた点である。このように孔14のない受け部8を用いても影響のない程度の放電性能が得られることが確認されている。   FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a catalyst layer temperature raising apparatus according to the second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that the receiving portion 8 in which the hole 14 is not formed is used. Thus, it has been confirmed that even if the receiving portion 8 without the hole 14 is used, a discharge performance with no influence is obtained.

また、孔14が形成されていない受け部8の内面にプレス加工などにより電極部1側に向けて突出した凸部を形成するか、あるいは受け面8に電極部1側に向けて多数の切り起し片を設けて、放電の安定性を図ることもできる。   Further, a convex portion that protrudes toward the electrode portion 1 side is formed by pressing or the like on the inner surface of the receiving portion 8 in which the hole 14 is not formed, or a large number of cuts are formed on the receiving surface 8 toward the electrode portion 1 side. An erecting piece can be provided to stabilize the discharge.

図7ならびに図8は、本発明の第3の実施形態に係る触媒層昇温装置の概略構成図である。前記第2の実施形態と相違する点は、椀形(半球形)をした受け部8の内面に多数のほぼ同じ長さを有する突起部20a〜20eが受け部8の内面に沿って立設され、各突起部20a〜20eの先端部は電極部1の方を向いている。   7 and 8 are schematic configuration diagrams of a catalyst layer temperature raising apparatus according to the third embodiment of the present invention. The difference from the second embodiment is that a large number of protrusions 20a to 20e having substantially the same length are erected along the inner surface of the receiving portion 8 on the inner surface of the bowl-shaped (hemispherical) receiving portion 8. The tip portions of the protrusions 20a to 20e face the electrode portion 1.

従って電極部1の先端部と各突起部20a〜20eの先端部の距離は等しく保たれている。そのため図8に示すように、ケーシング10の取り付け手段7付近に歪(変形)21が生じて、電極部1が上方(あるいは下方)に傾いた場合、突起部20a〜20eのうちの最も近い突起部20bに向けて花火放電6が発生する。   Therefore, the distance between the tip of the electrode 1 and the tip of each of the protrusions 20a to 20e is kept equal. Therefore, as shown in FIG. 8, when the distortion (deformation) 21 occurs in the vicinity of the attachment means 7 of the casing 10 and the electrode part 1 is inclined upward (or downward), the closest protrusion among the protrusions 20a to 20e. A fireworks discharge 6 is generated toward the portion 20b.

図9ならびに図10は、本発明の第4の実施形態に係る触媒層昇温装置の概略構成図である。本実施形態の場合、受け部8がフラットで、その片面に電極部1側へ向けて突出した多数の突起部20a〜20eが設けられている。この突起部20a〜20eは、図9に示すように水平状態にある電極部1に最も近い中央の突起部20cが最も短く、それから上,下方向に行くに従って徐々に長くなっており、それらが電極部1の先端部から見てほぼ同一の距離になるように、各突起部20a〜20eの長さならびに設置位置などが設定されている。   9 and 10 are schematic configuration diagrams of a catalyst layer temperature raising apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In the case of the present embodiment, the receiving portion 8 is flat, and a large number of protruding portions 20a to 20e protruding toward the electrode portion 1 side are provided on one side thereof. As shown in FIG. 9, the protrusions 20a to 20e have the shortest central protrusion 20c closest to the electrode part 1 in the horizontal state, and then gradually become longer as they go upward and downward. The lengths, installation positions, and the like of the protrusions 20a to 20e are set so that the distances are substantially the same as viewed from the tip of the electrode unit 1.

そのため図10に示すように、ケーシング10の取り付け部7付近に歪(変形)21が生じて、電極部1が上方(あるいは下方)に傾いた場合、突起部20a〜20eのうちの最も近い突起部20bに向けて花火放電6が発生する。この実施形態において受け部8は平板で構成されるため、製作が容易である。   Therefore, as shown in FIG. 10, when a distortion (deformation) 21 occurs in the vicinity of the attachment portion 7 of the casing 10 and the electrode portion 1 is inclined upward (or downward), the closest protrusion of the protrusions 20a to 20e. A fireworks discharge 6 is generated toward the portion 20b. In this embodiment, since the receiving part 8 is comprised with a flat plate, manufacture is easy.

