JP4536153B2 - 燃料処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、都市ガスやＬＰＧなどの炭化水素系燃料ガスを水蒸気改質して水素リッチな改質ガスを製造する燃料処理装置に関する。
従来の燃料処理装置の例には、全体形状が円筒体状で、その中心部にバーナーを備えた加熱器が配設され；加熱器の周囲に改質触媒を充填した改質器と、一酸化炭素（ＣＯ）変成触媒を充填した変成器と、一酸化炭素（ＣＯ）除去触媒を充填したＣＯ除去器とを軸心方向に並列して配設されている燃料処理装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この燃料処理装置において、原料と改質水を、加熱器の周囲に設けた蒸発器として機能するガス流路に供給して、原料と水蒸気を改質器に供給する。さらに、改質器より送出された水素含有ガスを、ガス流路の外周に設けた変成器と、ＣＯ除去器とに順次供給することで、改質ガスが製造される。
図１は、特許文献１に記載の燃料処理装置の構成を示す縦断面図である。
図１に示す燃料処理装置１は全体形状が円筒体状であり、その外面を覆う断熱材１ａによって断熱されている。燃料処理装置１の中心部には、バーナー２を配置した燃焼筒３とその外周の排気ガス通路４とからなる加熱器５が配設される。排気ガス通路４の出口４ａは外部に開放されている。加熱器５の排気ガス通路４の出口側部分の外周に、蒸発器として機能する第１のガス流路６が配設される。排気ガス通路４の燃焼筒３から高温の排気ガスが流入する側の部分の外周に、改質触媒７を充填した改質器８が配設されている。改質器８の外周には、改質器８から送出された水素含有ガスを、第１のガス流路６の外周側に向けて流通させる第２のガス流路９が配設されている。第１のガス流路６の外周の改質器８側の部分には、ＣＯ変成触媒１０を充填した変成器１１が配設され；第１のガス流路６の外周の改質器８から遠い側の部分には、径方向内側の第３のガス流路１２を介して径方向外側に、ＣＯ除去触媒１３を充填したＣＯ除去器１４が配設されている。
第１のガス通路６の入口部６ａに原料が供給され；供給された原料は、変成器１１及びＣＯ除去器１４の外周に巻回された加熱コイル１５を通して供給される改質水と、入口部６ａにおいて混合される。原料と改質水は、蒸発器として機能する第１のガス流路６を通過する間に加熱される。高温の原料と水蒸気は改質器８に供給され、改質触媒７の作用で原料が水蒸気改質されて水素リッチな水素含有ガスとなる。
改質器８から送出された水素含有ガスは、第２のガス流路９を通って変成器１１に供給され、ＣＯ変成触媒１０の作用で水素含有ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）が低減される。変成器１１から送出された水素含有ガスは、変成器１１と第３のガス流路１２との間に設けられた空気混合空間１６で、空気導入口１６ａから導入された空気と混合される。空気と混合された水素含有ガスは、第３のガス流路１２を介してＣＯ除去器１４に供給され、ＣＯ除去触媒１３の作用でＣＯを除去されて、出口１７から水素含有ガスが送出される。
図１に示す燃料処理装置は、ＣＯ除去器１４と高温の第１のガス流路６との間に介在する第３のガス流路１２を有する。そのため、変成器１１の下流部での温度を反応にとって適切な温度（例えば２００℃）に保持しつつ、ＣＯ除去器１４の入口温度を酸化反応が過剰に促進されない温度（例えば、１５０℃）に維持することができる。つまり、変成器１１とＣＯ除去器１４の温度を適温に維持できるという利点がある。
特許文献２には、粒状改質触媒が充填された燃料改質器が開示されている。具体的には、原燃料が通流する方向に沿って間隔を隔てて複数の仕切板が設置され、配置された仕切板の上に粒状改質触媒が充填されている。仕切板には貫通穴が形成されており；仕切板と、燃料改質器の筒体との間に隙間が設けられている。
また、再利用可能な部材を明示してリサイクルを促進する試みもある（特許文献３などを参照）。
特開２００７−３３１９８５号公報 特開平８−２０８２０２号公報 特開平１１−２６８９６号公報
ところで、図１に示したような構成の燃料処理装置１を所定期間使用した後に廃棄する場合には、廃棄する資源を再利用することが好ましい。特に、貴金属を含む改質触媒７、ＣＯ変成触媒１０、及びＣＯ除去触媒１３をそれぞれ分別回収して、効率的に再生利用することが、省資源並びにコスト面から極めて重要である。しかしながら、燃料処理装置１は円筒体状であるため、回収処理現場において、いずれの触媒がいずれの部位に充填されているかを外観から容易に判断することができない。そこで、燃料処理装置１の仕様書に、触媒の充填位置や取り出し方法を明記しておくことが考えられる。ところが、多種類の燃料処理装置を処理する回収処理現場において、各仕様書を逐一確認することは事実上困難であり、各触媒を分別回収することは困難である。また、燃料処理装置１の外面は滑らかな円筒面であるので、触媒を取り出すための開口を容易に形成することができない。
