JP2007090321A - 流体処理装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】耐久性を確保しながら、小型化、軽量化並びに起動時間の短縮化を図り得る流体処理装置を提供する。
【解決手段】流体を処理する処理空間Sを形成する複数の容器Bが並べられ、それら複数の容器Bを容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で容器並び方向両側から押し付ける押し付け手段Hが設けられ、容器Bが、容器並び方向に位置する一対の容器形成部材51を、その周辺部を溶接接続して構成され、一対の容器形成部材51の少なくとも一方が、周辺部を接続代として中央部が膨出する皿状に形成された流体処理装置であって、複数の容器Bのうちの少なくとも一つが、皿状の容器形成部材51の背部に積層状態に位置させる、1つ又は容器並び方向に並ぶ複数の皿状の補助容器形成部材53を、その周辺部を隣接するものの背部に溶接接続することにより、容器並び方向に複数の処理空間Sを形成する多処理空間型の容器Bmに構成されている。
【選択図】図3

Description

本発明は、流体を処理する処理空間を形成する複数の容器が並べられ、
それら複数の容器を容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で前記容器並び方向両側から押し付ける押し付け手段が設けられ、
前記容器が、前記容器並び方向に位置する一対の容器形成部材を、その周辺部を溶接接続して構成され、
前記一対の容器形成部材の少なくとも一方が、周辺部を接続代として中央部が膨出する皿状に形成された流体処理装置及びその製造方法に関する。
かかる流体処理装置は、流体を処理する処理空間を形成する複数の容器を並べて設けて、それら複数の容器にて形成される複数の処理空間にて流体を処理するものであり、例えば、前記複数の処理空間のうちの一部を、炭化水素系の原燃料を水蒸気を用いて水素ガスと一酸化炭素ガスとを少なくとも含むガスに改質処理する改質反応部に構成し、前記複数の処理空間のうちの他の一部を、前記改質反応部から供給される改質処理ガス中の一酸化炭素ガスを水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理する変成反応部に構成して、水素ガスを含む水素含有ガスを生成するように構成する。
そして、このような流体処理装置では、装置の起動及び停止の繰り返しによる装置構成部材の膨張収縮や、各処理空間の処理温度の違いにより、各装置構成部材の膨張量に違いが発生することになるが、前記複数の容器が容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容される状態で容器並び方向両側から押し付け手段にて押し付けられ、加えて、前記容器が、容器並び方向に位置する一対の容器形成部材を、その周辺部を溶接接続して構成され、そして、前記一対の容器形成部材の少なくとも一方が、周辺部を接続代として中央部が膨出する皿状に形成されて、弾性変形可能であることにより、複数の容器に大きな応力が作用するのを抑制して、容器の耐久性の向上を図るものである(例えば、特許文献1参照。)。
つまり、装置の起動及び停止の繰り返しにより、各容器の膨張収縮が繰り返されたり、各容器の処理空間での処理温度が異なって各容器の膨張量が異なっても、各容器の容器並び方向に直交する方向での相対移動や、中央部が膨出する皿状の容器形成部材の弾性変形により、各容器に大きな応力が作用するのを抑制しているのである。
特開2000−178003号公報
しかしながら、従来の流体処理装置では、一対の容器形成部材の周辺部を溶接接続した容器では、処理空間が1個形成されるだけであり、一対の容器形成部材の夫々を皿状の容器形成部材とする状態に形成して、それら一対の容器形成部材の間に仕切り部材を位置させた状態で周辺部を溶接接続した容器でも、処理空間がたかだか2個形成されるだけである。
従って、多数の処理空間を必要とする流体処理装置ほど、容器の設置個数が多くなって、流体処理装置における容器並び方向での形状が大型化すると共に、重量が増大するという問題が生じ、又、熱容量が大きくなるので、処理空間を所定の温度にまで加熱するのに要する起動時間が長くなるという問題も生じることになる。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐久性を確保しながら、小型化、軽量化並びに起動時間の短縮化を図り得る流体処理装置、及び、その製造方法を提供することにある。
本発明の流体処理装置は、流体を処理する処理空間を形成する複数の容器が並べられ、
それら複数の容器を容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で前記容器並び方向両側から押し付ける押し付け手段が設けられ、
前記容器が、前記容器並び方向に位置する一対の容器形成部材を、その周辺部を溶接接続して構成され、
前記一対の容器形成部材の少なくとも一方が、周辺部を接続代として中央部が膨出する皿状に形成されたものであって、
その第1特徴構成は、前記複数の容器のうちの少なくとも一つが、前記皿状の容器形成部材の背部に積層状態に位置させる、1つ又は前記容器並び方向に並ぶ複数の皿状の補助容器形成部材を、その周辺部を隣接するものの背部に溶接接続することにより、容器並び方向に複数の処理空間を形成する、又は、前記皿状の容器形成部材の内部を仕切るように位置させる、一つ又は前記容器並び方向に並ぶ複数の隔壁部材を、その周辺部を前記皿状の容器形成部材の内周面に溶接接続することにより、前記容器並び方向に複数の処理空間を形成する多処理空間型の容器に構成されている点を特徴とする。
即ち、複数の容器のうちの少なくとも一つが、容器並び方向に複数の処理空間を形成する多処理空間型の容器に構成されているので、流体処理装置を構成するために設置する容器の個数を少なくすることができる。
つまり、皿状の容器形成部材の背部に、1つ又は容器並び方向に並ぶ複数の皿状の補助容器形成部材を、その周辺部を隣接するものの背部に溶接接続する状態で設けることにより、一対の容器形成部材にて処理空間が形成されるのに加えて、皿状の容器形成部材とその背部に隣接する皿状の補助容器形成部材との間に処理空間が形成され、更に、皿状の補助容器形成部材を複数設ける場合は、容器並び方向に隣接する皿状の容器形成部材の間に処理空間が形成されるので、容器並び方向に複数の処理空間が形成される。
あるいは、皿状の容器形成部材の内部に、一つ又は容器並び方向に並ぶ複数の隔壁部材を、その周辺部を皿状の容器形成部材の内周面に溶接接続する状態で設けることにより、隔壁部材にて仕切られる状態で、容器並び方向に複数の処理空間が形成される。
つまり、複数の容器を並べて複数の処理空間を形成するに当たって、容器並び方向に隣接する処理空間同士を、1枚の皿状の容器形成部材あるいは1枚の皿状の補助容器形成部材にて仕切る状態となる箇所、又は、1枚の隔壁部材にて仕切る状態となる箇所を多くすることが可能となるので、流体処理装置を構成するに当たって、容器形成部材及び補助容器形成部材等を含む、又は、容器形成部材及び隔壁部材等を含む装置構成部材の数を少なくすることが可能となる。
従って、流体処理装置における容器並び方向での形状の小型化を図ると共に、流体処理装置の軽量化を図ることができ、又、熱容量を少なくすることができるので、起動時間の短縮化を図ることができる。
これに対して、従来の流体処理装置では、複数の容器を並べて複数の処理空間を形成するに当たって、上述した容器を多数並べることになるから、容器並び方向に隣接する処理空間同士の間に、隣接する容器の2枚の容器形成部材が存在する状態となる箇所が多くなって、容器形成部材等を含む装置構成部材の数が多くなることになり、上述したように、流体処理装置における容器並び方向での形状が大型化すると共に、重量が重量化し、又、起動時間が長くなるのである。
要するに、耐久性を確保しながら、小型化、軽量化並びに起動時間の短縮化を図り得る流体処理装置を提供することができるようになった。
本発明の流体処理装置は、流体を処理する処理空間を形成する複数の容器が並べられ、
それら複数の容器を容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で前記容器並び方向両側から押し付ける押し付け手段が設けられ、
前記容器が、前記容器並び方向に位置する一対の容器形成部材を、その周辺部を溶接接続して構成され、
前記一対の容器形成部材の少なくとも一方が、周辺部を接続代として中央部が膨出する皿状に形成されたものであって、
その特徴構成は、前記複数の容器のうちの少なくとも一つにおいて、前記一対の容器形成部材の少なくとも一方が深底容器形成部材として構成され、周囲を湾曲させた少なくとも一つの補助容器形成プレートを前記深底容器形成部材の開口部から内挿し、当該補助容器形成プレートの外周部を前記深底容器形成部材の内周面に溶接接続することにより、前記容器並び方向に複数の処理空間を形成する多処理空間型の容器に構成されている点にある。
本構成の流体処理装置では、容器並び方向に複数の処理空間を形成するに際し、深底容器形成部材と補助容器形成プレートとを使用している。具体的には、周囲を湾曲させた少なくとも一つの補助容器形成プレートを深底容器形成部材の開口部から内挿し、当該補助容器形成プレートの外周部を深底容器形成部材の内周面に溶接接続して前記処理空間を形成している。このとき、深底容器形成部材の内周面に溶接した後の補助容器形成プレートにおいて、深底容器形成部材との接続部であるプレート周囲の湾曲部がある程度の弾性を有することになる。このため、流体処理装置の温度変化等によって歪みが生じ得るような場合であっても、前記湾曲部が弾性変形することにより、その歪を吸収することができる。
また、最終的な流体処理装置の容器の匡体は、単一の深底容器形成部材だけで構成されることになるため、内挿する補助容器形成プレートには高度な加工精度は要求されない。このため、補助容器形成プレートをプレス加工等によって比較的簡単に作製することができる。
さらに、補助容器形成プレートを深底容器形成部材の内周面に略当接させた状態で溶接することができるので、複数の補助容器形成プレートを深底容器形成部材の内周面の所定位置に配置しておけば連続的に溶接することも可能である。従って、溶接作業の自動化が容易であり、製造コストの低減に有効である。
本発明の流体処理装置のさらなる特徴構成は、上記特徴構成に加えて、
前記深底容器形成部材に前記補助容器形成プレートを複数内挿する場合において、前記補助容器形成プレートの外周部が、後続の補助容器形成プレートに当接して当該後続の補助容器形成プレートの内挿位置を規定する位置決め部として機能するように構成されている点にある。