図11ならびに図12は、本発明の第5の実施形態に係る触媒層昇温装置の概略構成図である。本実施形態の場合、受け部8の一個所から電極部1側に向けて多数の突起部20a〜20eが放射状に延びている。この突起部20a〜20eは、図11に示すように水平状態にある電極部1に最も近い中心の突起部20cが最も短く、それから上,下方向に行くに従って徐々に長くなっており、それらが電極部1の先端部から見てほぼ同一の距離になるように、各突起部20a〜20eの長さならびに方向が設定されている。   FIG. 11 and FIG. 12 are schematic configuration diagrams of a catalyst layer temperature raising apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. In the case of the present embodiment, a large number of protrusions 20a to 20e extend radially from one portion of the receiving portion 8 toward the electrode portion 1 side. As shown in FIG. 11, the protrusions 20a to 20e have the shortest central protrusion 20c closest to the electrode part 1 in the horizontal state, and then gradually become longer in the upward and downward directions. The lengths and directions of the protrusions 20a to 20e are set so that the distances are substantially the same as viewed from the tip of the electrode unit 1.

そのため図12に示すように、ケーシング10の取り付け部7付近に歪(変形)21が生じ、電極部1が上方(あるいは下方)に傾いた場合、突起部20a〜20eのうちの最も近い突起部20bに向けて花火放電6が発生する。   Therefore, as shown in FIG. 12, when the distortion (deformation) 21 occurs in the vicinity of the attachment portion 7 of the casing 10 and the electrode portion 1 is inclined upward (or downward), the closest protrusion portion among the protrusion portions 20a to 20e. Fireworks discharge 6 is generated toward 20b.

本実施形態の場合、全ての突起部20a〜20eを一個所でまとめて溶接・固定しているため、突起部20a〜20eの溶接作業量が低減できる。   In the case of this embodiment, since all the protrusions 20a to 20e are welded and fixed together at one place, the welding work amount of the protrusions 20a to 20e can be reduced.

前記第3ないし第5の実施形態において、突起部20a〜20eは板状のものでもピン状のものであっても構わない。またこれらの実施形態において、支持部4と受け部8は連続した1枚の板状のものでも構わない。   In the third to fifth embodiments, the protrusions 20a to 20e may be plate-shaped or pin-shaped. In these embodiments, the support part 4 and the receiving part 8 may be one continuous plate.

図13ならびに図14は、本発明の第6の実施形態に係る触媒層昇温装置の概略構成図である。本実施形態の場合、受け部8は中実状をしており、それの電極部1と対向する側が中央部が低くなるように凹んでおり、それによって複数の段差部(エッジ部)22a〜22fが形成されている。   13 and 14 are schematic configuration diagrams of a catalyst layer temperature raising apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. In the case of the present embodiment, the receiving portion 8 has a solid shape, and the side facing the electrode portion 1 is recessed so that the central portion is lowered, thereby a plurality of step portions (edge portions) 22a to 22f. Is formed.

図13に示すように、水平状態にある電極部1に最も近い中央部の段差部22c,22dから上,下方向に他の段差部22a,22b,22e,22fが階段状に設けられて、各段差部22a〜22fが点線で示すように電極部1の先端部から見てほぼ同一の距離になるように、各段差部22a〜22fの高さならびに位置が設定されている。   As shown in FIG. 13, other step portions 22a, 22b, 22e, and 22f are provided in a stepped shape upward and downward from the central step portions 22c and 22d closest to the electrode portion 1 in the horizontal state. The heights and positions of the step portions 22a to 22f are set so that the step portions 22a to 22f have substantially the same distance when viewed from the tip of the electrode portion 1 as indicated by dotted lines.

そのため図14に示すように、ケーシング10の取り付け部7付近に歪(変形)
21が生じ、電極部1が上方(あるいは下方)に傾いた場合、段差部22a〜22fのうちの最も近い段差部22bに向けて花火放電6が発生する。
Therefore, as shown in FIG. 14, distortion (deformation) occurs near the attachment portion 7 of the casing 10.
21 occurs and the electrode part 1 is tilted upward (or downward), the fireworks discharge 6 is generated toward the closest step part 22b among the step parts 22a to 22f.

