JP2021076292A - Heat exchanger and reformation system - Google Patents

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JP2021076292A JP2019202643A JP2019202643A JP2021076292A JP 2021076292 A JP2021076292 A JP 2021076292A JP 2019202643 A JP2019202643 A JP 2019202643A JP 2019202643 A JP2019202643 A JP 2019202643A JP 2021076292 A JP2021076292 A JP 2021076292A
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Hiroyasu Kawachi
浩康 河内
鈴木 秀明
Hideaki Suzuki
秀明 鈴木
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Abstract

To provide a heat exchanger which can improve heat exchange efficiency of medium flowing in three flow parts while easily forming the three flow parts through which the medium flows.SOLUTION: A reformer 4 includes: a cylindrical housing 25; partitioning walls 41-43 spirally provided inside the housing 25 and partitioning a heating part 8, reforming part 9, and a combustion part 10; a first introduction pipe 26 provided on one end of the housing 25 and introducing ammonia gas to the heating part 8; a first discharge pipe 27 provided on the other end of the housing 25 and discharging ammonia gas flown in the heating part 8; a second introduction pipe 28 provided on the other end of the housing 25 and introducing ammonia gas to the reforming part 9; a second discharge pipe 29 provided on one end of the housing 25 and discharging ammonia gas flown in the reforming part 9; an introduction port 48 provided on the other end of the housing 25 and introducing ammonia gas and air to the combustion part 10; and a discharge port 49 provided on one end of the housing 25 and discharging the combusted gas flown in the combustion part 10.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、熱交換器及び改質システムに関する。 The present invention relates to heat exchangers and reforming systems.

従来の熱交換器としては、例えば特許文献1に記載されているように、3種類の熱交換を行う熱交換器が知られている。特許文献1に記載の熱交換器は、上側から順に積層された第1クーリングプレート、第2クーリングプレート及び第3クーリングプレートと、最上部の第1クーリングプレートの上に配置されたトッププレートと、最下部の第2クーリングプレートの下に配置されたボトムプレートとを備えている。第3クーリングプレートと第1クーリングプレートとの間には、第1流路が形成されている。第1クーリングプレートと第2クーリングプレートとの間には、第2流路が形成されている。第2クーリングプレートと第3クーリングプレートとの間には、第3流路が形成されている。複数の第1流路同士は、第1連通路を介して積層方向に連通されている。複数の第2流路同士は、第2連通路を介して積層方向に連通されている。複数の第3流路同士は、第3連通路を介して積層方向に連通されている。トッププレートには、出入口部を介して複数の出入口パイプが設けられている。複数の出入口パイプは、出入口部を通じて第1連通路、第2連通路及び第3連通路に連通している。 As a conventional heat exchanger, for example, as described in Patent Document 1, three types of heat exchangers that perform heat exchange are known. The heat exchanger described in Patent Document 1 includes a first cooling plate, a second cooling plate, a third cooling plate, and a top plate arranged on the first cooling plate at the top, which are laminated in order from the upper side. It has a bottom plate arranged under the second cooling plate at the bottom. A first flow path is formed between the third cooling plate and the first cooling plate. A second flow path is formed between the first cooling plate and the second cooling plate. A third flow path is formed between the second cooling plate and the third cooling plate. The plurality of first flow paths are communicated with each other in the stacking direction via the first communication passage. The plurality of second flow paths are communicated with each other in the stacking direction via the second communication passage. The plurality of third flow paths are communicated with each other in the stacking direction via the third communication passage. The top plate is provided with a plurality of entrance / exit pipes via the entrance / exit portion. The plurality of entrance / exit pipes communicate with the first communication passage, the second communication passage, and the third communication passage through the entrance / exit portion.

特開2018−151141号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-151141

しかしながら、上記従来技術においては、第1クーリングプレート、第2クーリングプレート及び第3クーリングプレートを順に積層した構造であるため、3つの媒体が流通する第1流路、第2流路及び第3流路の形成に手間がかかる。また、上記従来技術のように3つの媒体の熱交換を行う熱交換器では、第1流路、第2流路及び第3流路を流通する媒体の熱交換効率の一層の向上が望まれている。 However, in the above-mentioned prior art, since the structure is such that the first cooling plate, the second cooling plate, and the third cooling plate are laminated in this order, the first flow path, the second flow path, and the third flow path through which the three media flow are used. It takes time to form the road. Further, in a heat exchanger that exchanges heat between three media as in the above-mentioned prior art, it is desired to further improve the heat exchange efficiency of the media flowing through the first flow path, the second flow path, and the third flow path. ing.

本発明の目的は、媒体が流通する3つの流通部を容易に形成しつつ、3つの流通部を流通する媒体の熱交換効率を向上させることができる熱交換器及び改質システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a heat exchanger and a reforming system capable of improving the heat exchange efficiency of a medium circulating through the three distribution sections while easily forming three distribution sections through which the medium circulates. Is.

本発明の一態様に係る熱交換器は、円筒状の筐体と、筐体の内部に渦巻状に配置され、第1流通部と第2流通部と第3流通部とを区画形成する3つの区画壁と、筐体の一端側に設けられ、第1流通部に媒体を導入する第1導入部と、筐体の他端側に設けられ、第1流通部を流通した媒体を導出する第1導出部と、筐体の一端及び他端の一方側に設けられ、第2流通部に媒体を導入する第2導入部と、筐体の一端及び他端の他方側に設けられ、第2流通部を流通した媒体を導出する第2導出部と、筐体の一端及び他端の一方側に設けられ、第3流通部に媒体を導入する第3導入部と、筐体の一端及び他端の他方側に設けられ、第3流通部を流通した媒体を導出する第3導出部とを備え、第1流通部、第2流通部及び第3流通部は、筐体の径方向に沿って互いに隣り合うように配置されており、第1流通部の外周側領域及び内周側領域と第2流通部の外周側領域及び内周側領域と第3流通部の外周側領域及び内周側領域とは、筐体の径方向に連通している。 The heat exchanger according to one aspect of the present invention is arranged in a cylindrical housing and in a spiral shape inside the housing, and forms a partition between a first distribution unit, a second distribution unit, and a third distribution unit. One partition wall, a first introduction section provided on one end side of the housing and introducing a medium into the first distribution section, and a medium provided on the other end side of the housing and circulated through the first distribution section are derived. A first lead-out unit, a second introduction unit provided on one side of one end and the other end of the housing, and a second introduction unit for introducing a medium into the second distribution unit, and a second introduction unit provided on the other side of one end and the other end of the housing. 2 A second out-licensing unit for deriving the medium circulated through the distribution unit, a third introduction unit provided on one side of one end and the other end of the housing, and a third introduction unit for introducing the medium into the third distribution unit, one end of the housing, and the other. It is provided on the other side of the other end and includes a third out-licensing part for leading out the medium circulated through the third distribution part, and the first distribution part, the second distribution part and the third distribution part are in the radial direction of the housing. They are arranged so as to be adjacent to each other along the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the first distribution portion, the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the second distribution portion, and the outer peripheral side region and the inner circumference side region of the third distribution portion. The peripheral region communicates with the housing in the radial direction.

このような熱交換器においては、第1流通部、第2流通部及び第3流通部は、筐体の径方向に沿って互いに隣り合うように配置されている。このため、第1流通部を流通する媒体と第2流通部を流通する媒体と第3流通部を流通する媒体とが熱交換される。また、第1流通部の外周側領域及び内周側領域と第2流通部の外周側領域及び内周側領域と第3流通部の外周側領域及び内周側領域とは、筐体の径方向に連通している。このため、第1流通部、第2流通部及び第3流通部を流通する媒体は、何れも筐体の軸方向及び径方向にスムーズに流れるようになる。これにより、第1流通部、第2流通部及び第3流通部を流通する媒体の熱交換効率が向上する。また、第1流通部、第2流通部及び第3流通部を区画形成する3つの区画壁は、筐体の内部に渦巻状に配置されている。このため、区画壁は、平坦状の板状部材をロール状に巻くことによって形成可能である。これにより、第1流通部、第2流通部及び第3流通部を容易に形成することができる。 In such a heat exchanger, the first distribution unit, the second distribution unit, and the third distribution unit are arranged so as to be adjacent to each other along the radial direction of the housing. Therefore, the medium that circulates in the first distribution section, the medium that circulates in the second distribution section, and the medium that circulates in the third distribution section exchange heat. Further, the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the first distribution portion, the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the second distribution portion, and the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the third distribution portion are the diameters of the housing. Communicate in the direction. Therefore, the media circulating in the first distribution section, the second distribution section, and the third distribution section all flow smoothly in the axial direction and the radial direction of the housing. As a result, the heat exchange efficiency of the medium circulating in the first distribution section, the second distribution section, and the third distribution section is improved. Further, the three partition walls forming the first distribution section, the second distribution section and the third distribution section are arranged in a spiral shape inside the housing. Therefore, the partition wall can be formed by winding a flat plate-shaped member in a roll shape. As a result, the first distribution unit, the second distribution unit, and the third distribution unit can be easily formed.

第1導入部は、筐体の一端側に取り付けられ、第1流通部の最外周領域に媒体を筐体の径方向に導入する第1導入管であり、第1導出部は、筐体の他端側に取り付けられ、第1流通部を流通した媒体を第1流通部の最外周領域から筐体の径方向に導出する第1導出管であり、第2導入部は、筐体の一端及び他端の一方側に取り付けられ、第2流通部の最外周領域に媒体を筐体の径方向に導入する第2導入管であり、第2導出部は、筐体の一端及び他端の他方側に取り付けられ、第2流通部を流通した媒体を第2流通部の最外周領域から筐体の径方向に導出する第2導出管であり、第3導入部は、筐体の一端及び他端の一方側の端部に形成され、第3流通部に媒体を筐体の軸方向に導入する導入口であり、第3導出部は、筐体の一端及び他端の他方側の端部に形成され、第3流通部を流通した媒体を第3流通部から筐体の軸方向に導出する導出口であってもよい。 The first introduction unit is a first introduction pipe that is attached to one end side of the housing and introduces the medium into the outermost peripheral region of the first distribution unit in the radial direction of the housing, and the first lead-out unit is the housing. It is a first outlet pipe that is attached to the other end side and leads the medium that has passed through the first distribution section from the outermost peripheral region of the first distribution section in the radial direction of the housing, and the second introduction section is one end of the housing. A second introduction pipe that is attached to one side of the other end and introduces the medium into the outermost peripheral region of the second distribution portion in the radial direction of the housing, and the second lead-out portion is one end and the other end of the housing. It is a second outlet pipe that is attached to the other side and leads the medium that has circulated through the second distribution section from the outermost peripheral region of the second distribution section in the radial direction of the housing. An introduction port formed at one end of the other end and introducing a medium into the third distribution unit in the axial direction of the housing, and the third outlet is one end of the housing and the other end of the other end. It may be an outlet which is formed in the unit and leads the medium that has circulated through the third distribution unit from the third distribution unit in the axial direction of the housing.

このような構成では、第1導入管から第1流通部の最外周領域に導入された媒体は、第1流通部の外周側領域から内周側領域に向かって筐体の径方向に流れると共に、第1導出管に向かって筐体の軸方向に流れる。第1流通部を流通した媒体は、第1流通部の内周側領域から外周側領域に向かって筐体の径方向に流れて、第1流通部の最外周領域から第1導出管に導出される。第2導入管から第2流通部の最外周領域に導入された媒体は、第2流通部の外周側領域から内周側領域に向かって筐体の径方向に流れると共に、第2導出管に向かって筐体の軸方向に流れる。第2流通部を流通した媒体は、第2流通部の内周側領域から外周側領域に向かって筐体の径方向に流れて、第2流通部の最外周領域から第2導出管に導出される。導入口から第3流通部に導入された媒体は、導出口に向かって筐体の軸方向及び径方向に流れる。第3流通部を流通した媒体は、導出口から導出される。従って、第1流通部、第2流通部及び第3流通部を流通する媒体の熱交換が効率的に行われる。 In such a configuration, the medium introduced from the first introduction pipe to the outermost peripheral region of the first distribution portion flows in the radial direction of the housing from the outer peripheral side region to the inner peripheral side region of the first distribution portion. , Flows in the axial direction of the housing toward the first lead-out pipe. The medium circulated through the first distribution section flows in the radial direction of the housing from the inner peripheral side region of the first distribution section toward the outer peripheral side region, and is led out from the outermost outer peripheral region of the first distribution section to the first outlet pipe. Will be done. The medium introduced from the second introduction pipe to the outermost peripheral region of the second distribution portion flows in the radial direction of the housing from the outer peripheral side region to the inner peripheral side region of the second distribution portion, and also flows into the second outlet pipe. It flows in the axial direction of the housing. The medium circulated through the second distribution section flows in the radial direction of the housing from the inner peripheral side region of the second distribution section toward the outer peripheral side region, and is led out from the outermost outer peripheral region of the second distribution section to the second outlet pipe. Will be done. The medium introduced into the third distribution section from the introduction port flows in the axial direction and the radial direction of the housing toward the outlet. The medium distributed through the third distribution unit is derived from the outlet. Therefore, heat exchange of the medium flowing through the first distribution section, the second distribution section, and the third distribution section is efficiently performed.

筐体の一端側には、第1流通部に導入される媒体を筐体の周方向に導く環状の第1導入ヘッダが設けられており、筐体の他端側には、第1流通部から導出された媒体を筐体の周方向に導く環状の第1導出ヘッダが設けられており、筐体の一端及び他端の一方側には、第2流通部に導入される媒体を筐体の周方向に導く環状の第2導入ヘッダが設けられており、筐体の一端及び他端の他方側には、第2流通部から導出された媒体を筐体の周方向に導く環状の第2導出ヘッダが設けられており、第1導入管は、第1導入ヘッダに取り付けられており、第1導出管は、第1導出ヘッダに取り付けられており、第2導入管は、第2導入ヘッダに取り付けられており、第2導出管は、第2導出ヘッダに取り付けられており、第1導入ヘッダ及び第1導出ヘッダの内部は、第1流通部の最外周領域と連通しており、第2導入ヘッダ及び第2導出ヘッダの内部は、第2流通部の最外周領域と連通していてもよい。 An annular first introduction header that guides the medium introduced into the first distribution section in the circumferential direction of the housing is provided on one end side of the housing, and the first distribution section is provided on the other end side of the housing. An annular first derivation header that guides the medium derived from the housing in the circumferential direction of the housing is provided, and the medium introduced into the second distribution section is mounted on one end and the other end of the housing. An annular second introduction header is provided to guide the medium in the circumferential direction of the housing, and on the other side of one end and the other end of the housing, an annular first header that guides the medium derived from the second distribution unit in the circumferential direction of the housing is provided. Two lead-out headers are provided, the first lead-in pipe is attached to the first lead-in header, the first lead-out pipe is attached to the first lead-out header, and the second lead-in pipe is attached to the second lead-in pipe. It is attached to the header, the second lead-out pipe is attached to the second lead-out header, and the inside of the first introduction header and the first lead-out header communicates with the outermost outer peripheral region of the first distribution section. The inside of the second introduction header and the second derivation header may communicate with the outermost peripheral region of the second distribution section.

このような構成では、第1導入管からの媒体は、第1導入ヘッダの内部を全周にわたって流れて第1流通部に導入される。第1流通部を流通した媒体は、第1導出ヘッダの内部を全周にわたって流れて第1導出管に導出される。第2導入管からの媒体は、第2導入ヘッダの内部を全周にわたって流れて第2流通部に導入される。第2流通部を流通した媒体は、第2導出ヘッダの内部を全周にわたって流れて第2導出管に導出される。従って、媒体は、第1流通部及び第2流通部を筐体の径方向全体にスムーズに流れるようになる。 In such a configuration, the medium from the first introduction pipe flows all around the inside of the first introduction header and is introduced into the first distribution section. The medium that has circulated through the first distribution section flows all around the inside of the first out-licensing header and is led out to the first out-licensing pipe. The medium from the second introduction pipe flows all around the inside of the second introduction header and is introduced into the second distribution section. The medium that has circulated through the second distribution section flows all around the inside of the second out-licensing header and is led out to the second out-licensing pipe. Therefore, the medium smoothly flows through the first distribution section and the second distribution section in the entire radial direction of the housing.

筐体の一端側には、第1流通部に導入される媒体と第2流通部に導入される媒体または第2流通部から導出された媒体とを筐体の周方向に導く環状の第1ヘッダが設けられており、筐体の他端側には、第1流通部から導出された媒体と第2流通部から導出された媒体または第2流通部に導入される媒体とを筐体の周方向に導く環状の第2ヘッダが設けられており、第1導入管と第2導入管または第2導出管とは、第1ヘッダに取り付けられており、第1導出管と第2導出管または第2導入管とは、第2ヘッダに取り付けられており、第1ヘッダの内部には、第1導入管の内部と連通する第1流通領域と第2導入管または第2導出管の内部と連通する第2流通領域とを仕切る第1仕切壁が配置されており、第2ヘッダの内部には、第1導出管の内部と連通する第3流通領域と第2導出管または第2導入管の内部と連通する第4流通領域とを仕切る第2仕切壁が配置されており、第1流通領域及び第3流通領域は、第1流通部の最外周領域と連通しており、第2流通領域及び第4流通領域は、第2流通部の最外周領域と連通していてもよい。 On one end side of the housing, an annular first ring that guides the medium introduced into the first distribution section and the medium introduced into the second distribution section or the medium derived from the second distribution section in the circumferential direction of the housing. A header is provided, and on the other end side of the housing, a medium derived from the first distribution unit and a medium derived from the second distribution unit or a medium introduced into the second distribution unit are mounted on the housing. An annular second header that guides in the circumferential direction is provided, and the first introduction pipe and the second introduction pipe or the second lead-out pipe are attached to the first header, and the first lead-out pipe and the second lead-out pipe are attached. Alternatively, the second introduction pipe is attached to the second header, and inside the first header, the inside of the first distribution area and the inside of the second introduction pipe or the second outlet pipe communicating with the inside of the first introduction pipe. A first partition wall that separates the second distribution area that communicates with the inside is arranged, and inside the second header, a third distribution area that communicates with the inside of the first outlet pipe and the second outlet pipe or the second introduction pipe are introduced. A second partition wall that separates the inside of the pipe from the fourth distribution area is arranged, and the first distribution area and the third distribution area communicate with the outermost outermost area of the first distribution section, and the second The distribution area and the fourth distribution area may communicate with the outermost area of the second distribution section.

このような構成では、第1導入管からの媒体は、第1ヘッダの内部の第1導入領域部を流れて第1流通部に導入される。第1流通部を流通した媒体は、第2ヘッダの内部の第3導出領域を流れて第1導出管に導出される。第2導入管からの媒体は、第1ヘッダの内部の第2導入領域または第2ヘッダの内部の第4導入領域を流れて第2流通部に導入される。第2流通部を流通した媒体は、第2ヘッダの内部の第4導入領域または第1ヘッダの内部の第2導出領域を流れて第2導出管に導出される。このように使用するヘッダの数としては、第1ヘッダ及び第2ヘッダという2つで済む。従って、熱交換器を筐体の軸方向に小型化することができる。 In such a configuration, the medium from the first introduction pipe flows through the first introduction region portion inside the first header and is introduced into the first distribution portion. The medium that has circulated through the first distribution section flows through the third out-licensing region inside the second header and is led out to the first out-licensing pipe. The medium from the second introduction pipe flows through the second introduction area inside the first header or the fourth introduction area inside the second header and is introduced into the second distribution section. The medium that has circulated through the second distribution section flows through the fourth introduction region inside the second header or the second lead-out region inside the first header, and is led out to the second lead-out pipe. The number of headers used in this way may be two, the first header and the second header. Therefore, the heat exchanger can be miniaturized in the axial direction of the housing.

