JP3379597B2 - プレート型改質器 - Google Patents
プレート型改質器Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プレート型改質器に関
するもので、詳しくは、溶融炭酸塩型燃料電池における
プレート型改質器に関するものである。
するもので、詳しくは、溶融炭酸塩型燃料電池における
プレート型改質器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は、高効率、か
つ、環境への影響が少ないなど、従来の発電装置にはな
い特徴を有しており、水力、火力、原子力に続く発電シ
ステムとして注目を集め、現在世界各国で鋭意研究開発
が行なわれている。とくに、天然ガスを燃料とする溶融
炭酸塩型燃料電池を用いた発電設備では、図5に示すよ
うに、天然ガス等の燃料ガス1を水素を含むアノードガ
ス2に改質する改質器10と、アノードガス2と酸素を
含むカソードガス3とから発電する燃料電池12とを一
般的に備えており、改質器で作られたアノードガスは燃
料電池に供給され、燃料電池内でその大部分(たとえば
80%)を消費した後、アノード排ガス4として改質器
10の燃焼室Coに供給される。燃料ガス1は燃料予熱
器11により予熱されて改質器の改質室Reに入る。改
質器ではアノード排ガス中の可燃成分(水素、一酸化炭
素、メタン等)を燃焼室で燃焼し、高温の燃焼ガスによ
り改質室Reを加熱し内部を流れる燃料ガスを改質す
る。改質室を出た燃焼排ガス5は、排ガス循環ライン1
3の空気予熱器14で熱回収され、凝縮器15と気水分
離器16で水分が除去され、タービン圧縮機(動力回収
装置17)で加圧された空気6が混入し、この混合ガス
が空気予熱器14で加熱されてカソードガス3に合流す
る。これにより、電池のアノード側で発生した二酸化炭
素が、燃焼排ガス5を介して燃料電池用のカソードガス
3に入り、燃料電池のカソード反応に必要な二酸化炭素
をカソード側Cに供給する。カソードガス3は燃料電池
内でその一部が反応してカソード排ガス7となり、その
一部はカソード入口側に再循環され、一部は改質器10
の燃焼室Coに供給されてアノード排ガス4を燃焼さ
せ、残りは動力回収装置17に供給されて圧力回収さ
れ、系外に排出される。なお、8は燃料電池の格納容器
に供給されるパージガスである。
つ、環境への影響が少ないなど、従来の発電装置にはな
い特徴を有しており、水力、火力、原子力に続く発電シ
ステムとして注目を集め、現在世界各国で鋭意研究開発
が行なわれている。とくに、天然ガスを燃料とする溶融
炭酸塩型燃料電池を用いた発電設備では、図5に示すよ
うに、天然ガス等の燃料ガス1を水素を含むアノードガ
ス2に改質する改質器10と、アノードガス2と酸素を
含むカソードガス3とから発電する燃料電池12とを一
般的に備えており、改質器で作られたアノードガスは燃
料電池に供給され、燃料電池内でその大部分(たとえば
80%)を消費した後、アノード排ガス4として改質器
10の燃焼室Coに供給される。燃料ガス1は燃料予熱
器11により予熱されて改質器の改質室Reに入る。改
質器ではアノード排ガス中の可燃成分(水素、一酸化炭
素、メタン等)を燃焼室で燃焼し、高温の燃焼ガスによ
り改質室Reを加熱し内部を流れる燃料ガスを改質す
る。改質室を出た燃焼排ガス5は、排ガス循環ライン1
3の空気予熱器14で熱回収され、凝縮器15と気水分
離器16で水分が除去され、タービン圧縮機(動力回収
装置17)で加圧された空気6が混入し、この混合ガス
が空気予熱器14で加熱されてカソードガス3に合流す
る。これにより、電池のアノード側で発生した二酸化炭
素が、燃焼排ガス5を介して燃料電池用のカソードガス
3に入り、燃料電池のカソード反応に必要な二酸化炭素
をカソード側Cに供給する。カソードガス3は燃料電池
内でその一部が反応してカソード排ガス7となり、その
一部はカソード入口側に再循環され、一部は改質器10
の燃焼室Coに供給されてアノード排ガス4を燃焼さ
せ、残りは動力回収装置17に供給されて圧力回収さ
れ、系外に排出される。なお、8は燃料電池の格納容器
に供給されるパージガスである。
【0003】上述した燃料電池発電装置における改質器
10には、改質室Reと燃焼室Coが平板状のプレート
型改質器が提案され用いられている。このプレート型改
質器は、図6と図7に例示するように、改質室Reと燃
焼室Coをそれぞれ平板状に構成して交互に積層したも
のであり、この燃焼室Coには、粒子状の燃焼触媒18
が平板状に充填され、外部マニホールド19から供給さ
れるアノード排ガス4とカソード排ガス7とが、図に破
線で示すように流れ、燃焼触媒18の作用により反応
(燃焼)して発熱し、燃焼排ガス5が反対側の外部マニ
ホールド22から排出される。一方、改質室Reには、
粒子状の改質触媒20が同様に平板状に充填され、外部