本実施形態では中実状の受け部8を用いたが、電極部1の先端部から見てほぼ同一の距離になるように、各段差部22a〜22fを形成した板材の受け部8を用いることもできる。   In the present embodiment, the solid receiving portion 8 is used. However, the plate receiving portion 8 in which the step portions 22a to 22f are formed so as to be substantially the same distance when viewed from the tip portion of the electrode portion 1 is used. You can also.

図15ならびに図16は、本発明の第7の実施形態に係る触媒層昇温装置の概略構成図である。本実施形態の場合、アース部3はピン状をして、垂直方向に立設している。一方、電極部1の先端部には、アース部3側に向けてピン状あるいは平板状の突起部23a,23bが複数放射状に設置されている。   15 and 16 are schematic configuration diagrams of a catalyst layer temperature raising apparatus according to a seventh embodiment of the present invention. In the case of this embodiment, the ground part 3 has a pin shape and is erected in the vertical direction. On the other hand, a plurality of pin-like or flat plate-like protrusions 23a and 23b are radially arranged at the tip of the electrode part 1 toward the ground part 3 side.

この突起部23a,23bは図15に示すように、アース3の先端部から見てほぼ同一の距離になるように設けられている。そのため図16に示すように、ケーシング10の取り付け部7付近に歪(変形)21が生じ、電極部1が上方(あるいは下方)に傾いた場合、突起部23a,23bのうちの最も近い突起部23bとアース部3の間で花火放電6が発生する。   As shown in FIG. 15, the protrusions 23 a and 23 b are provided so as to have substantially the same distance when viewed from the tip of the ground 3. Therefore, as shown in FIG. 16, when distortion (deformation) 21 occurs near the attachment portion 7 of the casing 10 and the electrode portion 1 is inclined upward (or downward), the closest protrusion of the protrusions 23 a and 23 b. A fireworks discharge 6 is generated between 23b and the ground portion 3.

前記実施形態では燃焼触媒層を昇温する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の触媒層の昇温にも適用可能である。   Although the case where the temperature of the combustion catalyst layer is raised has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and can be applied to the temperature rise of other catalyst layers.

また前記実施形態では水素含有ガスを燃料電池システムに用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の技術分野にも適用可能である。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where hydrogen containing gas was used for a fuel cell system, this invention is not limited to this, It is applicable also to another technical field.

