JP5057910B2 - 水素生成装置、およびその起動方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る水素生成装置およびその付加的構成の概略構成を模式的に示すブロック図及び断面図である。以下、図1を参照しつつ本発明の第1実施形態に係る水素生成装置の基本的な構成について説明する。
1a 燃焼バーナー
1b 燃焼筒
2 改質部
2a 改質触媒
2b 温度検出部
3 変成部
3a 変成触媒
3b,3c 温度検出部
4 選択酸化部
4a 選択酸化触媒
4b 温度検出部
5 燃焼ガス流路
6 予熱蒸発部
6a 蒸発棒
7 水トラップ部
8 熱交換部
9 水供給器
10 原料供給器
11 燃焼用空気供給器
12 選択酸化用空気供給器
13a,13b 流路切り替え弁
14 制御器
100 水素生成装置
101 改質水供給口
102 改質原料供給口
103 選択酸化用空気供給口
104 間隙
105 燃料ガス取出口
112 燃料噴出孔
113 燃料ディストリビュ−タ
114 空気噴出孔
115 空気噴出部
116 内周壁
117 燃焼室
118 外周壁
119 上端壁
120 下端壁
121 内部空間
122 燃焼用空気供給口
123 燃焼用燃料供給口
a 上壁部
b 下壁部
A 外壁部
B 内壁部
C 隔壁部
C1 第1の隔壁部
C2 第2の隔壁部
C3 第3の隔壁部
C4 第4の隔壁部
P1 蒸発部
P2 熱交換部
Claims (5)
- 外部から少なくとも炭素元素と水素元素とを分子内に含む原料を取り入れるための改質原料供給口と、
外部から水を取り入れるための改質水供給口と、
外部から燃焼用燃料を取り入れるための燃焼用燃料供給口と外部から燃焼用空気を取り入れるための燃焼用空気供給口と火炎の放出出口に向かって断面積が大きくなる円錐台状の空間となっている燃焼室とを有し前記燃焼用燃料供給口から取り入れた燃焼用燃料と前記燃焼用空気供給口から取り入れた燃焼用空気とを前記燃焼室において燃焼させて燃焼ガスを生成する加熱器と、
前記改質原料供給口から取り入れた原料と前記改質水供給口から取り入れた水とを前記燃焼ガスにより加熱して原料と水蒸気との混合気を生成する予熱蒸発器と、
前記予熱蒸発器から所定の距離を置いて設けられ、改質触媒を有し、前記改質触媒を前記燃焼ガスにより加熱するとともに、前記予熱蒸発器が生成する混合気を前記改質触媒に通過させることにより水素含有ガスを生成する改質器と、
前記予熱蒸発器と前記改質器との間に配設され、前記予熱蒸発器から排出された液体の水をトラップする水トラップ部とを備え、
前記水トラップ部が前記燃焼室の近傍に設けられており、
前記加熱器が鉛直方向に延びる円筒形をなし、
前記予熱蒸発器は前記加熱器の鉛直軸を取り囲むような円筒形をなし、
前記改質器は前記予熱蒸発器の下方において前記加熱器の鉛直軸を取り囲むような環状をなし、
前記水トラップ部が、前記燃焼室と略同一高さにおいて前記燃焼室を取り囲むような環状をなし、
前記燃焼ガスの流路を燃焼ガス流路とするとき、
前記水トラップ部と前記燃焼ガス流路との間および前記改質器と前記燃焼ガス流路との間が1枚の内壁部で隔てられ、
前記燃焼ガス流路のうちの前記水トラップ部に対向する部位が、前記燃焼ガス流路のうちの前記改質器に対向する部位よりも、円錐台状の前記燃焼室に近くなっている、水素生成装置。 - 前記加熱部は、前記燃焼用燃料と前記燃焼用空気とをそれぞれ前記燃焼室に噴出して混合した上で燃焼させる拡散バーナを備える、請求項1に記載の水素生成装置。
- 外部から少なくとも炭素と水素とを含む原料を取り入れるための改質原料供給口と、
外部から水を取り入れるための改質水供給口と、
外部から燃焼用燃料を取り入れるための燃焼用燃料供給口と外部から燃焼用空気を取り入れるための燃焼用空気供給口と火炎の放出出口に向かって断面積が大きくなる円錐台状の空間となっている燃焼室とを有し前記燃焼用燃料供給口から取り入れた燃焼用燃料と前記燃焼用空気供給口から取り入れた燃焼用空気とを前記燃焼室において燃焼させて燃焼ガスを生成する加熱器と、
前記改質原料供給口から取り入れた原料と前記空気供給口から取り入れた水とを前記燃焼ガスにより加熱して原料と水蒸気との混合気を生成する予熱蒸発器と、
前記予熱蒸発器から所定の距離を置くように設けられ、改質触媒を有し、前記改質触媒を前記燃焼ガスにより加熱するとともに、前記予熱蒸発器が生成する混合気を前記改質触媒に通過させることにより水素含有ガスを生成する改質器と、
前記予熱蒸発器と前記改質器との間に配設され、前記予熱蒸発器から排出された液体の水をトラップする水トラップ部とを備え、
前記水トラップ部が前記燃焼室の近傍に設けられており、
前記加熱器が鉛直方向に延びる円筒形をなし、
前記予熱蒸発器は前記加熱器の鉛直軸を取り囲むような円筒形をなし、
前記改質器は前記予熱蒸発器の下方において前記加熱器の鉛直軸を取り囲むような環状をなし、
前記水トラップ部が、前記燃焼室と略同一高さにおいて前記燃焼室を取り囲むような環状をなし、
前記燃焼ガスの流路を燃焼ガス流路とするとき、
前記水トラップ部と前記燃焼ガス流路との間および前記改質器と前記燃焼ガス流路との間が1枚の内壁部で隔てられ、
前記燃焼ガス流路のうちの前記水トラップ部に対向する部位が、前記燃焼ガス流路のうちの前記改質器に対向する部位よりも、円錐台状の前記燃焼室に近くなっている、水素生成装置の起動方法であって、
少なくとも起動してから前記改質器において改質反応が進行するまでの期間は、前記水トラップ部に液体の水を存在させる、水素生成装置の起動方法。 - 前記改質器の温度を検出し、前記温度に基づいて、前記改質部において改質反応が進行するようになったか否かを判定する、請求項3に記載の水素生成装置の起動方法。
- 前記燃焼用燃料が前記原料または前記水素含有ガスである、請求項3に記載の水素生成装置の起動方法。
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