マニホールド21から供給される燃料ガス1が、図に実
線で示すように流れ、改質触媒20の作用により燃料ガ
ス1を改質し、改質ガス(アノードガス2)が、反対側
の外部マニホールド23から排出されるようになってい
る。
10には、改質室Reと燃焼室Coが平板状のプレート
型改質器が提案され用いられている。このプレート型改
質器は、図6と図7に例示するように、改質室Reと燃
焼室Coをそれぞれ平板状に構成して交互に積層したも
のであり、この燃焼室Coには、粒子状の燃焼触媒18
が平板状に充填され、外部マニホールド19から供給さ
れるアノード排ガス4とカソード排ガス7とが、図に破
線で示すように流れ、燃焼触媒18の作用により反応
(燃焼)して発熱し、燃焼排ガス5が反対側の外部マニ
ホールド22から排出される。一方、改質室Reには、
粒子状の改質触媒20が同様に平板状に充填され、外部
マニホールド21から供給される燃料ガス1が、図に実
線で示すように流れ、改質触媒20の作用により燃料ガ
ス1を改質し、改質ガス(アノードガス2)が、反対側
の外部マニホールド23から排出されるようになってい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たプレート型改質器では、構造上、周囲は改質室Reと
燃焼室Coからのガスリークを防止するために各仕切板
24および板材を全周溶接した剛結合になっている。こ
のため、ガス流配の不均一により過大な熱応力が発生す
ると、溶接部が割れてガスがリークするという問題点が
あった。
たプレート型改質器では、構造上、周囲は改質室Reと
燃焼室Coからのガスリークを防止するために各仕切板
24および板材を全周溶接した剛結合になっている。こ
のため、ガス流配の不均一により過大な熱応力が発生す
ると、溶接部が割れてガスがリークするという問題点が
あった。
【0005】本発明は、上記のような問題点を解決しよ
うとするものである。すなわち、本発明は、全周の溶接
部を柔構造とすることにより、溶接部に割れが発生しな
く、ガスリークも生じないようにしたプレート型改質器
を提供することを目的とするものである。
うとするものである。すなわち、本発明は、全周の溶接
部を柔構造とすることにより、溶接部に割れが発生しな
く、ガスリークも生じないようにしたプレート型改質器
を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、改質室と燃焼室とがそれぞれ交互に上下
方向に積層されていて、かつ、それら上下方向の段の間
が平板状の仕切板で仕切られているプレート型改質器に
おいて、1つの段の仕切板とその隣りの段の仕切板の間
に位置して一端縁部が前記1つの段の仕切板に気密的に
接合され、他端縁部が前記隣りの段の仕切板に気密的に
接合されたフレキシブルプレートを備えて柔構造になっ
ているものとした。
に、本発明は、改質室と燃焼室とがそれぞれ交互に上下
方向に積層されていて、かつ、それら上下方向の段の間
が平板状の仕切板で仕切られているプレート型改質器に
おいて、1つの段の仕切板とその隣りの段の仕切板の間
に位置して一端縁部が前記1つの段の仕切板に気密的に
接合され、他端縁部が前記隣りの段の仕切板に気密的に
接合されたフレキシブルプレートを備えて柔構造になっ
ているものとした。
【0007】
【作用】本発明によれば、改質室と燃焼室とがそれぞれ
交互に上下方向に積層されていて、かつ、それら上下方
向の段の間が平板状の仕切板で仕切られているプレート
型改質器において、1つの段の仕切板とその隣りの段の
仕切板の間に位置して一端縁部が前記1つの段の仕切板
に気密的に接合され、他端縁部が前記隣りの段の仕切板
に気密的に接合されたフレキシブルプレートを備えて柔
構造になっているので、熱歪が発生しても、前記フレキ
シブルプレートがそれを吸収し、割れが防止され、ガス
リークが生じない。
交互に上下方向に積層されていて、かつ、それら上下方
向の段の間が平板状の仕切板で仕切られているプレート
型改質器において、1つの段の仕切板とその隣りの段の
仕切板の間に位置して一端縁部が前記1つの段の仕切板
に気密的に接合され、他端縁部が前記隣りの段の仕切板
に気密的に接合されたフレキシブルプレートを備えて柔
構造になっているので、熱歪が発生しても、前記フレキ
シブルプレートがそれを吸収し、割れが防止され、ガス
リークが生じない。
【0008】
【実施例】図1ないし図4は本発明の一実施例を示した
もので、図1は正面断面図、図2は図1の一部を拡大し
た断面図、図3は側面図、図4は一部切欠平面図であ
る。この実施例のプレート型改質器も、図1に示すよう
に、改質室Reと燃焼室Coとがそれぞれ交互に上下方
向に積層されていて、かつ、それら上下方向の段の間が
平板状の仕切板24で仕切られている。
もので、図1は正面断面図、図2は図1の一部を拡大し
た断面図、図3は側面図、図4は一部切欠平面図であ
