JP4316975B2 - 改質装置 - Google Patents
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Description
また、請求項4に係る発明の構成上の特徴は、請求項1乃至請求項3の何れか一項において、一酸化炭素浄化部および蒸発部は、改質部、冷却部および一酸化炭素シフト反応部から空間をおいて配置されていることである。
さらに、一酸化炭素浄化部および蒸発部をその間に接続管を介装しないで直接連結することにより、一酸化炭素浄化部および蒸発部を一体化して外側一体構造体を形成したため、この外側一体構造体には外部に露呈する接続管がなくなるので、接続管からの放熱をなくして改質装置の熱効率を向上させることができる。
さらに、改質部、冷却部および一酸化炭素シフト反応部をこの順番に直列に並べて互いの間に接続管を介装しないで直接連結することにより、改質部、冷却部および一酸化炭素シフト反応部を一体化し内側一体構造体を形成したため、この内側一体構造体には外部に露呈する接続管がなくなるので、接続管からの放熱をなくして改質装置の熱効率を向上させることができる。
さらに、基台に組み付け固定された一酸化炭素浄化部または蒸発部に設けた受け部上に内側一体構造体に設けた係止部を載置してその接合部分にて一点支持することにより、一酸化炭素浄化部または蒸発部に内側一体構造体を組み付けたため、内側一体構造体は一酸化炭素浄化部または蒸発部に固定されておらず載置されているだけなので、一酸化炭素浄化部または蒸発部と内側一体構造体とが互いに異なる膨張率によってそれぞれ上下方向に膨張しても、熱膨張率差に起因する応力集中の発生を防止して改質装置の損傷を防止することにより、改質装置の耐久性を向上させることができる。
さらに、改質部、冷却部および一酸化炭素シフト反応部をこの順番に直列に並べて互いの間に接続管を介装しないで直接連結することにより、改質部、冷却部および一酸化炭素シフト反応部を一体化し内側一体構造体を形成したため、この内側一体構造体には外部に露呈する接続管がなくなるので、接続管からの放熱をなくして改質装置の熱効率を向上させることができる。
さらに、基台に組み付け固定された内側一体構造体に設けた受け部上に一酸化炭素浄化部または蒸発部に設けた係止部を載置してその接合部分にて一点支持することにより、内側一体構造体に一酸化炭素浄化部または蒸発部を組み付けたため、一酸化炭素浄化部または蒸発部は内側一体構造体に固定されておらず載置されているだけなので、一酸化炭素浄化部または蒸発部と内側一体構造体とが互いに異なる膨張率によってそれぞれ上下方向に膨張しても、熱膨張率差に起因する応力集中の発生を防止して改質装置の損傷を防止することにより、改質装置の耐久性を向上させることができる。
また、上記のように構成した請求項4に係る発明においては、一酸化炭素浄化部および蒸発部は、改質部、冷却部および一酸化炭素シフト反応部から空間をおいて配置されているので、高温となる構成要素と低温となる構成要素を離して配置することにより、両要素間での熱の引っ張り合いを防止し、熱効率の低下を防止することができる。さらに、熱膨張率の違いに起因する破損も防止することができる。
さらに、一酸化炭素浄化部および蒸発部のいずれか一方は、改質部を取り囲むように配置されるとともに、他方は、互いに隣り合うように水平方向に並べて配置された冷却部および一酸化炭素シフト反応部を取り囲むので、改質部、冷却部および一酸化炭素シフト反応部を上下方向に重ねて直列に連結していたものと比べて、改質装置の上下方向を短くすることができ、装置自体を小型化することができる。
以下、本発明による改質装置の第1の実施の形態を適用した燃料電池システムについて説明する。図1はこの燃料電池システムの概要を示す概要図であり、図2は改質装置を示す拡大断面図である。
以下、本発明による改質装置の第2の実施の形態を適用した燃料電池システムについて説明する。図4はこの燃料電池システムの概要を示す概要図である。第1の実施の形態と同一の構成部分については同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。