本発明の第1の実施形態に係る運転前の触媒層昇温装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the catalyst layer temperature rising apparatus before the operation | movement which concerns on the 1st Embodiment of this invention. その実施形態に用いるアース部の拡大正面図である。It is an enlarged front view of the earthing part used for the embodiment. その実施形態に用いる保炎器の拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of the flame holder used for the embodiment. 本発明の実施形態に係る燃料電池システムの系統図である。1 is a system diagram of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る触媒層昇温装置の運転によってケーシングに歪を生じた場合の状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the state at the time of producing a distortion in a casing by the driving | operation of the catalyst layer temperature rising apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る運転前の触媒層昇温装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the catalyst layer temperature rising apparatus before the operation | movement which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る運転前の触媒層昇温装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the catalyst layer temperature rising apparatus before the operation | movement which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. その触媒層昇温装置の運転によりケーシングに歪を生じた場合の状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the state at the time of producing a distortion in a casing by the driving | operation of the catalyst layer temperature rising apparatus. 本発明の第4の実施形態に係る運転前の触媒層昇温装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the catalyst layer temperature rising apparatus before the operation | movement which concerns on the 4th Embodiment of this invention. その触媒層昇温装置の運転によりケーシングに歪を生じた場合の状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the state at the time of producing a distortion in a casing by the driving | operation of the catalyst layer temperature rising apparatus. 本発明の第5の実施形態に係る運転前の触媒層昇温装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the catalyst layer temperature rising apparatus before the operation which concerns on the 5th Embodiment of this invention. その触媒層昇温装置の運転によりケーシングに歪を生じた場合の状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the state at the time of producing a distortion in a casing by the driving | operation of the catalyst layer temperature rising apparatus. 本発明の第6の実施形態に係る運転前の触媒層昇温装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the catalyst layer temperature rising apparatus before the operation which concerns on the 6th Embodiment of this invention. その触媒層昇温装置の運転によりケーシングに歪を生じた場合の状態を示すが略構成図である。It is a schematic configuration diagram showing a state where the casing is distorted by the operation of the catalyst layer temperature raising apparatus. 本発明の第7の実施形態に係る運転前の触媒層昇温装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the catalyst layer temperature rising apparatus before the operation which concerns on the 7th Embodiment of this invention. その触媒層昇温装置の運転によりケーシングに歪を生じた場合の状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the state at the time of producing a distortion in a casing by the driving | operation of the catalyst layer temperature rising apparatus. 従来提案された内燃機関用点火プラグの正面図である。It is a front view of the ignition plug for internal combustion engines proposed conventionally. 図17の拡大A矢視図である。It is an enlarged arrow A view of FIG. その点火プラグの中心電極と外側電極に導電性物質が付着した状態を示す一部拡大正面図である。It is a partially expanded front view which shows the state which the electroconductive substance adhered to the center electrode and outer electrode of the spark plug. 従来検討した触媒層昇温装置の運転前の概略構成図である。It is a schematic block diagram before the operation | movement of the catalyst layer temperature rising apparatus examined conventionally. その触媒層昇温装置の運転によりケーシングに歪を生じた場合の状態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the state at the time of producing a distortion in a casing by the driving | operation of the catalyst layer temperature rising apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1:電極部、2:絶縁碍子、3:アース部、4:支持部、5:プラグ本体、6:火花放電、7:取り付け手段、8:受け部、9:燃焼室、10:ケーシング、11:保炎器、12:燃焼触媒層、13:孔、14:透孔、15:ガス燃料、16:燃料供給管、17:空気、18:空気供給管、19:混合ガス、20a〜20e:突起部、21:歪、22a〜22e:段差部、23a,23b:突起部、51:燃料タンク、52:液体燃料、53:燃料供給管、54:燃料供給ポンプ、55:燃料遮断弁、56:改質器、57:水蒸気、58:反応用空気、59:燃料電池、60:アノード、61:CO転化器、62:選択酸化空気、63:CO選択酸化器、64:カソード、65:カソード空気、66:電解層、67:冷却水、68:温水、69:アノード排ガス、70:燃焼器、71:燃焼用空気、72:燃焼ガス、73:水、74:排空気、75:インバータ、76:交流電力、77:触媒層昇温装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Electrode part, 2: Insulator, 3: Ground part, 4: Support part, 5: Plug main body, 6: Spark discharge, 7: Attachment means, 8: Receiving part, 9: Combustion chamber, 10: Casing, 11 : Flame holder, 12: Combustion catalyst layer, 13: Hole, 14: Through hole, 15: Gas fuel, 16: Fuel supply pipe, 17: Air, 18: Air supply pipe, 19: Mixed gas, 20a to 20e: Projection, 21: Strain, 22a-22e: Step, 23a, 23b: Projection, 51: Fuel tank, 52: Liquid fuel, 53: Fuel supply pipe, 54: Fuel supply pump, 55: Fuel cutoff valve, 56 : Reformer, 57: steam, 58: air for reaction, 59: fuel cell, 60: anode, 61: CO converter, 62: selective oxidation air, 63: CO selective oxidizer, 64: cathode, 65: cathode Air, 66: Electrolytic layer, 67: Cooling water, 68: Hot water, 6 : Anode exhaust gas, 70: combustor 71: combustion air, 72: combustion gases 73: water, 74: exhaust air, 75: inverter, 76: AC power, 77: catalyst SoNoboru temperature apparatus.

Claims (11)