本発明は、燃料処理装置に充填されている触媒を、容易にかつ分別して回収することができる燃料処理装置を提供することを目的とする。
本発明の燃料処理装置は、筒状の外周壁、又は筒状の内周壁と外周壁とにより囲まれ、前記筒の軸心に沿って配置された触媒充填空間に充填された触媒に、燃料ガスを供給して改質ガスを製造する燃料処理装置であって、以下の手段を備える。
（１）前記筒状の外周壁の側面に配置された触媒取出部の位置を表示し、前記外周壁の外周面に配置されている取出部表示手段。
（２）前記触媒取出部に触媒取出開口を形成することを補助する開口形成補助手段。
本発明によれば、外周壁の外周面にある取出部表示手段が表示する触媒取出部に、触媒取出開口を容易に形成することができ、触媒取出開口を通して触媒充填空間内に充填されている触媒を容易に外部に取り出すことができる。つまり、触媒充填空間の位置を確認する手間を掛けずに、触媒を容易かつ確実に回収することができる。
また、複数種類の触媒がそれぞれ、異なる触媒充填空間に充填されている場合には、触媒毎に、取出部表示手段が表示する触媒取出部を設置することができる。それにより、種類の異なる触媒を混在して回収することなく、触媒の種類ごとに確実に分別して回収することができる。
従来例の燃料処理装置の構成を示す縦断面図 図２Ａは、実施の形態１に係る燃料処理装置の、第１の例の要部構成を示す斜視図であり；図２Ｂは、図２ＡのＡ−Ａ矢視断面図であり；図２Ｃは、実施の形態１に係る燃料処理装置の、第１の例の要部構成を示す断面図であり；図２Ｄは、実施の形態１に係る燃料処理装置の、第１の例の要部構成を示す断面図であって、触媒を取出しているときの状態を示す図である。 図３Ａは、実施の形態１に係る燃料処理装置の、第２の例の要部構成を示す斜視図であり；図３Ｂは、実施の形態１に係る燃料処理装置の、第２の例の要部構成を示す断面図であり；図３Ｃは、実施の形態１に係る燃料処理装置の、第２の例の要部構成を示す断面図であって、触媒を取出しているときの状態を示す図である。 図４Ａは、実施の形態１に係る燃料処理装置の、第３の例の要部構成を示す斜視図であり；図４Ｂは、実施の形態１に係る燃料処理装置の、第３の例の要部構成を示す断面図であり；図４Ｃは、実施の形態１に係る燃料処理装置の、第３の例の要部構成を示す断面図であって、触媒を取出しているときの状態を示す図である。 図５Ａは、実施の形態１に係る燃料処理装置の、第４の例の要部構成を示す斜視図であり；図５Ｂは、実施の形態１に係る燃料処理装置の、第４の例の要部構成を示す断面図であり；図５Ｃは、実施の形態１に係る燃料処理装置の、第４の例の要部構成を示す断面図であって、触媒を取出しているときの状態を示す図である。 図６Ａは、実施の形態１に係る燃料処理装置の、第５の例の要部構成を示す斜視図であり；図６Ｂは、図６ＡのＡ−Ａ矢視断面図であり；図６Ｃは、実施の形態１に係る燃料処理装置の、第５の例の要部構成を示す断面図であり；図６Ｄは、実施の形態１に係る燃料処理装置の、第５の例の要部構成を示す断面図であって、触媒を取出しているときの状態を示す図である。 図７Ａは、実施の形態２に係る燃料処理装置の要部構成を示す斜視図であり；図７Ｂは、実施の形態２に係る燃料処理装置の要部構成を示す断面図であって、触媒を取出している第１の状態を示す図であり；図７Ｃは、実施の形態２に係る燃料処理装置の要部構成を示す断面図であって、触媒を取出している第２の状態を示す図である。 図８Ａは、実施の形態３に係る燃料処理装置の要部構成を示す斜視図であり；図８Ｂは、実施の形態３に係る燃料処理装置の要部構成を示す斜視図であって、触媒取出開口を形成する状態を示す図であり；図８Ｃは、実施の形態３に係る燃料処理装置の要部構成を示す断面図であって、触媒を取出している状態を示す図である。 実施の形態４に係る燃料処理装置の半断面正面図である。 図１０Ａは、実施の形態４に係る燃料処理装置の、ＣＯ除去触媒取出部の断面図であり；図１０Ｂは、実施の形態４に係る燃料処理装置の、ＣＯ除去触媒取出部の断面図であって、触媒を取出している状態を示す図である。 図１１Ａは、実施の形態４に係る燃料処理装置の、ＣＯ変成触媒取出部の正面図であり；図１１Ｂは、図１１ＡのＢ−Ｂ矢視断面図である。 図１２Ａは、実施の形態４に係る燃料処理装置のＣＯ変成触媒取出部の側面図であって、ＣＯ変成触媒を取出す第１工程を示す図であり；図１２Ｂは、実施の形態４に係る燃料処理装置のＣＯ変成触媒取出部の側面図であって、ＣＯ変成触媒を取出す第２工程を示す図である。 図１３Ａは、実施の形態４に係る燃料処理装置の改質触媒取出部の縦断側面図であって、改質触媒を取出す第１工程を示す図であり；図１３Ｂは、実施の形態４に係る燃料処理装置の改質触媒取出部の縦断側面図であって、改質触媒を取出す第２工程を示す図であり；図１３Ｃは、実施の形態４に係る燃料処理装置の改質触媒取出部の縦断側面図であって、改質触媒を取出す第３工程を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