流体処理装置に処理空間を形成するに際し、深底容器形成部材に補助容器形成プレートを複数内挿する場合がある。このとき、流体処理装置の設計に応じて夫々の補助容器形成プレートを適切な間隔で配置することが必要となる。このような場合、補助容器形成プレートの外周部を、後続の補助容器形成プレートに当接して当該後続の補助容器形成プレートの内挿位置を規定する位置決め部として構成しておくことが有効である。例えば、補助容器形成プレートの外周部近傍を深底容器形成部材の内周面に接触させ、さらに外周部の先端縁部を前記内周面から離間させて開口側に突出させておけば、後続の補助容器形成プレートはやがて前記先端縁部に当接し、当該後続の補助容器形成プレートはそれ以上奥に進むことはできない。従って、前記先端縁部を所望のサイズに予め形成しておけば、後続の補助容器形成プレートの内挿位置を規定することができるのである。
本発明の流体処理装置のさらなる特徴構成は、上記特徴構成に加えて、
前記深底容器形成部材は開口部側から底部側に向けて先細りとなるテーパー状に構成され、前記補助容器形成プレートの外周部がテーパー状にされた前記深底容器形成部材の内周面に当接した状態で溶接接続されている点にある。
流体処理装置に処理空間を形成するためには、深底容器形成部材を開口部側から底部側に向けて先細りとなるテーパー状に構成しておくことも有効である。この場合、複数の補助容器形成プレートを深底容器形成部材に内挿すると、やがて補助容器形成プレートの外周部がテーパー状にされた深底容器形成部材の内周面に当接する。この状態で両者を溶接すれば、補助容器形成プレートを確実に深底容器形成部材の内周面に固定することができるのである。しかも、複数の補助容器形成プレートの大きさを深底容器形成部材のテーパーに合わせて段階的に適切に変えておけば、各補助容器形成プレートの内挿位置を容易に規定することができる。
本発明の流体処理装置のさらなる特徴構成は、上記特徴構成に加えて、
前記複数の容器のうちの少なくとも一つが、前記一対の容器形成部材の夫々を前記皿状の容器形成部材とする状態に形成され、且つ、前記一対の容器形成部材の間に仕切り部材を位置させた状態で周辺部が溶接接続されて、前記仕切り部材の両側に前記処理空間を備えるように構成されている点にある。
即ち、複数の容器のうちの少なくとも一つが、一対の皿状の容器形成部材の間に仕切り部材を位置させた状態で周辺部が溶接接続されて、仕切り部材の両側に処理空間を備えるように構成されているので、一対の皿状の容器形成部材夫々の背部に、1つ又は容器並び方向に並ぶ複数の皿状の補助容器形成部材を、その周辺部を隣接するものの背部に溶接接続する状態で設けることにより、容器並び方向に隣接する処理空間同士を、1枚の仕切り部材、1枚の皿状の容器形成部材あるいは1枚の皿状の補助容器形成部材にて仕切る状態で、より多くの処理空間を容器並び方向に備えた多処理空間型の容器を構成することができる。
又は、一対の皿状の容器形成部材夫々の内部に、一つ又は容器並び方向に並ぶ複数の隔壁部材を、その周辺部を皿状の容器形成部材の内周面に溶接接続する状態で設けることにより、容器並び方向に隣接する処理空間同士を、1枚の仕切り部材あるいは1枚の隔壁部材にて仕切る状態で、より多くの処理空間を容器並び方向に備えた多処理空間型の容器を構成することができる。
そして、そのようにより多くの処理空間を容器並び方向に備えた多処理空間型の容器を用いることにより、容器並び方向に隣接する処理空間同士を1枚の部材にて仕切る状態となる箇所をより多くすることが可能となるので、流体処理装置を構成するための装置構成部材の数をより一層少なくすることができる。
従って、流体処理装置の小型化、軽量化並びに起動時間の短縮化をより一層図ることができるようになった。
本発明の流体処理装置のさらなる特徴構成は、上記特徴構成に加えて、
前記複数の容器のうちで前記容器並び方向に複数の処理空間を備えるもののうちの少なくとも一つが、容器内部において前記容器並び方向に隣接する処理空間を連通する流体通過部を備える状態に形成されている点にある。
即ち、容器内部において容器並び方向に隣接する処理空間の間での流体の移動が、それら容器並び方向に隣接する処理空間を連通する流体通過部により行われる。
そして、その流体通過部を、例えば容器並び方向に隣接する処理空間を仕切る皿状の容器形成部材、皿状の補助容器形成部材、隔壁部材又は仕切り部材に開口させる状態で設けることにより、その流体通過部の断面積を大きくすることができるので、その流体通過部を通過する流体の圧損を小さくすることができる。
ちなみに、容器内部において容器並び方向に隣接する処理空間同士を、外部において管部材にて接続して、その管部材を通して、隣接する処理空間の間で流体を移動させることが想定されるが、管部材の径を大きくするのに限度があるので、管部材を通過する流体の圧損が大きくなる。
従って、流体を複数の処理空間にわたって通流させて処理するに当たって、その流体の圧損を小さくすることができるので、その流体を圧送するためのポンプ等の消費電力を小さくすることができるようになり、流体の処理コストを低減することができるようになった。
本発明の流体処理装置のさらなる特徴構成は、上記特徴構成に加えて、
前記複数の容器が、伝熱量を調節する必要のある容器同士の間に伝熱量調節用の断熱材を介在させた状態で並設されている点にある。
即ち、複数の容器を、伝熱量を調節する必要のある容器同士の間に伝熱量調節用の断熱材を介在させた状態で並べることにより、断熱材による伝熱量の調節により、処理空間の温度をその処理空間にて流体を処理するための適切な温度に調節することができる。
つまり、容器並び方向に並ぶ複数の容器のうち、少なくとも一つの容器の処理空間の温度は、例えばその処理空間を加熱する加熱手段の加熱能力の調節等により調節する必要があるものの、他の容器の処理空間の温度は、その容器に隣接する容器との間の断熱材による伝熱量の調節により、成り行きにて適切な温度に調節することが可能となる。
従って、処理空間の温度を調節するための温度制御構成を簡略化することができるので、流体処理装置の低廉化を図ることができるようになった。
本発明の流体処理装置のさらなる特徴構成は、上記特徴構成に加えて、
前記複数の容器にて形成される複数の処理空間のうちの一部が、炭化水素系の原燃料を水蒸気を用いて水素ガスと一酸化炭素ガスとを少なくとも含むガスに改質処理する改質反応用触媒が充填されて、改質反応部に構成され、
前記複数の処理空間のうちの一部が、一酸化炭素ガスを水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理する変成反応用触媒が充填されて、変成反応部に構成され、
原燃料が前記改質反応部に供給されて改質処理され、その改質処理後のガスが前記変成反応部に供給されて変成処理されて、水素ガスを含む水素含有ガスが生成されるように構成されている点にある。
即ち、炭化水素系の原燃料を水蒸気を用いて水素ガスと一酸化炭素ガスに改質処理するには、例えば600〜750°C程度の高温が必要となる一方、一酸化炭素ガスを水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理するには、例えば150〜400°C程度の温度でよいことから、改質処理を行う処理空間が高温になると共に、その改質処理を行う処理空間と変成処理を行う処理空間との温度差が大きい。
つまり、このような炭化水素系の原燃料を用いて一酸化炭素ガス含有量の少ない水素含有ガスを生成する流体処理装置においては、装置の起動及び停止の繰り返しによる装置構成部材の膨張収縮や、各処理空間の処理温度の違いによる各装置構成部材の膨張量の違いにより応力が発生し易いものであるが、このような流体処理装置に本発明を適用することにより、応力の発生を充分に抑制して耐久性を確保することができるのである。
従って、炭化水素系の原燃料と水蒸気を用いて一酸化炭素ガス含有量の少ない水素含有ガスを生成する流体処理装置において、耐久性を確保しながら、小型化、軽量化並びに起動時間の短縮化を図ることができるようになった。
本発明の流体処理装置の製造方法は、上記特徴構成のいずれかを備えた流体処理装置の製造方法であって、
その第1特徴構成は、前記複数の容器のうちで、その容器が備える複数の処理空間のうちに流体供給用又は流体排出用の管部材が溶接接続される触媒充填用の処理空間を備える容器について、
前記管部材を接続する前に、その管部材を接続するための管部材接続口を通して前記触媒充填用の処理空間に触媒を充填し、
続いて、前記管部材接続口に前記管部材を溶接接続する点を特徴とする。
即ち、複数の容器のうちで、その容器が備える複数の処理空間のうちに流体供給用又は流体排出用の管部材が溶接接続される触媒充填用の処理空間を備える容器については、容器を製作した後、管部材を接続する前に、その管部材を接続するための管部材接続口を通して触媒充填用の処理空間に触媒を充填し、続いて、管部材接続口に管部材を溶接接続す
る。
つまり、容器の製作は、単に、容器形成部材と、仕切り部材、皿状の補助容器形成部材又は隔壁部材とを所定の状態に配置して、溶接接続することにより行い、触媒充填用の処理空間への触媒の充填は、容器を製作した後に、管部材を接続するための管部材接続口を通して行うので、複数の処理空間を備えた多処理空間型の容器であっても、その製作及びその触媒充填用の処理空間への触媒の充填を簡単に行うことができる。
しかも、容器を製作した後に触媒充填用の処理空間へ触媒を充填するにしても、流体供給用又は流体排出用の管部材を接続するための管部材接続口を利用して行うので、別途、触媒充填のための充填口を設ける必要が無く、価格の上昇を回避することができる。
ちなみに、皿状の容器形成部材の背部に、触媒を収容した状態の皿状の補助容器形成部材の周辺部を溶接接続する、又は、皿状の容器形成部材の内部に触媒を収容した状態で、その皿状の容器形成部材の内周面に隔壁部材の周辺部を溶接接続することにより、多処理空間型の容器の製作及びその容器の触媒充填用の処理空間への触媒の充填を行うことが想定される。
しかしながら、触媒を収容した状態の皿状の補助容器形成部材の周辺部を皿状の容器形成部材の背部に溶接接続する作業、又は、内部に触媒を収容した状態の皿状の容器形成部材の内周面に、隔壁部材の周辺部を溶接接続する作業は、触媒をこぼさない状態で行う必要がある等、行い難いものである。
従って、容器並び方向に複数の処理空間を備えた多処理空間型の容器を備えながらも、価格の上昇を回避しながら簡単に製造することができる流体処理装置の製造方法を提供することができるようになった。
本発明の流体処理装置の製造方法のさらなる特徴構成は、上記特徴構成に加えて、
前記触媒充填用の処理空間に、その内部の触媒の酸化を防止するための酸化防止用ガスを供給しながら、前記管部材接続口に前記管部材を溶接接続する点にある。
即ち、触媒充填用の処理空間に、その内部の触媒の酸化を防止するための酸化防止用ガスを供給しながら、管部材接続口に管部材を溶接接続するので、触媒の酸化を防止することができる。
つまり、管部材を管部材接続口に溶接接続するときには、処理空間内の触媒は高温の雰囲気に曝されるが、その処理空間に酸化防止用ガスを供給しながら行うことにより、その処理空間内に酸化防止用ガスを満たして、触媒を酸化防止用ガスにて充分に覆うことができるので、触媒の劣化を充分に抑制することができる。