3つの区画壁同士は、筐体の両端部において第1流通部及び第2流通部を閉じるように接合されていてもよい。このような構成では、筐体の両端部における溶接等の接合作業を容易にしつつ、筐体の内部に第1流通部及び第2流通部の閉じ構造を形成することができる。 The three partition walls may be joined so as to close the first distribution portion and the second distribution portion at both ends of the housing. With such a configuration, it is possible to form a closed structure of the first distribution portion and the second distribution portion inside the housing while facilitating the joining work such as welding at both ends of the housing.

熱交換器は、3つの区画壁の一部領域同士が接合された複数の接合部を更に備え、接合部には、筐体の径方向に貫通した貫通孔が設けられていてもよい。このような構成では、特別な部品を使用しなくても、簡単な構造で、第1流通部の外周側領域及び内周側領域と第2流通部の外周側領域及び内周側領域と第3流通部の外周側領域及び内周側領域とを、筐体の径方向に連通させることができる。 The heat exchanger may further include a plurality of joints in which some regions of the three partition walls are joined to each other, and the joints may be provided with through holes penetrating in the radial direction of the housing. In such a configuration, a simple structure is used without using special parts, and the outer peripheral side region and inner peripheral side region of the first circulation portion, the outer peripheral side region and inner peripheral side region of the second circulation portion, and the first 3 The outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the distribution portion can be communicated with each other in the radial direction of the housing.

区画壁には、筐体の径方向に突出した複数の突部が設けられていてもよい。このような構成では、第1流通部を媒体が流通する際に、複数の突部により媒体が散乱するため、第1流通部における媒体の流量が均等化される。第2流通部を媒体が流通する際に、複数の突部により媒体が散乱するため、第2流通部における媒体の流量が均等化される。第3流通部を媒体が流通する際に、複数の突部により媒体が散乱するため、第3流通部における媒体の流量が均等化される。さらに、区画壁に複数の突部を設けることにより、区画壁の表面積が大きくなる。以上により、第1流通部、第2流通部及び第3流通部を流通する媒体の熱交換効率が更に向上する。 The partition wall may be provided with a plurality of protrusions protruding in the radial direction of the housing. In such a configuration, when the medium is distributed through the first distribution unit, the medium is scattered by the plurality of protrusions, so that the flow rate of the medium in the first distribution unit is equalized. When the medium is distributed through the second distribution unit, the medium is scattered by the plurality of protrusions, so that the flow rate of the medium in the second distribution unit is equalized. When the medium is distributed through the third distribution unit, the medium is scattered by the plurality of protrusions, so that the flow rate of the medium in the third distribution unit is equalized. Further, by providing a plurality of protrusions on the partition wall, the surface area of the partition wall is increased. As a result, the heat exchange efficiency of the medium circulating in the first distribution section, the second distribution section, and the third distribution section is further improved.

本発明の他の態様に係る改質システムは、酸化性ガスにより燃料ガスを燃焼させて発生した熱を利用して、燃料ガスを改質する改質器と、改質器に燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、改質器に酸化性ガスを供給する酸化性ガス供給部とを具備し、改質器は、円筒状の筐体と、筐体の内部に渦巻状に配置され、燃料ガスが流通する第1流通部と燃料ガスが流通する第2流通部と燃料ガス及び酸化性ガスが流通する第3流通部とを区画形成する3つの区画壁と、筐体の一端側に設けられ、第1流通部に燃料ガスを導入する第1導入部と、筐体の他端側に設けられ、第1流通部を流通したガスを導出する第1導出部と、筐体の一端及び他端の一方側に設けられ、第2流通部に燃料ガスを導入する第2導入部と、筐体の一端及び他端の他方側に設けられ、第2流通部を流通したガスを導出する第2導出部と、筐体の一端及び他端の一方側に設けられ、第3流通部に燃料ガス及び酸化性ガスを導入する第3導入部と、筐体の一端及び他端の他方側に設けられ、第3流通部を流通したガスを導出する第3導出部とを備え、第1流通部は、燃料ガスを加熱する加熱部であり、第2流通部は、加熱部により加熱された燃料ガスを改質して水素を含有した改質ガスを生成する改質部であり、第3流通部は、加熱部により加熱された燃料ガスを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼部であり、加熱部、改質部及び燃焼部は、筐体の径方向に沿って互いに隣り合うように配置されており、加熱部の外周側領域及び内周側領域と改質部の外周側領域及び内周側領域と燃焼部の外周側領域及び内周側領域とは、筐体の径方向に連通している。 The reforming system according to another aspect of the present invention uses the heat generated by burning the fuel gas with the oxidizing gas to reform the fuel gas, and supplies the fuel gas to the reformer. It is provided with a fuel gas supply unit and an oxidizing gas supply unit that supplies an oxidizing gas to the reformer, and the reformer is arranged in a cylindrical housing and in a spiral shape inside the housing. On one end side of the housing and three partition walls that form a partition between the first distribution section where the fuel gas flows, the second distribution section where the fuel gas flows, and the third distribution section where the fuel gas and the oxidizing gas flow. A first introduction section that is provided and introduces fuel gas into the first distribution section, a first lead-out section that is provided on the other end side of the housing and leads out the gas that has flowed through the first distribution section, and one end of the housing. And a second introduction section provided on one side of the other end to introduce the fuel gas into the second flow section, and a gas provided on the other side of one end and the other end of the housing to derive the gas flowing through the second flow section. A second lead-out unit, a third introduction unit provided on one side of one end and the other end of the housing, and a third introduction unit for introducing the fuel gas and the oxidizing gas into the third distribution unit, and the other end and the other end of the housing. It is provided on the side and includes a third out-drawing unit that draws out the gas that has flowed through the third distribution part. The first distribution part is a heating part that heats the fuel gas, and the second distribution part is heated by the heating part. It is a reforming unit that reforms the produced fuel gas to generate a reformed gas containing hydrogen, and the third distribution unit is a combustion unit that burns the fuel gas heated by the heating unit to generate combustion gas. The heating portion, the reforming portion, and the combustion portion are arranged so as to be adjacent to each other along the radial direction of the housing, and the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the heating portion and the outer peripheral side of the reforming portion are arranged. The region and the inner peripheral side region and the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the combustion portion communicate with each other in the radial direction of the housing.

このような改質システムにおいては、改質器の加熱部(第1流通部)に燃料ガスが導入され、加熱された燃料ガスが加熱部から導出される。改質器の改質部(第2流通部)に燃料ガスが導入され、改質ガスが改質部から導出される。改質器の燃焼部(第3流通部)に燃料ガス及び酸化性ガスが導入され、燃焼ガスが燃焼部から導出される。ここで、加熱部、改質部及び燃焼部は、筐体の径方向に沿って互いに隣り合うように配置されている。このため、加熱部を流通するガスと改質部を流通するガスと燃焼部を流通するガスとが熱交換される。また、加熱部の外周側領域及び内周側領域と改質部の外周側領域及び内周側領域と燃焼部の外周側領域及び内周側領域とは、筐体の径方向に連通している。このため、加熱部、改質部及び燃焼部を流通するガスは、何れも筐体の軸方向及び径方向にスムーズに流れるようになる。これにより、加熱部、改質部及び燃焼部を流通するガスの熱交換効率が向上する。また、加熱部、改質部及び燃焼部を区画形成する3つの区画壁は、筐体の内部に渦巻状に配置されている。このため、区画壁は、平坦状の板状部材をロール状に巻くことによって形成可能である。これにより、加熱部、改質部及び燃焼部を容易に形成することができる。 In such a reforming system, fuel gas is introduced into the heating section (first distribution section) of the reformer, and the heated fuel gas is derived from the heating section. Fuel gas is introduced into the reforming section (second distribution section) of the reformer, and the reforming gas is derived from the reforming section. Fuel gas and oxidizing gas are introduced into the combustion section (third distribution section) of the reformer, and the combustion gas is derived from the combustion section. Here, the heating unit, the reforming unit, and the combustion unit are arranged so as to be adjacent to each other along the radial direction of the housing. Therefore, heat is exchanged between the gas flowing through the heating section, the gas flowing through the reforming section, and the gas flowing through the combustion section. Further, the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the heating portion, the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the reforming portion, and the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the combustion portion communicate with each other in the radial direction of the housing. There is. Therefore, the gas flowing through the heating unit, the reforming unit, and the combustion unit all smoothly flows in the axial direction and the radial direction of the housing. As a result, the heat exchange efficiency of the gas flowing through the heating unit, the reforming unit, and the combustion unit is improved. Further, the three partition walls forming the heating portion, the reforming portion and the combustion portion are arranged in a spiral shape inside the housing. Therefore, the partition wall can be formed by winding a flat plate-shaped member in a roll shape. Thereby, the heating part, the reforming part and the combustion part can be easily formed.

第1導入部は、筐体の一端側に取り付けられ、加熱部の最外周領域に燃料ガスを筐体の径方向に導入する第1導入管であり、第1導出部は、筐体の他端側に取り付けられ、加熱部を流通した燃料ガスを加熱部の最外周領域から筐体の径方向に導出する第1導出管であり、第2導入部は、筐体の一端及び他端の一方側に取り付けられ、改質部の最外周領域に加熱部を流通した燃料ガスを筐体の径方向に導入する第2導入管であり、第2導出部は、筐体の一端及び他端の他方側に取り付けられ、改質部を流通した改質ガスを改質部の最外周領域から筐体の径方向に導出する第2導出管であり、第3導入部は、筐体の一端及び他端の一方側の端部に形成され、燃焼部に加熱部を流通した燃料ガス及び酸化性ガスを筐体の軸方向に導入する導入口であり、第3導出部は、筐体の一端及び他端の他方側の端部に形成され、燃焼部を流通した燃焼ガスを燃焼部から筐体の軸方向に導出する導出口であってもよい。 The first introduction portion is a first introduction pipe that is attached to one end side of the housing and introduces fuel gas into the outermost peripheral region of the heating portion in the radial direction of the housing, and the first lead-out portion is other than the housing. It is a first lead-out pipe that is attached to the end side and leads out the fuel gas that has passed through the heating part from the outermost peripheral region of the heating part in the radial direction of the housing, and the second introduction part is one end and the other end of the housing. It is a second introduction pipe that is attached to one side and introduces the fuel gas that has passed through the heating part to the outermost peripheral region of the reforming part in the radial direction of the housing, and the second outlet part is one end and the other end of the housing. It is a second outlet pipe that is attached to the other side of the housing and leads the reforming gas that has passed through the reforming portion from the outermost peripheral region of the reforming portion in the radial direction of the housing, and the third introduction portion is one end of the housing. It is an introduction port formed at one end of the other end and passing through the heating part to the combustion part, and introduces the fuel gas and the oxidizing gas in the axial direction of the housing. It may be an outlet which is formed at one end and the other end of the other end and leads out the combustion gas flowing through the combustion part from the combustion part in the axial direction of the housing.

このような構成では、第1導入管から加熱部の最外周領域に導入された燃料ガスは、加熱部の外周側領域から内周側領域に向かって筐体の径方向に流れると共に、第1導出管に向かって筐体の軸方向に流れる。加熱部を流通した燃料ガスは、加熱部の内周側領域から外周側領域に向かって筐体の径方向に流れて、加熱部の最外周領域から第1導出管に導出される。第2導入管から改質部の最外周領域に導入された燃料ガスは、改質部の外周側領域から内周側領域に向かって筐体の径方向に流れると共に、第2導出管に向かって筐体の軸方向に流れる。改質部を流通した改質ガスは、改質部の内周側領域から外周側領域に向かって筐体の径方向に流れて、改質部の最外周領域から第2導出管に導出される。導入口から燃焼部に導入された燃料ガス及び酸化性ガスは、導出口に向かって筐体の軸方向及び径方向に流れる。燃焼部を流通した燃焼ガスは、導出口から導出される。従って、加熱部、改質部及び燃焼部を流通するガスの熱交換が効率的に行われる。 In such a configuration, the fuel gas introduced from the first introduction pipe into the outermost peripheral region of the heating portion flows in the radial direction of the housing from the outer peripheral side region to the inner peripheral side region of the heating portion, and the first It flows in the axial direction of the housing toward the outlet pipe. The fuel gas flowing through the heating portion flows in the radial direction of the housing from the inner peripheral side region of the heating portion toward the outer peripheral side region, and is led out from the outermost outer peripheral region of the heating portion to the first outlet pipe. The fuel gas introduced from the second introduction pipe to the outermost peripheral region of the reforming portion flows in the radial direction of the housing from the outer peripheral side region to the inner peripheral side region of the reforming portion and toward the second outlet pipe. Flows in the axial direction of the housing. The reformed gas that has flowed through the reformed portion flows in the radial direction of the housing from the inner peripheral side region of the reformed portion to the outer peripheral side region, and is led out from the outermost peripheral region of the reformed portion to the second outlet pipe. To. The fuel gas and the oxidizing gas introduced into the combustion portion from the introduction port flow in the axial direction and the radial direction of the housing toward the outlet. The combustion gas that has passed through the combustion section is led out from the outlet. Therefore, heat exchange of the gas flowing through the heating unit, the reforming unit, and the combustion unit is efficiently performed.

燃料ガス供給部は、加熱媒体により液体燃料を気化させて燃料ガスを生成する気化器と、気化器に加熱媒体を供給する循環経路とを有し、改質器は、加熱部、改質部及び燃焼部を有する改質用熱交換部と、改質用熱交換部の一端側に配置されるように改質用熱交換部と一体化され、加熱媒体を加熱する気化用熱交換部とを有し、気化用熱交換部は、筐体の内部に渦巻状に配置され、燃焼部と加熱媒体が流通する第4流通部とを区画形成する2つの区画壁と、筐体に設けられ、第4流通部に加熱媒体を導入する第4導入部と、筐体に設けられ、第4流通部から加熱媒体を導出する第4導出部とを有し、燃焼部及び第4流通部は、筐体の径方向に沿って互いに隣り合うように配置されており、第4流通部の外周側領域及び内周側領域は、筐体の径方向に連通しており、第1導入管は、改質用熱交換部の筐体の一端側に取り付けられており、第1導出管は、改質用熱交換部の筐体の他端側に取り付けられており、第2導入管は、改質用熱交換部の筐体の一端及び他端の一方側に取り付けられており、第2導出管は、改質用熱交換部の筐体の一端及び他端の他方側に取り付けられており、第4導入部は、気化用熱交換部の筐体の一端側に取り付けられ、第4流通部の最外周領域に加熱媒体を筐体の径方向に導入する第3導入管であり、第4導出部は、気化用熱交換部の筐体の他方側に取り付けられ、第4流通部の最外周領域から加熱媒体を筐体の径方向に導出する第3導出管であってもよい。 The fuel gas supply unit has a vaporizer that vaporizes liquid fuel with a heating medium to generate fuel gas, and a circulation path that supplies the heating medium to the vaporizer. The reformer is a heating unit and a reforming unit. A heat exchange unit for reforming having a combustion unit and a heat exchange unit for vaporization that is integrated with the heat exchange unit for reforming so as to be arranged on one end side of the heat exchange unit for reforming and heats the heating medium. The heat exchange unit for vaporization is arranged in a spiral shape inside the housing, and is provided on the housing and two partition walls forming a partition between the combustion unit and the fourth distribution unit through which the heating medium flows. The combustion unit and the fourth distribution unit have a fourth introduction unit that introduces a heating medium into the fourth distribution unit and a fourth extraction unit that is provided in the housing and derives the heating medium from the fourth distribution unit. , The outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the fourth flow portion are communicated with each other in the radial direction of the housing, and the first introduction pipe is arranged so as to be adjacent to each other along the radial direction of the housing. , The first lead-out pipe is attached to the other end side of the housing of the heat exchange part for reforming, and the second introduction pipe is attached to the other end side of the housing of the heat exchange part for reforming. The second outlet tube is attached to one end and the other end of the housing of the reforming heat exchange part, and the second outlet tube is attached to the other side of the housing of the reforming heat exchange part. The fourth introduction section is a third introduction tube that is attached to one end side of the housing of the heat exchange section for vaporization and introduces a heating medium into the outermost peripheral region of the fourth distribution section in the radial direction of the housing. The fourth outlet may be a third outlet tube that is attached to the other side of the housing of the heat exchange unit for vaporization and leads the heating medium from the outermost peripheral region of the fourth flow unit in the radial direction of the housing. ..

このような構成では、改質用熱交換部において、上述した加熱部、改質部及び燃焼部を流通する媒体の熱交換が行われる。気化用熱交換部において、燃焼部及び第4流通部は、筐体の径方向に沿って互いに隣り合うように配置されている。このため、燃焼部を流通するガスと第4流通部を流通する加熱媒体とが熱交換される。また、第4流通部の外周側領域及び内周側領域は、筐体の径方向に連通している。このため、第4流通部を流通する加熱媒体は、筐体の軸方向及び径方向にスムーズに流れるようになる。従って、第4流通部を流通する加熱媒体の熱交換効率が向上する。また、改質用熱交換部と気化用熱交換部とを一体化することにより、改質器の一部が気化器の熱源として有効利用される。従って、改質器の通常動作時に、ヒータ等により気化器を加熱しなくて済むため、省電力化を図ることができる。 In such a configuration, in the reforming heat exchange section, the heat exchange of the medium flowing through the heating section, the reforming section, and the combustion section described above is performed. In the heat exchange section for vaporization, the combustion section and the fourth distribution section are arranged so as to be adjacent to each other along the radial direction of the housing. Therefore, heat is exchanged between the gas flowing through the combustion section and the heating medium flowing through the fourth distribution section. Further, the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the fourth distribution portion communicate with each other in the radial direction of the housing. Therefore, the heating medium flowing through the fourth distribution section smoothly flows in the axial direction and the radial direction of the housing. Therefore, the heat exchange efficiency of the heating medium flowing through the fourth distribution unit is improved. Further, by integrating the reforming heat exchange unit and the vaporization heat exchange unit, a part of the reformer can be effectively used as a heat source of the vaporizer. Therefore, during the normal operation of the reformer, it is not necessary to heat the vaporizer with a heater or the like, so that power saving can be achieved.

本発明によれば、媒体が流通する3つの流通部を容易に形成しつつ、3つの流通部を流通する媒体の熱交換効率を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the heat exchange efficiency of the medium circulating through the three distribution sections while easily forming the three distribution sections through which the medium circulates.