〔第１の構成例〕
図２は、本発明の実施の形態１に係る燃料処理装置の要部構成の第１の例を示す図である。図２Ａは、燃料処理装置の要部の斜視図であり；図２Ｂは、図２ＡのＡ−Ａ矢視断面図であり；図２Ｃは、燃料処理装置の要部の断面図であり；図２Ｄは、触媒を取出している状態を示す、燃料処理装置の要部の断面図である。
図２Ａ〜Ｄに示すように、燃料処理装置２１は、外周壁２２、内周壁２３、外周壁２２と内周壁２３の間に筒状の触媒充填空間２４とを備える。
触媒充填空間２４内には、粒状の触媒２５が充填されている。触媒２５の粒径は、特に限定されないが、約２ｍｍ程度であればよい。触媒充填空間２４は、その上端面を設定する上部棚板２６ａと、下端面を設定する下部棚板２６ｂにより区画されている。また必要に応じて、これらの棚板２６ａと棚板２６ｂとの間に、中間棚板２６ｃが配置されてもよい。中間棚板２６ｃは、触媒が劣化したときに、触媒充填空間２４の下部に偏り、触媒作用が十分に発揮されなくなるのを防止することができる。
棚板２６ａ，２６ｂ及び２６ｃは、原料ガスや水素含有ガスが流通するように、孔が多数形成されている多孔環状板であることが好ましい。孔の穴径は、孔を通って触媒２５が脱落することを防止するため、触媒２５の粒径よりも小さければよく、例えば、１ｍｍ未満であればよい。
棚板２６ａ，２６ｂ及び２６ｃは、内周部に形成された湾曲部２７が内周壁２３の外周面に圧着され、必要に応じて溶接２８により一体的に固着又は接合される。一方、棚板２６ａ，２６ｂ及び２６ｃの外周部は、外周壁２２の内周面に当接されていても、もしくは微小の隙間をあけていてもよいが；いずれにしても外周壁２２に固着されていないことが好ましい。
外周壁２２の触媒充填空間２４に対向する部分に触媒取出部２９が設定される。触媒取出部２９は、触媒充填空間２４の軸心方向の略全長にわたる大きさを有し、周方向の幅寸法は、周方向の適当な一部となるように設定される。触媒取出部２９は、例えば長円形であり、その外形線に沿って設けた環状浅溝３０にて区画されている。その結果、環状浅溝３０は取出部表示手段ともなる。
触媒取出部２９の周方向の幅寸法は、少なくとも触媒２５の粒径よりも大きく設定され、実際には数倍〜十数倍程度、例えば約２０ｍｍに設定されることが好ましい。また、環状浅溝３０は切り取り線として作用するので、外周壁２２から触媒取出部２９を切断除去することができ、触媒取出開口４０を形成することができる。そのため、環状浅溝３０は開口形成補助手段ともなる。
環状浅溝３０は、取出部表示手段でもあり、かつ開口形成補助手段でもあるが；取出部表示手段と開口形成補助手段とを別途に構成してもよい。例えば、開口形成補助手段としての環状浅溝３０を、触媒取出部に対応する外周壁２２の内周面に形成して；触媒取出部表示手段を、外筒壁２２の外周面に刻印やレーザ印字加工にて表示したり、突部を設けて表示してもよい。
環状浅溝３０は、外周壁２２を成形するときに、同時にプレス成形して形成することができ；例えば、ステンレス鋼板をプレス成形して外周壁２２を作製するときに、同時にプレス成形により環状浅溝３０を形成すればよい。
燃料処理装置を駆動しているときに、外周壁２２は高温に晒される。高温により生じる熱ストレスによって、環状浅溝３０から亀裂が発生したり、破断したりすることがないように、環状浅溝３０の深さは、鋼板の厚さの１／５〜１／２０程度にすることが好ましい。
触媒取出部２９の外面の適所若しくは側部近傍に、触媒取出部２９から取り出される触媒２５の種類を表示する触媒表示手段３１が設けられている。触媒表示手段３１は、刻印やレーザ印字加工により形成されうる。また、触媒表示手段３１の表示部に、触媒２５の種類に加えて、触媒の取出し方法を表示してもよい。触媒の取出し方法は、略図で表示することが好ましい。
以上の構成において、触媒充填空間２４から触媒２５を取り出して回収する際には、外周壁２２に形成されている触媒取出部２９を確認して、その表面又は近傍に設けられている触媒表示手段３１を読み取って、取り出す触媒２５の種類を確認する。
触媒２５は、それに求められる機能；例えば改質触媒であるのか、一酸化炭素変成触媒であるのか、又は一酸化炭素除去触媒であるのかによって、その種類や組成が異なる。触媒２５は、貴金属を含む合金であることが多く、貴金属を含む合金の例には、ルテニウム触媒がある。触媒表示手段３１は、好ましくは貴金属（例えばルテニウム）の含有量又は含有比率を表示する。含有量は、例えば重量で表示すればよく；含有比率は、例えば重量％で表示すればよいが、特に限定されない。
また、触媒表示手段３１は、触媒の取出し方法を表示してもよい。取出し方法が表示されていればそれを読み取って、その方法に従って触媒取出部２９に触媒取出開口４０を形成する。
図２Ｄに示されるように、触媒取出部２９の下部にドリル（図示せず）などを用いて引掛穴３２を形成し、この引掛穴３２にバール（図示せず）などを引っ掛けて矢印の方向に強くと、長円形の環状浅溝３０からなる切り取り線に沿って、外周壁２２が切断される。そして、触媒取出部２９が外周壁２２から容易に切り取られて、触媒取出開口４０が形成される。形成された触媒取出開口４０を通して、触媒２５が外部に取り出される。触媒２５は、回収容器３３に回収される。棚板２６ａ,２６ｂ及び２６ｃの内周部を、湾曲部２７のように湾曲させているので、充填された触媒２５が外部に取出されやすい。
〔第２の構成例〕
図３は、実施の形態１に係る燃料処理装置の要部構成の第２の例を示す図である。図３Ａは、燃料処理装置の要部の斜視図であり；図３Ｂは、燃料処理装置の要部の断面図であり；図３Ｃは、触媒を取出している状態を示す、燃料処理装置の要部の断面図である。
図３Ａに示すように、触媒取出部２９の下端部外面に、突出部である軸部３４が一体的に固着されている。軸部３４は、その先端に多角形の頭部３４ａを有していてもよい。図３Ｂに示すように、触媒２５を取出す際には、軸部３４の頭部３４ａをスパナ（図示せず）などを用いて回転させ、触媒取出部２９の頭付き軸部３４の固着部をねじ切り、引掛穴３２を形成する。その後は図３Ｃに示すように、上記第１の例の場合と同様に、触媒２５が回収容器３３に回収される。
〔第３の構成例〕
図４は、実施の形態１に係る燃料処理装置の要部構成の第３の例を示す図である。図４Ａは、燃料処理装置の要部の斜視図であり；図４Ｂは、燃料処理装置の要部の断面図であり；図４Ｃは、触媒を取出している状態を示す、燃料処理装置の要部の断面図である。
図４Ａに示すように、触媒取出部２９の下端部外面に、突出部である突軸３５が一体的に固着されている。図４Ｂの矢印で示すように、触媒２５を取出す際には、突軸３５をハンマー（図示せず）などで打撃して、触媒取出部２９の突軸３５の固着部を破断して、引掛穴３２を形成する。その後は図４Ｃに示すように、上記第１の例の場合と同様に、触媒２５が回収容器３３に回収される。
〔第４の構成例〕
図５は、実施の形態１に係る燃料処理装置の要部構成の第４の例を示す図である。図５Ａは、燃料処理装置の要部の斜視図であり；図５Ｂは、燃料処理装置の要部の断面図であり；図５Ｃは、触媒を取出している状態を示す、燃料処理装置の要部の断面図である。
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、触媒取出部２９の下端部に、突出部である有底の短管３６が一体的に固着されている。図５Ｃに示すように、触媒２５を取出す際には、短管３６にバール（図示せず）の先端部を差し込み、矢印のように触媒取出部２９の下部をこじ開ける。それにより、上記第１の構成例の場合と同様に、触媒２５が回収容器３３に回収される。
〔第５の構成例〕
図６は、実施の形態１に係る燃料処理装置の要部構成の第５の例を示す図である。図６Ａは、燃料処理装置の要部の斜視図であり；図６Ｂは、図６ＡのＡ−Ａ矢視断面図であり；図６Ｃは、燃料処理装置の要部の断面図であり；図６Ｄは、触媒を取出している状態を示す、燃料処理装置の要部の断面図である。図２と同一構成部材には同一番号を付して重複箇所の説明を省略する。
棚板１２６ａ，１２６ｂ及び１２６ｃは、その内周部が内周壁２３の外周面に当接しており、必要に応じて溶接２８により一体的に固着されている。一方、棚板１２６ａ，１２６ｂ及び１２６ｃは、その外周部が外周壁２２に当接もしくは微小隙間をあけて配置されており、外周壁２２には固定されていない。ここで、棚板１２６ａ，１２６ｂ及び１２６ｃは所定角度の傾斜を有しており、内周部の位置を外周部の位置よりも高くしてある。
このように第５の構成例では、第１の構成例と同様に、触媒充填空間２４に充填された触媒を棚板にて多段で支持することで、触媒の劣化によって触媒が触媒充填空間２４の下部に偏ることを防止し、触媒作用の低下を抑制することができる。さらに、棚板１２６ａ，１２６ｂ及び１２６ｃは、所定角度で傾斜しており、外周部が内周部よりも下にある。そのため図６Ｄに示すように、触媒を取り出すときに、触媒２５が棚板の斜面に沿って適度に落ちるので、取り出し作業性が高まる。
実施の形態１の各構成例は、後述の実施の形態２〜４にも適用されうる。
以上の説明のように、実施の形態１の燃料処理装置２１（又は１２１）は、触媒充填空間２４を囲む外周壁の外周面又は内周面に形成された長円形の環状浅溝３０を有し、環状浅溝３０は触媒充填空間２４の軸心方向の略全長にわたって覆っている。環状浅溝３０は、触媒を取り出す触媒取出開口の形成を補助する開口形成補助手段として機能し；外周壁の外周面にある環状浅溝３０は、触媒取出部２９を表示する取出部表示手段としても機能する。触媒取出部２９に、触媒取出開口を形成することにより、充填されている触媒を、容易にかつ分別して回収することができる。具体的には、以下の効果を得ることができる。