従って、流体の処理能力を向上し得る流体処理装置の製造方法を提供することができるようになった。
本発明の流体処理装置の製造方法の他の特徴構成は、
前記複数の容器のうちで、その容器が備える複数の処理空間のうちに触媒充填用の処理空間を備える容器に、その触媒充填用の処理空間に触媒を充填するための触媒充填口を備えさせ、
その触媒充填口を通して前記触媒充填用の処理空間に触媒を充填し、
続いて、前記触媒充填口を閉じる蓋部材を前記容器に溶接接続する点にある。
即ち、複数の容器のうちで、その容器が備える複数の処理空間のうちに触媒充填用の処理空間を備える容器については、触媒充填用の処理空間に触媒を充填するための触媒充填口を備えさせた状態で、容器を製作した後、その触媒充填口を通して触媒充填用の処理空間に触媒を充填し、続いて、触媒充填口を閉じる蓋部材を容器に溶接接続する。
つまり、容器の製作は、単に、容器形成部材と、仕切り部材、皿状の補助容器形成部材又は隔壁部材とを所定の状態に配置して、溶接接続することにより行い、触媒充填用の処理空間への触媒の充填は、容器を製作した後に、その容器に備えさせた触媒充填口を通して行うので、複数の処理空間を備えた多処理空間型の容器であっても、その製作及びその触媒充填用の処理空間への触媒の充填を簡単に行うことができる。
従って、容器並び方向に複数の処理空間を備えた多処理空間型の容器を備えながらも、簡単に製造することができる流体処理装置の製造方法を提供することができるようになった。
以下、図面に基づいて、本発明を水素含有ガス生成用の流体処理装置に適用した場合の実施の形態を説明する。
ちなみに、この水素含有ガス生成用の流体処理装置は、例えば、燃料電池に発電反応用として供給する燃料ガスの生成用として用いる。
〔第1実施形態〕
図3及び図19に示すように、流体処理装置Pは、天然ガス等の炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫反応部1と、供給される水を加熱により蒸発させて水蒸気を生成する水蒸気生成部2と、脱硫反応部1で脱硫処理された原燃料ガスを水蒸気生成部2で生成された水蒸気を用いて水素ガスと一酸化炭素ガスとを少なくとも含むガスに改質処理する改質反応部3と、その改質反応部3から供給される改質処理ガス中の一酸化炭素ガスを水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理する変成反応部4と、その変成反応部4から供給される改質処理ガス中に残っている一酸化炭素ガスを選択的に酸化処理する選択酸化反応部5等を備えて構成して、一酸化炭素ガス含有量の少ない水素含有ガスを生成するように構成してある。
更に、流体処理装置Pには、燃焼用ガスを燃焼させて前記改質反応部3を加熱する燃焼反応部6、前記改質反応部3から排出される改質処理ガスを通流させて改質反応部3を加熱する改質部加熱用通流部7、前記燃焼反応部6から排出される燃焼排ガスを通流させてその燃焼排ガスにより前記水蒸気生成部2を加熱する加熱用排ガス通流部8、その加熱用排ガス通流部8から排出される燃焼排ガスを通流させてその燃焼排ガスにより前記変成反応部4を冷却する冷却用排ガス通流部9、前記改質部加熱用通流部7から排出される高温の改質処理ガスにより前記脱硫反応部1にて脱硫された脱硫後の原燃料ガスを加熱する脱硫後原燃料用熱交換器Ea、その脱硫後原燃料用熱交換器Eaにて熱交換後の改質処理ガスにより脱硫反応部1にて脱硫処理する原燃料ガスを加熱する脱硫前原燃料用熱交換器Eb、及び、前記冷却用排ガス通流部9から排出される燃焼排ガスの排熱を前記燃焼反応部6に供給される燃焼用ガス及び燃焼用空気に回収するエコノマイザEcを設けてある。
前記脱硫後原燃料用熱交換器Eaは、前記改質部加熱用通流部7から排出された改質処理ガスを通流させる上流側熱交換用通流部10と、前記脱硫反応部1にて脱硫処理されて改質反応部3に供給する脱硫後の原燃料ガスを通流させる脱硫後原燃料通流部11とを熱交換自在に設けて構成し、前記脱硫前原燃料用熱交換部Ebは、前記上流側熱交換用通流部10から排出された改質処理ガスを通流させる下流側熱交換用通流部12と、前記脱硫反応部1にて脱硫処理する原燃料ガスを通流させる脱硫前原燃料通流部13とを熱交換自在に設けて構成してある。
又、前記エコノマイザEcは、前記冷却用排ガス通流部9から排出される燃焼排ガスを通流させる排熱源排ガス通流部14の一方側に、前記燃焼反応部6に供給される燃焼用ガスを通流させる燃焼用ガス通流部15を、他方側に、前記燃焼反応部6に供給される燃焼用空気を通流させる燃焼用空気通流部16を夫々、前記排熱源排ガス通流部14と熱交換自在に設けて構成してある。
図1及び図3に示すように、流体処理装置Pは、流体を処理する処理空間Sを形成する複数の扁平状の容器Bを横方向に積層状に並べ、それら複数の容器Bを容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で前記容器並び方向両側から押し付ける押し付け手段Hを設けて構成してある。
前記容器Bは、図4ないし図8にも示すように、前記容器並び方向に位置する一対の容器形成部材51を、その周辺部を溶接接続して構成し、前記一対の容器形成部材51の少なくとも一方を、周辺部を接続代として中央部が膨出する皿状に形成してある。
そして、前記複数の容器Bにて形成される複数の処理空間Sにより、前記脱硫、改質、変成、選択酸化、燃焼の各反応部1,3,4,5,6、前記水蒸気生成部2、及び、前記改質部加熱用、加熱用排ガス、冷却用排ガス、上流側熱交換用、脱硫後原燃料、下流側熱交換用、脱硫前原燃料用、排熱源排ガス、燃焼用ガス、燃焼用空気の各通流部7,8,9,10,11,12,13,14,15,16を構成してある。
この第1実施形態では、前記複数の容器Bのうちの少なくとも一つを、前記皿状の容器形成部材51の背部に積層状態で位置させる一つの皿状の補助容器形成部材53を、その周辺部を隣接するものの背部に溶接することにより、前記容器並び方向に複数の処理空間Sを形成する多処理空間型の容器Bmに構成してある。
又、前記複数の容器Bのうちの少なくとも一つを、前記一対の容器形成部材51の夫々を前記皿状の容器形成部材51とする状態に形成し、且つ、前記一対の容器形成部材51の間に仕切り部材52を位置させた状態で周辺部を溶接接続して、前記仕切り部材52の両側に前記処理空間Sを備えるように構成してある。
この第1実施形態では、7個の容器Bを並べ、それら7個の容器の全てを、前記皿状の一対の容器形成部材51の間に仕切り部材52を位置させた状態で周辺部を溶接接続して、前記仕切り部材52の両側に前記処理空間Sを備えるように構成してある。
尚、7個の容器Bの区別が明確になるように、便宜上、容器を示す符合Bの後に、図1及び図3において左からの並び順を示す符合1,2,3……………7を付す。
そして、この第1実施形態では、左から2個目の容器B2、4個目の容器B4、右端の容器B7を、前記補助容器形成部材53を設けない基本型の容器Bsとしてある。この基本型の容器Bsを、図4に示す。
又、左端の容器B1は、一対の皿状の容器形成部材51のうち、左側の皿状の容器形成部材51の背部に前記補助容器形成部材53を設けて、3個の処理空間Sを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理空間型の容器Bmとし、左から3個目の容器B3は、図5にも示すように、一対の皿状の容器形成部材51のうち、右側の皿状の容器形成部材51の背部に前記補助容器形成部材53を設けて、3個の処理空間Sを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理空間型の容器Bmとし、左から5個目の容器B5は、図6及び図7にも示すように、一対の皿状の容器形成部材51の両方の背部夫々に前記補助容器形成部材53を設けて、4個の処理空間Sを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理空間型の容器Bmとし、左から6個目の容器B6も、左から5個目の容器B5と同様に、4個の処理空間Sを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理空間型の容器Bmとしてある。
図3に示すように、左端の容器B1(処理空間Sを3個備えた多処理空間型の容器Bm)において、左端の処理空間Sにて前記燃焼用ガス通流部15を構成し、中央の処理空間Sにて前記排熱源排ガス通流部14を構成し、右端の処理空間Sにて前記燃焼用空気通流部16を構成して、この左端の容器B1にて前記エコノマイザEcを構成してある。
左から2個目の容器B2(処理空間Sを前記容器並び方向に2個備えた基本型の容器Bs)における左側の処理空間Sにて前記加熱用排ガス通流部8を構成し、右側の処理空間Sにて前記水蒸気生成部2を構成してある。
図5にも示すように、左から3個目の容器B3(処理空間Sを前記容器並び方向に3個備えた多処理空間型の容器Bm)において、左端の処理空間Sにて前記燃焼反応部6を構成し、中央の処理空間Sにて前記改質反応部3を構成し、右端の処理空間Sにて前記改質部加熱用通流部7を構成してある。
つまり、左から3個目の容器B3の左端の処理空間S内に、燃焼用ガスを噴出するガス噴出孔(図示省略)を列状に形成した燃焼用ガス噴出管17と、燃焼用空気を噴出する空気噴出孔(図示省略)を列状に形成した燃焼用空気噴出管18を設けて、その処理空間S内にて、燃焼用ガス噴出管17から噴出される燃焼用ガスを燃焼用空気噴出管18から噴出される燃焼用空気にて燃焼させるように構成してある。
又、左から3個目の容器B3の中央の処理空間S内に、炭化水素系の原燃料を水蒸気を用いて水素ガスと一酸化炭素ガスとを少なくとも含むガスに改質処理するルテニウム、ニッケル、白金等の改質反応用触媒19を充填して、その処理空間Sを改質反応部3に構成してある。
又、前記改質反応部3として構成する処理空間Sと前記改質部加熱用通流部7として構成する処理空間Sとを仕切る皿状の容器形成部材51には、容器並び方向に隣接するそれら処理空間Sを連通する流体通過部54を設けて、その流体通過部54を通して、前記改質反応部3にて改質処理された改質処理ガスを前記改質部加熱用通流部7に流入させるように構成してある。
ちなみに、前記改質反応部3では、原燃料ガスがメタンガスを主成分とする天然ガスベースの都市ガス(13A)である場合は、改質反応用触媒19の触媒作用により、例えば600〜750°Cの範囲の改質処理温度の下で、メタンガスと水蒸気とを下記の反応式(1)にて改質反応させて、水素ガスと一酸化炭素ガスとを少なくとも含む改質処理ガスを生成させる。
Figure 2007090321
左から4個目の容器B4(基本型の容器Bs)における左側の処理空間Sにて前記上流側熱交換用通流部10を構成し、右側の処理空間Sにて前記脱硫後原燃料通流部11を構成して、この左から4個目の容器B4にて、前記脱硫後原燃料用熱交換器Eaを構成してある。