本発明の第1実施形態に係る熱交換器を備えた改質システムを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the reforming system provided with the heat exchanger which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る熱交換器である改質器の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the appearance of the reformer which is the heat exchanger which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図2に示された改質器の一部断面図である。It is a partial cross-sectional view of the reformer shown in FIG. 図3のIV−IV線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 図3のV−V線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line VV of FIG. 図2に示された区画壁の接合部の拡大斜視図である。It is an enlarged perspective view of the joint part of the partition wall shown in FIG. 本発明の第2実施形態に係る熱交換器である改質器の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the appearance of the reformer which is the heat exchanger which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図8のVIII−VIII線断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII of FIG. 図8のIX−IX線断面図である。FIG. 8 is a sectional view taken along line IX-IX of FIG. 図7に示された改質器の変形例の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the appearance of the modification of the reformer shown in FIG. 7. 本発明の第3実施形態に係る熱交換器を備えた改質システムを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the reforming system provided with the heat exchanger which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る熱交換器である改質器の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the appearance of the reformer which is the heat exchanger which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図12に示された改質器の一部断面図である。It is a partial cross-sectional view of the reformer shown in FIG. 図13のXIV−XIV線断面図である。It is a cross-sectional view taken along the line XIV-XIV of FIG. 図3に示された改質器の変形例を示す一部断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the modification of the reformer shown in FIG. 図3に示された改質器の他の変形例を示す一部断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the other modification of the reformer shown in FIG. 図2に示された改質器の変形例の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the appearance of the modification of the reformer shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

図1は、本発明の第1実施形態に係る熱交換器を備えた改質システムを示す概略構成図である。図1において、改質システム1は、アンモニアガス供給源2と、空気供給源3と、本実施形態の熱交換器である改質器4とを具備している。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a reforming system including a heat exchanger according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the reforming system 1 includes an ammonia gas supply source 2, an air supply source 3, and a reformer 4 which is a heat exchanger of the present embodiment.

アンモニアガス供給源2は、燃料ガスであるアンモニアガス(NHガス)を発生させる。アンモニアガス供給源2は、アンモニアを液体状態で貯蔵するアンモニアタンク5と、このアンモニアタンク5に貯蔵された液体アンモニア(液体燃料)を気化させてアンモニアガスを生成する気化器6と、この気化器6を加熱する電気ヒータ7と有している。電気ヒータ7により気化器6が加熱されることで、液体アンモニアが気化される。アンモニアタンク5と気化器6との間には、気化器6に供給される液体アンモニアの流量を調整する流量調整弁12が配置されている。 Ammonia gas source 2 generates ammonia gas (NH 3 gas) as a fuel gas. The ammonia gas supply source 2 includes an ammonia tank 5 that stores ammonia in a liquid state, a vaporizer 6 that vaporizes the liquid ammonia (liquid fuel) stored in the ammonia tank 5, and generates ammonia gas, and this vaporizer. It has an electric heater 7 for heating 6. The liquid ammonia is vaporized by heating the vaporizer 6 by the electric heater 7. A flow rate adjusting valve 12 for adjusting the flow rate of the liquid ammonia supplied to the vaporizer 6 is arranged between the ammonia tank 5 and the vaporizer 6.

空気供給源3は、酸化性ガスである空気を発生させる。空気供給源3としては、例えば送風機等が用いられる。 The air supply source 3 generates air, which is an oxidizing gas. As the air supply source 3, for example, a blower or the like is used.

改質器4は、空気によりアンモニアガスを燃焼させて発生した熱を利用して、アンモニアガスを改質する熱交換型改質器である。改質器4の具体的な構造については、後で詳述する。改質器4は、加熱部8と、改質部9と、燃焼部10とを有している。 The reformer 4 is a heat exchange type reformer that reforms ammonia gas by utilizing the heat generated by burning ammonia gas with air. The specific structure of the reformer 4 will be described in detail later. The reformer 4 has a heating unit 8, a reforming unit 9, and a combustion unit 10.

加熱部8は、気化器6により生成されたアンモニアガスを加熱する。加熱部8は、気化器6とアンモニアガス流路11を介して接続されている。アンモニアガス流路11は、気化器6により気化されたアンモニアガスが流れる流路である。 The heating unit 8 heats the ammonia gas generated by the vaporizer 6. The heating unit 8 is connected to the vaporizer 6 via an ammonia gas flow path 11. The ammonia gas flow path 11 is a flow path through which the ammonia gas vaporized by the vaporizer 6 flows.

改質部9は、加熱部8により加熱されたアンモニアガスを改質して、水素を含有した改質ガスを生成する。改質部9は、アンモニアガスを水素に分解する改質触媒9aを有している。改質触媒9aとしては、例えばルテニウム(Ru)またはロジウム(Rh)等が用いられる。改質部9は、加熱部8とアンモニアガス流路13を介して接続されている。アンモニアガス流路13は、加熱部8により加熱されたアンモニアガスが流れる流路である。アンモニアガス流路13には、改質部9に供給されるアンモニアガスの流量を調整する流量調整弁55が配設されている。 The reforming unit 9 reforms the ammonia gas heated by the heating unit 8 to generate a hydrogen-containing reforming gas. The reforming unit 9 has a reforming catalyst 9a that decomposes ammonia gas into hydrogen. As the reforming catalyst 9a, for example, ruthenium (Ru) or rhodium (Rh) or the like is used. The reforming unit 9 is connected to the heating unit 8 via an ammonia gas flow path 13. The ammonia gas flow path 13 is a flow path through which the ammonia gas heated by the heating unit 8 flows. The ammonia gas flow path 13 is provided with a flow rate adjusting valve 55 that adjusts the flow rate of the ammonia gas supplied to the reforming unit 9.

燃焼部10は、加熱部8により加熱されたアンモニアガスを空気によって燃焼させて、燃焼ガスを生成する。燃焼部10は、アンモニアガスを燃焼させる燃焼触媒10aを有している。燃焼触媒10aとしては、例えば白金(Pt)またはロジウム(Rh)等が用いられる。 The combustion unit 10 burns the ammonia gas heated by the heating unit 8 with air to generate a combustion gas. The combustion unit 10 has a combustion catalyst 10a that burns ammonia gas. As the combustion catalyst 10a, for example, platinum (Pt) or rhodium (Rh) or the like is used.

燃焼部10は、加熱部8とアンモニアガス流路14を介して接続されていると共に、空気供給源3と空気流路15を介して接続されている。アンモニアガス流路14は、加熱部8により加熱されたアンモニアガスが流れる流路である。アンモニアガス流路14は、アンモニアガス流路13に接続されている。アンモニアガス流路14には、燃焼部10に供給されるアンモニアガスの流量を調整する流量調整弁56が配設されている。空気流路15は、空気供給源3からの空気が流れる流路である。空気流路15には、燃焼部10に供給される空気の流量を調整する流量調整弁16が配設されている。 The combustion unit 10 is connected to the heating unit 8 via the ammonia gas flow path 14, and is also connected to the air supply source 3 via the air flow path 15. The ammonia gas flow path 14 is a flow path through which the ammonia gas heated by the heating unit 8 flows. The ammonia gas flow path 14 is connected to the ammonia gas flow path 13. The ammonia gas flow path 14 is provided with a flow rate adjusting valve 56 that adjusts the flow rate of the ammonia gas supplied to the combustion unit 10. The air flow path 15 is a flow path through which air from the air supply source 3 flows. The air flow path 15 is provided with a flow rate adjusting valve 16 that adjusts the flow rate of the air supplied to the combustion unit 10.

アンモニアガス供給源2及びアンモニアガス流路11は、改質器4にアンモニアガスを供給するアンモニアガス供給部17(燃料ガス供給部)を構成している。空気供給源3、空気流路15及び流量調整弁16は、改質器4に空気を供給する空気供給部18(酸化性ガス供給部)を構成している。 The ammonia gas supply source 2 and the ammonia gas flow path 11 constitute an ammonia gas supply unit 17 (fuel gas supply unit) that supplies ammonia gas to the reformer 4. The air supply source 3, the air flow path 15, and the flow rate adjusting valve 16 constitute an air supply unit 18 (oxidizing gas supply unit) that supplies air to the reformer 4.

改質器4の改質部9には、改質ガス流路19を介して水素利用装置20が接続されている。改質ガス流路19は、改質部9により生成された改質ガスが流れる流路である。水素利用装置20は、改質ガスに含まれる水素を利用する装置である。水素利用装置20としては、例えばアンモニアを燃料としたアンモニアエンジンまたはアンモニアガスタービン等の燃焼装置、或いは水素と空気中の酸素とを化学反応させて発電を行う燃料電池等が挙げられる。 A hydrogen utilization device 20 is connected to the reforming section 9 of the reformer 4 via a reforming gas flow path 19. The reformed gas flow path 19 is a flow path through which the reformed gas generated by the reforming unit 9 flows. The hydrogen utilization device 20 is an apparatus that utilizes hydrogen contained in the reforming gas. Examples of the hydrogen utilization device 20 include a combustion device such as an ammonia engine or an ammonia gas turbine using ammonia as fuel, a fuel cell that generates power by chemically reacting hydrogen with oxygen in the air, and the like.

改質器4の燃焼部10には、燃焼ガス流路21が接続されている。燃焼ガス流路21は、燃焼部10により生成された燃焼ガスが流れる流路である。 A combustion gas flow path 21 is connected to the combustion unit 10 of the reformer 4. The combustion gas flow path 21 is a flow path through which the combustion gas generated by the combustion unit 10 flows.

このような改質システム1において、改質器4の加熱部8には、アンモニアガス供給部17からのアンモニアガスが供給される。改質器4の改質部9には、加熱部8からのアンモニアガスが流量調整弁55を通して供給される。改質器4の燃焼部10には、加熱部8からのアンモニアガスが流量調整弁56を通して供給されると共に、空気供給部18からの空気が流量調整弁16を通して供給される。 In such a reforming system 1, ammonia gas from the ammonia gas supply unit 17 is supplied to the heating unit 8 of the reformer 4. Ammonia gas from the heating unit 8 is supplied to the reforming unit 9 of the reformer 4 through the flow rate adjusting valve 55. Ammonia gas from the heating unit 8 is supplied to the combustion unit 10 of the reformer 4 through the flow rate adjusting valve 56, and air from the air supply unit 18 is supplied through the flow rate adjusting valve 16.

加熱部8に供給されたアンモニアガスは、燃焼部10を流れるガスとの熱交換によって加熱される。なお、改質器4の起動時には、アンモニアガスを迅速に加熱するために、気化器6により気化されたアンモニアガスを電気ヒータ等(図示せず)により加熱してもよい。 The ammonia gas supplied to the heating unit 8 is heated by heat exchange with the gas flowing through the combustion unit 10. When the reformer 4 is started, the ammonia gas vaporized by the vaporizer 6 may be heated by an electric heater or the like (not shown) in order to quickly heat the ammonia gas.

加熱部8により暖められたアンモニアガスと空気とが燃焼部10に供給されると、燃焼触媒10aによりアンモニアガスが燃焼する。具体的には、下記式のように、一部のアンモニアと空気中の酸素とが化学反応し、アンモニアの酸化反応により燃焼熱が発生する(発熱反応)。このような発熱反応により、窒素及び水蒸気(水分)を含有した燃焼ガスが生成される。燃焼ガスは、燃焼ガス流路21を流れて大気中に放出される。
NH+3/4O→1/2N+3/2H
When the ammonia gas and air warmed by the heating unit 8 are supplied to the combustion unit 10, the ammonia gas is burned by the combustion catalyst 10a. Specifically, as shown in the following formula, a part of ammonia and oxygen in the air chemically react with each other, and combustion heat is generated by the oxidation reaction of ammonia (exothermic reaction). By such an exothermic reaction, a combustion gas containing nitrogen and water vapor (moisture) is generated. The combustion gas flows through the combustion gas flow path 21 and is released into the atmosphere.
NH 3 + 3/4O 2 → 1 / 2N 2 + 3 / 2H 2 O

加熱部8により暖められたアンモニアガスが改質部9に供給されると、改質触媒9aによりアンモニアガスが改質されて水素及び窒素に分解される。具体的には、下記式のように、アンモニアガスと燃焼部10を流れる高温のガスとの熱交換によってアンモニアの分解反応が起こり(吸熱反応)、水素がリッチな状態の改質ガスが生成される。改質ガスは、改質ガス流路19を流れて水素利用装置20に供給される。
NH→3/2H+1/2N
When the ammonia gas warmed by the heating unit 8 is supplied to the reforming unit 9, the ammonia gas is reformed by the reforming catalyst 9a and decomposed into hydrogen and nitrogen. Specifically, as shown in the following formula, the decomposition reaction of ammonia occurs by heat exchange between the ammonia gas and the high-temperature gas flowing through the combustion unit 10 (endothermic reaction), and a reformed gas in a hydrogen-rich state is generated. To. The reformed gas flows through the reformed gas flow path 19 and is supplied to the hydrogen utilization device 20.
NH 3 → 3 / 2H 2 + 1 / 2N 2

図2は、本発明の第1実施形態に係る熱交換器である改質器の外観を示す斜視図である。図3は、図2に示された改質器の一部断面図である。図4は、図3のIV−IV線断面図である。図5は、図3のV−V線断面図である。 FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the reformer, which is the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the reformer shown in FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG.

図2〜図5において、改質器4は、円筒状の筐体25と、この筐体25の一端側に設けられた第1導入管26と、筐体25の他端側に設けられた第1導出管27と、筐体25の他端側(第1導出管27側)に設けられた第2導入管28と、筐体25の一端側(第1導入管26側)に設けられた第2導出管29とを備えている。 In FIGS. 2 to 5, the reformer 4 is provided on the cylindrical housing 25, the first introduction pipe 26 provided on one end side of the housing 25, and the other end side of the housing 25. The first lead-out pipe 27, the second introduction pipe 28 provided on the other end side (first lead-out pipe 27 side) of the housing 25, and one end side (first introduction pipe 26 side) of the housing 25. It also includes a second lead-out pipe 29.

筐体25は、筒状部31と、この筒状部31の一端側に配置された筒状部32と、筒状部31の他端側に配置された筒状部33と、筒状部31,32間に配置された第2導出ヘッダ34と、筒状部31,33間に配置された第2導入ヘッダ35と、筒状部32に対して第2導出ヘッダ34の反対側に配置された第1導入ヘッダ36と、筒状部33に対して第2導入ヘッダ35の反対側に配置された第1導出ヘッダ37とを有している。つまり、筐体25は、一端側から他端側に向けて第1導入ヘッダ36、筒状部32、第2導出ヘッダ34、筒状部31、第2導入ヘッダ35、筒状部33及び第1導出ヘッダ37の順に配置されている。 The housing 25 includes a tubular portion 31, a tubular portion 32 arranged on one end side of the tubular portion 31, a tubular portion 33 arranged on the other end side of the tubular portion 31, and a tubular portion. The second lead-out header 34 arranged between 31 and 32, the second introduction header 35 arranged between the tubular portions 31 and 33, and the second lead-out header 34 arranged on the opposite side of the tubular portion 32 with respect to the tubular portion 32. It has a first introduction header 36, and a first derivation header 37 arranged on the opposite side of the second introduction header 35 with respect to the tubular portion 33. That is, the housing 25 has a first introduction header 36, a tubular portion 32, a second lead-out header 34, a tubular portion 31, a second introduction header 35, a tubular portion 33, and a second from one end side to the other end side. 1 Derived headers 37 are arranged in this order.

第1導入ヘッダ36は、筐体25の一端部に配置されている。第1導出ヘッダ37は、筐体25の他端部に配置されている。第1導入ヘッダ36は、筒状部32に固定されている。第1導出ヘッダ37は、筒状部33に固定されている。第2導入ヘッダ35は、筒状部31,33に固定されている。第2導出ヘッダ34は、筒状部31,32に固定されている。筒状部31〜33の内周面は、一致している。 The first introduction header 36 is arranged at one end of the housing 25. The first derived header 37 is arranged at the other end of the housing 25. The first introduction header 36 is fixed to the tubular portion 32. The first derived header 37 is fixed to the tubular portion 33. The second introduction header 35 is fixed to the tubular portions 31 and 33. The second derived header 34 is fixed to the tubular portions 31 and 32. The inner peripheral surfaces of the tubular portions 31 to 33 are in agreement.

筐体25の内部には、区画壁40と3つの区画壁41〜43とが配置されている。区画壁40は、円筒状を有し、筐体25の内周面に接触するように配置されている。区画壁41〜43は、筐体25の軸方向から見て渦巻状に配置されている。区画壁40〜43は、上記の加熱部8と上記の改質部9と上記の燃焼部10とを区画形成する。 Inside the housing 25, a partition wall 40 and three partition walls 41 to 43 are arranged. The partition wall 40 has a cylindrical shape and is arranged so as to come into contact with the inner peripheral surface of the housing 25. The partition walls 41 to 43 are arranged in a spiral shape when viewed from the axial direction of the housing 25. The partition walls 40 to 43 partition the heating section 8, the modification section 9, and the combustion section 10.

区画壁41と区画壁42との間の空間は、加熱部8を形成している。加熱部8は、第1媒体が流通する第1流通部である。第1媒体は、アンモニアガスである。区画壁42と区画壁43との間の空間は、改質部9を形成している。改質部9は、第2媒体が流通する第2流通部である。第2媒体は、アンモニアガスである。区画壁41と区画壁40,43との間の空間は、燃焼部10を形成している。燃焼部10は、第3媒体が流通する第3流通部である。第3媒体は、アンモニアガス及び空気である。 The space between the partition wall 41 and the partition wall 42 forms the heating portion 8. The heating unit 8 is a first distribution unit through which the first medium is distributed. The first medium is ammonia gas. The space between the partition wall 42 and the partition wall 43 forms the reforming portion 9. The reforming unit 9 is a second distribution unit through which the second medium is distributed. The second medium is ammonia gas. The space between the partition wall 41 and the partition walls 40 and 43 forms the combustion portion 10. The combustion unit 10 is a third distribution unit through which the third medium is distributed. The third medium is ammonia gas and air.

区画壁40と区画壁41との間の空間は、燃焼部10の最外周領域を形成している。加熱部8、改質部9及び燃焼部10は、筐体25の外周側から内周側(中心側)に向かって筐体25の径方向に沿って互いに隣り合うように順に配置されている。区画壁40〜43は、アンモニアガスに対して耐腐食性を有する金属材料(例えばステンレス鋼)で形成されている。 The space between the partition wall 40 and the partition wall 41 forms the outermost peripheral region of the combustion portion 10. The heating unit 8, the modifying unit 9, and the combustion unit 10 are arranged in order so as to be adjacent to each other along the radial direction of the housing 25 from the outer peripheral side to the inner peripheral side (center side) of the housing 25. .. The partition walls 40 to 43 are made of a metal material (for example, stainless steel) having corrosion resistance to ammonia gas.

区画壁42,43における改質部9に対応する領域には、上記の改質触媒9aが設けられている。改質触媒9aは、区画壁42,43間の空間にペレット状に充填されていてもよいし、区画壁42,43の表面にコートされていてもよいし、或いは区画壁42,43自体が箔触媒の構造になっていてもよい。区画壁40,41,43における燃焼部10に対応する領域には、上記の燃焼触媒10aが設けられている。燃焼触媒10aについても、改質触媒9aと同様に、充填、コートまたは箔触媒であればよい。 The reforming catalyst 9a described above is provided in the region of the partition walls 42 and 43 corresponding to the reforming portion 9. The reforming catalyst 9a may be filled in a pellet shape in the space between the partition walls 42 and 43, may be coated on the surface of the partition walls 42 and 43, or the partition walls 42 and 43 themselves may be coated. It may have a foil catalyst structure. The above-mentioned combustion catalyst 10a is provided in the region of the partition walls 40, 41, 43 corresponding to the combustion portion 10. The combustion catalyst 10a may be a filling, coating or foil catalyst as in the reforming catalyst 9a.

