JP2007273142A - 脱硫装置およびその使用方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池用被改質ガスの脱硫装置1において、脱硫触媒を収容可能な筒状の容器2と、容器の軸方向の両端近傍にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口3および流出口4と、流入口3から流入した被改質ガスが、容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第1領域2eと第2領域2fとを行き来しつつ軸方向に流れて流出口4から流出するように被改質ガスの流路を形成するガス流路形成手段とを有し、少なくとも第1領域を流入口側と流出口側とに仕切る複数の第1の仕切り板5と、少なくとも第2領域を流入口側と流出口側とに仕切る複数の第2の仕切り板6とを具備し、複数の第1の仕切り板5の各々及び複数の第2の仕切り板6の各々は軸方向に互いに間隔を空けて配置され、かつ第1と第2の仕切り板が交互に配置されている。
【選択図】図1
Description
従来の脱硫装置100の容器102の内部空間には脱硫触媒20が充填されているだけであるので、被改質ガス30は、流入口103から流出口104まで直線的に最短距離で通過することになる。従って、従来の脱硫装置100は、被改質ガス30が脱硫触媒20と満遍なく触れ合って脱硫触媒20を無駄なく利用するために最適な構造とはいえなかった。
(2)請求項2に係る脱硫装置は、燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、脱硫触媒を収容可能な筒状の容器と、前記容器の軸方向の両端近傍にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口と、前記流入口から流入した前記被改質ガスが、前記容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第1領域と第2領域とを行き来しつつ軸方向に流れて前記流出口から流出するように、前記被改質ガスの流路を形成するガス流路形成手段とを有し、前記ガス流路形成手段として、少なくとも前記第1領域を前記流入口側と前記流出口側とに仕切る複数の仕切り板を具備し、前記複数の仕切り板の各々は軸方向に互いに間隔を空けて配置されていることを特徴とする。
(3)請求項3に係る脱硫装置は、燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、脱硫触媒を収容可能な筒状の容器と、前記容器の軸方向の両端近傍にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口と、前記流入口から流入した前記被改質ガスが、前記容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第1領域と第2領域とを行き来しつつ軸方向に流れて前記流出口から流出するように、前記被改質ガスの流路を形成するガス流路形成手段とを有し、前記ガス流路形成手段として、少なくとも前記第1領域を前記流入口側と前記流出口側とに仕切る複数の第1の仕切り板と、少なくとも前記第2領域を前記流入口側と前記流出口側とに仕切る複数の第2の仕切り板とを具備し、前記複数の第1の仕切り板の各々及び前記複数の第2の仕切り板の各々は軸方向に互いに間隔を空けて配置され、かつ前記第1と第2の仕切り板が交互に配置されていることを特徴とする。
(4)請求項4に係る脱硫装置は、請求項2または3において、前記容器が軸方向の一方の端に前記脱硫触媒の充填口を具備し、前記仕切り板の先端側が前記充填口に近づくように、前記仕切り板が軸に垂直な方向に対して傾斜していることを特徴とする。
(5)請求項5に係る脱硫装置は、燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、脱硫触媒を収容可能な筒状の容器と、前記容器の軸方向の両端近傍にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口と、前記流入口から流入した前記被改質ガスが、前記容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第1領域と第2領域とを行き来しつつ軸方向に流れて前記流出口から流出するように、前記被改質ガスの流路を形成するガス流路形成手段とを有し、前記ガス流路形成手段として、前記内部空間において軸方向の両端間に亘って配置されたスクリュー体を具備し、前記スクリュー体の周縁部は前記容器の内面と接合されていることを特徴とする。
(6)請求項6に係る脱硫装置は、請求項2〜5のいずれかにおいて、前記流入口から流入した被改質ガスが、前記ガス流路形成手段における前記流入口に最も近くかつ前記流入口側に向いた面に沿って流れるように、前記流入口が設けられ、かつ、前記流出口へ流出する被改質ガスが、前記ガス流路形成手段における前記流出口に最も近くかつ前記流出口側に向いた面に沿って流れるように、前記流出口が設けられることを特徴とする。
(7)請求項7に係る脱硫装置は、請求項2〜6のいずれかにおいて、前記流入口および前記流出口が、前記第1領域側に設けられることを特徴とする。
(8)請求項8に係る脱硫装置は、燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、脱硫触媒を収容可能な内部空間を具備する螺旋形状管と、前記螺旋形状管の両端にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口とを有することを特徴とする。
(9)請求項9に係る脱硫装置の使用方法では、請求項1〜8のいずれかに記載の脱硫装置を、前記容器の軸を水平に配置して使用する。
(10)請求項10に係る脱硫装置の使用方法では、請求項1〜8のいずれかに記載の脱硫装置を、前記容器の軸を鉛直に配置して使用する。
また、第1領域が上側領域、そして第2領域が下側領域となるように容器を横置きに配置した場合、被改質ガスが上側領域と下側領域とを行き来することにより、容器を横置きにしたときに生じる容器最上部の間隙(脱硫触媒の充填されていない空間)に被改質ガスが大量に流れることが避けられる。この結果、被改質ガスの脱硫不足を防止できる。また、被改質ガスが上側領域と下側領域を行き来することにより、脱硫触媒全体をむらなく通過することとなり、脱硫触媒を無駄なく使用することができる。
また、第1領域が上側領域、そして第2領域が下側領域となるように容器を横置きに配置した場合、上側領域に複数の仕切り板が間隔を空けて配置されているので、被改質ガスは仕切り板の下方を潜って次の広い空間に入ることを繰り返して軸方向に進むことになる。これにより、被改質ガスが上下に蛇行しつつ通過することになり、容器を横置きにしたときに生じる容器最上部の間隙(脱硫触媒の充填されていない空間)に被改質ガスが大量に流れることが避けられる。この結果、被改質ガスの脱硫不足を防止できる。また、被改質ガスが上側領域と下側領域を行き来することにより、脱硫触媒全体をむらなく通過することとなり、脱硫触媒を無駄なく使用することができる。
また、第1領域が上側領域、そして第2領域が下側領域となるように容器を横置きに配置した場合、上側領域及び下側領域にそれぞれ複数の仕切り板が間隔を空けて配置されかつ上側領域と下側領域に交互に配置されているので、被改質ガスは上側領域の仕切り板の下方を潜り、下側領域の上方を超えることを繰り返して軸方向に進むことになる。これによりガスが上下に蛇行しつつ通過することになり、容器を横置きにしたときに生じる容器最上部の間隙(脱硫触媒の充填されていない空間)に被改質ガスが大量に流れることが避けられる。この結果、被改質ガスの脱硫不足を防止できる。また、被改質ガスが上側領域と下側領域を行き来することにより、脱硫触媒全体をむらなく通過することとなり、脱硫触媒を無駄なく使用することができる。
図1は、本発明による脱硫装置の第1の実施形態を示しており、(a)は斜視図、(b)は(a)のA断面図である。なお、図1では、脱硫装置1を横向きに配置した状態を示しており、この横向き配置が最適な使用形態である。
これに対し、仮に、図1(b)における流入口3が、軸に対し反対側(下側)に設けられているとすると、流入口から流入した被改質ガス30は、流入口に2番目に近い第2領域2f内の第2の仕切り板6Aに向かいその面6A1に沿って流れることとなる。被改質ガス30がこのような流れ方をすると、第1の仕切り板5Aと容器2の第2端部2dの間に存在する脱硫触媒は、全く利用されず無駄となる。従って、流入口3は、流入直後の被改質ガス30が容器2の端部に最も近い仕切り板の端部側の面に沿って流れることができるような位置に設けることが好適である。これは、後述する図2および図3に示す実施形態についても同様である。
これに対し、仮に、図1(b)における流出口4が、軸に対し反対側(下側)に設けられているとすると、被改質ガス30は、流出口に2番目に近い第2領域2f内の第2の仕切り板6Bの面6B1に沿って流れた後、直ちに流出口から出て行くこととなる。被改質ガス30がこのような流れ方をすると、第1の仕切り板5Bと容器2の第1端部2cの間に存在する脱硫触媒は、全く利用されず無駄となる。従って、流出口4は、流出直前の被改質ガス30が容器2の端部に最も近い仕切り板の端部側の面に沿って流れることができるような位置に設けることが好適である。これは、後述する図2および図3に示す実施形態についても同様である。
2 容器
2e 第1領域
2f 第2領域
3 流入口
4 流出口
5、6 仕切り板
7 スクリュー体
8 螺旋形状管
Claims (10)
- 燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、
脱硫触媒を収容可能な筒状の容器と、
前記容器の軸方向の両端近傍にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口と、