図6及び図7にも示すように、左から5個目の容器B5(処理空間Sを前記容器並び方向に4個備えた多処理空間型の容器Bm)において、左端及び左から2個目の処理空間Sの夫々は、炭化水素系の原燃料ガスを脱硫処理する脱硫反応用触媒20を充填して脱硫反応部1に構成し、左から3個目の処理空間Sは、脱硫前原燃料通流部13に構成し、右端の処理空間Sは、一酸化炭素ガスを水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理する酸化鉄系又は銅亜鉛系の変成反応用触媒21を充填して変成反応部4に構成してある。
ちなみに、詳細は後述するが、この第1実施形態では、この左から5個目の容器B5にて構成する変成反応部4を1段目として、変成反応部4を4段に設けるので、以下、この左から5個目の容器B5にて構成する変成反応部4を1段目の変成反応部4と記載する場
合がある。
又、左端の処理空間Sと左から2個目の処理空間Sとを仕切る皿状の容器形成部材51、左から2個目の処理空間Sと左から3個目の処理空間Sとを仕切る仕切り部材52の夫々に、夫々の両側の処理空間Sを連通する流体通流部54を設けてある。そして、左から2個目の処理空間Sにて構成する脱硫反応部1を1段目とし、左端の処理空間Sにて構成する脱硫反応部1を2段目として、脱硫対象の原燃料ガスを、脱硫前原燃料通流部13を通過させて予熱した後、1段目、2段目の順に各脱硫反応部1を通流させて、脱硫処理するように構成してある。
又、脱硫前原燃料通流部13を構成する左から3個目の処理空間Sと1段目の変成反応部4を構成する右端の処理空間Sとを仕切る皿状の容器形成部材51を、伝熱壁として、その伝熱壁を通して、脱硫前原燃料通流部13を通流する脱硫対象の原燃料ガスと1段目の変成反応部4を通流する変成処理対象の改質処理ガスとを熱交換させるように構成してある。
つまり、1段目の変成反応部4を前記下流側熱交換用通流部12として兼用するように構成して、前記脱硫前原燃料通流部13と下流側熱交換用通流部12とにより、前記脱硫前原燃料用熱交換器Ebを構成してある。
左から6個目の容器B6(処理空間Sを前記容器並び方向に4個備えた多処理空間型の容器Bm)において、左端の処理空間Sを前記冷却用排ガス通流部9に構成し、左から2個目、左から3個目及び右端の処理空間Sの夫々は、前記変成反応用触媒21を充填して変成反応部4に構成してある。
又、左から2個目の処理空間Sと左から3個目の処理空間Sを仕切る仕切り部材52、左から3個目の処理空間Sと右端の処理空間Sとを仕切る皿状の容器形成部材51夫々に、夫々の両側の処理空間Sを連通する流体通流部54を設けてある。そして、左から2個目の処理空間Sにて構成する変成反応部4を2段目とし、左から3個目の処理空間Sにて構成する変成反応部4を3段目とし、右端の処理空間Sにて構成する変成反応部4を4段目として、前記左から5個目の容器B5にて構成する1段目の変成反応部4からこの2段目の変成反応部4に外部のガス処理流路32にて改質処理ガスを供給して、改質処理ガスを2段目、3段目、4段目の順に各変成反応部4を通流させて、変成処理するように構成してある。
ちなみに、前記変成反応部4では、変成反応用触媒21の触媒作用により、改質反応部3から供給される改質処理ガス中の一酸化炭素と水蒸気とを、例えば、150〜400°Cの範囲の変成処理温度の下で、下記の反応式(2)にて変成反応させる。
Figure 2007090321
左から7個目、即ち右端の容器B7(基本型の容器Bs)において、左側の処理空間Sは何にも用いずに伝熱調整用とし、右側の処理空間Sは、一酸化炭素ガスを選択的に酸化処理する白金、ルテニウム、ロジウム等の貴金属系の選択酸化用触媒22を充填して前記選択酸化反応部5に構成してある。
ちなみに、前記選択酸化反応部5では、選択酸化反応用触媒22の触媒作用により、例えば80〜150°Cの選択酸化処理温度の下で、変成処理後の改質処理ガス中に残存している一酸化炭素ガスが選択酸化される。
そして、上述の7個の容器Bを、左端の容器B1の外側、左端の容器B1と左から2個目の容器B2との間、左から2個目の容器B2と左から3個目の容器B3との間、左から3個目の容器B3と左から4個目の容器B4との間、左から4個目の容器B4と左から5個目の容器B5との間、及び、左から5個目の容器B5と左から6個目の容器B6との間の夫々に断熱材23を配置した状態で密接状態に並べて設けて、前記押し付け手段Hにより、それら密接状態の7個の容器Bを容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で容器並び方向両側から押し付けるように構成してある。
つまり、複数の容器Bを、伝熱量を調節する必要のある容器B同士の間に伝熱量調節用の断熱材23を介在させた状態で並設してある。
図1及び図2に基づいて、前記押し付け手段Hについて説明を加える。
この押し付け手段Hは、上述のように複数の容器Bを並設した状態で、その並び方向両端に夫々当て付けて配置する一対の保持板71と、それら一対の保持板71を連結する6組のネジ式連結手段を備えて構成してある。
ネジ式連結手段は、ボルト72、一対のナット73及び一対のスプリングワッシャ74から成る。
各保持板71は、L字状に形成すると共に、各保持板71は、2本の補強用リブ75にて補強してある。
そして、一対の保持板71にボルト72を挿通した状態で、そのボルト72の両側からスプリングワッシャ74を介してナット73にて締め付けることにより、複数の容器Bを並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で並び方向両側から押し付けるようにしてある。又、スプリングワッシャ74の伸縮作用により、各容器Bの並び方向での膨張収縮も許容するようにしてある。
尚、一対の保持板71を立設して、その一対の保持板71にて支持する状態で、流体処理装置Pを設置する。
図3及び図19に示すように、原燃料供給流路31を前記脱硫前原燃料通流部13に接続し、前記2段目の脱硫反応部1と前記脱硫後原燃料通流部11とを、その脱硫後原燃料通流部11と前記改質反応部3とを、前記改質部加熱用通流部7と前記上流側熱交換用通流部10とを、その上流側熱交換用通流部10と前記下流側熱交換用通流部12を兼用する前記1段目の変成反応部4とを、その1段目の変成反応部4と前記2段目の変成反応部4とを、前記4段目の変成反応部4と前記選択酸化反応部5とを、夫々ガス処理流路32にて接続し、更に、その選択酸化反応部5と燃料電池Gの燃料ガス供給部とを燃料ガス流路33にて接続して、脱硫前原燃料通流部13、1段目、2段目の脱硫反応部1、脱硫後原燃料通流部11、改質反応部3、改質部加熱用通流部7、上流側熱交換用通流部10、1段目、2段目、3段目、4段目の変成反応部4、選択酸化反応部5を順に流れて、燃料電池Gに至るガス処理経路を形成してある。
2段目の脱硫反応部1と前記脱硫後原燃料通流部11とを接続するガス処理流路32には、脱硫後の原燃料ガスに水蒸気を混合させるためのエジェクタ35を設けてある。
つまり、原燃料ガスを1段目、2段目の脱硫反応部1にて脱硫処理し、その脱硫処理した原燃料ガスに、後述する水蒸気生成部2から水蒸気流路34にて供給される水蒸気をエジェクタ35にて混合させ、その水蒸気を混合させた原燃料ガスを改質反応部3にて改質処理し、その改質処理ガスを1段目、2段目、3段目、4段目の変成反応部4にて変成処理し、その変成処理した改質処理ガスを選択酸化反応部5にて選択酸化処理して、一酸化炭素含有率の小さい水素含有ガスを生成し、その水素含有ガスを燃料ガスとして燃料ガス流路33を通じて燃料電池Gに供給するように構成してある。
そして、燃料電池Gでは、燃料ガス流路33からの燃料ガスが燃料極に供給され、反応
用送風機36からの空気が酸素極に供給されて、燃料ガス中の水素と空気中の酸素との電気化学反応により発電されることになる。ちなみに、この燃料電池Gとしては、例えば、電解質層として高分子膜を用いた高分子型のものを用いる。
前記燃焼反応部6と前記加熱用排ガス通流部8とを、その加熱用排ガス通流部8と前記冷却用排ガス通流部9とを、その冷却用排ガス通流部9と前記エコノマイザEcの前記排熱源排ガス通流部14とを、夫々燃焼排ガス流路37にて接続して、燃焼反応部6から排出される燃焼排ガスを、加熱用排ガス通流部8、冷却用排ガス通流部9、エコノマイザEcの排熱源排ガス通流部14の順に通流させるように構成してある。
前記燃料電池Gの前記燃料極から排出されるオフガスを前記燃焼反応部6にて燃焼させる燃焼用ガスとして導く燃焼用ガス流路38にて、その燃料電池Gのオフガス排出部と前記エコノマイザEcの燃焼用ガス通流部15とを、その燃焼用ガス通流部15と前記燃焼反応部6に設けた燃焼用ガス噴出管17とを、夫々接続してある。
又、燃焼用送風機39と前記エコノマイザEcの前記燃焼用空気通流部16とを、その燃焼用空気通流部16と前記燃焼反応部6に設けた前記燃焼用空気噴出管18とを、夫々燃焼用空気流路40にて接続してある。
そして、前記エコノマイザEcにて、燃焼排ガスの排熱を燃焼用ガス及び燃焼用空気に回収して、それら燃焼用ガス及び燃焼用空気を予熱し、そのように予熱した燃焼用ガス及び燃焼用空気を前記燃焼反応部6に供給して燃焼させるように構成してある。
改質処理用の水蒸気を生成するための原料水を供給する原料水供給流路41を前記水蒸気生成部2に接続し、前記加熱用排ガス通流部8による加熱により前記水蒸気生成部2にて生成された水蒸気を導く前記水蒸気流路34を前記エジェクタ35に接続してある。
つまり、改質反応部3に隣接する処理空間Sを、その改質反応部3を加熱するために燃焼用ガスを燃焼させる燃焼反応部6に構成し、互いに隣接する二つの処理空間Sのうちの一方を、供給される水を加熱により蒸発させる水蒸気生成部2に構成し、他方を前記燃焼反応部6から排出される燃焼排ガスを前記水蒸気生成部2を加熱するために通流させる加熱用排ガス通流部8に構成し、前記水蒸気生成部2で生成された水蒸気が改質反応用として前記改質反応部3に供給されるように構成してある。
上述のように構成することにより、炭化水素系の原燃料と水蒸気を用いて一酸化炭素ガス含有量の少ない水素含有ガスを生成する流体処理装置Pを、原燃料の改質処理用の水蒸気を生成する水蒸気生成部をも備えた状態で一体的に構成してある。
又、改質反応部3及び水蒸気生成部2夫々を加熱する必要があるものの、水は原燃料と水蒸気とが改質反応する温度よりも低い温度で蒸発することを利用して、燃焼反応部6を改質反応部3に隣接して設けて、その燃焼反応部6にて改質反応部3を高温に加熱し、その燃焼反応部6から排出される燃焼排ガスを水蒸気生成部2に隣接する加熱用排ガス通流部8に通流させて水蒸気生成部2を加熱するようにしてある。
つまり、一つの燃焼反応部6により、改質反応部3と水蒸気生成部2の両方を夫々に適した温度に加熱するので、装置の低廉化並びに消費エネルギーの低減化を図ることができる。
次に、図8ないし図10に基づいて、この第1実施形態の流体処理装置の製造方法として、主として、本発明に係わる容器Bの製造方法について説明する。
尚、以下では、処理空間Sを前記容器並び方向に4個備えた多処理空間型の容器Bmである左から5個目の容器B5を例にして、容器Bの製造方法を説明する。
前記皿状の容器形成部材51、仕切り部材52及び皿状の補助容器形成部材53は、夫々、ステンレス等の耐熱金属製であり、前記皿状の容器形成部材51及び皿状の補助容器形成部材53は、その耐熱金属からなる板材をプレス成形して皿状に形成する。
容器Bにて形成される処理空間Sにおいては、上部から供給された流体を下方側に向けて通流させて下部から排出する、あるいは、下部から供給された流体を上方側に向けて通流させて上部から排出するように、流体を上下方向に通流させる。
そして、図8に示すように、容器Bにて形成される複数の処理空間Sのうち、上部又は下部に流体供給用又は流体排出用の流路を形成する管部材55を接続する処理空間Sに対応させて、予め、その処理空間Sを形成する皿状の容器形成部材51又は皿状の補助容器形成部材53の側周壁の上部又は下部に、前記管部材55を接続するための管部材接続口56を形成する。
例えば、この左から5個目の容器B5では、脱硫前原燃料通流部13を構成する左から3個目の処理空間Sの上部に、原燃料ガスを供給するためのガス処理流路32を形成する管部材55を接続し、2段目の脱硫反応部1を構成する左端の処理空間Sの下部に、脱硫後の原燃料ガスを排出するためのガス処理流路32を形成する管部材55を接続し、1段目の変成反応部4を構成する右端の処理空間Sの下部に、改質処理ガスを供給するためのガス処理流路32を形成する管部材55を接続し、その右端の処理空間Sの上部に、変成処理後の改質処理ガスを排出するためのガス処理流路32を形成する管部材55を接続する。
従って、左側の皿状の補助容器形成部材53の側周壁の下部、右側の皿状の容器形成部材51の側周壁の上部、並びに、右側の皿状の補助容器形成部材53の側周壁の上部及び下部の夫々に、予め、前記管部材接続口56を形成する。
又、容器Bが触媒充填用の処理空間Sを備える場合は、その処理空間Sにおける底部よりもやや上方部にて触媒を受けるべく、予め、多孔状の触媒受け板57を、その処理空間Sを形成する皿状の容器形成部材51、仕切り部材52又は皿状の補助容器形成部材53に溶接にて取り付ける。
例えば、この左から5個目の容器B5では、左から1個目及び2個目の処理空間Sの夫々に脱硫反応用触媒20を充填し、右端の処理空間Sに変成反応用触媒21を充填するので、左側の皿状の補助容器形成部材53、左側の皿状の容器形成部材51及び右側の皿状の補助容器形成部材53の夫々に、夫々の内部における底部のやや上方に位置させて、予め、前記触媒受け板57を溶接にて取り付ける。
又、容器Bが触媒充填用の処理空間Sを備える場合に、その触媒充填用の処理空間Sが、流体供給用又は流体排出用の流路を形成する管部材55を上部に接続するものでない場合は、予め、その触媒充填用の処理空間Sに触媒を充填するための触媒充填口58を、その処理空間Sを形成する皿状の容器形成部材51又は皿状の補助容器形成部材53の側周壁の上部に形成する。
例えば、この左から5個目の容器B5では、左から1個目及び2個目の処理空間Sは、前記管部材55を上部に接続するものでないので、左側の皿状の補助容器形成部材53及び左側の皿状の容器形成部材51の夫々の側周部の上部に、予め、前記触媒充填口58を形成する。
又、容器Bが、容器並び方向に隣接する両側の処理空間Sを連通する前記流体通流部5
4を設けるものである場合は、前記流体通流部54にて連通させる両側の処理空間Sを仕切る皿状の容器形成部材51、仕切り部材52又は皿状の補助容器形成部材53に、予め、前記流体通流部54を形成する。
例えば、左から5個目の容器B5では、脱硫前原燃料通流部13を構成する左から3個目の処理空間Sと1段目の脱硫反応部1を構成する左から2個目の処理空間Sとを夫々の下部にて連通させるので、それら左から3個目の処理空間Sと左から2個目の処理空間Sとを仕切る仕切り部材52に、前記触媒受け板57よりも下方に位置させて、多数の孔からなる前記流体通過部54を形成する。
又、1段目の脱硫反応部1を構成する左から2個目の処理空間Sと2段目の脱硫反応部1を構成する左端の処理空間Sとを夫々の上部にて連通させるので、それら左から2個目の処理空間Sと左端の処理空間Sとを仕切る左側の皿状の容器形成部材51の上部に、多数の孔からなる前記流体通過部54を形成する。
そして、上述のように、予め、前記管部材接続口56、前記触媒充填口58、前記流体通過部54を形成し、又、前記触媒受け板57を取り付けた状態で、一対の皿状の容器形成部材51の間に仕切り部材52を位置させて、それら周辺部をシーム溶接やTIG溶接にて接続することにより、仕切り部材52の両側に処理空間Sを備える基本型の容器Bsを形成する。
更に、多処理空間型の容器Bmを形成する場合は、前記基本型の容器Bsの皿状の容器形成部材51の背部に、皿状の補助容器形成部材53を被せるように配置して、その補助容器形成部材53の周辺部をTIG溶接等にて接続することにより、多処理空間型の容器Bmを形成する。
例えば、左から5個目の容器B5では、前記一対の皿状の容器形成部材51に両方に対して、夫々の背部に補助容器形成部材53の周辺部をTIG溶接等にて接続することにより、前記容器並び方向に4個の処理空間Sを備える多処理空間型の容器Bmを形成することになる。
続いて、上述のように形成した基本型の容器Bsや多処理空間型の容器Bmのうちで、複数の処理空間Sのうちに触媒充填用の処理空間Sを備える容器Bについて、処理空間Sの上部に設けられている管部材接続口56又は触媒充填口58を通して、触媒を充填する。
例えば、左から5個目の容器B5では、図9に示すように、左端の処理空間S及び左から2個目の処理空間Sには、前記触媒充填口58から脱硫反応用触媒20を充填し、右端の処理空間Sには、上部の管部材接続口56から変成反応用触媒21を充填する。
続いて、図10に示すように、上述のように触媒充填用の処理空間Sに触媒を充填した容器Bについて、その触媒充填用の処理空間Sに、その内部の触媒の酸化を防止するための酸化防止用ガス(窒素ガスやアルゴンガス等)を酸化防止用ガス供給源59から供給しながら、管部材接続口56に管部材55を溶接接続し、又、触媒充填口58を閉じる蓋部材60を溶接接続する。
例えば、左から5個目の容器B5では、左端、左から2個目の処理空間Sについては、左端の処理空間Sの下部の管部材接続口56から酸化防止用ガスを供給しながら、夫々の上部の触媒充填口58を塞ぐように蓋部材60を溶接接続し、右端の処理空間Sについては、その右端の処理空間Sの下部の管部材接続口56からその処理空間Sに酸化防止用ガスを供給しながら、その処理空間Sの上部の管部材接続口56に管部材55を溶接接続する。
つまり、流体処理装置Pを下記の製造方法にて製造することになる。
複数の容器Bのうちで、その容器Bが備える複数の処理空間Sのうちに流体供給用又は流体排出用の管部材55が溶接接続される触媒充填用の処理空間Sを備える容器Bについて、前記管部材55を接続する前に、その管部材55を接続するための管部材接続口56を通して前記触媒充填用の処理空間Sに触媒を充填し、続いて、前記管部材接続口56に前記管部材55を溶接接続することにより製造する。
又、前記触媒充填用の処理空間Sに、その内部の触媒の酸化を防止するための酸化防止用ガスを供給しながら、前記管部材接続口56に前記管部材55を溶接接続する。
又、前記複数の容器Bのうちで、その容器Bが備える複数の処理空間Sのうちに触媒充填用の処理空間Sを備える容器Bに、その触媒充填用の処理空間Sに触媒を充填するための触媒充填口58を備えさせ、その触媒充填口58を通して前記触媒充填用の処理空間Sに触媒を充填し、続いて、前記触媒充填口58を閉じる蓋部材60を前記容器Bに溶接接続する。
又、前記触媒充填用の処理空間Sに、その内部の触媒の酸化を防止するための酸化防止用ガスを供給しながら、前記容器Bに前記蓋部材60を溶接接続する。
〔第2実施形態〕
以下、図面に基づいて、第2実施形態を説明するが、この第2実施形態では、主として、多処理空間型の容器Bmの構成が異なる以外は、上記の第1実施形態と同様に構成してあるので、第1実施形態と同じ構成要素や同じ作用を有する構成要素については、重複説明を避けるために、同じ符号を付すことにより説明を簡略にし、主として、第1実施形態と異なる多処理空間型の容器Bmの構成を説明する。
図11及び図12に示すように、この第2実施形態では、上記の第1実施形態と同様に、流体を処理する処理空間Sを形成する複数の扁平状の容器Bを積層状に並べ、それら複数の容器Bを容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で前記容器並び方向両側から押し付ける押し付け手段Hを設けて構成してある。
前記容器Bは、図13ないし図15にも示すように、前記容器並び方向に位置する一対の容器形成部材51を、その周辺部を溶接接続して構成し、前記一対の容器形成部材51の少なくとも一方を、周辺部を接続代として中央部が膨出する皿状に形成してある。
この第2実施形態では、前記複数の容器Bのうちの少なくとも一つを、前記皿状の容器形成部材51の内部を仕切るように位置させる、一つの平板状の隔壁部材61を、その周辺部を前記皿状の容器形成部材51の内周面に溶接接続することにより、前記容器並び方向に複数の処理空間Sを形成する多処理空間型の容器Bmに構成してある。
この第2実施形態では、第1実施形態と同様に、7個の容器Bを並べ、それら7個の容器の全てを、前記一対の容器形成部材51の夫々を前記皿状の容器形成部材51とする状態に形成し、且つ、前記皿状の一対の容器形成部材51の間に仕切り部材52を位置させた状態で周辺部を溶接接続して、前記仕切り部材52の両側に前記処理空間Sを備えるように構成してある。
尚、7個の容器Bの区別が明確になるように、便宜上、容器を示す符合Bの後に、図11及び図12において左からの並び順を示す符合1,2,3……………7を付す。
そして、この第2実施形態では、第1実施形態と同様に、左から2個目の容器B2、4個目の容器B4、7個目の容器B7を、前記隔壁部材61を設けない基本型の容器Bsとしてある。
又、左端の容器B1は、一対の皿状の容器形成部材51のうち、左側の皿状の容器形成部材51の内部に前記隔壁部材61を設けて、3個の処理空間Sを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理空間型の容器Bmとし、左から3個目の容器B3は、図13にも示すように、一対の皿状の容器形成部材51のうち、右側の皿状の容器形成部材51の内部に前記隔壁部材61を設けて、3個の処理空間Sを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理空間型の容器Bmとし、左から5個目の容器B5は、図14及び図15にも示すように、一対の皿状の容器形成部材51の両方の内部夫々に前記隔壁部材61を設けて、4個の処理空間Sを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理空間型の容器Bmとし、左から6個目の容器B6も、左から5個目の容器B5と同様に、4個の処理空間Sを容器並び方向に並ぶ状態で備えた多処理空間型の容器Bmとしてある。
そして、7個の容器Bにて形成される複数の処理空間Sを用いて、上記の第1実施形態と同様に、前記脱硫、改質、変成、選択酸化、燃焼の各反応部1,3,45,6、水蒸気生成部2、及び、改質部加熱用、加熱用排ガス、冷却用排ガス、上流側熱交換用、脱硫後原燃料、下流側熱交換用、脱硫前原燃料用、排熱源排ガス、燃焼用ガス、燃焼用空気の各通流部7,8,9,10,11,12,13,14,15,16を構成してある。
そして、左から3個目の容器B3(処理空間Sを前記容器並び方向に3個備えた多処理空間型の容器Bm)については、前記改質反応部3として構成する処理空間Sと前記改質部加熱用通流部7として構成する処理空間Sとを仕切る前記隔壁部材61に、容器並び方向に隣接するそれら処理空間Sを連通する流体通過部54を設けて、その流体通過部54を通して、前記改質反応部3にて改質処理された改質処理ガスを前記改質部加熱用通流部7に流入させるように構成してある。
又、左から5個目の容器B5(処理空間Sを前記容器並び方向に4個備えた多処理空間型の容器Bm)については、脱硫前原燃料通流部13を構成する左から3個目の処理空間Sと1段目の脱硫反応部1を構成する左から2個目の処理空間Sを仕切る仕切り部材52、及び、1段目の脱硫反応部1を構成する左から2個目の処理空間Sと2段目の脱硫反応部1を構成する左端の処理空間Sとを仕切る隔壁部材61の夫々に、夫々の両側の処理空間Sを連通する流体通流部54を設けてある。
又、左から6個目の容器B6(処理空間Sを前記容器並び方向に4個備えた多処理空間型の容器Bm)については、2段目の変成反応部4を構成する左から2個目の処理空間Sと3段目の変成反応部4を構成する左から3個目の処理空間Sを仕切る仕切り部材52、その3段目の変成反応部4を構成する左から3個目の処理空間Sと4段目の変成反応部4を構成する右端の処理空間Sを仕切る隔壁部材61の夫々に、夫々の両側の処理空間Sを連通する流体通流部54を設けてある。
そして、上述の7個の容器Bを、上記の第1実施形態と同様に、断熱材23を配置した状態で密接状態に並べて設けて、前記押し付け手段Hにより、それら密接状態の7個の容器Bを容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で容器並び方向両側から押し付けるように構成してある。
つまり、複数の容器Bを、伝熱量を調節する必要のある容器B同士の間に伝熱量調節用の断熱材23を介在させた状態で並設してある。
前記押し付け手段Hは、第1実施形態と同様に構成してあるので、説明を省略する。
図12に示すように、第1実施形態と同様に、7個の容器Bに対して、ガス処理流路32、水蒸気流路34、燃焼排ガス流路37、燃焼用ガス路38、燃焼用空気流路40、原料水供給流路41を設けてある。
次に、図16ないし図18に基づいて、この第2実施形態の流体処理装置の製造方法として、主として、本発明に係わる容器Bの製造方法について説明する。
尚、以下では、処理空間Sを前記容器並び方向に4個備えた多処理空間型の容器Bmである左から5個目の容器B5を例にして、容器Bの製造方法を説明する。
前記皿状の容器形成部材51、仕切り部材52及び隔壁部材61は、夫々、ステンレス等の耐熱金属製であり、前記皿状の容器形成部材51は、その耐熱金属からなる板材をプレス成形して皿状に形成する。
そして、図16に示すように、容器Bにて形成される複数の処理空間Sのうち、上部又は下部に流体供給用又は流体排出用の流路を形成する管部材55を接続する処理空間Sに対応させて、予め、その処理空間Sを形成する皿状の容器形成部材51の側周壁の上部又は下部に、前記管部材55を接続するための管部材接続口56を形成する。
例えば、この左から5個目の容器B5では、脱硫前原燃料通流部13を構成する左から3個目の処理空間Sの上部に、原燃料ガスを供給するためのガス処理流路32を形成する管部材55を接続し、2段目の脱硫反応部1を構成する左端の処理空間Sの下部に、脱硫後の原燃料ガスを排出するためのガス処理流路32を形成する管部材55を接続し、1段目の変成反応部4を構成する右端の処理空間Sの下部に、改質処理ガスを供給するためのガス処理流路32を形成する管部材55を接続し、その右端の処理空間Sの上部に、変成処理後の改質処理ガスを排出するためのガス処理流路32を形成する管部材55を接続する。
従って、右側の皿状の容器形成部材51の側周壁には、左から3個目の処理空間Sの上部に対応する位置、右端の処理空間Sの上部及び下部の夫々に対応する位置に位置させて、予め、前記管部材接続口56を形成し、左側の皿状の容器形成部材51の側周壁には、左端の処理空間Sの下部に対応する位置に位置させて、予め、前記管部材接続口56を形成する。
又、容器Bが触媒充填用の処理空間Sを備える場合は、その処理空間Sにおける底部よりもやや上方部にて触媒を受けるべく、予め、多孔状の触媒受け板57を、その処理空間Sを形成する皿状の容器形成部材51、仕切り部材52又は隔壁部材61に溶接にて取り付ける。
例えば、この左から5個目の容器B5では、左から1個目及び2個目の処理空間Sの夫々に脱硫反応用触媒20を充填し、右端の処理空間Sに変成反応用触媒21を充填するので、左側の皿状の容器形成部材51、左側の隔壁部材61及び右側の皿状の容器形成部材51の夫々に、夫々の内部における底部のやや上方に位置させて、予め、前記触媒受け板57を溶接にて取り付ける。
又、容器Bが触媒充填用の処理空間Sを備える場合に、その触媒充填用の処理空間Sが、流体供給用又は流体排出用の流路を形成する管部材55を上部に接続するものでない場合は、予め、その触媒充填用の処理空間Sに触媒を充填するための触媒充填口58を、その処理空間Sを形成する皿状の容器形成部材51の側周壁の上部に形成する。
例えば、この左から5個目の容器B5では、左から1個目及び2個目の処理空間Sは、前記管部材55を上部に接続するものでないので、左側の皿状の容器形成部材51の側周壁には、左端の処理空間Sの上部に対応する位置、及び、左から2個目の処理空間Sの上部夫々に対応する位置に位置させて、予め、前記触媒充填口58を形成する。
又、容器Bが、容器並び方向に隣接する両側の処理空間Sを連通する前記流体通流部5
4を設けるものである場合は、前記流体通流部54にて連通させる両側の処理空間Sを仕切る皿状の仕切り部材52又は隔壁部材61に、予め、前記流体通流部54を形成する。
例えば、左から5個目の容器B5では、脱硫前原燃料通流部13を構成する左から3個目の処理空間Sと1段目の脱硫反応部1を構成する左から2個目の処理空間Sとを夫々の下部にて連通させるので、それら左から3個目の処理空間Sと左から2個目の処理空間Sとを仕切る仕切り部材52に、前記触媒受け板57よりも下方に位置させて、多数の孔からなる前記流体通過部54を形成する。
又、1段目の脱硫反応部1を構成する左から2個目の処理空間Sと2段目の脱硫反応部1を構成する左端の処理空間Sとを夫々の上部にて連通させるので、それら左から2個目の処理空間Sと左端の処理空間Sとを仕切る左側の隔壁部材61の上部に、多数の孔からなる前記流体通過部54を形成する。
そして、図16に示すように、予め、前記管部材接続口56、前記触媒充填口58、前記流体通過部54を形成し、又、前記触媒受け板57を取り付けた状態で、一対の皿状の容器形成部材51夫々の内部に、その内周面に周辺部を溶接接続する状態で隔壁部材61を設け、そのように隔壁部材61を設けた一対の皿状の容器形成部材51の間に仕切り部材52を位置させて、それら周辺部をシーム溶接にて接続することにより、容器並び方向に4個の処理空間Sを備えた多処理空間型の容器Bmを形成する。
ちなみに、図示は省略するが、前記容器並び方向に3個の処理空間Sを備える多処理空間型の容器Bmは、一対の皿状の容器形成部材51のいずれか一方の内部に、その内周面に周辺部を溶接接続する状態で隔壁部材61を設けて、その一対の皿状の容器形成部材51の間に仕切り部材52を位置させて、それら周辺部をシーム溶接やTIG溶接にて接続することにより形成する。
又、前記隔壁部材61を設けない基本型の容器Bsの製造方法は、上記の第1実施形態と同様であるので、説明を省略する。
続いて、図17に示すように、上述のように形成した基本型の容器Bsや多処理空間型の容器Bmのうちで、複数の処理空間Sのうちに触媒充填用の処理空間Sを備える容器Bについて、処理空間Sの上部に設けられている管部材接続口56又は触媒充填口58を通して、触媒を充填する。
例えば、左から5個目の容器B5では、左端の処理空間S及び左から2個目の処理空間Sには、前記触媒充填口58から脱硫反応用触媒20を充填し、右端の処理空間Sには、上部の管部材接続口56から変成反応用触媒21を充填する。
続いて、図18に示すように、上述のように触媒充填用の処理空間Sに触媒を充填した容器Bについて、その触媒充填用の処理空間Sに、前記酸化防止用ガスを酸化防止用ガス供給源59から供給しながら、管部材接続口56に管部材55を溶接接続し、又、触媒充填口58を閉じる蓋部材60を溶接接続する。
例えば、左から5個目の容器B5では、左端、左から2個目の処理空間Sについては、左端の処理空間Sの下部の管部材接続口56から酸化防止用ガスを供給しながら、夫々の上部の触媒充填口58を塞ぐように蓋部材60を溶接接続し、右端の処理空間Sについては、その右端の処理空間Sの下部の管部材接続口56からその処理空間Sに酸化防止用ガスを供給しながら、その処理空間Sの上部の管部材接続口56に管部材55を溶接接続する。
つまり、この第2実施形態でも、上記の第1実施形態と同様の製造方法にて流体処理装置Pを製造する。
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
(イ) 容器並び方向に複数の処理空間Sを形成する多処理空間型の容器Bmの構成としては、上記の各実施形態において例示した構成に限定されるものではない。
例えば、図20に示すように、前記皿状の容器形成部材51の背部に積層状態に位置させる、前記容器並び方向に並ぶ複数の皿状の補助容器形成部材53を、その周辺部を隣接するものの背部に溶接接続することにより、多処理空間型の容器Bmを構成しても良い。
この場合、例えば、左から5個目の容器B5のように、容器並び方向に4個の処理空間Sを形成するときは、一対の皿状の容器形成部材51の間に仕切り部材52を位置させた状態で周辺部を溶接接続して、前記仕切り部材52の両側に前記処理空間Sを備えるように構成し、更に、一対の皿状の容器形成部材51のうちの一方(図20では左側)の背部に、容器並び方向に並ぶ2枚の皿状の補助容器形成部材53を、その周辺部を隣接するものの背部に溶接接続する状態で、積層状態に設ける。
又、この場合、図21に示すように、一対の容器形成部材51として、板状の容器形成部材51と皿状の容器形成部材51とを用いて、その皿状の容器形成部材51の背部に、1つ又は前記容器並び方向に並ぶ複数(但し、図21では2枚)の皿状の補助容器形成部材53を、その周辺部を隣接するものの背部に溶接接続することにより、多処理空間型の容器Bmを構成しても良い。
例えば、左から3個目の容器B3のように、容器並び方向に3個の処理空間Sを形成するときは、皿状の容器形成部材51の背部に、容器並び方向に並ぶ2枚の皿状の補助容器形成部材53を、その周辺部を隣接するものの背部に溶接接続する状態で、積層状態に設ける。
又、図22に示すように、前記皿状の容器形成部材51の内部を仕切るように位置させる、前記容器並び方向に並ぶ複数の隔壁部材61を、その周辺部を前記皿状の容器形成部材51の内周面に溶接接続することにより、多処理空間型の容器Bmを構成しても良い。
この場合、例えば、左から5個目の容器B5のように、容器並び方向に4個の処理空間Sを形成するときは、一対の容器形成部材51の夫々を皿状の容器形成部材51とする状態に形成し、その一方の皿状の容器形成部材51の内部に、2枚の隔壁部材61を容器並び方向に間隔を開けて並べた状態で、夫々の周辺部を皿状の容器形成部材51の内周面に溶接接続して設け、それら一対の皿状の容器形成部材51の間に仕切り部材52を位置させた状態でそれらの周辺部を溶接接続する。
又、この場合、図23に示すように、一対の容器形成部材51として、板状の容器形成部材51と皿状の容器形成部材51とを用いて、その皿状の容器形成部材51の内部を仕切るように位置させる、1つ又は前記容器並び方向に並ぶ複数(但し、図23では2枚)の隔壁部材61を、その周辺部を前記皿状の容器形成部材51の内周面に溶接接続することにより、多処理空間型の容器Bmを構成しても良い。
例えば、左から3個目の容器B3のように、容器並び方向に3個の処理空間Sを形成するときは、皿状の容器形成部材51の内部に、2枚の隔壁部材61を容器並び方向に間隔を開けて並べた状態で、夫々の周辺部を皿状の容器形成部材51の内周面に溶接接続して状態で設け、そして、その皿状の容器形成部材51と板状の容器形成部材51の周辺部を溶接接続する。
(ロ) 容器並び方向に複数の処理空間Sを形成する多処理空間型の容器Bmとして、皿状の容器形成部材51の背部に積層状態に位置させる、1つ又は容器並び方向に並ぶ複数の皿状の補助容器形成部材53を、その周辺部を隣接するものの背部に溶接接続することにより、容器並び方向に複数の処理空間Sを形成したもの、及び、皿状の容器形成部材51の内部を仕切るように位置させる、一つ又は容器並び方向に並ぶ複数の隔壁部材61を
、その周辺部を皿状の容器形成部材51の内周面に溶接接続することにより、容器並び方向に複数の処理空間Sを形成したものの両方を用いて、流体処理装置を構成しても良い。
(ハ)図24に示すように、容器並び方向に複数の処理空間Sを形成する多処理空間型の容器Bmとして、一対の容器形成部材51の少なくとも一方を深底容器形成部材51aとして構成し、周囲を湾曲させた少なくとも一つの補助容器形成プレート80を深底容器形成部材51aの開口部から内挿し、当該補助容器形成プレート80の外周部を深底容器形成部材51aの内周面に溶接接続することにより、容器並び方向に複数の処理空間Sを形成する多処理空間型の流体処理装置を構成しても良い。
この場合、補助容器形成プレート80は深底容器形成部材51aの断面形状と略同じ形状または僅かに小さい形状に成形されて、図25に示すように、複数の補助容器形成プレート80が深底容器形成部材51aの開口部から順次内挿される。内挿された補助容器形成プレート80の外周と深底容器形成部材51aの内周とは全周に亘って略隙間なく接触する。この接触部をシーム溶接等によって接続することにより、処理空間Sが形成されるのである。その後、仕切り部材52を介在させた状態で他方の容器形成部材51を重ね合わせ、深底容器形成部材51aと容器形成部材51との開口部側の周辺部を溶接接続すれば、多処理空間型の容器Bmが完成する。
また、図26に示すように、深底容器形成部材51aに複数の補助容器形成プレート80を内挿して形成した多処理空間型の容器Bmを二つ作製し、仕切り部材52を介在させた状態で両者の開口部側の周辺部を互いに合わせて溶接接続すれば、より多数の処理空間Sを有する多処理空間型の容器にすることができる。
このように、深底容器形成部材51aに複数の補助容器形成プレート80を内挿する構成であれば、深底容器形成部材51aの内周面に溶接した後の補助容器形成プレート80において、深底容器形成部材51aとの接続部であるプレート周囲の湾曲部がある程度の弾性を有することになる。このため、流体処理装置の温度変化等によって歪みが生じ得るような場合であっても、前記湾曲部が弾性変形することにより、その歪を吸収することができる。
また、最終的な流体処理装置の容器の匡体は、単一の深底容器形成部材51aだけで構成されることになるため、内挿する補助容器形成プレート80には高度な加工精度は要求されない。このため、補助容器形成プレート80をプレス加工等によって比較的簡単に作製することができる。
さらに、補助容器形成プレート80を深底容器形成部材51aの内周面に略当接させた状態で溶接することができるので、複数の補助容器形成プレート80を深底容器形成部材51aの内周面の所定位置に配置しておけば連続的に溶接することも可能である。従って、溶接作業の自動化が容易であり、製造コストの低減に有効である。
(ニ)上記で説明した深底容器形成部材51aに補助容器形成プレート80を複数内挿する場合において、図27に示すように、補助容器形成プレート80の外周部が、後続の補助容器形成プレート80に当接して当該後続の補助容器形成プレート80の内挿位置を規定する位置決め部81として機能するように多処理空間型の流体処理装置を構成しても良い。
流体処理装置に複数の処理空間Sを形成する場合、複数の補助容器形成プレート80を深底容器形成部材51aの内周において適切な間隔で配置することが必要となる。このような場合、例えば、補助容器形成プレート80の外周部近傍を深底容器形成部材51aの内周面に接触させ、さらに外周部の先端縁部を前記内周面から離間させて開口側に突出させておけば、後続の補助容器形成プレート80はやがて前記先端縁部に当接し、当該後続の補助容器形成プレート80はそれ以上奥に進むことはできない。従って、前記先端縁部を所望の形状およびサイズに形成して位置決め部81としておけば、後続の補助容器形成プレート80の内挿位置を規定することができるのである。
(ホ)上記で説明した深底容器形成部材51aに補助容器形成プレート80を複数内挿する場合において、図28に示すように、深底容器形成部材51aを開口部側から底部側に向けて先細りとなるテーパー状に構成し、補助容器形成プレート80の外周部をテーパー状にされた深底容器形成部材51aの内周面に当接した状態で溶接接続して多処理空間型の流体処理装置を構成しても良い。
この場合、複数の補助容器形成プレート80を深底容器形成部材51aに内挿すると、やがて補助容器形成プレート80の外周部がテーパー状にされた深底容器形成部材51aの内周面に当接する。この状態で両者を溶接すれば、補助容器形成プレート80を確実に深底容器形成部材51aの内周面に固定することができるのである。すなわち、図29に示すように、深底容器形成部材51aと補助容器形成プレート80との溶接部Wの領域を比較的広く確保することができるので、両者の一体性が高まり、剛性が増す。しかも、複数の補助容器形成プレート80の大きさを深底容器形成部材51aのテーパーに合わせて段階的に適切に変えておけば、各補助容器形成プレート80の内挿位置を容易に規定することもできるのである。
(ヘ) 前記隔壁部材61として、プレス成形により皿状に形成したものを用いると、その皿状の隔壁部材61を弾性変形させて、応力の発生をより一層抑制することができる。
(ト) 複数の容器Bを並べる方向は横方向に限定されるものではなく、例えば、上下方向でも良い。
(チ) 容器Bの設置数及び処理空間Sの設置数は、流体の処理量等に応じて種々に設定することができる。
(リ) 上記の実施形態では、エコノマイザEcを構成する多処理空間型の容器Bmも含めて、複数の容器Bを押し付け手段Hにて容器並び方向両側から押し付けた状態で設けることにより、エコノマイザEcを一体的に組み込んだ状態で流体処理装置を構成したが、エコノマイザEcを別体に構成しても良い。
(ヌ) 流体処理装置Pの起動時に処理空間Sを加熱するための起動用の電気ヒータを、容器並び方向に隣接する容器B間に位置させる状態や、容器並び方向に隣接する容器Bと断熱材23との間に位置させる状態で、加熱が必要な処理空間Sを備える容器Bに当接させて設けても良い。
(ル) 炭化水素系の原燃料としては、上記の実施形態において例示した天然ガスベースの都市ガス(13A)に限定されるものではなく、プロパンガス、メタノール等のアルコール類等、種々のものを用いることができる。
(ヲ) 本発明による流体処理装置は、上記の実施形態において例示した水素含有ガスの生成用に限定されるものではなく、燃焼排ガスの処理用、臭気性排ガスの脱臭処理用等、種々の用途で用いることができる。
第1実施形態に係る流体処理装置の正面図 第1実施形態に係る流体処理装置の側面図 第1実施形態に係る流体処理装置の要部の縦断正面図 第1実施形態に係る基本型容器の斜視図 第1実施形態に係る多処理空間型の容器の斜視図 第1実施形態に係る多処理空間型の容器の斜視図 第1実施形態に係る多処理空間型の容器の縦断正面図 第1実施形態に係る多処理空間型の容器の製造方法を説明する分解斜視図 第1実施形態に係る多処理空間型の容器の製造方法を説明する斜視図 第1実施形態に係る多処理空間型の容器の製造方法を説明する斜視図 第2実施形態に係る流体処理装置の正面図 第2実施形態に係る流体処理装置の要部の縦断正面図 第2実施形態に係る多処理空間型の容器の斜視図 第2実施形態に係る多処理空間型の容器の斜視図 第2実施形態に係る多処理空間型の容器の縦断正面図 第2実施形態に係る多処理空間型の容器の製造方法を説明する分解斜視図 第2実施形態に係る多処理空間型の容器の製造方法を説明する斜視図 第2実施形態に係る多処理空間型の容器の製造方法を説明する斜視図 実施形態に係る流体処理装置の全体構成を示すブロック図 別実施形態に係る多処理空間型の容器の縦断正面図 別実施形態に係る多処理空間型の容器の縦断正面図 別実施形態に係る多処理空間型の容器の縦断正面図 別実施形態に係る多処理空間型の容器の縦断正面図 別実施形態に係る多処理空間型の容器の縦断正面図 図24の多処理空間型の容器の斜視図 別実施形態に係る多処理空間型の容器の縦断正面図 別実施形態に係る多処理空間型の容器の縦断正面図 別実施形態に係る多処理空間型の容器の縦断正面図 図28の多処理空間型の容器の要部を拡大した縦断正面図
符号の説明
3 改質反応部
4 変成反応部
19 改質反応用触媒
21 変成反応用触媒
23 断熱材
51 容器形成部材
52 仕切り部材
53 皿状の補助容器形成部材
54 流体通過部
55 管部材
56 管部材接続口
58 触媒充填口
60 蓋部材
61 隔壁部材
80 補助容器形成プレート
B 容器
Bm 多処理空間型の容器
H 押し付け手段
S 処理空間

Claims (11)

  1. 流体を処理する処理空間を形成する複数の容器が並べられ、
    それら複数の容器を容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で前記容器並び方向両側から押し付ける押し付け手段が設けられ、
    前記容器が、前記容器並び方向に位置する一対の容器形成部材を、その周辺部を溶接接続して構成され、
    前記一対の容器形成部材の少なくとも一方が、周辺部を接続代として中央部が膨出する皿状に形成された流体処理装置であって、
    前記複数の容器のうちの少なくとも一つが、前記皿状の容器形成部材の背部に積層状態に位置させる、1つ又は前記容器並び方向に並ぶ複数の皿状の補助容器形成部材を、その周辺部を隣接するものの背部に溶接接続することにより、容器並び方向に複数の処理空間を形成する、又は、前記皿状の容器形成部材の内部を仕切るように位置させる、一つ又は前記容器並び方向に並ぶ複数の隔壁部材を、その周辺部を前記皿状の容器形成部材の内周面に溶接接続することにより、前記容器並び方向に複数の処理空間を形成する多処理空間型の容器に構成されている流体処理装置。
  2. 流体を処理する処理空間を形成する複数の容器が並べられ、
    それら複数の容器を容器並び方向に直交する方向での相対移動を許容する状態で前記容器並び方向両側から押し付ける押し付け手段が設けられ、
    前記容器が、前記容器並び方向に位置する一対の容器形成部材を、その周辺部を溶接接続して構成され、
    前記一対の容器形成部材の少なくとも一方が、周辺部を接続代として中央部が膨出する皿状に形成された流体処理装置であって、
    前記複数の容器のうちの少なくとも一つにおいて、前記一対の容器形成部材の少なくとも一方が深底容器形成部材として構成され、周囲を湾曲させた少なくとも一つの補助容器形成プレートを前記深底容器形成部材の開口部から内挿し、当該補助容器形成プレートの外周部を前記深底容器形成部材の内周面に溶接接続することにより、前記容器並び方向に複数の処理空間を形成する多処理空間型の容器に構成されている流体処理装置。
  3. 前記深底容器形成部材に前記補助容器形成プレートを複数内挿する場合において、前記補助容器形成プレートの外周部が、後続の補助容器形成プレートに当接して当該後続の補助容器形成プレートの内挿位置を規定する位置決め部として機能するように構成されている請求項2に記載の流体処理装置。
  4. 前記深底容器形成部材は開口部側から底部側に向けて先細りとなるテーパー状に構成され、前記補助容器形成プレートの外周部がテーパー状にされた前記深底容器形成部材の内周面に当接した状態で溶接接続されている請求項2に記載の液体処理装置。
  5. 前記複数の容器のうちの少なくとも一つが、前記一対の容器形成部材の夫々を前記皿状の容器形成部材とする状態に形成され、且つ、前記一対の容器形成部材の間に仕切り部材を位置させた状態で周辺部が溶接接続されて、前記仕切り部材の両側に前記処理空間を備えるように構成されている請求項1〜4のいずれか一項に記載の流体処理装置。
  6. 前記複数の容器のうちで前記容器並び方向に複数の処理空間を備えるもののうちの少なくとも一つが、容器内部において前記容器並び方向に隣接する処理空間を連通する流体通過部を備える状態に形成されている請求項1〜5のいずれか一項に記載の流体処理装置。
  7. 前記複数の容器が、伝熱量を調節する必要のある容器同士の間に伝熱量調節用の断熱材を介在させた状態で並設されている請求項1〜6のいずれか1項に記載の流体処理装置。
  8. 前記複数の容器にて形成される複数の処理空間のうちの一部が、炭化水素系の原燃料を水蒸気を用いて水素ガスと一酸化炭素ガスとを少なくとも含むガスに改質処理する改質反応用触媒が充填されて、改質反応部に構成され、
    前記複数の処理空間のうちの一部が、一酸化炭素ガスを水蒸気を用いて二酸化炭素ガスに変成処理する変成反応用触媒が充填されて、変成反応部に構成され、
    原燃料が前記改質反応部に供給されて改質処理され、その改質処理後のガスが前記変成反応部に供給されて変成処理されて、水素ガスを含む水素含有ガスが生成されるように構成されている請求項1〜7のいずれか1項に記載の流体処理装置。
  9. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の流体処理装置の製造方法であって、
    前記複数の容器のうちで、その容器が備える複数の処理空間のうちに流体供給用又は流体排出用の管部材が溶接接続される触媒充填用の処理空間を備える容器について、
    前記管部材を接続する前に、その管部材を接続するための管部材接続口を通して前記触媒充填用の処理空間に触媒を充填し、
    続いて、前記管部材接続口に前記管部材を溶接接続する流体処理装置の製造方法。
  10. 前記触媒充填用の処理空間に、その内部の触媒の酸化を防止するための酸化防止用ガスを供給しながら、前記管部材接続口に前記管部材を溶接接続する請求項9に記載の流体処理装置の製造方法。
  11. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の流体処理装置の製造方法であって、
    前記複数の容器のうちで、その容器が備える複数の処理空間のうちに触媒充填用の処理空間を備える容器に、その触媒充填用の処理空間に触媒を充填するための触媒充填口を備えさせ、
    その触媒充填口を通して前記触媒充填用の処理空間に触媒を充填し、
    続いて、前記触媒充填口を閉じる蓋部材を前記容器に溶接接続する流体処理装置の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010083709A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Chofu Seisakusho Co Ltd 燃料電池用改質器のケーシング
JP2012169262A (ja) * 2011-01-24 2012-09-06 Aisin Seiki Co Ltd 燃料電池システム用浄化剤収容装置および燃料電池システム
JP2013086992A (ja) * 2011-10-14 2013-05-13 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp 水素生成装置およびその製造方法
JP2016207492A (ja) * 2015-04-23 2016-12-08 アイシン精機株式会社 燃料電池システム用浄化装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04193340A (ja) * 1990-11-27 1992-07-13 Toyo Eng Corp 触媒反応装置
JPH09255304A (ja) * 1996-03-15 1997-09-30 Toshiba Corp プレート形改質装置
JPH10328555A (ja) * 1997-05-29 1998-12-15 Babcock Hitachi Kk 二重管式反応管及び劣化触媒交換方法
JP2000178003A (ja) * 1998-12-15 2000-06-27 Osaka Gas Co Ltd 流体処理装置
JP2002511383A (ja) * 1998-04-16 2002-04-16 インターナショナル フュエル セルズ,エルエルシー 触媒壁を備える燃料ガス改質装置
JP2004035328A (ja) * 2002-07-03 2004-02-05 Osaka Gas Co Ltd 改質装置
JP2004292183A (ja) * 2003-03-25 2004-10-21 Osaka Gas Co Ltd 原燃料改質用水蒸気生成装置
JP2005231943A (ja) * 2004-02-19 2005-09-02 Osaka Gas Co Ltd 改質装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04193340A (ja) * 1990-11-27 1992-07-13 Toyo Eng Corp 触媒反応装置
JPH09255304A (ja) * 1996-03-15 1997-09-30 Toshiba Corp プレート形改質装置
JPH10328555A (ja) * 1997-05-29 1998-12-15 Babcock Hitachi Kk 二重管式反応管及び劣化触媒交換方法
JP2002511383A (ja) * 1998-04-16 2002-04-16 インターナショナル フュエル セルズ,エルエルシー 触媒壁を備える燃料ガス改質装置
JP2000178003A (ja) * 1998-12-15 2000-06-27 Osaka Gas Co Ltd 流体処理装置
JP2004035328A (ja) * 2002-07-03 2004-02-05 Osaka Gas Co Ltd 改質装置
JP2004292183A (ja) * 2003-03-25 2004-10-21 Osaka Gas Co Ltd 原燃料改質用水蒸気生成装置
JP2005231943A (ja) * 2004-02-19 2005-09-02 Osaka Gas Co Ltd 改質装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010083709A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Chofu Seisakusho Co Ltd 燃料電池用改質器のケーシング
JP2012169262A (ja) * 2011-01-24 2012-09-06 Aisin Seiki Co Ltd 燃料電池システム用浄化剤収容装置および燃料電池システム
JP2013086992A (ja) * 2011-10-14 2013-05-13 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp 水素生成装置およびその製造方法
JP2016207492A (ja) * 2015-04-23 2016-12-08 アイシン精機株式会社 燃料電池システム用浄化装置

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