以下、本発明による改質装置の第3の実施の形態を適用した燃料電池システムについて説明する。図5はこの燃料電池システムの概要を示す概要図である。第1の実施の形態と同一の構成部分については同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。
以下、本発明による改質装置の第4の実施の形態を適用した燃料電池システムについて説明する。図6はこの燃料電池システムの概要を示す概要図である。第3の実施の形態と同一の構成部分については同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。
外側一体構造体21を組み付けるようにしたが、これに代えて、基台15に組み付け固定された内側一体構造体22に設けた受け部22b上に蒸発部30(またはCO浄化部40)に設けた係止部21bを載置してその接合部分にて一点支持することにより、内側一体構造体22に蒸発部30(またはCO浄化部40)を組み付けるようにしてもよい。なお、CO浄化部40はCOシフト部80(または冷却部70)に直接(または空間をおいて)固定されている。
以下、本発明による改質装置の第5の実施の形態を適用した燃料電池システムについて説明する。図7はこの燃料電池システムの概要を示す概要図である。第1の実施の形態と同一の構成部分については同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。
以下、本発明による改質装置の第6の実施の形態を適用した燃料電池システムについて説明する。図8はこの燃料電池システムの概要を示す概要図である。第5の実施の形態と同一の構成部分については同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。
Claims (7)
- 外部から供給された燃料と水蒸気との混合ガスから改質ガスを生成して導出する改質部と、該改質部を加熱する燃焼ガスを生成する燃焼部と、供給された水を前記燃焼ガスによって加熱し前記水蒸気を生成して前記改質部に供給する蒸発部と、前記改質部から導出された前記改質ガスを前記混合ガスによって降温して導出する冷却部と、該冷却部から供給された前記改質ガス中の一酸化炭素を低減する一酸化炭素シフト反応部と、該一酸化炭素シフト反応部から供給された前記改質ガス中の一酸化炭素をさらに低減して燃料電池に供給する一酸化炭素浄化部とから構成される改質装置において、
前記一酸化炭素浄化部および蒸発部は筒状に形成され、該一酸化炭素浄化部および蒸発部のいずれか一方は、前記改質部を取り囲むように配置されるとともに、他方は、前記冷却部および一酸化炭素シフト反応部の少なくとも何れか一方を取り囲むように配置され、
前記一酸化炭素浄化部および蒸発部をその間に接続管を介装しないで直接連結することにより、前記一酸化炭素浄化部および蒸発部を一体化して外側一体構造体を形成したことを特徴とする改質装置。 - 外部から供給された燃料と水蒸気との混合ガスから改質ガスを生成して導出する改質部と、該改質部を加熱する燃焼ガスを生成する燃焼部と、供給された水を前記燃焼ガスによって加熱し前記水蒸気を生成して前記改質部に供給する蒸発部と、前記改質部から導出された前記改質ガスを前記混合ガスによって降温して導出する冷却部と、該冷却部から供給された前記改質ガス中の一酸化炭素を低減する一酸化炭素シフト反応部と、該一酸化炭素シフト反応部から供給された前記改質ガス中の一酸化炭素をさらに低減して燃料電池に供給する一酸化炭素浄化部とから構成される改質装置において、
前記一酸化炭素浄化部および蒸発部は筒状に形成され、該一酸化炭素浄化部および蒸発部のいずれか一方は、前記改質部を取り囲むように配置されるとともに、他方は、前記冷却部および一酸化炭素シフト反応部の少なくとも何れか一方を取り囲むように配置され、
前記改質部、冷却部および一酸化炭素シフト反応部をこの順番に直列に並べて互いの間に接続管を介装しないで直接連結することにより、前記改質部、冷却部および一酸化炭素シフト反応部を一体化し内側一体構造体を形成し、