燃焼室を有するケーシングと、前記燃焼室に臨む部材に取り付けられて前記燃焼室内に配置された電極部と、前記燃焼室内に配置されて前記電極部とは離して設けられたアース部と、前記電極部とアース部に向けて燃料ならびに空気あるいは酸素を供給する手段と、前記燃焼室内に配置された触媒層とを備え、
前記電極部に高電圧を印加して前記アース部との間に花火放電を発生させて、供給された前記燃料に着火して燃焼し、その燃焼熱で前記触媒層を昇温する触媒層昇温装置において、
前記電極部からの花火放電を受けるために内側に向けて凹状の内面を有する受け部を前記アース部に設け、前記電極部の先端部を前記受け部の内側に臨むように配置して、電極部の先端部から前記受け部の各内面までの距離をほぼ同一にしたことを特徴とする触媒層昇温装置。
A casing having a combustion chamber; an electrode portion mounted on a member facing the combustion chamber and disposed in the combustion chamber; a grounding portion disposed in the combustion chamber and provided apart from the electrode portion; Means for supplying fuel and air or oxygen toward the electrode part and the ground part, and a catalyst layer disposed in the combustion chamber,
A high voltage is applied to the electrode portion to generate a pyrotechnic discharge between the ground portion and the supplied fuel to ignite and burn, and the catalyst layer is heated by the combustion heat to raise the catalyst layer. In the temperature device,
In order to receive the firework discharge from the electrode part, a receiving part having a concave inner surface is provided in the ground part, and the tip part of the electrode part is arranged so as to face the inner side of the receiving part, The catalyst layer temperature increasing device characterized in that the distance from the front end of each part to each inner surface of the receiving part is substantially the same.
請求項1記載の触媒層昇温装置において、前記受け部に放電点となるエッジ部を多数設けたことを特徴とする触媒層昇温装置。   2. The catalyst layer heating apparatus according to claim 1, wherein the receiving part is provided with a large number of edge portions serving as discharge points. 請求項2記載の触媒層昇温装置において、前記エッジ部が前記受け部に設けた多数の透孔、スリッまたは切り込みによって形成されていることを特徴とする触媒層昇温装置。   3. The catalyst layer heating apparatus according to claim 2, wherein the edge portion is formed by a large number of through holes, slits or cuts provided in the receiving portion. 請求項1記載の触媒層昇温装置において、前記受け部の内面に複数の突起部を設け、前記電極部の先端部から前記各突起部までの距離をほぼ同一にしたことを特徴とする触媒昇温装置。   2. The catalyst layer heating apparatus according to claim 1, wherein a plurality of protrusions are provided on the inner surface of the receiving part, and the distances from the tip part of the electrode part to the protrusions are substantially the same. Temperature rising device. 燃焼室を有するケーシングと、前記燃焼室に臨む部材に取り付けられて前記燃焼室内に配置された電極部と、前記燃焼室内に配置されて前記電極部とは離して設けられたアース部と、前記電極部とアース部に向けて燃料ならびに空気あるいは酸素を供給する手段と、前記燃焼室内に配置された触媒層とを備え、
前記電極部に高電圧を印加して前記アース部との間に花火放電を発生させて、供給された燃料に着火して燃料を燃焼し、その燃焼熱で前記触媒層を昇温する触媒層昇温装置において、
前記電極部からの花火放電を受ける平面状の受け部を前記アース部に設け、その受け部の前記電極部と対向する側に、前記電極部の先端部からの距離がほぼ同一になるように複数の突起部を設置したことを特徴とする触媒層昇温装置。
A casing having a combustion chamber; an electrode portion mounted on a member facing the combustion chamber and disposed in the combustion chamber; a grounding portion disposed in the combustion chamber and provided apart from the electrode portion; Means for supplying fuel and air or oxygen toward the electrode part and the ground part, and a catalyst layer disposed in the combustion chamber,
A catalyst layer that applies a high voltage to the electrode portion to generate a firework discharge between the electrode portion, ignites the supplied fuel, burns the fuel, and heats the catalyst layer with the combustion heat In the temperature riser,
A flat receiving part for receiving fireworks discharge from the electrode part is provided in the ground part, and the distance from the tip part of the electrode part is substantially the same on the side of the receiving part facing the electrode part. A catalyst layer temperature increasing device, comprising a plurality of protrusions.
燃焼室を有するケーシングと、前記燃焼室に臨む部材に取り付けられて前記燃焼室内に配置された電極部と、前記燃焼室内に配置されて前記電極部とは離して設けられたアース部と、前記電極部とアース部に向けて燃料ならびに空気あるいは酸素を供給する手段と、前記燃焼室内に配置された触媒層とを備え、
前記電極部に高電圧を印加して前記アース部との間に花火放電を発生させて、供給された燃料に着火して燃料を燃焼して、その燃焼熱で前記触媒層を昇温する触媒層昇温装置において、
前記電極部からの花火放電を受ける受け部をアース部に設け、その受け部は電極部側に向けて放射状に配置されて前記電極部の先端部からの距離がほぼ同じ複数の突起部を有することを特徴とする触媒層昇温装置。
A casing having a combustion chamber; an electrode portion mounted on a member facing the combustion chamber and disposed in the combustion chamber; a grounding portion disposed in the combustion chamber and provided apart from the electrode portion; Means for supplying fuel and air or oxygen toward the electrode part and the ground part, and a catalyst layer disposed in the combustion chamber,
A catalyst that applies a high voltage to the electrode portion to generate a firework discharge between the electrode portion, ignites the supplied fuel, burns the fuel, and heats the catalyst layer with the combustion heat In the layer heating device,
A receiving part for receiving fireworks discharge from the electrode part is provided in the ground part, and the receiving part is arranged radially toward the electrode part side, and has a plurality of protrusions having substantially the same distance from the tip part of the electrode part. A catalyst layer heating apparatus characterized by the above.