（１）使用期間経過後の燃料処理装置２１に充填されている触媒２５を回収するときに、外周壁２２の環状浅溝３０により囲まれた触媒取出部２９を切除して、触媒取出開口４０を形成することができる。そのため、触媒充填空間２４の位置を確認する手間を掛けずに、確実に触媒充填空間２４に連通する開口を形成することができる。これにより、充填されている触媒２５を容易に取り出すことができる。また、環状浅溝３０は開口形成補助手段としても機能する。つまり、触媒取出部２９に外力を作用させると、その周縁の環状浅溝３０に応力が集中して、環状浅溝３０に沿って容易に切断が生じる。このため、触媒取出部２９に容易に開口をすることができ、作業性良く触媒２５を取り出すことができる。
（２）燃料処理装置２１には、複数の触媒充填空間２４のそれぞれに、異なる種類の触媒２５が充填されていることがある。触媒充填空間２４のそれぞれに、取出部表示手段と開口形成補助手段とを備えていれば、種類の異なる触媒２５を混在して取り出してしまうおそれがなく、触媒２５を種類ごとに確実に分別して回収することができる。
（３）環状浅溝３０が、触媒充填空間２４の軸心方向の略全長にわたっていれば、形成される触媒取出開口も、触媒充填空間２４の軸心方向の略全長にわたる開口となる。そのため、触媒２５を作業性良く取り出すことができる。また環状浅溝３０は、環状であって湾曲しているので、外周壁２２に作用する熱ストレスが局部に集中することがなく、環状浅溝３０が不測に破断するおそれもなくなる。
（４）触媒取出部２９に、触媒の種類を表示する触媒表示手段３１を設ければ、取り出す触媒２５の種類を容易に特定でき、分別回収を容易かつ確実に行うことができる。触媒表示手段の具体例は、触媒毎に予め決められた文字・記号・模様などでありうる。また、その印字方法は、打刻やレーザ加工などが好適であり；一方、塗料の印刷・塗布は、高温に晒されて表示が劣化する可能性があるので好適でない場合がある。
（５）取出部表示手段と兼用して、もしくは取出部表示手段とは別途に、触媒取出開口を形成するための開口形成補助手段を設けてあるので、必要な大きさの触媒取出開口を容易に形成することができ、触媒充填空間に充填された触媒を作業性良く取り出すことができる。
（６）触媒取出部の周縁を取り囲む環状浅溝からなる開口形成補助手段を有するので、触媒取出部に外力を作用させると、その浅溝に応力が集中して、浅溝が容易に切断する。このため、触媒取出部全体を容易に切断除去することができ、作業性良く触媒を取り出すのに必要な大きさの触媒取出開口を、容易に形成することができる。環状浅溝の深さは、外周壁に作用する熱ストレスによって亀裂が発生したり、破断したりするおそれのない深さに形成される。
（７）環状浅溝３０にて囲まれた壁面の一端部に、切除可能な頭付き軸部３４（図３参照）や突軸３５（図４参照）や有底の短管３６（図５参照）などの突出部を設けて、これらを切除することによって壁面に穴をできるようにしてもよい。この突出部に外力を作用させて切除して、引掛穴３２を形成し、形成された引掛穴３２にバールなどの工具を引っ掛けて環状浅溝３０により囲まれた壁面の一端部を強く引っ張ることで、環状浅溝３０にて囲まれた壁面の全体を切除することで、触媒取出部２９に容易に触媒取出開口を形成することができる。
（８）触媒充填空間２４を、軸心方向に配列した２以上の領域に分割する棚板２６ａ，２６ｂ及び２６ｃを設けてもよい。各棚板は、触媒充填空間２４の内周壁に固着され、外周壁とは固着されていない。触媒充填空間２４に充填された触媒を棚板にて多段で支持することで触媒の劣化によって触媒が触媒充填空間２４の下部にかたまってしまって触媒作用が低下するのを防止することができる。さらに、棚板によって触媒充填空間２４が複数に分割されているにも係わらず、棚板２６ａ，２６ｂ及び２６ｃが外周壁に固定されていないため、触媒充填空間２４の軸心方向略全長にわたる触媒取出開口を形成することができ、触媒の取り出しを作業性良く行うことができる。
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係る燃料処理装置の要部構成を示す図である。図７Ａは、燃料処理装置の要部の斜視図であり；図７Ｂは、触媒を取出すときの第１の状態を示す、燃料処理装置の要部の断面図であり；図７Ｃは、触媒を取出すときの第２の状態を示す、燃料処理装置の要部の触媒取出状態の断面図である。本実施の形態の説明に当たり、実施の形態１と共通の構成要素については同一番号を付して重複箇所の説明を省略する。