る。この実施例のプレート型改質器も、図1に示すよう
に、改質室Reと燃焼室Coとがそれぞれ交互に上下方
向に積層されていて、かつ、それら上下方向の段の間が
平板状の仕切板24で仕切られている。
【0009】そして、正面、背面、右側面、左側面と
も、1つの段の仕切板24とその隣りの段の仕切板24
の間のそれぞれには、後述するフレキシブルプレートが
設けられている。すなわち、25,25,・・・は正面
に位置する(図4参照)フレキシブルプレート、26,
26,・・・は背面に位置する(図4参照)フレキシブ
ルプレート、27,27,・・・は右側面に位置する
(図1、図2、図4参照)フレキシブルプレート、2
8,28,・・・は左側面に位置する(図1、図4参
照)フレキシブルプレートである。
も、1つの段の仕切板24とその隣りの段の仕切板24
の間のそれぞれには、後述するフレキシブルプレートが
設けられている。すなわち、25,25,・・・は正面
に位置する(図4参照)フレキシブルプレート、26,
26,・・・は背面に位置する(図4参照)フレキシブ
ルプレート、27,27,・・・は右側面に位置する
(図1、図2、図4参照)フレキシブルプレート、2
8,28,・・・は左側面に位置する(図1、図4参
照)フレキシブルプレートである。
【0010】前記各フレキシブルプレート25,26,
27,28と仕切板24の関係は各面とも同様であるの
で、右側面のフレキシブルプレート27を代表させて図
2により説明する。前記フレキシブルプレート27は断
面形状がU字形になっていて、1つの段の仕切板24a
とその隣りの段の仕切板24bの間に位置して、一端縁
部27aが前記1つの段の仕切板24aに気密的に溶接
され、他端縁部27bが前記隣りの段の仕切板24bに
気密的に溶接されている。
27,28と仕切板24の関係は各面とも同様であるの
で、右側面のフレキシブルプレート27を代表させて図
2により説明する。前記フレキシブルプレート27は断
面形状がU字形になっていて、1つの段の仕切板24a
とその隣りの段の仕切板24bの間に位置して、一端縁
部27aが前記1つの段の仕切板24aに気密的に溶接
され、他端縁部27bが前記隣りの段の仕切板24bに
気密的に溶接されている。
【0011】なおこの実施例では、各フレキシブルプレ
ート25,26,27,28の断面形状がU字形になっ
ているものを例示したが、V字形になっているものに設
計変更をしてもよい。また29は支持材で、図2に示す
ように、該支持材の上部は仕切板24aに溶接されてい
なく、下部のみが仕切板24bに溶接されている。
ート25,26,27,28の断面形状がU字形になっ
ているものを例示したが、V字形になっているものに設
計変更をしてもよい。また29は支持材で、図2に示す
ように、該支持材の上部は仕切板24aに溶接されてい
なく、下部のみが仕切板24bに溶接されている。
【0012】さらに、30はアノード排ガスとカソード
排ガスのインレットマニホールド、31は燃焼ガスのア
ウトレットマニホールド、32は燃料ガスのインレット
マニホールド、33はアノードガスのアウトレットマニ
ホールドであり、いずれもフレキシブルパイプからなっ
ている。
排ガスのインレットマニホールド、31は燃焼ガスのア
ウトレットマニホールド、32は燃料ガスのインレット
マニホールド、33はアノードガスのアウトレットマニ
ホールドであり、いずれもフレキシブルパイプからなっ
ている。
【0013】図1ないし図4に示すように構成されたプ
レート型改質器においては、改質室Reと燃焼室Coの
内面の上下方向の伸び差は各段に設置されたフレキシブ
ルプレート25,26,27,28により吸収され、図
示されていないヘッダとマニホールド30,31,3
2,33の間の変形は該マニホールドのフレキシブルパ
イプにより吸収される。
レート型改質器においては、改質室Reと燃焼室Coの
内面の上下方向の伸び差は各段に設置されたフレキシブ
ルプレート25,26,27,28により吸収され、図
示されていないヘッダとマニホールド30,31,3
2,33の間の変形は該マニホールドのフレキシブルパ
イプにより吸収される。
【0014】したがって、溶接部に割れが発生すること
が避けられ、ガスのリークが生じない。
が避けられ、ガスのリークが生じない。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
改質室と燃焼室とがそれぞれ交互に上下方向に積層され
ていて、かつ、それら上下方向の段の間が平板状の仕切
板で仕切られているプレート型改質器において、1つの
段の仕切板とその隣りの段の仕切板の間に位置して一端
縁部が前記1つの段の仕切板に気密的に接合され、他端
縁部が前記隣りの段の仕切板に気密的に接合されたフレ
キシブルプレートを備えて柔構造になっているので、過
大な熱応力が発生して改質室と燃焼室の内面に伸び差が
