JP5066414B2 - Reformer - Google Patents
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Description
本発明は、灯油等の水素製造用原料を水蒸気改質し、水素リッチな改質ガスを製造する改質装置に関する。 The present invention relates to a reforming apparatus for steam reforming a raw material for hydrogen production such as kerosene to produce a hydrogen-rich reformed gas.
従来の改質装置として、上方に炎を噴出させるバーナと、バーナから発生した排ガスを上方に案内する内側輻射筒と、自由端とされている内側輻射筒の上端開口部から吹き出る排ガスを下方へ案内する排ガス流路と、排ガス流路を通過する排ガスの熱を用いて改質ガス燃料を水素リッチな改質ガスに改質する改質容器と、を中心部から径方向外側に向かって備えた円筒形の改質装置が知られている(例えば、特許文献1)。
ここで、上記の改質装置にあっては、バーナを燃焼させた時に、内側輻射筒が非常に高温になり、非運転時との温度差が大きくなる。従って、特に、自由端とされている上端開口部は、温度変化により形状が変形してしまうという可能性があり、そのような場合は安定した改質を行うことができず、また、装置の耐久性にも問題があった。 Here, in the above reformer, when the burner is burned, the inner radiation cylinder becomes extremely high, and the temperature difference from the non-operating time becomes large. Therefore, in particular, there is a possibility that the shape of the upper end opening which is a free end is deformed due to a temperature change. In such a case, stable reforming cannot be performed, and There was also a problem with durability.
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、温度変化による燃焼筒の変形を抑制し、安定した改質と装置の耐久性向上を実現させることのできる改質装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and a reformer that can suppress deformation of a combustion cylinder due to a temperature change and realize stable reforming and improved durability of the apparatus. The purpose is to provide.
本発明に係る改質装置によれば、燃焼部と該燃焼部からの火炎及び排ガスをガイドする筒体とを有する熱源としての燃焼筒と、燃焼筒を囲むように配置され、水素製造用原料を水蒸気改質して水素を含有する改質ガスを生成する改質器と、燃焼筒と改質器との間に形成された、燃焼筒からの排ガスが通過する排ガス流路と、を備え、燃焼筒の筒体の先端部は自由端部とされ、先端部の加熱による変形を抑制する変形抑制リングが、先端部に配置されていることを特徴とする。 According to the reforming apparatus of the present invention, a combustion cylinder as a heat source having a combustion section and a cylinder for guiding flame and exhaust gas from the combustion section, and a hydrogen production raw material disposed so as to surround the combustion cylinder A reformer that generates a reformed gas containing hydrogen by steam reforming, and an exhaust gas passage formed between the combustion cylinder and the reformer, through which the exhaust gas from the combustion cylinder passes. The front end of the cylinder of the combustion cylinder is a free end, and a deformation suppression ring that suppresses deformation due to heating of the front end is disposed at the front end.
この改質装置によれば、先端部の加熱による変形を抑制するための変形抑制リングが、燃焼筒の中でも特に変形が生じ易い部分である筒体の先端部に配置されているため、温度変化による燃焼筒の変形を抑制し、装置の耐久性を向上させることができる。 According to this reformer, since the deformation suppression ring for suppressing deformation due to heating of the tip end portion is disposed at the tip end portion of the cylinder, which is a portion that is particularly prone to deformation in the combustion cylinder, the temperature change It is possible to suppress the deformation of the combustion cylinder due to the above and improve the durability of the apparatus.
本発明に係る改質装置において、変形抑制リングは、筒体の先端部における外周面側に配置される第1の変形抑制リングを有し、第1の変形抑制リングは、筒体の外周面に一体化されていることが好ましい。この改質装置によれば、第1の変形抑制リングが筒体の外周面に配置されているため、筒体の先端部が補強され、これによって筒体の先端部の外側への変形を抑制することができる。また、筒体の外周面に配置されているため、筒体の先端部の外側への変形も抑制することができる。 In the reforming apparatus according to the present invention, the deformation suppression ring has a first deformation suppression ring arranged on the outer peripheral surface side at the tip of the cylindrical body, and the first deformation suppression ring is an outer peripheral surface of the cylindrical body. It is preferable that they are integrated with each other. According to this reformer, since the first deformation suppression ring is disposed on the outer peripheral surface of the cylindrical body, the distal end portion of the cylindrical body is reinforced, thereby suppressing deformation to the outside of the distal end portion of the cylindrical body. can do. Moreover, since it arrange | positions at the outer peripheral surface of a cylinder, the deformation | transformation to the outer side of the front-end | tip part of a cylinder can also be suppressed.