燃焼室を有するケーシングと、前記燃焼室に臨む部材に取り付けられて前記燃焼室内に配置された電極部と、前記燃焼室内に配置されて前記電極部とは離して設けられたアース部と、前記電極とアース部に向けて燃料ならびに空気あるいは酸素を供給する手段と、前記燃焼室内に配置された触媒層とを備え、
前記電極部に高電圧を印加して、前記アース部との間に花火放電を発生させて、供給された燃料に着火して燃料を燃焼して、その燃焼熱で前記触媒層を昇温する触媒層昇温装置において、
前記電極部からの花火放電を受ける受け部を前記アース部に設け、その受け部は電極部側に向けて複数の段差部を有し、前記電極部の先端部からの各段差部までの距離がほぼ同じであることを特徴とする触媒層昇温装置。
A casing having a combustion chamber; an electrode portion mounted on a member facing the combustion chamber and disposed in the combustion chamber; a grounding portion disposed in the combustion chamber and provided apart from the electrode portion; Means for supplying fuel and air or oxygen toward the electrode and the ground portion, and a catalyst layer disposed in the combustion chamber,
A high voltage is applied to the electrode part to generate a firework discharge between the electrode part, the supplied fuel is ignited to burn the fuel, and the temperature of the catalyst layer is increased by the combustion heat. In the catalyst layer heating device,
A receiving part for receiving fireworks discharge from the electrode part is provided in the ground part, and the receiving part has a plurality of step parts toward the electrode part side, and the distance from the tip part of the electrode part to each step part. Are substantially the same, a catalyst layer temperature increasing device.
燃焼室を有するケーシングと、前記燃焼室に臨む部材に取り付けられて前記燃焼室内に配置された電極部と、前記燃焼室内に配置されて前記電極部とは離して設けられたアース部と、前記電極部とアース部に向けて燃料ならびに空気あるいは酸素を供給する手段と、前記燃焼室内に配置された触媒層とを備え、
前記電極部に高電圧を印加して,前記アース部との間に花火放電を発生させて、供給された燃料に着火して燃料を燃焼して、その燃焼熱で前記触媒層を昇温する触媒層昇温装置において、
前記アース部の先端部からの距離がほぼ同じ複数の突起部を前記電極部の先端部に設けたことを特徴とする触媒層昇温装置。
A casing having a combustion chamber; an electrode portion mounted on a member facing the combustion chamber and disposed in the combustion chamber; a grounding portion disposed in the combustion chamber and provided apart from the electrode portion; Means for supplying fuel and air or oxygen toward the electrode part and the ground part, and a catalyst layer disposed in the combustion chamber,
A high voltage is applied to the electrode part to generate a firework discharge between the electrode part, ignite the supplied fuel, burn the fuel, and heat the catalyst layer with the combustion heat In the catalyst layer heating device,
A catalyst layer temperature increasing device, wherein a plurality of protrusions having substantially the same distance from the tip of the ground part are provided at the tip of the electrode part.
請求項1ないし8記載のいずれか1項記載の触媒層昇温装置において、前記燃焼室に臨む部材がケーシングであることを特徴とする触媒層昇温装置。   9. The catalyst layer heating apparatus according to claim 1, wherein the member facing the combustion chamber is a casing. 触媒層昇温装置と、その触媒層昇温装置内の前記触媒層に水素を含むガスを製造するための原料ガスを供給する手段とを備え、
前記触媒層昇温装置で触媒層を所定の温度まで昇温して、その触媒層に前記原料ガスを供給して改質反応により水素を含むガスを製造する装置において、
前記触媒層昇温装置が前記請求項1ないし9のいずれか1項記載の触媒層昇温装置であることを特徴とする水素を含むガス製造装置。
A catalyst layer heating device, and means for supplying a raw material gas for producing a gas containing hydrogen to the catalyst layer in the catalyst layer heating device,
In the apparatus for heating the catalyst layer to a predetermined temperature with the catalyst layer heating device, supplying the raw material gas to the catalyst layer and producing a gas containing hydrogen by a reforming reaction,
A gas production apparatus containing hydrogen, wherein the catalyst layer temperature increasing device is the catalyst layer temperature increasing device according to any one of claims 1 to 9.
水素を含むガスを製造するガス製造装置と、そのガス製造装置で製造された水素を含むガスを導入するアノードと空気または酸素を導入するカソードとを有する燃料電池とを備えた燃料電池システムにおいて、
前記ガス製造装置が前記請求項10記載のガス製造装置であることを特徴とする燃料電池システム。
In a fuel cell system comprising a gas production device for producing a gas containing hydrogen, and a fuel cell having an anode for introducing a gas containing hydrogen produced by the gas production device and a cathode for introducing air or oxygen,
The fuel cell system according to claim 10, wherein the gas production device is the gas production device according to claim 10.
JP2005117244A 2005-04-14 2005-04-14 Catalyst bed heating device, device for producing gas containing hydrogen gas, and fuel cell system Pending JP2006292334A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005117244A JP2006292334A (en) 2005-04-14 2005-04-14 Catalyst bed heating device, device for producing gas containing hydrogen gas, and fuel cell system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005117244A JP2006292334A (en) 2005-04-14 2005-04-14 Catalyst bed heating device, device for producing gas containing hydrogen gas, and fuel cell system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006292334A true JP2006292334A (en) 2006-10-26