前記流入口から流入した前記被改質ガスが、前記容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第1領域と第2領域とを行き来しつつ軸方向に流れて前記流出口から流出するように、前記被改質ガスの流路を形成するガス流路形成手段とを有することを特徴とする脱硫装置。 - 燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、
脱硫触媒を収容可能な筒状の容器と、
前記容器の軸方向の両端近傍にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口と、
前記流入口から流入した前記被改質ガスが、前記容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第1領域と第2領域とを行き来しつつ軸方向に流れて前記流出口から流出するように、前記被改質ガスの流路を形成するガス流路形成手段とを有し、
前記ガス流路形成手段として、少なくとも前記第1領域を前記流入口側と前記流出口側とに仕切る複数の仕切り板を具備し、前記複数の仕切り板の各々は軸方向に互いに間隔を空けて配置されていることを特徴とする脱硫装置。 - 燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、
脱硫触媒を収容可能な筒状の容器と、
前記容器の軸方向の両端近傍にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口と、
前記流入口から流入した前記被改質ガスが、前記容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第1領域と第2領域とを行き来しつつ軸方向に流れて前記流出口から流出するように、前記被改質ガスの流路を形成するガス流路形成手段とを有し、
前記ガス流路形成手段として、少なくとも前記第1領域を前記流入口側と前記流出口側とに仕切る複数の第1の仕切り板と、少なくとも前記第2領域を前記流入口側と前記流出口側とに仕切る複数の第2の仕切り板とを具備し、
前記複数の第1の仕切り板の各々及び前記複数の第2の仕切り板の各々は軸方向に互いに間隔を空けて配置され、かつ前記第1と第2の仕切り板が交互に配置されていることを特徴とする脱硫装置。 - 前記容器が軸方向の一方の端に前記脱硫触媒の充填口を具備し、前記仕切り板の先端側が前記充填口に近づくように、前記仕切り板が軸に垂直な方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項2または3に記載の脱硫装置。
- 燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、
脱硫触媒を収容可能な筒状の容器と、
前記容器の軸方向の両端近傍にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口と、
前記流入口から流入した前記被改質ガスが、前記容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第1領域と第2領域とを行き来しつつ軸方向に流れて前記流出口から流出するように、前記被改質ガスの流路を形成するガス流路形成手段とを有し、
前記ガス流路形成手段として、前記内部空間において軸方向の両端間に亘って配置されたスクリュー体を具備し、前記スクリュー体の周縁部は前記容器の内面と接合されていることを特徴とする脱硫装置。 - 前記流入口から流入した被改質ガスが、前記ガス流路形成手段における前記流入口に最も近くかつ前記流入口側に向いた面に沿って流れるように、前記流入口が設けられ、かつ、
前記流出口へ流出する被改質ガスが、前記ガス流路形成手段における前記流出口に最も近くかつ前記流出口側に向いた面に沿って流れるように、前記流出口が設けられることを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の脱硫装置。 - 前記流入口および前記流出口が、前記第1領域側に設けられることを特徴とする、請求項2〜6のいずれかに記載の脱硫装置。
- 燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、
脱硫触媒を収容可能な内部空間を具備する螺旋形状管と、
前記螺旋形状管の両端にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口とを有することを特徴とする脱硫装置。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の脱硫装置を、前記容器の軸を水平に配置して使用する脱硫装置の使用方法。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の脱硫装置を、前記容器の軸を鉛直に配置して使用する脱硫装置の使用方法。
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