実施の形態１では、触媒充填空間２４の軸心方向の略全長にわたって、長円形の環状浅溝３０にて区画された触媒取出部２９を設けた。一方、実施の形態２では、図７Ａに示すように、外周壁２２の外周面に、周方向全周にわたる環状浅溝３７が形成されている。環状浅溝３７は１本ではなく、２本以上形成されている。つまり、触媒充填空間２４の軸心方向の少なくとも両端位置、好ましくは触媒充填空間２４の両端を区画している棚板２６ａ，２６ｂのそれぞれに対応する位置に、環状浅溝３７が形成されている。さらに必要に応じて、前記両端位置の間、つまり中間棚板２６ｃに対向する位置にも環状浅溝３７を形成してもよい。環状浅溝３７は、取出部表示手段及び開口形成補助手段として作用する。
図７Ｂに示すように、触媒２５を回収するときに、上部棚板２６ａと中間棚板２６ｃとの間の外周壁２２を切断除去して触媒取出開口４０を形成して、上部棚板２６ａと中間棚板２６ｃとの間の触媒２５を取り出し；さらに図７Ｃに示すように、中間棚板２６ｃと下部棚板２６ｂとの間の外周壁２２を切断除去して触媒取出開口４０を形成し、中間棚板２６ｃと下部棚板２６ｂとの間の触媒２５を取り出す。このようにして、触媒充填空間２４に充填された触媒２５の全量を作業性良く取り出すことができる。
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係る燃料処理装置の要部構成を示す図である。図８Ａは、燃料処理装置の要部の斜視図であり；図８Ｂは、触媒取出開口を形成する状態を示す図であり；図８Ｃは、触媒を取出している状態を示す、燃料処理装置の要部の断面図である。
図８Ａに示すように、触媒充填空間２４を囲む外周壁２２の外周面に、触媒取出部を表示する取出部表示マーク３８が設けられている。図８Ｂに示すように、触媒２５を回収するときに、取出部表示マーク３８の位置で、ドリル３９等により外周壁２２を穿孔する。図８Ｃに示すように、穿孔により形成された孔を触媒取出開口４０として、触媒２５を作業性良く取り出すことができる。
実施の形態３は、複数の取出部表示マーク３８と、取出部表示マーク３８を目印に穿孔される触媒取出開口４０の参考例である。開口形成補助手段については、実施の形態１，２の燃料処理装置と同様の構成を適用することができる。
（実施の形態４）
本実施の形態は、図１の従来例の燃料処理装置１に、本発明を適用した例である。図９は、本発明の実施の形態４に係る燃料処理装置の半断面正面図である。図１と同一構成部材には同一番号を付して重複箇所の説明を省略する。
図９に示すように、燃料処理装置１００は、ＣＯ除去触媒１３を充填したＣＯ除去器１４と、ＣＯ変成触媒１０を充填したＣＯ変成器１１とを備える。ＣＯ除去器１４の外周壁及びＣＯ変成器１１の外周壁はいずれも上部外周壁４１である。上部外周壁４１には、ＣＯ除去器１４に対応する部分の適所にＣＯ除去触媒取出部４２が配設され、ＣＯ変成器１１に対応する部分の適所にＣＯ変成触媒取出部４３が配設されている。
また、燃料処理装置１００は、改質触媒７を充填した改質器８を備える。改質器８の外周壁は外周壁８ａであり；外周壁８ａの外側には、第２のガス通路９を介して下部外周壁４４が配設されている。外周壁４４の適所に、改質触媒取出部４５が配設されている。
これらＣＯ除去触媒取出部４２、ＣＯ変成触媒取出部４３及び改質触媒取出部４５はそれぞれ、取出部表示手段及び開口形成補助手段を有している。また、改質器８の触媒充填空間の内部には、上記実施の形態１における棚板２６ｃと同様の棚板１８が配設され；棚板１８は、触媒充填空間を、その軸心方向に配列した２以上の領域に分割している。
図１０Ａは、実施の形態４に係る燃料処理装置のＣＯ除去触媒取出部４２の断面図であり；図１０Ｂは、触媒を取出している状態を示す、ＣＯ除去触媒取出部４２の断面図である。
図１０Ａに示すように、ＣＯ除去触媒取出部４２は、上部外周壁４１に突設された先端閉鎖の筒状突部４６と、筒状突部４６の周壁の全周にわたって形成された環状溝４７とで構成されている。ＣＯ除去触媒１３を取り出す際には、図１０Ａの矢印で示すように、ハンマー４８等で筒状突部４６の先端部を打撃する。すると図１０Ｂに示すように、筒状突部４６の先端部が破断・除去されて触媒取出開口４９が形成される。この触媒取出開口４９を通してＣＯ除去触媒１３を取り出すことができる。
このように、ＣＯ除去触媒取出部４２の筒状突部４６の周壁を、環状溝４７に沿って切断することで、ＣＯ除去触媒１３を取り出す触媒取出開口４９を容易に形成することができる。また、環状溝４７は筒状突部４６の周壁に形成されているので、上部外周壁４１に作用する熱ストレスの影響を受けにくい。
図１１Ａは、ＣＯ変成触媒取出部４３の正面図であり；図１１Ｂは、図１１ＡのＢ−Ｂ矢視断面図である。
図１１Ａ及びＢに示すように、ＣＯ変成触媒取出部４３は、長円形の環状浅溝５０を有し、触媒取出部５１を区画している。環状浅溝５０は、上部外周壁４１のＣＯ変成器１１に対向する部位に形成されており、ＣＯ変成器１１の軸方向の長さよりも若干短い長さの長円形である。さらに、触媒取出部５１の上部にコ字状のフック部材５２が固着されている。