生じても、それを各段に設置されたフレキシブルプレー
トで吸収される。
改質室と燃焼室とがそれぞれ交互に上下方向に積層され
ていて、かつ、それら上下方向の段の間が平板状の仕切
板で仕切られているプレート型改質器において、1つの
段の仕切板とその隣りの段の仕切板の間に位置して一端
縁部が前記1つの段の仕切板に気密的に接合され、他端
縁部が前記隣りの段の仕切板に気密的に接合されたフレ
キシブルプレートを備えて柔構造になっているので、過
大な熱応力が発生して改質室と燃焼室の内面に伸び差が
生じても、それを各段に設置されたフレキシブルプレー
トで吸収される。
【0016】したがって、溶接部に割れが発生すること
がなく、ガスのリークが生じない。
がなく、ガスのリークが生じない。
【図1】本発明の一実施例を示した正面断面図である。
【図2】図1の一部を拡大して示した断面図である。
【図3】図1の側面図である。
【図4】図1の一部切欠平面図である。
【図5】従来の燃料電池発電装置の全体構成図である。
【図6】従来のプレート型改質器の正面断面図である。
【図7】図6の平面断面図である。
10 改質器
24 仕切板
25 正面のフレキシブルプレート
26 背面のフレキシブルプレート
27 右側面のフレキシブルプレート
28 左側面のフレキシブルプレート
Re 改質室
Co 燃焼室
27a 一端縁部
27b 他端縁部
Claims (3)
- 【請求項1】 改質室と燃焼室とがそれぞれ交互に上下
方向に積層されていて、かつ、それら上下方向の段の間
が平板状の仕切板で仕切られているプレート型改質器に
おいて、1つの段の仕切板とその隣りの段の仕切板の間
に位置して一端縁部が前記1つの段の仕切板に気密的に
接合され、他端縁部が前記隣りの段の仕切板に気密的に
接合されたフレキシブルプレートを備えて柔構造になっ
ていることを特徴とする、プレート型改質器。 - 【請求項2】 フレキシブルプレートの断面形状がU字
形からなる請求項1記載のプレート型改質器。 - 【請求項3】 フレキシブルプレートが仕切板に溶接に
よって接合されている請求項1または2記載のプレート
型改質器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33021593A JP3379597B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | プレート型改質器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33021593A JP3379597B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | プレート型改質器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07187602A JPH07187602A (ja) | 1995-07-25 |
JP3379597B2 true JP3379597B2 (ja) | 2003-02-24 |
Family
ID=18230139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33021593A Expired - Fee Related JP3379597B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | プレート型改質器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3379597B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4815668B2 (ja) * | 2000-05-15 | 2011-11-16 | トヨタ自動車株式会社 | 水素生成装置 |
JP2002080203A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-03-19 | Nippon Soken Inc | 改質器 |
US8617267B2 (en) | 2009-12-24 | 2013-12-31 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Reformer with high durability |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33021593A patent/JP3379597B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07187602A (ja) | 1995-07-25 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |