JP4979354B2 - 水素生成装置、および燃料電池システム - Google Patents
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Description
原料から水素含有ガスを生成する改質器と、
前記水素含有ガス中の一酸化炭素を変成反応により低減するための変成器と、
前記変成器から流出する水素含有ガスに酸化ガスを供給するための酸化ガス供給器と、
前記変成器から流出する水素含有ガスと前記酸化ガスとを混合する混合器と、
前記混合器から流出する水素含有ガスと前記酸化ガスとの混合ガスを用いて水素含有ガス中の一酸化炭素を選択酸化反応により低減するための触媒が環状に配置された触媒空間を有するCO除去器とを備え、
前記混合器は、
前記変成器からの水素含有ガスと前記酸化ガス供給器からの酸化ガスが合流する合流部を有する第1の環状空間と、
前記第1の環状空間の下流であって、前記第1の環状空間の内周側に設けられた第2の環状空間と、
前記第2の環状空間の下流に設けられた第3の環状空間とを有し、
前記合流部の前記水素含有ガス及び前記酸化ガスの混合ガスは、前記第1の環状空間を半周以上回ってから前記第2の環状空間に供給され、前記第2の環状空間の前記混合ガスは、前記第2の環状空間から前記第3の環状空間の全周に亘って供給されるとともに、前記第3の環状空間の前記混合ガスは前記第3の環状空間から前記触媒空間の全周に亘って供給されるように構成されている、水素生成装置である。
前記第1の環状空間と前記第2の環状空間とを接続する第1の連通口と、
前記第2の環状空間と前記第3の環状空間を接続する複数の第2の連通口と、
前記第3の環状空間と前記触媒空間とを接続する複数の第3の連通口とを備え、
前記第1の連通口は、前記合流部と反対側に設けられ、
前記複数の第2の連通口は、前記第3の環状空間の全周に亘って設けられ、
前記第3の連通口は、前記触媒空間の全周に亘って設けられている、第1の本発明の水素生成装置である。
前記第2の連通口は、前記第3の連通口の数よりも少ない数、配置されている、第2の本発明の水素生成装置である。
前記第1の連通口が、近接した状態で複数設けられている、第2の本発明の水素生成装置である。
第1〜4のいずれか一つに記載の水素生成装置と、
前記水素生成装置より供給される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池とを備えた、燃料電池システムである。
図1は、本発明にかかる実施の形態1における水素生成装置18の概略構成図である。図1に示すように、本実施の形態1の水素生成装置18は、前述の従来技術の水素生成装置1と基本的な構成は同じであり、同等の構成要素には同じ符号を付している。また燃料ガスを生成する動作も同じであるため説明は省略する。
図3は、本発明にかかる実施の形態2における水素含有ガスと空気の混合器30の拡大図である。本実施の形態2の混合器30は、実施の形態1の混合器19と基本的な構成は同じであるが、混合器30を構成する第1の空間31と第2の空間32と第3の空間33のうち、第2の空間32を第1の空間31の内周側に設けている点が異なっている。従って、本相違点を中心に説明する。尚、図3において、図2と同等の構成要素には同じ符号を付している。
2 センタープラグ
3 内筒
4 中筒
5 外筒
6 改質触媒
7 変成触媒
8 酸化触媒
9 燃焼ガス入口
10 燃焼ガス出口
11 断熱材
12 原料供給口
14 空気供給口
15 燃料ガス出口管
18 水素生成装置
19 混合器
20 第1の空間
21 第2の空間
22 第3の空間
23、24、25、26 仕切り板
27、28、29 孔
30 混合器
31 第1の空間
32 第2の空間
33 第3の空間
34 隔壁
35 孔
36 仕切り板
37 孔
Claims (5)
- 原料から水素含有ガスを生成する改質器と、
前記水素含有ガス中の一酸化炭素を変成反応により低減するための変成器と、
前記変成器から流出する水素含有ガスに酸化ガスを供給するための酸化ガス供給器と、
前記変成器から流出する水素含有ガスと前記酸化ガスとを混合する混合器と、
前記混合器から流出する水素含有ガスと前記酸化ガスとの混合ガスを用いて水素含有ガス中の一酸化炭素を選択酸化反応により低減するための触媒が環状に配置された触媒空間を有するCO除去器とを備え、
前記混合器は、
前記変成器からの水素含有ガスと前記酸化ガス供給器からの酸化ガスが合流する合流部を有する第1の環状空間と、
前記第1の環状空間の下流であって、前記第1の環状空間の内周側に設けられた第2の環状空間と、
前記第2の環状空間の下流に設けられた第3の環状空間とを有し、
前記合流部の前記水素含有ガス及び前記酸化ガスの混合ガスは、前記第1の環状空間を半周以上回ってから前記第2の環状空間に供給され、前記第2の環状空間の前記混合ガスは、前記第2の環状空間から前記第3の環状空間の全周に亘って供給されるとともに、前記第3の環状空間の前記混合ガスは前記第3の環状空間から前記触媒空間の全周に亘って供給されるように構成されている、水素生成装置。 - 前記第1の環状空間と前記第2の環状空間とを接続する第1の連通口と、
前記第2の環状空間と前記第3の環状空間を接続する複数の第2の連通口と、
前記第3の環状空間と前記触媒空間とを接続する複数の第3の連通口とを備え、
前記第1の連通口は、前記合流部と反対側に設けられ、
前記複数の第2の連通口は、前記第3の環状空間の全周に亘って設けられ、
前記第3の連通口は、前記触媒空間の全周に亘って設けられている、請求項1記載の水素生成装置。 - 前記第2の連通口は、前記第3の連通口の数よりも少ない数、配置されている、請求項2記載の水素生成装置。
- 前記第1の連通口が、近接した状態で複数設けられている、請求項2記載の水素生成装置。
- 請求項1〜4のいずれか一つに記載の水素生成装置と、
前記水素生成装置より供給される水素含有ガスを用いて発電する燃料電池とを備えた、燃料電池システム。
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