図１２Ａは、ＣＯ変成触媒１０を取出す第１工程を示す、ＣＯ変成触媒取出部４３の側面図であり；図１１Ｂは、上記ＣＯ変成触媒１０を取出す第２工程を示す、ＣＯ変成触媒取出部４３の側面図である。
図１２Ａに示すように、ＣＯ変成触媒１０を取り出すときに、バール５３等の工具の一端部をフック部材５２に挿入し、バール５３の他端部を矢印で示すように強く引き下げる。すると、環状浅溝５０に沿って触媒取出部５１が上部外周壁４１から容易に切り取られて、触媒取出開口５４が形成される。図１２Ｂに示すように、触媒取出開口５４を通して、ＣＯ変成触媒１０が外部に取り出されて回収される。
このように、ＣＯ変成触媒取出部４３は、上記実施の形態１と基本構成が同一であり、同様の効果を得ることができる。
図１３Ａ〜Ｃは、上記燃料処理装置１００の改質触媒を取出す工程を示す、改質触媒取出部４５の縦断側面図である。
図１３ＡとＢに示すように、改質触媒取出部４５は、触媒取出部５６と内側触媒取出部５８とからなる。触媒取出部５６は下部外周壁４４に設置されており、長円形の環状浅溝５５で区画されている。環状浅溝５５は、改質器８の軸方向の長さよりも若干短い長さの長円形状である。一方、内側触媒取出部５８は、改質器８の外周壁８ａに設置されており、環状浅溝５５に対向する位置にあり、環状浅溝５７で区画されている。
触媒取出部５６の上端部には、コ字状のフック部材５９が固着されている。フック部材５９の下部近傍であって、触媒取出部５６と内側触媒取出部５８との対向面に、それぞれ一対の連結片６０が配置されている。一対の連結片６０は、互いに間隔をあけて配置されている。
図１３Ａに示すように、改質触媒７を取り出すときに、バール５３等の工具の一端部をフック部材５９に挿入し、バール５３の他端部を矢印で示すように強く引き下げる。すると図１３Ｂに示すように、触媒取出部５６の上端部（連結片６０の位置まで）が、環状浅溝５５に沿って下部外周壁４４から切り離されて、外側に折り曲げられる。
次に図１３Ｂに示すように、バール５３などの工具の一端部を、触媒取出部５６と内側取出部５８との間にある一対の連結片６０の間に挿入し、バール５３の他端部を矢印で示すように強く引き下げる。すると、触媒取出部５６及び内側取出部５８は、それぞれ環状浅溝５５及び環状浅溝５７に沿って、下部外周壁４４及び改質器８の外周壁８ａから容易に切り離される。それにより、触媒取出開口６１が形成される。この触媒取出開口６１を通して、改質触媒７を外部に取り出して回収することができ、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
このように本実施の形態によれば、環状浅溝にて囲まれた壁面の一端部に、切除可能な突出部が設けられており、その突出部に外力を作用させて突出部を切除することで、壁面に穴を形成することができる。形成された穴にバールなどの工具を引っ掛けて、環状浅溝にて囲まれた壁面の一端部を強く引っ張ることで、環状浅溝にて囲まれた壁面を切除して、触媒取出部に触媒取出開口を形成することができる。
開口形成補助手段は、外周壁の周方向全周にわたる浅溝であり、浅溝を触媒充填空間の軸心方向の少なくとも両端位置に配置されうる。浅溝に沿って外周壁を切断すれば、触媒充填空間の全周が開口するので、作業性良く触媒を取り出すことができる。
また、開口形成補助手段は、触媒充填空間の外周壁に突設された先端閉鎖の筒状突部と、筒状突部の周壁の全周にわたって形成された環状溝にて構成されうる。筒状突部の周壁を環状溝の位置で切断して筒状突部の先端部を除去することで、触媒取出開口を容易に形成することができる。また、環状溝は、筒状突部の周壁に形成されているので、触媒充填空間の外周壁に作用する熱ストレスの影響を受けにくい。
以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。例えば、各実施の形態で示したＣＯ除去触媒取出部４２やＣＯ変成触媒取出部４３の具体的な構成は、図示して説明したものに限定されるものではない。また、ＣＯ除去触媒取出部４２やＣＯ変成触媒取出部４３の構成を、互いに逆の構成にしてもよいし、いずれかの構成を両方に適用してもよい。さらにＣＯ除去触媒取出部４２やＣＯ変成触媒取出部４３の構成は、実施の形態１で示した構成例のいずれかの構成にしてもよい。
改質触媒取出部４５の具体的な構成も図示して説明したものに限らない。例えば、触媒取出部５６と内側触媒取出部５８それぞれに対して、触媒取出部２９の各構成例や、触媒取出部４２，４３の構成を適用してもよい。
また、上記各実施の形態では、筒状の内周壁２３と外周壁２２とにより囲まれる触媒充填空間２４について説明したが、触媒充填空間２４は外周壁２２だけに取り囲まれる態様でもよい。すなわち、外周壁の外周面に触媒取出部の位置が表示され、かつ、この触媒取出部に開口形成補助手段が設けられる構造であれば、どのような構成でもよい。
また、上記各実施の形態では、棚板が内周壁２３に固着される形態について説明したが、棚板は触媒充填空間を囲む外周壁に固着されていなければよい。例えば、触媒充填空間２４が外周壁２２だけに取り囲まれる構造の場合、棚板は内周壁２３に固着されることはない。
燃料処理装置という名称は、説明の便宜上であり、燃料改質器等であってもよいことは勿論である。さらに、上記燃料処理装置が使用する燃料ガス、触媒の種類、数及び処理方法などは前述した実施の形態に限られない。
２００８年６月１３日出願の特願２００８−１５５４１７の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明に係る燃料処理装置は、外周壁の取出部表示手段で表示された触媒取出部に開口を形成することによって、触媒充填空間の位置を確認する手間を掛けずに、触媒充填空間に連通する開口を形成することができる。これにより、触媒充填空間内に充填されている触媒を容易に取り出すことができる。また、触媒充填空間毎に開口を形成して触媒を取り出すことができるので、触媒の種類ごとに確実に分別して回収することができ、種類の異なる触媒を混在して取り出すおそれを低減する。
特に本発明により、炭化水素系燃料ガスを改質して水素リッチな改質ガスを製造して燃料電池に供給する燃料処理装置における触媒を回収して、リサイクルさせることができる。
１８，２６ａ〜２６ｃ，１２６ａ〜１２６ｃ 棚板
２１，１００，１２１ 燃料処理装置
２２ 外周壁
２３ 内周壁
２４ 触媒充填空間
２５ 触媒
２９，５１，５６ 触媒取出部
３０，３７，５０，５５，５７ 環状浅溝（取出部表示手段、開口形成補助手段）
３１ 触媒表示手段
３２ 引掛穴
３４ 頭付き軸部（突出部）
３５ 突軸（突出部）
３６ 短管（突出部）
３８ 取出部表示マーク（取出部表示手段）
４０，４９，５４，６１ 触媒取出開口
４１ 上部外周壁
４２ ＣＯ除去触媒取出部
４３ ＣＯ変成触媒取出部
４４ 下部外周壁
４５ 改質触媒取出部
４６ 筒状突部
４７ 環状溝
５８ 内側触媒取出部
７０ 燃料ガス
７１ 空気
７２ 水
７３ 水素含有ガス
７４ 排気ガス

Claims (11)

  1. 筒状の外周壁、又は筒状の内周壁と外周壁とにより囲まれ、前記筒の軸心に沿って配置された触媒充填空間に充填された触媒に、燃料ガスを供給して改質ガスを製造する燃料処理装置において、
    前記筒状の外周壁の側面に配置された触媒取出部の位置を表示し、前記外周壁の外周面に配置されている取出部表示手段と、
    前記触媒取出部に触媒取出開口を形成することを補助する開口形成補助手段とを備え、
    前記触媒取出部は前記外周壁の側面から切除可能であるか、または前記触媒取出し部で前記外周壁の側面を破断することができる、燃料処理装置。
  2. 前記開口形成補助手段は、前記外周壁の外周面又は内周面に形成され、前記触媒取出部の周縁を取り囲む浅溝である、請求項１に記載の燃料処理装置。
  3. 前記触媒充填空間を、前記軸心方向に配列した２以上の領域に分割する１又は複数の棚板を有し、
    前記棚板は、前記触媒充填空間を囲む外周壁に固着されていない、
    請求項１に記載の燃料処理装置。
  4. 前記触媒充填空間を、前記軸心方向に配列した２以上の領域に分割する１又は複数の棚板を有し、
    前記棚板は、前記触媒充填空間を囲む内周壁に固着される、
    請求項１に記載の燃料処理装置。
  5. 前記開口形成補助手段は、前記取出部表示手段と同一であるか、又は別途の手段である、請求項１に記載の燃料処理装置。
  6. 前記充填された触媒の種類を表示する触媒表示手段をさらに備える、請求項１に記載の燃料処理装置。
  7. 前記触媒取出部は、前記外周壁の周方向の一部に設置され、かつ
    前記開口形成補助手段は、前記外周壁の外周面又は内周面に形成され、前記触媒取出部の周縁を取り囲む環状浅溝からなる、請求項１に記載の燃料処理装置。
  8. 前記触媒取出部は、前記触媒充填空間の軸心方向の略全長にわたって設置され、長円形である、請求項１に記載の燃料処理装置。
  9. 前記環状浅溝により取り囲まれた外周壁の外周面に設けられた切除可能な突出部であって、切除されると外周壁に貫通穴が形成される突出部を有する、請求項２に記載の燃料処理装置。
  10. 前記触媒取出部は、前記外周壁の周方向の全周にわたって設置され、
    前記開口形成補助手段は、前記外周壁の外周面又は内周面に形成され、周方向の全周にわたる２本以上の浅溝からなり、
    前記浅溝は、触媒充填空間の軸心方向の少なくとも両端に配置されている、請求項１に記載の燃料処理装置。
  11. 前記開口形成補助手段は、前記触媒充填空間を囲む外周壁の外周面に設けられた先端閉鎖の筒状突部と、前記筒状突部の周壁の全周にわたって形成された溝とからなる、請求項１に記載の燃料処理装置。
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