Family

ID=37413079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005117244A Pending JP2006292334A (en) 2005-04-14 2005-04-14 Catalyst bed heating device, device for producing gas containing hydrogen gas, and fuel cell system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006292334A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012101969A (en) * 2010-11-09 2012-05-31 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Reformer and fuel cell power generation system
JP2013182695A (en) * 2012-02-29 2013-09-12 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Fuel processing system for fuel cell and combustion apparatus
KR20210085271A (en) * 2019-12-30 2021-07-08 디판 주식회사 Ignition device for gas oven

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012101969A (en) * 2010-11-09 2012-05-31 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Reformer and fuel cell power generation system
JP2013182695A (en) * 2012-02-29 2013-09-12 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp Fuel processing system for fuel cell and combustion apparatus
KR20210085271A (en) * 2019-12-30 2021-07-08 디판 주식회사 Ignition device for gas oven
KR102300373B1 (en) * 2019-12-30 2021-09-09 디판 주식회사 Ignition device for gas oven

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101121315B1 (en) Reformer
JP6998548B2 (en) Fuel cell system
CN109830729B (en) Device and method for supporting direct internal reforming solid oxide fuel cell by heat pipe
JP4492882B2 (en) Hydrogen generating apparatus with double burner and driving method
CN104617321B (en) Direct flame type solid oxide fuel cell device
JP4745618B2 (en) Operation method of fuel cell structure
JP2006292334A (en) Catalyst bed heating device, device for producing gas containing hydrogen gas, and fuel cell system
KR20120067814A (en) Reformer burner for a fuel cell
KR101179539B1 (en) A Reformer for Fuel Cell System
KR101265198B1 (en) Apparatus for reforming fuel
KR100684771B1 (en) Apparatus for reforming fuel and driving method of the same
JP5317080B2 (en) Reformer Burner
JP2005213133A (en) Reforming device and fuel cell system
JP2015144092A (en) Fuel battery device
JP5810006B2 (en) Fuel processing system and combustion apparatus for fuel cell
JP3975191B2 (en) Combustion device for fuel reformer
JP4045196B2 (en) Catalytic combustion burner and fuel cell system
JP2011210631A (en) Fuel cell module
JP5114086B2 (en) Solid oxide fuel cell module and starting method thereof
JP4588309B2 (en) Combustion device for fuel reformer
US9531020B2 (en) Method of operating a heater
KR100667953B1 (en) Reformer and fuel cell system with the same
JP4235577B2 (en) Burner ignition part structure
JPH1111901A (en) Reforming device for fuel cell power generation unit
JP2016219397A (en) Fuel cell module