区画壁40は、筒状部31〜33の内周面に接合されている。区画壁41〜43は、平坦状の板状部材をロール状に巻くことによって形成されている。これにより、筐体25の内部に加熱部8、改質部9及び燃焼部10を容易に形成することができる。このとき、区画壁43の径方向外側端は、区画壁40に接合されている。区画壁41,42の径方向外側端は、区画壁43に接合されている。区画壁41〜43の径方向内側端同士は、筐体25の径方向中心部において接合されている。 The partition wall 40 is joined to the inner peripheral surface of the tubular portions 31 to 33. The partition walls 41 to 43 are formed by winding a flat plate-shaped member in a roll shape. As a result, the heating unit 8, the modifying unit 9, and the combustion unit 10 can be easily formed inside the housing 25. At this time, the radial outer end of the partition wall 43 is joined to the partition wall 40. The radial outer ends of the partition walls 41 and 42 are joined to the partition walls 43. The radial inner ends of the partition walls 41 to 43 are joined at the radial center of the housing 25.

また、筐体25の両端部には、加熱部8及び改質部9の開口を塞ぐ渦巻状の蓋壁部44がそれぞれ配置されている。蓋壁部44は、区画壁41〜43の軸方向両端に接合されている。従って、加熱部8及び改質部9は、筐体25の軸方向に閉じた構造となっている。蓋壁部44と区画壁41〜43との接合は、例えば溶接またはロウ材により行われる。これにより、加熱部8と改質部9と燃焼部10とが連通されることがないため、加熱部8を流れるガスと改質部9を流れるガスと燃焼部10を流れるガスとが混ざり合うことはない。 Further, spiral lid wall portions 44 that close the openings of the heating portion 8 and the modifying portion 9 are arranged at both ends of the housing 25, respectively. The lid wall portion 44 is joined to both ends in the axial direction of the partition walls 41 to 43. Therefore, the heating unit 8 and the modifying unit 9 have a structure that is closed in the axial direction of the housing 25. The joining of the lid wall portion 44 and the partition walls 41 to 43 is performed by, for example, welding or a brazing material. As a result, the heating unit 8, the reforming unit 9, and the combustion unit 10 do not communicate with each other, so that the gas flowing through the heating unit 8, the gas flowing through the reforming unit 9, and the gas flowing through the combustion unit 10 are mixed. There is no such thing.

区画壁41〜43には、複数の接合部45と、複数の接合部46と、複数の接合部47とが設けられている。接合部45〜47は、筐体25の径方向に隣り合う区画壁41〜43の一部同士が接合された構造を呈している。区画壁41〜43の一部同士は、例えば溶接またはロウ材により接合されている。 The partition walls 41 to 43 are provided with a plurality of joint portions 45, a plurality of joint portions 46, and a plurality of joint portions 47. The joint portions 45 to 47 have a structure in which a part of the partition walls 41 to 43 adjacent to each other in the radial direction of the housing 25 is joined to each other. Part of the partition walls 41 to 43 are joined by welding or brazing material, for example.

接合部45は、図6にも示されるように、区画壁41,42の一部が区画壁43を挟むように区画壁43に対して互いに折り曲げられた状態で、区画壁41〜43の一部同士が接合されている。接合部45には、区画壁41〜43を筐体25の径方向に貫通した貫通孔45aが設けられている。これにより、加熱部8の外周側領域及び内周側領域は、筐体25の径方向に連通している。 As shown in FIG. 6, the joint portion 45 is one of the partition walls 41 to 43 in a state where a part of the partition walls 41 and 42 is bent with respect to the partition wall 43 so as to sandwich the partition wall 43. The parts are joined together. The joint portion 45 is provided with a through hole 45a that penetrates the partition walls 41 to 43 in the radial direction of the housing 25. As a result, the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the heating portion 8 communicate with each other in the radial direction of the housing 25.

接合部46は、区画壁42,43の一部が区画壁41を挟むように区画壁41に対して互いに折り曲げられた状態で、区画壁41〜43の一部同士が接合されている。接合部46には、区画壁41〜43を筐体25の径方向に貫通した貫通孔46aが設けられている。これにより、改質部9の外周側領域及び内周側領域は、筐体25の径方向に連通している。 In the joint portion 46, a part of the partition walls 41 to 43 is joined to each other in a state where a part of the partition walls 42 and 43 is bent with respect to the partition wall 41 so as to sandwich the partition wall 41. The joint portion 46 is provided with a through hole 46a that penetrates the partition walls 41 to 43 in the radial direction of the housing 25. As a result, the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the reforming portion 9 communicate with each other in the radial direction of the housing 25.

接合部47は、区画壁41,43の一部が区画壁42を挟むように区画壁42に対して互いに折り曲げられた状態で、区画壁41〜43の一部同士が接合されている。接合部47には、区画壁41〜43を筐体25の径方向に貫通した貫通孔47aが設けられている。これにより、燃焼部10の外周側領域及び内周側領域は、筐体25の径方向に連通している。 In the joint portion 47, a part of the partition walls 41 to 43 is joined to each other in a state where a part of the partition walls 41 and 43 is bent with respect to the partition wall 42 so as to sandwich the partition wall 42. The joint portion 47 is provided with a through hole 47a that penetrates the partition walls 41 to 43 in the radial direction of the housing 25. As a result, the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the combustion portion 10 communicate with each other in the radial direction of the housing 25.

第1導入管26は、第1導入ヘッダ36に取り付けられている。第1導入管26は、加熱部8の最外周領域にアンモニアガスを筐体25の径方向に導入する。第1導入管26は、筐体25の一端側に設けられ、加熱部8にアンモニアガスを導入する第1導入部を構成している。ここでのアンモニアガスは、第1媒体である。第1導入管26は、上記のアンモニアガス流路11(図1参照)と接続されている。 The first introduction pipe 26 is attached to the first introduction header 36. The first introduction pipe 26 introduces ammonia gas into the outermost peripheral region of the heating portion 8 in the radial direction of the housing 25. The first introduction pipe 26 is provided on one end side of the housing 25 and constitutes a first introduction portion for introducing ammonia gas into the heating portion 8. The ammonia gas here is the first medium. The first introduction pipe 26 is connected to the above-mentioned ammonia gas flow path 11 (see FIG. 1).

第1導出管27は、第1導出ヘッダ37に取り付けられている。第1導出管27は、筐体25の中心軸に対して第1導入管26と同じ側に配置されている。第1導出管27は、加熱部8の最外周領域からアンモニアガスを筐体25の径方向に導出する。第1導出管27は、筐体25の他端側に設けられ、加熱部8を流通したアンモニアガスを導出する第1導出部を構成している。ここでのアンモニアガスは、第1媒体に関連する第1関連媒体であり、加熱部8において加熱されたアンモニアガスである。なお、第1関連媒体は、第1媒体自体または第1媒体の化学反応等により生成される媒体である。第1導出管27は、上記のアンモニアガス流路13(図1参照)の一端と接続されている。 The first lead-out pipe 27 is attached to the first lead-out header 37. The first lead-out pipe 27 is arranged on the same side as the first introduction pipe 26 with respect to the central axis of the housing 25. The first outlet pipe 27 derives ammonia gas from the outermost peripheral region of the heating unit 8 in the radial direction of the housing 25. The first lead-out pipe 27 is provided on the other end side of the housing 25, and constitutes a first lead-out section for leading out the ammonia gas flowing through the heating section 8. The ammonia gas here is the first related medium related to the first medium, and is the ammonia gas heated in the heating unit 8. The first related medium is a medium produced by the first medium itself or a chemical reaction of the first medium. The first outlet pipe 27 is connected to one end of the ammonia gas flow path 13 (see FIG. 1).

第2導入管28は、第2導入ヘッダ35に取り付けられている。第2導入管28は、筐体25の中心軸に対して第1導入管26と同じ側に配置されている。第2導入管28は、改質部9の最外周領域にアンモニアガスを筐体25の径方向に導入する。第2導入管28は、筐体25の一端及び他端の一方側に設けられ、改質部9にアンモニアガスを導入する第2導入部を構成している。ここでのアンモニアガスは、第2媒体である。第2導入管28は、上記のアンモニアガス流路13(図1参照)の他端と接続されている。 The second introduction pipe 28 is attached to the second introduction header 35. The second introduction pipe 28 is arranged on the same side as the first introduction pipe 26 with respect to the central axis of the housing 25. The second introduction pipe 28 introduces ammonia gas into the outermost peripheral region of the reforming portion 9 in the radial direction of the housing 25. The second introduction pipe 28 is provided on one side of one end and the other end of the housing 25, and constitutes a second introduction portion for introducing ammonia gas into the reforming portion 9. Ammonia gas here is a second medium. The second introduction pipe 28 is connected to the other end of the ammonia gas flow path 13 (see FIG. 1).

第2導出管29は、第2導出ヘッダ34に取り付けられている。第2導出管29は、筐体25の中心軸に対して第2導入管28と同じ側に配置されている。第2導出管29は、改質部9の最外周領域から改質ガスを筐体25の径方向に導出する。第2導出管29は、筐体25の一端及び他端の他方側に設けられ、改質部9を流通した改質ガスを導出する第2導出部を構成している。改質ガスは、第2媒体に関連する第2関連媒体であり、改質部9においてアンモニアガスが改質されることで得られる。なお、第2関連媒体は、第2媒体自体または第2媒体の化学反応等により生成される媒体である。第2導出管29は、上記の改質ガス流路19(図1参照)と接続されている。 The second lead-out pipe 29 is attached to the second lead-out header 34. The second lead-out pipe 29 is arranged on the same side as the second introduction pipe 28 with respect to the central axis of the housing 25. The second lead-out pipe 29 leads out the reforming gas in the radial direction of the housing 25 from the outermost peripheral region of the reforming section 9. The second lead-out pipe 29 is provided on the other side of one end and the other end of the housing 25, and constitutes a second lead-out section for leading out the reformed gas that has passed through the reformer section 9. The reforming gas is a second related medium related to the second medium, and is obtained by reforming the ammonia gas in the reforming unit 9. The second related medium is a medium produced by the second medium itself or a chemical reaction of the second medium. The second lead-out pipe 29 is connected to the reformed gas flow path 19 (see FIG. 1).

筐体25の第1導出ヘッダ37側の端部には、燃焼部10にアンモニアガス及び空気を筐体25の軸方向に導入する導入口48が形成されている。導入口48は、各周の燃焼部10と連通している。導入口48は、筐体25の一端及び他端の一方側に設けられ、燃焼部10にアンモニアガス及び空気を導入する第3導入部を構成している。アンモニアガス及び空気は、第3媒体である。導入口48は、配管(図示せず)を介して上記のアンモニアガス流路14及び空気流路15(図1参照)と接続されている。 At the end of the housing 25 on the side of the first lead-out header 37, an introduction port 48 for introducing ammonia gas and air into the combustion unit 10 in the axial direction of the housing 25 is formed. The introduction port 48 communicates with the combustion unit 10 on each circumference. The introduction port 48 is provided on one side of one end and the other end of the housing 25, and constitutes a third introduction portion for introducing ammonia gas and air into the combustion portion 10. Ammonia gas and air are the third medium. The introduction port 48 is connected to the ammonia gas flow path 14 and the air flow path 15 (see FIG. 1) via a pipe (not shown).

筐体25の第1導入ヘッダ36側の端部には、燃焼部10から燃焼ガスを筐体25の軸方向に導出する導出口49が形成されている。導出口49は、各周の燃焼部10と連通している。導出口49は、筐体25の一端及び他端の他方側に設けられ、燃焼部10を流通した燃焼ガスを導出する第3導出部を構成している。燃焼ガスは、第3媒体に関連する第3関連媒体であり、燃焼部10においてアンモニアガスが燃焼することで得られる。なお、第3関連媒体は、第3媒体自体または第3媒体の化学反応等により生成される媒体である。導出口49は、配管(図示せず)を介して上記の燃焼ガス流路21(図1参照)と接続されている。 At the end of the housing 25 on the side of the first introduction header 36, an outlet 49 for leading out the combustion gas from the combustion unit 10 in the axial direction of the housing 25 is formed. The outlet 49 communicates with the combustion unit 10 on each circumference. The outlet 49 is provided on the other side of one end and the other end of the housing 25, and constitutes a third outlet unit that derives the combustion gas that has flowed through the combustion unit 10. The combustion gas is a third related medium related to the third medium, and is obtained by burning ammonia gas in the combustion unit 10. The third related medium is a medium produced by the third medium itself or a chemical reaction of the third medium. The outlet 49 is connected to the combustion gas flow path 21 (see FIG. 1) via a pipe (not shown).

第1導入ヘッダ36は、加熱部8に導入されるアンモニアガスを筐体25の周方向に導く環状部材である。第1導出ヘッダ37は、加熱部8から導出されたアンモニアガスを筐体25の周方向に導く環状部材である。第1導入ヘッダ36及び第1導出ヘッダ37の内部は、加熱部8の最外周領域と連通している。 The first introduction header 36 is an annular member that guides the ammonia gas introduced into the heating unit 8 in the circumferential direction of the housing 25. The first lead-out header 37 is an annular member that guides the ammonia gas led out from the heating unit 8 in the circumferential direction of the housing 25. The insides of the first introduction header 36 and the first lead-out header 37 communicate with the outermost peripheral region of the heating unit 8.

具体的には、区画壁40,41における第1導入ヘッダ36及び第1導出ヘッダ37に対応する位置には、複数の接合部51が設けられている。接合部51は、区画壁40の一部が区画壁41に対して折り曲げられた状態で、区画壁40,41の一部同士が接合されている。接合部51には、区画壁40,41を筐体25の径方向に貫通した貫通孔51aが設けられている。 Specifically, a plurality of joints 51 are provided at positions corresponding to the first introduction header 36 and the first lead-out header 37 on the partition walls 40 and 41. In the joint portion 51, a part of the partition walls 40 and 41 is joined to each other in a state where a part of the partition wall 40 is bent with respect to the partition wall 41. The joint portion 51 is provided with a through hole 51a that penetrates the partition walls 40 and 41 in the radial direction of the housing 25.

第2導入ヘッダ35は、改質部9に導入されるアンモニアガスを筐体25の周方向に導く環状部材である。第2導出ヘッダ34は、改質部9から導出された改質ガスを筐体25の周方向に導く環状部材である。第2導入ヘッダ35及び第2導出ヘッダ34の内部は、改質部9の最外周領域と連通している。 The second introduction header 35 is an annular member that guides the ammonia gas introduced into the reforming portion 9 in the circumferential direction of the housing 25. The second lead-out header 34 is an annular member that guides the reformer gas led out from the reformer 9 in the circumferential direction of the housing 25. The insides of the second introduction header 35 and the second lead-out header 34 communicate with the outermost peripheral region of the reforming section 9.

具体的には、区画壁40〜42における第2導入ヘッダ35及び第2導出ヘッダ34に対応する位置には、複数の接合部52が設けられている。接合部52は、区画壁40,42の一部が区画壁41を挟むように区画壁41に対して互いに折り曲げられた状態で、区画壁40〜42の一部同士が接合されている。接合部52には、区画壁40〜42を筐体25の径方向に貫通した貫通孔52aが設けられている。 Specifically, a plurality of joints 52 are provided at positions corresponding to the second introduction header 35 and the second lead-out header 34 on the partition walls 40 to 42. In the joint portion 52, a part of the partition walls 40 to 42 is joined to each other in a state where a part of the partition walls 40 and 42 is bent with respect to the partition wall 41 so as to sandwich the partition wall 41. The joint portion 52 is provided with a through hole 52a that penetrates the partition walls 40 to 42 in the radial direction of the housing 25.

以上のような改質器4において、第1導入管26から第1導入ヘッダ36の内部を通って加熱部8の最外周領域に導入されたアンモニアガスは、複数の貫通孔51a,45aを通って筐体25の内周側に向かって流れると共に、加熱部8を第1導出ヘッダ37側に向かって流れる。 In the reformer 4 as described above, the ammonia gas introduced from the first introduction pipe 26 through the inside of the first introduction header 36 to the outermost peripheral region of the heating unit 8 passes through the plurality of through holes 51a and 45a. It flows toward the inner peripheral side of the housing 25 and flows through the heating unit 8 toward the first lead-out header 37 side.

第2導入管28から第2導入ヘッダ35の内部を通って改質部9の最外周領域に導入されたアンモニアガスは、複数の貫通孔52a,46aを通って筐体25の内周側に向かって流れると共に、改質部9を第2導出ヘッダ34側に向かって流れる。改質部9を流れるアンモニアガスは、加熱部8を流れるアンモニアガスとは筐体25の軸方向の逆側に流れる。 Ammonia gas introduced from the second introduction pipe 28 through the inside of the second introduction header 35 to the outermost peripheral region of the reforming portion 9 passes through the plurality of through holes 52a and 46a to the inner peripheral side of the housing 25. Along with flowing toward, the reforming section 9 flows toward the second lead-out header 34 side. The ammonia gas flowing through the reforming section 9 flows on the opposite side of the housing 25 in the axial direction from the ammonia gas flowing through the heating section 8.

筐体25の導入口48から各周の燃焼部10に導入されたアンモニアガス及び空気は、燃焼部10を導出口49に向かって流れると共に、複数の貫通孔47aを通って筐体25の径方向に流れる。燃焼部10を流れるアンモニアガス及び空気は、改質部9を流れるアンモニアガスとは筐体25の軸方向の同じ側に流れ、加熱部8を流れるアンモニアガスとは筐体25の軸方向の逆側に流れる。 Ammonia gas and air introduced from the introduction port 48 of the housing 25 into the combustion section 10 on each circumference flow through the combustion section 10 toward the outlet port 49 and pass through the plurality of through holes 47a to make the diameter of the housing 25. Flow in the direction. Ammonia gas and air flowing through the combustion unit 10 flow on the same side in the axial direction of the housing 25 as the ammonia gas flowing in the reforming unit 9, and are opposite to the ammonia gas flowing in the heating unit 8 in the axial direction of the housing 25. Flow to the side.

このとき、加熱部8と燃焼部10との間で熱交換が行われることで、加熱部8を流れるアンモニアガスが暖められる。そして、暖められたアンモニアガスは、加熱部8を第1導出ヘッダ37側に向かって流れると共に、複数の貫通孔45a,51aを通って筐体25の外周側に向かって流れ、加熱部8の最外周領域から第1導出ヘッダ37の内部を通って第1導出管27に導出される。そして、暖められたアンモニアガスは、改質部9及び燃焼部10に供給される。 At this time, heat exchange is performed between the heating unit 8 and the combustion unit 10, so that the ammonia gas flowing through the heating unit 8 is warmed. Then, the warmed ammonia gas flows through the heating unit 8 toward the first lead-out header 37 side, and also flows toward the outer peripheral side of the housing 25 through the plurality of through holes 45a and 51a, and the warmed ammonia gas flows through the heating unit 8 toward the outer peripheral side of the housing 25. It is led out from the outermost peripheral region to the first lead-out pipe 27 through the inside of the first lead-out header 37. Then, the warmed ammonia gas is supplied to the reforming unit 9 and the combustion unit 10.