基台に組み付け固定された前記一酸化炭素浄化部または蒸発部に設けた受け部上に前記内側一体構造体に設けた係止部を載置してその接合部分にて一点支持することにより、前記一酸化炭素浄化部または蒸発部に前記内側一体構造体を組み付けたことを特徴とする改質装置。 - 外部から供給された燃料と水蒸気との混合ガスから改質ガスを生成して導出する改質部と、該改質部を加熱する燃焼ガスを生成する燃焼部と、供給された水を前記燃焼ガスによって加熱し前記水蒸気を生成して前記改質部に供給する蒸発部と、前記改質部から導出された前記改質ガスを前記混合ガスによって降温して導出する冷却部と、該冷却部から供給された前記改質ガス中の一酸化炭素を低減する一酸化炭素シフト反応部と、該一酸化炭素シフト反応部から供給された前記改質ガス中の一酸化炭素をさらに低減して燃料電池に供給する一酸化炭素浄化部とから構成される改質装置において、
前記一酸化炭素浄化部および蒸発部は筒状に形成され、該一酸化炭素浄化部および蒸発部のいずれか一方は、前記改質部を取り囲むように配置されるとともに、他方は、前記冷却部および一酸化炭素シフト反応部の少なくとも何れか一方を取り囲むように配置され、
前記改質部、冷却部および一酸化炭素シフト反応部をこの順番に直列に並べて互いの間に接続管を介装しないで直接連結することにより、前記改質部、冷却部および一酸化炭素シフト反応部を一体化し内側一体構造体を形成し、
基台に組み付け固定された前記内側一体構造体に設けた受け部上に前記一酸化炭素浄化部または蒸発部に設けた係止部を載置してその接合部分にて一点支持することにより、前記内側一体構造体に前記一酸化炭素浄化部または蒸発部を組み付けたことを特徴とする改質装置。 - 請求項1乃至請求項3の何れか一項において、前記一酸化炭素浄化部および蒸発部は、前記改質部、冷却部および一酸化炭素シフト反応部から空間をおいて配置されていることを特徴とする改質装置。
- 外部から供給された燃料と水蒸気との混合ガスから改質ガスを生成して導出する改質部と、該改質部を加熱する燃焼ガスを生成する燃焼部と、供給された水を前記燃焼ガスによって加熱し前記水蒸気を生成して前記改質部に供給する蒸発部と、前記改質部から導出された前記改質ガスを前記混合ガスによって降温して導出する冷却部と、該冷却部から供給された前記改質ガス中の一酸化炭素を低減する一酸化炭素シフト反応部と、該一酸化炭素シフト反応部から供給された前記改質ガス中の一酸化炭素をさらに低減して燃料電池に供給する一酸化炭素浄化部とから構成される改質装置において、
前記一酸化炭素浄化部および蒸発部は筒状に形成され、該一酸化炭素浄化部および蒸発部のいずれか一方は、前記改質部を取り囲むように配置されるとともに、他方は、互いに隣り合うように水平方向に並べて配置された前記冷却部および一酸化炭素シフト反応部を取り囲むように配置されることを特徴とする改質装置。
- 外部から供給された燃料と水蒸気との混合ガスから改質ガスを生成して導出する改質部と、該改質部を加熱する燃焼ガスを生成する燃焼部と、供給された水を前記燃焼ガスによって加熱し前記水蒸気を生成して前記改質部に供給する蒸発部と、前記改質部から導出された前記改質ガスを前記混合ガスによって降温して導出する冷却部と、該冷却部から供給された前記改質ガス中の一酸化炭素を低減する一酸化炭素シフト反応部と、該一酸化炭素シフト反応部から供給された前記改質ガス中の一酸化炭素をさらに低減して燃料電池に供給する一酸化炭素浄化部とから構成される改質装置において、
前記一酸化炭素浄化部および蒸発部は筒状に形成され、該一酸化炭素浄化部および蒸発部のいずれか一方は、前記改質部を取り囲むように配置されるとともに、他方は、前記冷却部を空間をおいて取り囲んだ前記一酸化炭素シフト反応部をさらに取り囲むように配置されることを特徴とする改質装置。
- 請求項1乃至請求項6の何れか一項において、前記一酸化炭素浄化部は、隣接する内外二つの環状流路を備えた筒状に形成され、内側環状流路に前記水または水蒸気を流通させ、外側環状流路に前記改質ガスを流通させたことを特徴とする改質装置。
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