燃焼可能温度以上に暖められたアンモニアガスと空気とが燃焼部10に導入されると、燃焼触媒10aによりアンモニアガスの燃焼が開始され、燃焼ガスが生成され、燃焼部10の温度が高くなる。すると、燃焼部10で発生した高温の燃焼熱が改質部9に伝わり、その燃焼熱により改質部9の温度が高くなる。つまり、燃焼部10と改質部9との間で熱交換が行われる。そして、改質部9を流れるアンモニアガスの温度が改質開始温度以上になると、改質触媒9aによりアンモニアガスの改質が開始され、改質ガスが生成される。 When ammonia gas and air warmed above the combustible temperature are introduced into the combustion unit 10, combustion of the ammonia gas is started by the combustion catalyst 10a, combustion gas is generated, and the temperature of the combustion unit 10 rises. Then, the high-temperature combustion heat generated in the combustion unit 10 is transmitted to the reforming unit 9, and the combustion heat raises the temperature of the reforming unit 9. That is, heat exchange is performed between the combustion unit 10 and the reforming unit 9. Then, when the temperature of the ammonia gas flowing through the reforming section 9 becomes equal to or higher than the reforming start temperature, the reforming catalyst 9a starts reforming the ammonia gas to generate the reformed gas.

改質ガスは、改質部9を第2導出ヘッダ34側に向かって流れると共に、複数の貫通孔46a,52aを通って筐体25の外周側に向かって流れ、改質部9の最外周領域から第2導出ヘッダ34の内部を通って第2導出管29に導出される。燃焼ガスは、燃焼部10を導出口49側に向かって流れると共に、複数の貫通孔47aを通って筐体25の径方向に流れ、導出口49から導出される。 The reformed gas flows through the reformed portion 9 toward the second lead-out header 34 side, and also flows toward the outer peripheral side of the housing 25 through the plurality of through holes 46a and 52a, and flows toward the outer peripheral side of the housing 25, and is the outermost periphery of the reformed portion 9. It is led out from the region to the second lead-out pipe 29 through the inside of the second lead-out header 34. The combustion gas flows through the combustion unit 10 toward the outlet 49 side, and also flows in the radial direction of the housing 25 through the plurality of through holes 47a, and is led out from the outlet 49.

以上のように本実施形態にあっては、改質器4の加熱部8にアンモニアガスが導入され、加熱されたアンモニアガスが加熱部8から導出される。改質器4の改質部9にアンモニアガスが導入され、改質ガスが改質部9から導出される。改質器4の燃焼部10にアンモニアガス及び空気が導入され、燃焼ガスが燃焼部10から導出される。ここで、加熱部8、改質部9及び燃焼部10は、筐体25の径方向に沿って互いに隣り合うように配置されている。このため、加熱部8を流通するガス(アンモニアガス)と改質部9を流通するガス(アンモニアガス及び改質ガス)と燃焼部10を流通するガス(アンモニアガス、空気及び燃焼ガス)とが熱交換される。また、加熱部8の外周側領域及び内周側領域と改質部9の外周側領域及び内周側領域と燃焼部10の外周側領域及び内周側領域とは、筐体25の径方向に連通している。このため、加熱部8、改質部9及び燃焼部10を流通するガスは、何れも筐体25の軸方向及び径方向にスムーズに流れるようになる。これにより、加熱部8、改質部9及び燃焼部10を流通するガスの熱交換効率が向上する。また、加熱部8、改質部9及び燃焼部10を区画形成する3つの区画壁41〜43は、筐体25の内部に渦巻状に配置されている。このため、区画壁41〜43は、平坦状の板状部材をロール状に巻くことによって形成可能である。これにより、加熱部8、改質部9及び燃焼部10を容易に形成することができる。 As described above, in the present embodiment, the ammonia gas is introduced into the heating unit 8 of the reformer 4, and the heated ammonia gas is derived from the heating unit 8. Ammonia gas is introduced into the reforming section 9 of the reformer 4, and the reforming gas is led out from the reforming section 9. Ammonia gas and air are introduced into the combustion unit 10 of the reformer 4, and the combustion gas is led out from the combustion unit 10. Here, the heating unit 8, the modifying unit 9, and the combustion unit 10 are arranged so as to be adjacent to each other along the radial direction of the housing 25. Therefore, the gas flowing through the heating unit 8 (ammonia gas), the gas flowing through the reforming unit 9 (ammonia gas and reforming gas), and the gas flowing through the combustion unit 10 (ammonia gas, air and combustion gas) are separated. Heat is exchanged. Further, the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the heating portion 8, the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the reforming portion 9, and the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the combustion portion 10 are in the radial direction of the housing 25. It communicates with. Therefore, the gas flowing through the heating unit 8, the reforming unit 9, and the combustion unit 10 all smoothly flows in the axial direction and the radial direction of the housing 25. As a result, the heat exchange efficiency of the gas flowing through the heating unit 8, the reforming unit 9, and the combustion unit 10 is improved. Further, the three partition walls 41 to 43 that partition the heating portion 8, the reforming portion 9, and the combustion portion 10 are arranged in a spiral shape inside the housing 25. Therefore, the partition walls 41 to 43 can be formed by winding a flat plate-shaped member in a roll shape. As a result, the heating unit 8, the reforming unit 9, and the combustion unit 10 can be easily formed.

また、本実施形態では、第1導入管26から加熱部8の最外周領域に導入されたアンモニアガスは、加熱部8の外周側領域から内周側領域に向かって筐体25の径方向に流れると共に、第1導出管27に向かって筐体25の軸方向に流れる。加熱部8を流通したアンモニアガスは、加熱部8の内周側領域から外周側領域に向かって筐体25の径方向に流れて、加熱部8の最外周領域から第1導出管27に導出される。第2導入管28から改質部9の最外周領域に導入されたアンモニアガスは、改質部9の外周側領域から内周側領域に向かって筐体25の径方向に流れると共に、第2導出管29に向かって筐体25の軸方向に流れる。改質部9を流通した改質ガスは、改質部9の内周側領域から外周側領域に向かって筐体25の径方向に流れて、改質部9の最外周領域から第2導出管29に導出される。導入口48から燃焼部10に導入されたアンモニアガス及び空気は、導出口49に向かって筐体25の軸方向及び径方向に流れる。燃焼部10を流通した燃焼ガスは、導出口49から導出される。従って、加熱部8、改質部9及び燃焼部10を流通するガスの熱交換が効率的に行われる。 Further, in the present embodiment, the ammonia gas introduced from the first introduction pipe 26 into the outermost peripheral region of the heating unit 8 is in the radial direction of the housing 25 from the outer peripheral side region to the inner peripheral side region of the heating portion 8. Along with the flow, it flows in the axial direction of the housing 25 toward the first outlet pipe 27. Ammonia gas flowing through the heating unit 8 flows in the radial direction of the housing 25 from the inner peripheral side region of the heating unit 8 toward the outer peripheral side region, and is led out from the outermost peripheral region of the heating unit 8 to the first outlet pipe 27. Will be done. Ammonia gas introduced from the second introduction pipe 28 into the outermost peripheral region of the reforming portion 9 flows in the radial direction of the housing 25 from the outer peripheral side region to the inner peripheral side region of the reforming portion 9, and the second It flows in the axial direction of the housing 25 toward the lead-out pipe 29. The reforming gas flowing through the reforming section 9 flows in the radial direction of the housing 25 from the inner peripheral side region of the reforming section 9 toward the outer peripheral side region, and is secondly derived from the outermost peripheral region of the reforming section 9. It is led out to the pipe 29. Ammonia gas and air introduced into the combustion unit 10 from the introduction port 48 flow in the axial direction and the radial direction of the housing 25 toward the outlet port 49. The combustion gas that has passed through the combustion unit 10 is led out from the outlet 49. Therefore, heat exchange of the gas flowing through the heating unit 8, the reforming unit 9, and the combustion unit 10 is efficiently performed.

また、本実施形態では、第1導入管26からのアンモニアガスは、第1導入ヘッダ36の内部を全周にわたって流れて加熱部8に導入される。加熱部8を流通したアンモニアガスは、第1導出ヘッダ37の内部を全周にわたって流れて第1導出管27に導出される。第2導入管28からのアンモニアガスは、第2導入ヘッダ35の内部を全周にわたって流れて改質部9に導入される。改質部9を流通した改質ガスは、第2導出ヘッダ34の内部を全周にわたって流れて第2導出管29に導出される。従って、アンモニアガスは、加熱部8を筐体25の径方向全体にスムーズに流れるようになる。アンモニアガス及び改質ガスは、改質部9を筐体25の径方向全体にスムーズに流れるようになる。 Further, in the present embodiment, the ammonia gas from the first introduction pipe 26 flows through the inside of the first introduction header 36 over the entire circumference and is introduced into the heating unit 8. The ammonia gas flowing through the heating unit 8 flows through the inside of the first lead-out header 37 over the entire circumference and is led out to the first lead-out pipe 27. Ammonia gas from the second introduction pipe 28 flows through the inside of the second introduction header 35 over the entire circumference and is introduced into the reforming section 9. The reformed gas that has passed through the reforming unit 9 flows through the inside of the second lead-out header 34 over the entire circumference and is led out to the second lead-out pipe 29. Therefore, the ammonia gas smoothly flows through the heating portion 8 in the entire radial direction of the housing 25. Ammonia gas and reformed gas flow smoothly through the reformed portion 9 in the entire radial direction of the housing 25.

また、本実施形態では、改質器4は、区画壁41〜43の一部領域同士が接合された接合部45〜47を備え、接合部45〜47には、筐体25の径方向に貫通した貫通孔45a〜47aがそれぞれ設けられている。従って、特別な部品を使用しなくても、簡単な構造で、加熱部8の外周側領域及び内周側領域と改質部9の外周側領域及び内周側領域と燃焼部10の外周側領域及び内周側領域とを、筐体25の径方向に連通させることができる。 Further, in the present embodiment, the reformer 4 includes joint portions 45 to 47 in which some regions of the partition walls 41 to 43 are joined to each other, and the joint portions 45 to 47 are formed in the radial direction of the housing 25. Through-through holes 45a to 47a are provided, respectively. Therefore, even if no special parts are used, the outer peripheral side region and inner peripheral side region of the heating portion 8, the outer peripheral side region and inner peripheral side region of the reforming portion 9, and the outer peripheral side of the combustion portion 10 can be constructed with a simple structure. The region and the inner peripheral region can be communicated with each other in the radial direction of the housing 25.

また、本実施形態では、第1導入管26、第1導出管27、第2導入管28及び第2導出管29は、筐体25の中心軸に対して同じ側に配置されている。従って、改質器4の体格を筐体25の径方向に小型化することができる。 Further, in the present embodiment, the first introduction pipe 26, the first lead-out pipe 27, the second introduction pipe 28, and the second lead-out pipe 29 are arranged on the same side with respect to the central axis of the housing 25. Therefore, the physique of the reformer 4 can be miniaturized in the radial direction of the housing 25.

なお、加熱部8を流れるアンモニアガスは、改質部9を流れるアンモニアガスと筐体25の軸方向の同じ側に流れ、燃焼部10を流れるアンモニアガス及び空気と筐体25の軸方向の同じ側に流れてもよい。改質部9を流れるアンモニアガスは、燃焼部10を流れるアンモニアガス及び空気とは筐体25の軸方向の逆側に流れてもよい。 The ammonia gas flowing through the heating unit 8 flows to the same axial direction as the ammonia gas flowing through the reforming unit 9, and the ammonia gas and air flowing through the combustion unit 10 have the same axial direction as the housing 25. It may flow to the side. The ammonia gas flowing through the reforming section 9 may flow on the opposite side of the housing 25 in the axial direction from the ammonia gas flowing through the combustion section 10 and the air.

また、第1導入管26及び第1導出管27と第2導入管28及び第2導出管29とは、筐体25の中心軸に対して反対側に配置されていてもよい。第1導入管26と第1導出管27とは、筐体25の中心軸に対して反対側に配置されていてもよい。第2導入管28と第2導出管29とは、筐体25の中心軸に対して反対側に配置されていてもよい。 Further, the first introduction pipe 26 and the first lead-out pipe 27 and the second introduction pipe 28 and the second lead-out pipe 29 may be arranged on opposite sides with respect to the central axis of the housing 25. The first introduction pipe 26 and the first lead-out pipe 27 may be arranged on opposite sides with respect to the central axis of the housing 25. The second introduction pipe 28 and the second lead-out pipe 29 may be arranged on opposite sides with respect to the central axis of the housing 25.

また、第1導入管26、第1導出管27、第2導入管28及び第2導出管29の数としては、複数あってもよい。 Further, the number of the first introduction pipe 26, the first lead-out pipe 27, the second introduction pipe 28, and the second lead-out pipe 29 may be plural.

図7は、本発明の第2実施形態に係る熱交換器である改質器の外観を示す斜視図である。図8は、図7のVIII−VIII線断面図である。図9は、図7のIX−IX線断面図である。図7〜図9において、本実施形態の熱交換器である改質器4Aは、円筒状の筐体61と、上記の第1導入管26と、上記の第1導出管27と、上記の第2導入管28と、上記の第2導出管29とを備えている。 FIG. 7 is a perspective view showing the appearance of the reformer, which is the heat exchanger according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII of FIG. FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX of FIG. In FIGS. 7 to 9, the reformer 4A, which is the heat exchanger of the present embodiment, has a cylindrical housing 61, the first introduction pipe 26, the first outlet pipe 27, and the above. The second introduction pipe 28 and the above-mentioned second lead-out pipe 29 are provided.

筐体61は、筒状部62と、この筒状部62の一端側に配置された第1ヘッダ63と、筒状部62の他端側に配置された第2ヘッダ64とを有している。つまり、筐体61は、一端側から他端側に向けて第1ヘッダ63、筒状部62及び第2ヘッダ64の順に配置されている。筐体61の内部には、上記の第1実施形態と同様に、加熱部8と改質部9と燃焼部10とを区画形成する区画壁40〜43が配置されている。筐体61の第2ヘッダ64側の端部には、上記の導入口48が形成されている。筐体61の第1ヘッダ63側の端部には、上記の導出口49が形成されている。 The housing 61 has a tubular portion 62, a first header 63 arranged on one end side of the tubular portion 62, and a second header 64 arranged on the other end side of the tubular portion 62. There is. That is, the housing 61 is arranged in the order of the first header 63, the tubular portion 62, and the second header 64 from one end side to the other end side. Similar to the first embodiment, the partition walls 40 to 43 that partition the heating unit 8, the reforming unit 9, and the combustion unit 10 are arranged inside the housing 61. The introduction port 48 is formed at the end of the housing 61 on the second header 64 side. The above-mentioned outlet 49 is formed at the end of the housing 61 on the first header 63 side.

第1導入管26及び第2導出管29は、第1ヘッダ63に取り付けられている。第1導出管27及び第2導入管28は、第2ヘッダ64に取り付けられている。第1導入管26及び第1導出管27は、筐体61の中心軸に対して同じ側に配置されている。第2導入管28及び第2導出管29は、筐体61の中心軸に対して同じ側に配置されている。第2導入管28及び第2導出管29は、筐体61の中心軸に対して第1導入管26及び第1導出管27の反対側に配置されている。 The first introduction pipe 26 and the second lead-out pipe 29 are attached to the first header 63. The first lead-out pipe 27 and the second introduction pipe 28 are attached to the second header 64. The first introduction pipe 26 and the first lead-out pipe 27 are arranged on the same side with respect to the central axis of the housing 61. The second introduction pipe 28 and the second lead-out pipe 29 are arranged on the same side with respect to the central axis of the housing 61. The second introduction pipe 28 and the second lead-out pipe 29 are arranged on opposite sides of the first introduction pipe 26 and the first lead-out pipe 27 with respect to the central axis of the housing 61.

第1ヘッダ63は、加熱部8に導入されるアンモニアガスと改質部9から導出された改質ガスとを筐体61の周方向に導く環状部材である。第1ヘッダ63の内部には、第1導入管26の内部と連通する第1流通領域65と第2導出管29の内部と連通する第2流通領域66とを仕切る2つの第1仕切壁67が配置されている。 The first header 63 is an annular member that guides the ammonia gas introduced into the heating unit 8 and the reformed gas derived from the reforming unit 9 in the circumferential direction of the housing 61. Inside the first header 63, two first partition walls 67 partitioning a first distribution area 65 communicating with the inside of the first introduction pipe 26 and a second distribution area 66 communicating with the inside of the second outlet pipe 29. Is placed.

第1流通領域65は、第1ヘッダ63の内部における第1導入管26側に配置されている。第2流通領域66は、第1ヘッダ63の内部における第2導出管29側に配置されている。 The first distribution area 65 is arranged on the side of the first introduction pipe 26 inside the first header 63. The second distribution area 66 is arranged on the second lead-out pipe 29 side inside the first header 63.

第1流通領域65は、加熱部8の最外周領域と連通している。具体的には、区画壁40,41における第1ヘッダ63の第1導入管26側に対応する位置には、複数の接合部68が設けられている。接合部68は、区画壁40の一部が区画壁41に対して折り曲げられた状態で、区画壁40,41の一部同士が接合されている。接合部68には、区画壁40,41を筐体61の径方向に貫通した貫通孔68aが設けられている。 The first distribution region 65 communicates with the outermost peripheral region of the heating unit 8. Specifically, a plurality of joints 68 are provided at positions of the partition walls 40 and 41 corresponding to the first introduction pipe 26 side of the first header 63. In the joint portion 68, a part of the partition walls 40 and 41 is joined to each other in a state where a part of the partition wall 40 is bent with respect to the partition wall 41. The joint portion 68 is provided with a through hole 68a that penetrates the partition walls 40 and 41 in the radial direction of the housing 61.

第2流通領域66は、改質部9の最外周領域と連通している。具体的には、区画壁40〜42における第1ヘッダ63の第2導出管29側に対応する位置には、複数の接合部69が設けられている。接合部69は、区画壁40,42の一部が区画壁41を挟むように区画壁41に対して互いに折り曲げられた状態で、区画壁40〜42の一部同士が接合されている。接合部69には、区画壁40〜42を筐体61の径方向に貫通した貫通孔69aが設けられている。 The second distribution region 66 communicates with the outermost peripheral region of the reforming portion 9. Specifically, a plurality of joints 69 are provided at positions corresponding to the second lead-out pipe 29 side of the first header 63 on the partition walls 40 to 42. In the joint portion 69, a part of the partition walls 40 to 42 is joined to each other in a state where a part of the partition walls 40 and 42 is bent with respect to the partition wall 41 so as to sandwich the partition wall 41. The joint portion 69 is provided with a through hole 69a that penetrates the partition walls 40 to 42 in the radial direction of the housing 61.

第1仕切壁67は、第1流通領域65及び第2流通領域66の容積が等しくなるように第1ヘッダ63及び区画壁40に固定されている。従って、第1導入管26から導入されるアンモニアガス及び第2導出管29に導出される改質ガスは、何れも第1ヘッダ63の内部を半周だけ流れることになる。 The first partition wall 67 is fixed to the first header 63 and the partition wall 40 so that the volumes of the first distribution area 65 and the second distribution area 66 are equal. Therefore, both the ammonia gas introduced from the first introduction pipe 26 and the reformed gas led out to the second outlet pipe 29 flow only half a circumference inside the first header 63.

第2ヘッダ64は、加熱部8から導出されたアンモニアガスと改質部9に導入されるアンモニアガスとを筐体61の周方向に導く環状部材である。第2ヘッダ64の内部には、第1導出管27の内部と連通する第3流通領域70と第2導入管28の内部と連通する第4流通領域71とを仕切る2つの第2仕切壁72が配置されている。 The second header 64 is an annular member that guides the ammonia gas led out from the heating unit 8 and the ammonia gas introduced into the reforming unit 9 in the circumferential direction of the housing 61. Inside the second header 64, two second partition walls 72 partitioning a third distribution area 70 communicating with the inside of the first outlet pipe 27 and a fourth distribution area 71 communicating with the inside of the second introduction pipe 28. Is placed.

第3流通領域70は、第2ヘッダ64の内部における第1導出管27側に配置されている。第4流通領域71は、第2ヘッダ64の内部における第2導入管28側に配置されている。 The third distribution area 70 is arranged on the side of the first lead-out pipe 27 inside the second header 64. The fourth distribution area 71 is arranged on the second introduction pipe 28 side inside the second header 64.

第3流通領域70は、加熱部8の最外周領域と連通している。具体的には、区画壁40,41における第2ヘッダ64の第1導出管27側に対応する位置には、複数の接合部73が設けられている。接合部73は、区画壁40の一部が区画壁41に対して折り曲げられた状態で、区画壁40,41の一部同士が接合されている。接合部73には、区画壁40,41を筐体61の径方向に貫通した貫通孔73aが設けられている。 The third distribution region 70 communicates with the outermost peripheral region of the heating unit 8. Specifically, a plurality of joints 73 are provided at positions corresponding to the first lead-out pipe 27 side of the second header 64 on the partition walls 40 and 41. In the joint portion 73, a part of the partition walls 40 and 41 is joined to each other in a state where a part of the partition wall 40 is bent with respect to the partition wall 41. The joint portion 73 is provided with a through hole 73a that penetrates the partition walls 40 and 41 in the radial direction of the housing 61.

第4流通領域71は、改質部9の最外周領域と連通している。具体的には、区画壁40〜42における第2ヘッダ64の第2導入管28側に対応する位置には、複数の接合部74が設けられている。接合部74は、区画壁40,42の一部が区画壁41を挟むように区画壁41に対して互いに折り曲げられた状態で、区画壁40〜42の一部同士が接合されている。接合部74には、区画壁40〜42を筐体61の径方向に貫通した貫通孔74aが設けられている。 The fourth distribution area 71 communicates with the outermost peripheral area of the reforming section 9. Specifically, a plurality of joints 74 are provided at positions corresponding to the second introduction pipe 28 side of the second header 64 on the partition walls 40 to 42. In the joint portion 74, a part of the partition walls 40 to 42 is joined to each other in a state where a part of the partition walls 40 and 42 is bent with respect to the partition wall 41 so as to sandwich the partition wall 41. The joint portion 74 is provided with a through hole 74a that penetrates the partition walls 40 to 42 in the radial direction of the housing 61.

第2仕切壁72は、第3流通領域70及び第4流通領域71の容積が等しくなるように第2ヘッダ64及び区画壁40に固定されている。従って、第1導出管27に導出されるアンモニアガス及び第2導入管28から導入されるアンモニアガスは、何れも第2ヘッダ64の内部を半周だけ流れることになる。 The second partition wall 72 is fixed to the second header 64 and the partition wall 40 so that the volumes of the third distribution area 70 and the fourth distribution area 71 are equal. Therefore, both the ammonia gas led out to the first outlet pipe 27 and the ammonia gas introduced from the second introduction pipe 28 flow only half a circumference inside the second header 64.

以上のように本実施形態においては、第1導入管26からのアンモニアガスは、第1ヘッダ63の内部の第1流通領域65を流れて加熱部8に導入される。加熱部8を流通したアンモニアガスは、第2ヘッダ64の内部の第3流通領域70を流れて第1導出管27に導出される。第2導入管28からのアンモニアガスは、第2ヘッダ64の内部の第4流通領域71を流れて改質部9に導入される。改質部9を流通した改質ガスは、第1ヘッダ63の内部の第2流通領域66を流れて第2導出管29に導出される。このように使用するヘッダの数としては、第1ヘッダ63及び第2ヘッダ64という2つで済む。従って、改質器4Aを筐体61の軸方向に小型化することができる。 As described above, in the present embodiment, the ammonia gas from the first introduction pipe 26 flows through the first distribution region 65 inside the first header 63 and is introduced into the heating unit 8. The ammonia gas that has passed through the heating unit 8 flows through the third distribution region 70 inside the second header 64 and is led out to the first outlet pipe 27. Ammonia gas from the second introduction pipe 28 flows through the fourth distribution region 71 inside the second header 64 and is introduced into the reforming unit 9. The reformed gas that has flowed through the reforming unit 9 flows through the second distribution region 66 inside the first header 63 and is led out to the second outlet pipe 29. The number of headers used in this way may be two, that is, the first header 63 and the second header 64. Therefore, the reformer 4A can be miniaturized in the axial direction of the housing 61.

なお、本実施形態では、改質部9を流れるアンモニアガスは、加熱部8を流れるアンモニアガスとは筐体25の軸方向の逆側に流れているが、特にその形態には限られない。改質部9を流れるアンモニアガスは、加熱部8を流れるアンモニアガスと筐体25の軸方向の同じ側に流れてもよい。この場合には、第2導入管28からのアンモニアガスは、第1ヘッダ63の内部の第2流通領域66を流れて改質部9に導入される。改質部9を流通した改質ガスは、第2ヘッダ64の内部の第4流通領域71を流れて第2導出管29に導出される。 In the present embodiment, the ammonia gas flowing through the reforming section 9 flows on the opposite side of the housing 25 in the axial direction from the ammonia gas flowing through the heating section 8, but the embodiment is not particularly limited. The ammonia gas flowing through the reforming section 9 may flow to the same side in the axial direction of the housing 25 as the ammonia gas flowing through the heating section 8. In this case, the ammonia gas from the second introduction pipe 28 flows through the second distribution region 66 inside the first header 63 and is introduced into the reforming unit 9. The reformed gas that has flowed through the reforming unit 9 flows through the fourth distribution region 71 inside the second header 64 and is led out to the second outlet pipe 29.

図10は、図7に示された改質器4Aの変形例の外観を示す斜視図である。図10において、本変形例の改質器4Aでは、第1導出管27は、筐体61の中心軸に対して第1導入管26の反対側に配置されている。第2導出管29は、筐体61の中心軸に対して第2導入管28の反対側に配置されている。つまり、第1導入管26及び第2導入管28は、筐体61の中心軸に対して同じ側に配置されている。第1導出管27及び第2導出管29は、筐体61の中心軸に対して同じ側に配置されている。 FIG. 10 is a perspective view showing the appearance of a modified example of the reformer 4A shown in FIG. 7. In FIG. 10, in the reformer 4A of the present modification, the first lead-out pipe 27 is arranged on the opposite side of the first introduction pipe 26 with respect to the central axis of the housing 61. The second lead-out pipe 29 is arranged on the opposite side of the second introduction pipe 28 with respect to the central axis of the housing 61. That is, the first introduction pipe 26 and the second introduction pipe 28 are arranged on the same side with respect to the central axis of the housing 61. The first lead-out pipe 27 and the second lead-out pipe 29 are arranged on the same side with respect to the central axis of the housing 61.

このような本変形例では、第1導入管26及び第1導出管27は、筐体61の中心軸に対してクロス状に配置されている。このため、加熱部8を流通するガスの流れが乱れる。また、第2導入管28及び第2導出管29は、筐体61の中心軸に対してクロス状に配置されている。このため、改質部9を流通するガスの流れが乱れる。従って、加熱部8、改質部9及び燃焼部10を流通するガスの熱交換効率が更に向上する。 In such a modified example, the first introduction pipe 26 and the first lead-out pipe 27 are arranged in a cross shape with respect to the central axis of the housing 61. Therefore, the flow of gas flowing through the heating unit 8 is disturbed. Further, the second introduction pipe 28 and the second lead-out pipe 29 are arranged in a cross shape with respect to the central axis of the housing 61. Therefore, the flow of gas flowing through the reforming unit 9 is disturbed. Therefore, the heat exchange efficiency of the gas flowing through the heating unit 8, the reforming unit 9, and the combustion unit 10 is further improved.

図11は、本発明の第3実施形態に係る熱交換器を備えた改質システムを示す概略構成図である。図11において、改質システム1Bは、上記の第1実施形態における改質器4に代えて、本実施形態の熱交換器である改質器4Bを備えている。 FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a reforming system including a heat exchanger according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 11, the reforming system 1B includes a reformer 4B, which is a heat exchanger of the present embodiment, in place of the reformer 4 of the first embodiment described above.

改質器4Bは、上記の加熱部8、改質部9及び燃焼部10に加え、熱源部80を有している。熱源部80は、気化器6と循環経路81,82を介して接続されている。循環経路81,82は、熱源部80と協働して加熱媒体である温水が循環することで、温水を気化器6に供給する経路である。循環経路82には、温水を循環させるポンプ83が配設されている。熱源部80は、燃焼部10で発生する燃焼熱により温水を生成する。 The reformer 4B has a heat source unit 80 in addition to the heating unit 8, the reforming unit 9, and the combustion unit 10 described above. The heat source unit 80 is connected to the vaporizer 6 via circulation paths 81 and 82. The circulation paths 81 and 82 are paths for supplying hot water to the vaporizer 6 by circulating hot water as a heating medium in cooperation with the heat source unit 80. A pump 83 for circulating hot water is provided in the circulation path 82. The heat source unit 80 generates hot water from the combustion heat generated by the combustion unit 10.

図12は、本発明の第3実施形態に係る熱交換器である改質器の外観を示す斜視図である。図13は、図12に示された改質器の一部断面図である。図14は、図13のXIV−XIV線断面図である。 FIG. 12 is a perspective view showing the appearance of the reformer, which is the heat exchanger according to the third embodiment of the present invention. FIG. 13 is a partial cross-sectional view of the reformer shown in FIG. FIG. 14 is a sectional view taken along line XIV-XIV of FIG.

図12〜図14において、改質器4Bは、改質用熱交換部85と、この改質用熱交換部85の一端側に配置された気化用熱交換部86と、改質用熱交換部85と気化用熱交換部86との間に配置された円筒状の連結部87とを有している。改質用熱交換部85及び気化用熱交換部86は、連結部87を介して一体化されている。 In FIGS. 12 to 14, the reformer 4B has a reforming heat exchange unit 85, a vaporization heat exchange unit 86 arranged on one end side of the reforming heat exchange unit 85, and a reforming heat exchange unit. It has a cylindrical connecting portion 87 arranged between the portion 85 and the vaporization heat exchange portion 86. The reforming heat exchange section 85 and the vaporization heat exchange section 86 are integrated via the connecting section 87.

改質用熱交換部85は、上記の第1実施形態における改質器4と同様に、円筒状の筐体25、第1導入管26、第1導出管27、第2導入管28及び第2導出管29を備えている。筐体25の内部には、加熱部8と改質部9と燃焼部10とを区画形成する区画壁40〜43が配置されている。 The reforming heat exchange unit 85 is the same as the reformer 4 in the first embodiment described above, that is, the cylindrical housing 25, the first introduction pipe 26, the first outlet pipe 27, the second introduction pipe 28, and the second. 2 The lead-out pipe 29 is provided. Inside the housing 25, partition walls 40 to 43 that partition the heating unit 8, the reforming unit 9, and the combustion unit 10 are arranged.

連結部87では、区画壁42の端部が区画壁43に接合されている。従って、改質部9は、連結部87において閉じられている。また、連結部87における気化用熱交換部86との境界部には、加熱部8を閉じる渦巻状の仕切壁89が配置されている。仕切壁89は、区画壁41と区画壁43とを連結するように配置されている。 In the connecting portion 87, the end portion of the partition wall 42 is joined to the partition wall 43. Therefore, the modified portion 9 is closed at the connecting portion 87. Further, a spiral partition wall 89 that closes the heating portion 8 is arranged at the boundary portion of the connecting portion 87 with the heat exchange portion 86 for vaporization. The partition wall 89 is arranged so as to connect the partition wall 41 and the partition wall 43.

気化用熱交換部86は、改質用熱交換部85の第1導入管26側に連結部87を挟んで配置されている。気化用熱交換部86は、加熱媒体である温水を加熱する。気化用熱交換部86は、円筒状の筐体90と、第3導入管91と、第3導出管92とを有している。筐体90は、改質用熱交換部85の筐体25及び連結部87と協働して、改質器4B全体としての筐体93を構成している。 The vaporization heat exchange unit 86 is arranged on the first introduction pipe 26 side of the reforming heat exchange unit 85 with the connecting portion 87 interposed therebetween. The vaporization heat exchange unit 86 heats hot water which is a heating medium. The vaporization heat exchange unit 86 has a cylindrical housing 90, a third introduction pipe 91, and a third outlet pipe 92. The housing 90 constitutes the housing 93 of the reformer 4B as a whole in cooperation with the housing 25 and the connecting portion 87 of the reforming heat exchange unit 85.

筐体90は、筒状部94と、この筒状部94の連結部87側に配置された第3導入ヘッダ95と、この第3導入ヘッダ95に対して筒状部94の反対側に配置された第3導出ヘッダ96とを有している。つまり、筐体90は、連結部87側から第3導入ヘッダ95、筒状部94及び第3導出ヘッダ96の順に配置されている。第3導入ヘッダ95は、連結部87及び筒状部94に固定されている。第3導出ヘッダ96は、筒状部94に固定されている。筒状部94の内面は、筒状部31〜33及び連結部87の内面と一致している。 The housing 90 is arranged on the opposite side of the tubular portion 94, the third introduction header 95 arranged on the connecting portion 87 side of the tubular portion 94, and the third introduction header 95. It has a third derived header 96 that has been created. That is, the housing 90 is arranged in the order of the third introduction header 95, the tubular portion 94, and the third lead-out header 96 from the connecting portion 87 side. The third introduction header 95 is fixed to the connecting portion 87 and the tubular portion 94. The third derived header 96 is fixed to the tubular portion 94. The inner surface of the tubular portion 94 coincides with the inner surfaces of the tubular portions 31 to 33 and the connecting portion 87.

上記の導入口48は、筐体93の第1導出ヘッダ37側の端部に形成されている。上記の導出口49は、筐体93の第3導出ヘッダ96側の端部に形成されている。 The introduction port 48 is formed at the end of the housing 93 on the side of the first lead-out header 37. The lead-out port 49 is formed at the end of the housing 93 on the third lead-out header 96 side.

筐体90の内部には、区画壁40及び2つの区画壁41,43が配置されている。これらの区画壁40,41,43は、燃焼部10と熱源部80とを区画形成する。熱源部80は、加熱媒体である温水が流通する第4流通部である。上記の仕切壁89は、加熱部8と熱源部80とを仕切っている。 A partition wall 40 and two partition walls 41 and 43 are arranged inside the housing 90. These partition walls 40, 41, 43 partition the combustion unit 10 and the heat source unit 80. The heat source unit 80 is a fourth distribution unit through which hot water, which is a heating medium, flows. The partition wall 89 partitions the heating unit 8 and the heat source unit 80.

燃焼部10及び熱源部80は、筐体90の外周側から内周側(中心側)に向かって筐体90の径方向に沿って互いに隣り合うように交互に配置されている。筐体90の第3導出ヘッダ96側の端部には、熱源部80の開口を塞ぐ渦巻状の蓋壁部97が配置されている。蓋壁部97は、区画壁41,43の軸方向一端に接合されている。従って、熱源部80は、筐体90の軸方向に閉じた構造となっている。これにより、燃焼部10と熱源部80とが連通されることがないため、燃焼部10を流れるガスと熱源部80を流れる温水とが混ざり合うことはない。 The combustion unit 10 and the heat source unit 80 are alternately arranged so as to be adjacent to each other along the radial direction of the housing 90 from the outer peripheral side to the inner peripheral side (center side) of the housing 90. At the end of the housing 90 on the side of the third lead-out header 96, a spiral lid wall portion 97 that closes the opening of the heat source portion 80 is arranged. The lid wall portion 97 is joined to one end of the partition walls 41 and 43 in the axial direction. Therefore, the heat source unit 80 has a structure that is closed in the axial direction of the housing 90. As a result, the combustion unit 10 and the heat source unit 80 do not communicate with each other, so that the gas flowing through the combustion unit 10 and the hot water flowing through the heat source unit 80 do not mix with each other.

熱源部80の外周側領域及び内周側領域は、筐体90の径方向に連通している。具体的には、区画壁41,43には、複数の接合部98が設けられている。接合部98は、区画壁43の一部が区画壁41に対して折り曲げられた状態で、区画壁41,43の一部同士が接合されている。接合部98には、区画壁41,43を筐体90の径方向に貫通した貫通孔98aが設けられている。 The outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the heat source portion 80 communicate with each other in the radial direction of the housing 90. Specifically, the partition walls 41 and 43 are provided with a plurality of joints 98. In the joint portion 98, a part of the partition walls 41 and 43 is joined to each other in a state where a part of the partition wall 43 is bent with respect to the partition wall 41. The joint portion 98 is provided with a through hole 98a that penetrates the partition walls 41 and 43 in the radial direction of the housing 90.

第3導入管91は、第3導入ヘッダ95に取り付けられている。第3導入管91は、筐体90の中心軸に対して第1導入管26等と同じ側に配置されている。第3導入管91は、熱源部80の最外周領域に温水を筐体90の径方向に導入する。第3導入管91は、気化用熱交換部86の一端側に設けられ、熱源部80に温水を導入する第4導入部を構成している。第3導入管91は、上記の循環経路81と接続されている。 The third introduction pipe 91 is attached to the third introduction header 95. The third introduction pipe 91 is arranged on the same side as the first introduction pipe 26 and the like with respect to the central axis of the housing 90. The third introduction pipe 91 introduces hot water into the outermost peripheral region of the heat source portion 80 in the radial direction of the housing 90. The third introduction pipe 91 is provided on one end side of the heat exchange section 86 for vaporization, and constitutes a fourth introduction section for introducing hot water into the heat source section 80. The third introduction pipe 91 is connected to the circulation path 81 described above.

第3導出管92は、第3導出ヘッダ96に取り付けられている。第3導出管92は、筐体90の中心軸に対して第3導入管91と同じ側に配置されている。第3導出管92は、熱源部80の最外周領域から温水を筐体90の径方向に導出する。第3導出管92は、気化用熱交換部86の他端側に設けられ、熱源部80から温水を導出する第4導出部を構成している。第3導出管92は、上記の循環経路82と接続されている。 The third lead-out pipe 92 is attached to the third lead-out header 96. The third lead-out pipe 92 is arranged on the same side as the third introduction pipe 91 with respect to the central axis of the housing 90. The third outlet pipe 92 derives hot water from the outermost peripheral region of the heat source portion 80 in the radial direction of the housing 90. The third lead-out pipe 92 is provided on the other end side of the vaporization heat exchange section 86, and constitutes a fourth lead-out section for leading out hot water from the heat source section 80. The third lead-out pipe 92 is connected to the circulation path 82 described above.

第3導入ヘッダ95及び第3導出ヘッダ96は、温水を筐体90の周方向に導く環状部材である。第3導入ヘッダ95及び第3導出ヘッダ96の内部は、熱源部80の最外周領域と連通している。 The third introduction header 95 and the third lead-out header 96 are annular members that guide hot water in the circumferential direction of the housing 90. The inside of the third introduction header 95 and the third lead-out header 96 communicates with the outermost peripheral region of the heat source portion 80.

具体的には、区画壁40,41には、複数の接合部99が設けられている。接合部99は、区画壁40の一部が区画壁41に対して折り曲げられた状態で、区画壁40,41の一部同士が接合されている。接合部99には、区画壁40,41を筐体90の径方向に貫通した貫通孔99aが設けられている。 Specifically, the partition walls 40 and 41 are provided with a plurality of joints 99. In the joint portion 99, a part of the partition walls 40 and 41 is joined to each other in a state where a part of the partition wall 40 is bent with respect to the partition wall 41. The joint portion 99 is provided with a through hole 99a that penetrates the partition walls 40 and 41 in the radial direction of the housing 90.

以上のような改質システム1Bにおいて、改質器4Bの起動時には、電気ヒータ7により気化器6を加熱することで、気化器6においてアンモニアガスが生成される。また、ポンプ83により温水が循環経路81,82を循環する。このとき、改質器4Bの気化用熱交換部86において、燃焼部10を流通するガスと熱源部80を流通する温水との熱交換によって温水が加熱される。そして、改質器4Bが通常動作となり、温水が所定の温度まで昇温すると、電気ヒータ7がOFFとされ、暖められた温水により気化器6を加熱することで、気化器6においてアンモニアガスが生成される。 In the reforming system 1B as described above, when the reformer 4B is started, the vaporizer 6 is heated by the electric heater 7, so that ammonia gas is generated in the vaporizer 6. In addition, the pump 83 circulates hot water in the circulation paths 81 and 82. At this time, in the vaporization heat exchange section 86 of the reformer 4B, the hot water is heated by heat exchange between the gas flowing through the combustion section 10 and the hot water flowing through the heat source section 80. Then, when the reformer 4B operates normally and the temperature of the hot water rises to a predetermined temperature, the electric heater 7 is turned off, and the vaporizer 6 is heated by the warmed water, so that the ammonia gas is released in the vaporizer 6. Will be generated.

以上のように本実施形態においては、改質器4Bの改質用熱交換部85において、上述した加熱部8、改質部9及び燃焼部10を流通するガスの熱交換が行われる。改質器4Bの気化用熱交換部86において、燃焼部10及び熱源部80は、筐体90の径方向に沿って互いに隣り合うように配置されている。このため、燃焼部10を流通するガスと熱源部80を流通する温水とが熱交換される。また、熱源部80の外周側領域及び内周側領域は、筐体90の径方向に連通している。このため、熱源部80を流通する温水は、筐体90の軸方向及び径方向にスムーズに流れるようになる。従って、熱源部80を流通する温水の熱交換効率が向上する。また、改質用熱交換部85と気化用熱交換部86とを一体化することにより、改質器4Bの一部を気化器6の熱源として有効利用される。従って、改質器4Bの通常動作時に、電気ヒータ7により気化器6を加熱しなくて済むため、省電力化を図ることができる。 As described above, in the present embodiment, the reforming heat exchange unit 85 of the reformer 4B performs heat exchange of the gas flowing through the heating unit 8, the reforming unit 9, and the combustion unit 10 described above. In the vaporization heat exchange section 86 of the reformer 4B, the combustion section 10 and the heat source section 80 are arranged so as to be adjacent to each other along the radial direction of the housing 90. Therefore, the gas flowing through the combustion unit 10 and the hot water flowing through the heat source unit 80 exchange heat. Further, the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the heat source portion 80 communicate with each other in the radial direction of the housing 90. Therefore, the hot water flowing through the heat source unit 80 smoothly flows in the axial direction and the radial direction of the housing 90. Therefore, the heat exchange efficiency of the hot water flowing through the heat source unit 80 is improved. Further, by integrating the reforming heat exchange unit 85 and the vaporization heat exchange unit 86, a part of the reformer 4B can be effectively used as a heat source of the vaporizer 6. Therefore, it is not necessary to heat the vaporizer 6 by the electric heater 7 during the normal operation of the reformer 4B, so that power saving can be achieved.

また、本実施形態では、気化用熱交換部86において燃焼部10と熱源部80とを区画形成する区画壁41,43は、改質用熱交換部85において加熱部8と改質部9と燃焼部10とを区画形成する区画壁41〜43と同じ板状部材として兼用されている。従って、加熱部8、改質部9、燃焼部10及び熱源部80を容易に形成することができる。 Further, in the present embodiment, the partition walls 41 and 43 forming the section between the combustion section 10 and the heat source section 80 in the vaporization heat exchange section 86 are the heating section 8 and the reforming section 9 in the reforming heat exchange section 85. It is also used as the same plate-shaped member as the partition walls 41 to 43 that partition the combustion portion 10. Therefore, the heating unit 8, the reforming unit 9, the combustion unit 10, and the heat source unit 80 can be easily formed.

なお、気化用熱交換部86において燃焼部10と熱源部80とを区画形成する2つの区画壁と、改質用熱交換部85において加熱部8と改質部9と燃焼部10とを区画形成する3つの区画壁とを、異なる板状部材で構成してもよい。この場合には、改質用熱交換部85と気化用熱交換部86との間で、燃焼部10と熱源部80とを区画形成する区画壁と、加熱部8と改質部9と燃焼部10とを区画形成する区画壁とを接続する。 The vaporization heat exchange section 86 divides the combustion section 10 and the heat source section 80 into two partition walls, and the reforming heat exchange section 85 partitions the heating section 8, the reforming section 9, and the combustion section 10. The three partition walls to be formed may be composed of different plate-shaped members. In this case, between the reforming heat exchange section 85 and the vaporization heat exchange section 86, the partition wall forming the section between the combustion section 10 and the heat source section 80, and the heating section 8 and the reforming section 9 and combustion. It is connected to a partition wall that partitions the portion 10.

以上、本発明の実施形態について幾つか説明してきたが、本発明は、上記実施形態には限定されず、種々変形可能である。 Although some embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified.

図15は、図3に示された改質器4の変形例を示す一部断面図である。図15において、本変形例の改質器4は、筐体25の両端部において区画壁41〜43同士が接合された接合部101と、筐体25の両端部において区画壁41,42同士が接合された接合部102とを有している。接合部101は、加熱部8及び改質部9を閉じるように区画壁41〜43同士が溶接等により接合されている。具体的には、接合部101は、区画壁41,43の両端部が区画壁42に対して折り曲げられた状態で、区画壁41〜43同士が接合されている。接合部102は、加熱部8及び改質部9を閉じるように区画壁41,42同士が溶接等により接合されている。具体的には、接合部102は、区画壁41,42の両端部が折り曲げられた状態で、区画壁41,42同士が接合されている。また、筐体25の両端部には、第1導入ヘッダ36及び第1導出ヘッダ37に固定された筒状部103がそれぞれ設けられている。 FIG. 15 is a partial cross-sectional view showing a modified example of the reformer 4 shown in FIG. In FIG. 15, in the reformer 4 of the present modification, the joint portions 101 in which the partition walls 41 to 43 are joined to each other at both ends of the housing 25 and the partition walls 41 and 42 are joined to each other at both ends of the housing 25. It has a joined portion 102 that is joined. In the joint portion 101, the partition walls 41 to 43 are joined to each other by welding or the like so as to close the heating portion 8 and the reforming portion 9. Specifically, in the joint portion 101, the partition walls 41 to 43 are joined to each other in a state where both ends of the partition walls 41 and 43 are bent with respect to the partition wall 42. In the joint portion 102, the partition walls 41 and 42 are joined to each other by welding or the like so as to close the heating portion 8 and the reforming portion 9. Specifically, in the joint portion 102, the partition walls 41 and 42 are joined to each other with both ends of the partition walls 41 and 42 bent. Further, both ends of the housing 25 are provided with tubular portions 103 fixed to the first introduction header 36 and the first lead-out header 37, respectively.

本変形例では、筐体25の両端部における溶接等の接合作業を容易にしつつ、筐体25の内部に加熱部8及び改質部9の閉じ構造を形成することができる。 In this modified example, a closed structure of the heating portion 8 and the modifying portion 9 can be formed inside the housing 25 while facilitating joining work such as welding at both ends of the housing 25.

図16は、図3に示された改質器4の他の変形例を示す一部断面図である。図16において、本変形例の改質器4では、区画壁41に筐体25の径方向に突出した複数の突部111が設けられ、区画壁42に筐体25の径方向に突出した複数の突部112が設けられ、区画壁43に筐体25の径方向に突出した複数の突部113が設けられている。突部111の先端は、区画壁40,43に接触している。突部112の先端は、区画壁41に接触している。突部113の先端は、区画壁42に接触している。これにより、加熱部8、改質部9及び燃焼部10の径方向ピッチを揃えることができる。 FIG. 16 is a partial cross-sectional view showing another modification of the reformer 4 shown in FIG. In FIG. 16, in the reformer 4 of the present modification, a plurality of protrusions 111 protruding in the radial direction of the housing 25 are provided on the partition wall 41, and a plurality of protrusions 111 protruding in the radial direction of the housing 25 are provided on the partition wall 42. The protrusions 112 are provided, and a plurality of protrusions 113 protruding in the radial direction of the housing 25 are provided on the partition wall 43. The tip of the protrusion 111 is in contact with the partition walls 40 and 43. The tip of the protrusion 112 is in contact with the partition wall 41. The tip of the protrusion 113 is in contact with the partition wall 42. As a result, the radial pitches of the heating unit 8, the reforming unit 9, and the combustion unit 10 can be made uniform.

本変形例では、加熱部8をガスが流通する際に、複数の突部112によりガスが散乱するため、加熱部8におけるガスの流量が均等化される。また、改質部9をガスが流通する際に、複数の突部113によりガスが散乱するため、改質部9におけるガスの流量が均等化される。また、燃焼部10をガスが流通する際に、複数の突部111によりガスが散乱するため、燃焼部10におけるガスの流量が均等化される。さらに、区画壁41〜43に複数の突部111〜113をそれぞれ設けることにより、区画壁41〜43の表面積が大きくなる。以上により、加熱部8、改質部9及び燃焼部10を流通するガスの熱交換効率が更に向上する。 In this modification, when the gas flows through the heating unit 8, the gas is scattered by the plurality of protrusions 112, so that the flow rate of the gas in the heating unit 8 is equalized. Further, when the gas flows through the reforming section 9, the gas is scattered by the plurality of protrusions 113, so that the flow rate of the gas in the reforming section 9 is equalized. Further, when the gas flows through the combustion unit 10, the gas is scattered by the plurality of protrusions 111, so that the flow rate of the gas in the combustion unit 10 is equalized. Further, by providing the plurality of protrusions 111 to 113 on the partition walls 41 to 43, the surface area of the partition walls 41 to 43 is increased. As a result, the heat exchange efficiency of the gas flowing through the heating unit 8, the reforming unit 9, and the combustion unit 10 is further improved.

図17は、図2に示された改質器4の変形例の外観を示す斜視図である。図17において、本変形例の改質器4は、燃焼部10の最外周領域にアンモニアガス及び空気を筐体25の径方向に追加導入する追加導入管121を更に備えている。筐体25は、上記の筒状部31に代えて、筒状部122,123を有している。筒状部122,123間には、追加導入ヘッダ124が配置されている。追加導入管121は、追加導入ヘッダ124に取り付けられている。このように燃焼部10にアンモニアガス及び空気を追加導入して燃焼させることにより、追加導入管121よりも下流の改質部9に熱を追加して供給することが可能になるため、改質部9の改質率が向上する。 FIG. 17 is a perspective view showing the appearance of a modified example of the reformer 4 shown in FIG. In FIG. 17, the reformer 4 of the present modification further includes an additional introduction pipe 121 that additionally introduces ammonia gas and air in the radial direction of the housing 25 in the outermost peripheral region of the combustion unit 10. The housing 25 has tubular portions 122 and 123 instead of the tubular portion 31 described above. An additional introduction header 124 is arranged between the tubular portions 122 and 123. The additional introduction pipe 121 is attached to the additional introduction header 124. By additionally introducing ammonia gas and air into the combustion unit 10 and burning the combustion unit 10 in this way, it becomes possible to additionally supply heat to the reforming unit 9 downstream of the additional introduction pipe 121. The reforming rate of part 9 is improved.

また、上記実施形態では、導入口48から燃焼部10にアンモニアガス及び空気が導入され、導出口49から燃焼ガスが導出され、第2導入管28から改質部9の最外周領域にアンモニアガスが導入され、改質部9の最外周領域から第2導出管29に改質ガスが導出されているが、特にその形態には限られない。例えば第2導入管28から燃焼部10の最外周領域にアンモニアガス及び空気を導入し、燃焼部10の最外周領域から第2導出管29に燃焼ガスを導出し、導入口48から改質部9にアンモニアガスを導入し、導出口49から改質ガスを導出してもよい。 Further, in the above embodiment, ammonia gas and air are introduced into the combustion unit 10 from the introduction port 48, combustion gas is led out from the outlet port 49, and ammonia gas is derived from the second introduction pipe 28 into the outermost peripheral region of the reforming unit 9. Is introduced, and the reforming gas is led out from the outermost peripheral region of the reforming section 9 to the second outlet pipe 29, but the form is not particularly limited. For example, ammonia gas and air are introduced from the second introduction pipe 28 into the outermost region of the combustion unit 10, the combustion gas is led out from the outermost region of the combustion unit 10 to the second outlet pipe 29, and the reforming unit is introduced from the introduction port 48. Ammonia gas may be introduced into 9, and the reforming gas may be derived from the outlet 49.

また、上記実施形態では、第3導入部である導入口48が筐体の一端及び他端の一方側の端部に設けられ、第3導出部である導出口49が筐体の一端及び他端の他方側の端部に設けられているが、特にその形態には限られず、第3導入部は、筐体の一端及び他端の一方側に取り付けられた導入管であり、第3導出部は、筐体の一端及び他端の他方側に取り付けられた導出管であってもよい。 Further, in the above embodiment, the introduction port 48 which is the third introduction part is provided at one end of one end and the other end of the housing, and the outlet 49 which is the third outlet is one end of the housing and the other Although it is provided at the other end of the end, the form is not particularly limited, and the third introduction portion is an introduction pipe attached to one end and the other end of the housing, and is a third lead-out. The portion may be a lead-out pipe attached to one end of the housing and the other side of the other end.

また、上記実施形態では、燃料ガスとしてアンモニアガスを使用しているが、本発明は、燃料ガスとして炭化水素ガス等を使用した改質システムにも適用可能である。 Further, in the above embodiment, ammonia gas is used as the fuel gas, but the present invention can also be applied to a reforming system using a hydrocarbon gas or the like as the fuel gas.

また、上記実施形態では、酸化性ガスとして空気を使用しているが、本発明は、酸化性ガスとして酸素を使用した改質システムにも適用可能である。 Further, in the above embodiment, air is used as the oxidizing gas, but the present invention can also be applied to a reforming system using oxygen as the oxidizing gas.

また、上記実施形態は、熱交換器である改質器を備えた改質システムであるが、本発明の熱交換器は、第1流通部と第2流通部と第3流通部とを有していれば、改質器以外にも適用可能である。そのような熱交換器としては、例えば排気ガスとエンジン冷却水とエンジンオイルとを熱交換する装置等が挙げられる。 Further, the above embodiment is a reforming system including a reformer which is a heat exchanger, but the heat exchanger of the present invention has a first distribution unit, a second distribution unit, and a third distribution unit. If so, it can be applied to other than reformers. Examples of such a heat exchanger include a device that exchanges heat between exhaust gas, engine cooling water, and engine oil.

1,1B…改質システム、4,4A,4B…改質器(熱交換器)、6…気化器、8…加熱部(第1流通部)、9…改質部(第2流通部)、10…燃焼部(第3流通部)、17…アンモニアガス供給部(燃料ガス供給部)、18…空気供給部(酸化性ガス供給部)、25…筐体、26…第1導入管(第1導入部)、27…第1導出管(第1導出部)、28…第2導入管(第2導入部)、29…第2導出管(第2導出部)、34…第2導出ヘッダ、35…第2導入ヘッダ、36…第1導入ヘッダ、37…第1導出ヘッダ、40…区画壁、41〜43…区画壁、45〜47…接合部、45a〜47a…貫通孔、48…導入口(第3導入部)、49…導出口(第3導出部)、61…筐体、63…第1ヘッダ、64…第2ヘッダ、65…第1流通領域、66…第2流通領域、67…第1仕切壁、70…第3流通領域、71…第4流通領域、72…第2仕切壁、80…熱源部(第4流通部)、81,82…循環経路、85…改質用熱交換部、86…気化用熱交換部、91…第3導入管(第4導入部)、92…第3導出管(第4導出部)、101,102…接合部、111〜113…突部。 1,1B ... reforming system, 4,4A, 4B ... reformer (heat exchanger), 6 ... vaporizer, 8 ... heating section (first distribution section), 9 ... reformer (second distribution section) 10, ... combustion unit (third distribution unit), 17 ... ammonia gas supply unit (fuel gas supply unit), 18 ... air supply unit (oxidizing gas supply unit), 25 ... housing, 26 ... first introduction pipe ( 1st introduction section), 27 ... 1st lead-out tube (1st lead-out section), 28 ... 2nd introduction tube (2nd introduction section), 29 ... 2nd lead-out tube (2nd lead-out section), 34 ... 2nd lead-out section Header, 35 ... 2nd introduction header, 36 ... 1st introduction header, 37 ... 1st derivation header, 40 ... partition wall, 41-43 ... partition wall, 45-47 ... joint, 45a-47a ... through hole, 48 ... Introduction port (third introduction part), 49 ... Outlet port (third out-out part), 61 ... Housing, 63 ... First header, 64 ... Second header, 65 ... First distribution area, 66 ... Second distribution Area, 67 ... 1st partition wall, 70 ... 3rd distribution area, 71 ... 4th distribution area, 72 ... 2nd partition wall, 80 ... heat source section (4th distribution section), 81, 82 ... circulation path, 85 ... Heat exchange section for reforming, 86 ... Heat exchange section for vaporization, 91 ... 3rd introduction pipe (4th introduction section), 92 ... 3rd lead-out pipe (4th lead-out section), 101, 102 ... Joint section, 111- 113 ... The protrusion.

Claims (10)

円筒状の筐体と、
前記筐体の内部に渦巻状に配置され、第1流通部と第2流通部と第3流通部とを区画形成する3つの区画壁と、
前記筐体の一端側に設けられ、前記第1流通部に媒体を導入する第1導入部と、
前記筐体の他端側に設けられ、前記第1流通部を流通した媒体を導出する第1導出部と、
前記筐体の一端及び他端の一方側に設けられ、前記第2流通部に媒体を導入する第2導入部と、
前記筐体の一端及び他端の他方側に設けられ、前記第2流通部を流通した媒体を導出する第2導出部と、
前記筐体の一端及び他端の一方側に設けられ、前記第3流通部に媒体を導入する第3導入部と、
前記筐体の一端及び他端の他方側に設けられ、前記第3流通部を流通した媒体を導出する第3導出部とを備え、
前記第1流通部、前記第2流通部及び前記第3流通部は、前記筐体の径方向に沿って互いに隣り合うように配置されており、
前記第1流通部の外周側領域及び内周側領域と前記第2流通部の外周側領域及び内周側領域と前記第3流通部の外周側領域及び内周側領域とは、前記筐体の径方向に連通している熱交換器。
Cylindrical housing and
Three partition walls that are arranged in a spiral shape inside the housing and that partition the first distribution section, the second distribution section, and the third distribution section.
A first introduction section provided on one end side of the housing and introducing a medium into the first distribution section,
A first out-drawing unit provided on the other end side of the housing and leading out the medium circulated through the first distribution unit,
A second introduction section provided on one side of one end and the other end of the housing and introducing a medium into the second distribution section.
A second out-licensing unit provided on the other side of one end and the other end of the housing and leading out the medium circulated through the second distribution unit.
A third introduction section provided on one side of one end and the other end of the housing and introducing a medium into the third distribution section.
It is provided on the other side of one end and the other end of the housing, and includes a third lead-out unit for deriving the medium circulated through the third distribution unit.
The first distribution unit, the second distribution unit, and the third distribution unit are arranged so as to be adjacent to each other along the radial direction of the housing.
The outer peripheral side region and inner peripheral side region of the first distribution portion, the outer peripheral side region and inner peripheral side region of the second distribution portion, and the outer peripheral side region and inner peripheral side region of the third distribution portion are the housing. A heat exchanger that communicates in the radial direction of.
前記第1導入部は、前記筐体の一端側に取り付けられ、前記第1流通部の最外周領域に媒体を前記筐体の径方向に導入する第1導入管であり、
前記第1導出部は、前記筐体の他端側に取り付けられ、前記第1流通部を流通した媒体を前記第1流通部の最外周領域から前記筐体の径方向に導出する第1導出管であり、
前記第2導入部は、前記筐体の一端及び他端の一方側に取り付けられ、前記第2流通部の最外周領域に媒体を前記筐体の径方向に導入する第2導入管であり、
前記第2導出部は、前記筐体の一端及び他端の他方側に取り付けられ、前記第2流通部を流通した媒体を前記第2流通部の最外周領域から前記筐体の径方向に導出する第2導出管であり、
前記第3導入部は、前記筐体の一端及び他端の一方側の端部に形成され、前記第3流通部に媒体を前記筐体の軸方向に導入する導入口であり、
前記第3導出部は、前記筐体の一端及び他端の他方側の端部に形成され、前記第3流通部を流通した媒体を前記第3流通部から前記筐体の軸方向に導出する導出口である請求項1記載の熱交換器。
The first introduction section is a first introduction tube attached to one end side of the housing and introducing a medium into the outermost peripheral region of the first distribution section in the radial direction of the housing.
The first derivation unit is attached to the other end side of the housing, and the first derivation unit that leads the medium that has circulated through the first distribution unit from the outermost peripheral region of the first distribution unit in the radial direction of the housing. Is a tube
The second introduction section is a second introduction tube attached to one end and the other end of the housing and introducing a medium into the outermost peripheral region of the second distribution section in the radial direction of the housing.
The second lead-out unit is attached to the other side of one end and the other end of the housing, and the medium circulated through the second distribution unit is led out from the outermost peripheral region of the second distribution unit in the radial direction of the housing. It is the second lead-out pipe to
The third introduction portion is an introduction port formed at one end of the housing and one end of the other end, and introduces a medium into the third distribution portion in the axial direction of the housing.
The third lead-out portion is formed at one end of the housing and the other end of the other end, and the medium circulated through the third distribution section is led out from the third distribution section in the axial direction of the housing. The heat exchanger according to claim 1, which is an outlet.
前記筐体の一端側には、前記第1流通部に導入される媒体を前記筐体の周方向に導く環状の第1導入ヘッダが設けられており、
前記筐体の他端側には、前記第1流通部から導出された媒体を前記筐体の周方向に導く環状の第1導出ヘッダが設けられており、
前記筐体の一端及び他端の一方側には、前記第2流通部に導入される媒体を前記筐体の周方向に導く環状の第2導入ヘッダが設けられており、
前記筐体の一端及び他端の他方側には、前記第2流通部から導出された媒体を前記筐体の周方向に導く環状の第2導出ヘッダが設けられており、
前記第1導入管は、前記第1導入ヘッダに取り付けられており、
前記第1導出管は、前記第1導出ヘッダに取り付けられており、
前記第2導入管は、前記第2導入ヘッダに取り付けられており、
前記第2導出管は、前記第2導出ヘッダに取り付けられており、
前記第1導入ヘッダ及び前記第1導出ヘッダの内部は、前記第1流通部の最外周領域と連通しており、
前記第2導入ヘッダ及び前記第2導出ヘッダの内部は、前記第2流通部の最外周領域と連通している請求項2記載の熱交換器。
An annular first introduction header that guides the medium introduced into the first distribution section in the circumferential direction of the housing is provided on one end side of the housing.
On the other end side of the housing, an annular first derivation header that guides the medium led out from the first distribution unit in the circumferential direction of the housing is provided.
An annular second introduction header that guides the medium introduced into the second distribution section in the circumferential direction of the housing is provided on one side of one end and the other end of the housing.
On the other side of one end and the other end of the housing, an annular second derivation header that guides the medium led out from the second distribution unit in the circumferential direction of the housing is provided.
The first introduction pipe is attached to the first introduction header, and is attached to the first introduction header.
The first lead-out pipe is attached to the first lead-out header.
The second introduction pipe is attached to the second introduction header, and is attached to the second introduction header.
The second lead-out pipe is attached to the second lead-out header.
The inside of the first introduction header and the first derivation header communicates with the outermost peripheral region of the first distribution unit.
The heat exchanger according to claim 2, wherein the inside of the second introduction header and the second lead-out header communicates with the outermost peripheral region of the second distribution section.
前記筐体の一端側には、前記第1流通部に導入される媒体と前記第2流通部に導入される媒体または前記第2流通部から導出された媒体とを前記筐体の周方向に導く環状の第1ヘッダが設けられており、
前記筐体の他端側には、前記第1流通部から導出された媒体と前記第2流通部から導出された媒体または前記第2流通部に導入される媒体とを前記筐体の周方向に導く環状の第2ヘッダが設けられており、
前記第1導入管と前記第2導入管または前記第2導出管とは、前記第1ヘッダに取り付けられており、
前記第1導出管と前記第2導出管または前記第2導入管とは、前記第2ヘッダに取り付けられており、
前記第1ヘッダの内部には、前記第1導入管の内部と連通する第1流通領域と前記第2導入管または前記第2導出管の内部と連通する第2流通領域とを仕切る第1仕切壁が配置されており、
前記第2ヘッダの内部には、前記第1導出管の内部と連通する第3流通領域と前記第2導出管または前記第2導入管の内部と連通する第4流通領域とを仕切る第2仕切壁が配置されており、
前記第1流通領域及び前記第3流通領域は、前記第1流通部の最外周領域と連通しており、
前記第2流通領域及び前記第4流通領域は、前記第2流通部の最外周領域と連通している請求項2記載の熱交換器。
On one end side of the housing, a medium introduced into the first distribution section and a medium introduced into the second distribution section or a medium derived from the second distribution section are placed in the circumferential direction of the housing. An annular first header is provided to guide
On the other end side of the housing, a medium derived from the first distribution unit and a medium derived from the second distribution unit or a medium introduced into the second distribution unit are placed in the circumferential direction of the housing. There is a ring-shaped second header that leads to
The first introduction pipe and the second introduction pipe or the second outlet pipe are attached to the first header.
The first lead-out pipe and the second lead-out pipe or the second introduction pipe are attached to the second header.
Inside the first header, there is a first partition that separates a first distribution area that communicates with the inside of the first introduction pipe and a second distribution area that communicates with the inside of the second introduction pipe or the second outlet pipe. The walls are arranged and
Inside the second header, there is a second partition that separates a third distribution region that communicates with the inside of the first outlet pipe and a fourth distribution region that communicates with the inside of the second outlet pipe or the second introduction pipe. The walls are arranged and
The first distribution area and the third distribution area communicate with the outermost peripheral area of the first distribution section.
The heat exchanger according to claim 2, wherein the second distribution region and the fourth distribution region communicate with the outermost peripheral region of the second distribution unit.
前記3つの区画壁同士は、前記筐体の両端部において前記第1流通部及び前記第2流通部を閉じるように接合されている請求項2〜4の何れか一項記載の熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 2 to 4, wherein the three partition walls are joined so as to close the first distribution section and the second distribution section at both ends of the housing. 前記3つの区画壁の一部領域同士が接合された複数の接合部を更に備え、
前記接合部には、前記筐体の径方向に貫通した貫通孔が設けられている請求項1〜5の何れか一項記載の熱交換器。
Further provided with a plurality of joints in which some areas of the three partition walls are joined to each other.
The heat exchanger according to any one of claims 1 to 5, wherein the joint portion is provided with a through hole penetrating in the radial direction of the housing.
前記区画壁には、前記筐体の径方向に突出した複数の突部が設けられている請求項1〜6の何れか一項記載の熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 6, wherein the partition wall is provided with a plurality of protrusions protruding in the radial direction of the housing. 酸化性ガスにより燃料ガスを燃焼させて発生した熱を利用して、前記燃料ガスを改質する改質器と、
前記改質器に前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、
前記改質器に前記酸化性ガスを供給する酸化性ガス供給部とを具備し、
前記改質器は、
円筒状の筐体と、
前記筐体の内部に渦巻状に配置され、前記燃料ガスが流通する第1流通部と前記燃料ガスが流通する第2流通部と前記燃料ガス及び前記酸化性ガスが流通する第3流通部とを区画形成する3つの区画壁と、
前記筐体の一端側に設けられ、前記第1流通部に前記燃料ガスを導入する第1導入部と、
前記筐体の他端側に設けられ、前記第1流通部を流通したガスを導出する第1導出部と、
前記筐体の一端及び他端の一方側に設けられ、前記第2流通部に前記燃料ガスを導入する第2導入部と、
前記筐体の一端及び他端の他方側に設けられ、前記第2流通部を流通したガスを導出する第2導出部と、
前記筐体の一端及び他端の一方側に設けられ、前記第3流通部に前記燃料ガス及び前記酸化性ガスを導入する第3導入部と、
前記筐体の一端及び他端の他方側に設けられ、前記第3流通部を流通したガスを導出する第3導出部とを備え、
前記第1流通部は、前記燃料ガスを加熱する加熱部であり、
前記第2流通部は、前記加熱部により加熱された燃料ガスを改質して水素を含有した改質ガスを生成する改質部であり、
前記第3流通部は、前記加熱部により加熱された燃料ガスを燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼部であり、
前記加熱部、前記改質部及び前記燃焼部は、前記筐体の径方向に沿って互いに隣り合うように配置されており、
前記加熱部の外周側領域及び内周側領域と前記改質部の外周側領域及び内周側領域と前記燃焼部の外周側領域及び内周側領域とは、前記筐体の径方向に連通している改質システム。
A reformer that reforms the fuel gas by using the heat generated by burning the fuel gas with the oxidizing gas.
A fuel gas supply unit that supplies the fuel gas to the reformer, and
The reformer is provided with an oxidizing gas supply unit that supplies the oxidizing gas.
The reformer
Cylindrical housing and
A first distribution section where the fuel gas flows, a second distribution section where the fuel gas flows, and a third distribution section where the fuel gas and the oxidizing gas flow, which are arranged in a spiral shape inside the housing. And the three compartment walls that form the compartment
A first introduction section provided on one end side of the housing and introducing the fuel gas into the first distribution section,
A first out-drawing unit provided on the other end side of the housing and leading out the gas flowing through the first distribution unit,
A second introduction section provided on one side of one end and the other end of the housing and introducing the fuel gas into the second distribution section.
A second outlet that is provided on the other side of one end and the other end of the housing and that derives the gas that has flowed through the second distribution unit.
A third introduction section provided on one side of one end and the other end of the housing and introducing the fuel gas and the oxidizing gas into the third distribution section.
It is provided on the other side of one end and the other end of the housing, and includes a third lead-out unit for leading out the gas flowing through the third flow-out unit.
The first distribution unit is a heating unit that heats the fuel gas.
The second distribution unit is a reforming unit that reforms the fuel gas heated by the heating unit to generate a reformed gas containing hydrogen.
The third distribution unit is a combustion unit that burns the fuel gas heated by the heating unit to generate combustion gas.
The heating unit, the reforming unit, and the combustion unit are arranged so as to be adjacent to each other along the radial direction of the housing.
The outer peripheral side region and inner peripheral side region of the heating portion, the outer peripheral side region and inner peripheral side region of the modified portion, and the outer peripheral side region and inner peripheral side region of the combustion portion communicate with each other in the radial direction of the housing. Remodeling system.
前記第1導入部は、前記筐体の一端側に取り付けられ、前記加熱部の最外周領域に前記燃料ガスを前記筐体の径方向に導入する第1導入管であり、
前記第1導出部は、前記筐体の他端側に取り付けられ、前記加熱部を流通した前記燃料ガスを前記加熱部の最外周領域から前記筐体の径方向に導出する第1導出管であり、
前記第2導入部は、前記筐体の一端及び他端の一方側に取り付けられ、前記改質部の最外周領域に前記加熱部を流通した前記燃料ガスを前記筐体の径方向に導入する第2導入管であり、
前記第2導出部は、前記筐体の一端及び他端の他方側に取り付けられ、前記改質部を流通した前記改質ガスを前記改質部の最外周領域から前記筐体の径方向に導出する第2導出管であり、
前記第3導入部は、前記筐体の一端及び他端の一方側の端部に形成され、前記燃焼部に前記加熱部を流通した前記燃料ガス及び前記酸化性ガスを前記筐体の軸方向に導入する導入口であり、
前記第3導出部は、前記筐体の一端及び他端の他方側の端部に形成され、前記燃焼部を流通した前記燃焼ガスを前記燃焼部から前記筐体の軸方向に導出する導出口である請求項8記載の改質システム。
The first introduction portion is a first introduction pipe attached to one end side of the housing and introducing the fuel gas into the outermost peripheral region of the heating portion in the radial direction of the housing.
The first outlet is a first outlet pipe attached to the other end side of the housing and leading the fuel gas flowing through the heating portion from the outermost peripheral region of the heating portion in the radial direction of the housing. Yes,
The second introduction portion is attached to one side of one end and the other end of the housing, and the fuel gas that has passed through the heating portion is introduced into the outermost peripheral region of the reforming portion in the radial direction of the housing. It is the second introduction pipe,
The second lead-out portion is attached to the other side of one end and the other end of the housing, and the reformed gas that has passed through the reformed portion is passed from the outermost peripheral region of the reformed portion in the radial direction of the housing. It is the second lead-out pipe to be derived,
The third introduction portion is formed at one end of the housing and one end of the other end, and the fuel gas and the oxidizing gas that have passed through the heating portion are passed through the combustion portion in the axial direction of the housing. It is an introduction port to be introduced in
The third outlet is formed at one end of the housing and the other end of the other end, and the third outlet is a lead port for guiding the combustion gas flowing through the combustion portion from the combustion portion in the axial direction of the housing. The reforming system according to claim 8.
前記燃料ガス供給部は、加熱媒体により液体燃料を気化させて前記燃料ガスを生成する気化器と、前記気化器に前記加熱媒体を供給する循環経路とを有し、
前記改質器は、前記加熱部、前記改質部及び前記燃焼部を有する改質用熱交換部と、前記改質用熱交換部の一端側に配置されるように前記改質用熱交換部と一体化され、前記加熱媒体を加熱する気化用熱交換部とを有し、
前記気化用熱交換部は、前記筐体の内部に渦巻状に配置され、前記燃焼部と前記加熱媒体が流通する第4流通部とを区画形成する2つの区画壁と、前記筐体に設けられ、前記第4流通部に前記加熱媒体を導入する第4導入部と、前記筐体に設けられ、前記第4流通部から前記加熱媒体を導出する第4導出部とを有し、
前記燃焼部及び前記第4流通部は、前記筐体の径方向に沿って互いに隣り合うように配置されており、
前記第4流通部の外周側領域及び内周側領域は、前記筐体の径方向に連通しており、
前記第1導入管は、前記改質用熱交換部の前記筐体の一端側に取り付けられており、
前記第1導出管は、前記改質用熱交換部の前記筐体の他端側に取り付けられており、
前記第2導入管は、前記改質用熱交換部の前記筐体の一端及び他端の一方側に取り付けられており、
前記第2導出管は、前記改質用熱交換部の前記筐体の一端及び他端の他方側に取り付けられており、
前記第4導入部は、前記気化用熱交換部の前記筐体の一端側に取り付けられ、前記第4流通部の最外周領域に前記加熱媒体を前記筐体の径方向に導入する第3導入管であり、
前記第4導出部は、前記気化用熱交換部の前記筐体の他方側に取り付けられ、前記第4流通部の最外周領域から前記加熱媒体を前記筐体の径方向に導出する第3導出管である請求項9記載の改質システム。
The fuel gas supply unit has a vaporizer that vaporizes liquid fuel with a heating medium to generate the fuel gas, and a circulation path that supplies the heating medium to the vaporizer.
The reformer has the heating section, the reforming section, and the reforming heat exchange section having the combustion section, and the reforming heat exchange so as to be arranged on one end side of the reforming heat exchange section. It has a heat exchange part for vaporization that is integrated with the part and heats the heating medium.
The vaporization heat exchange unit is provided in the housing and two partition walls that are arranged in a spiral shape inside the housing and that partition the combustion unit and the fourth distribution unit through which the heating medium flows. It has a fourth introduction section for introducing the heating medium into the fourth distribution section, and a fourth lead-out section provided in the housing for leading out the heating medium from the fourth distribution section.
The combustion unit and the fourth distribution unit are arranged so as to be adjacent to each other along the radial direction of the housing.
The outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the fourth distribution portion communicate with each other in the radial direction of the housing.
The first introduction pipe is attached to one end side of the housing of the reforming heat exchange section.
The first lead-out pipe is attached to the other end side of the housing of the reforming heat exchange portion.
The second introduction pipe is attached to one end and the other end of the housing of the reforming heat exchange section.
The second lead-out pipe is attached to one end and the other end of the housing of the reforming heat exchange portion.
The fourth introduction section is attached to one end side of the housing of the heat exchange section for vaporization, and the heating medium is introduced into the outermost peripheral region of the fourth distribution section in the radial direction of the housing. Is a tube
The fourth lead-out unit is attached to the other side of the housing of the vaporization heat exchange unit, and the third lead-out unit leads the heating medium from the outermost peripheral region of the fourth distribution unit in the radial direction of the housing. The reforming system according to claim 9, which is a pipe.
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