本発明に係る改質装置において、変形抑制リングは、筒体の先端部における内周面側に配置される第2の変形抑制リングを有し、第2の変形抑制リングは、筒体の内周面との間に隙間を置いて配置されていることが好ましい。この改質装置によれば、第2の変形抑制リングが、筒体の内周面との間に隙間を置いて配置されているため、筒体の先端部が内周側へ変形した場合に、第2の変形抑制リングの外周面で受けることによって、その変形を抑制することができる。また、仮に筒体の内周面と第2の変形抑制リングを隙間なく固定した場合は、筒体の先端部の代わりに燃焼筒のその他の部分で予期せぬ変形が生じてしまい、かえって耐久性を損なう可能性もある。しかし、この改質装置によれば、筒体の内周面と第2の変形抑制リングの間に隙間を設けているため、予期せぬ変形を防止することができる。 In the reforming apparatus according to the present invention, the deformation suppression ring has a second deformation suppression ring disposed on the inner peripheral surface side at the tip portion of the cylindrical body, and the second deformation suppression ring is the inner side of the cylindrical body. It is preferable that a gap is provided between the peripheral surface and the peripheral surface. According to this reformer, since the second deformation suppression ring is disposed with a gap between the inner peripheral surface of the cylindrical body, when the tip of the cylindrical body is deformed to the inner peripheral side. By receiving on the outer peripheral surface of the second deformation suppression ring, the deformation can be suppressed. In addition, if the inner peripheral surface of the cylinder and the second deformation suppression ring are fixed without a gap, unexpected deformation occurs in the other part of the combustion cylinder instead of the tip of the cylinder, which is rather durable. There is also a possibility of damaging the sex. However, according to this reformer, since a gap is provided between the inner peripheral surface of the cylinder and the second deformation suppression ring, unexpected deformation can be prevented.
本発明に係る改質装置において、燃焼筒の筒体の先端部には、内外を連通する筒体側連通孔が設けられており、第2の変形抑制リングには、少なくとも筒体側連通孔に対応する高さ位置に内外を連通するリング側連通孔が設けられていることが好ましい。第1及び第2の変形抑制リングを配置することによって、燃料筒から排ガス流路へ排ガスを供給するための流路が塞がれてしまった場合にあっては、排ガスの流路を十分に確保することができなくなると共に、圧力損失が上昇してしまう可能性がある。しかし、この改質装置によれば、燃焼筒からの排ガスは、筒体の先端部に設けられた筒体側連通孔と、第2の変形抑制リングに設けられたリング側連通孔とを通過することによって、排ガス流路に供給されることができる。これによって、第1及び第2の変形抑制リングを配置した場合であっても、排ガス流路を十分に確保することができると共に、圧力損失が上昇してしまうことを防止することができる。 In the reformer according to the present invention, a cylinder side communication hole that communicates the inside and the outside is provided at the tip of the cylinder of the combustion cylinder, and the second deformation suppression ring corresponds to at least the cylinder side communication hole. It is preferable that a ring side communication hole that communicates the inside and the outside is provided at the height position. If the flow path for supplying the exhaust gas from the fuel cylinder to the exhaust gas flow path is blocked by arranging the first and second deformation suppressing rings, the exhaust gas flow path is sufficiently provided. There is a possibility that the pressure loss may be increased while it cannot be ensured. However, according to this reformer, the exhaust gas from the combustion cylinder passes through the cylinder side communication hole provided at the tip of the cylinder and the ring side communication hole provided in the second deformation suppression ring. By this, it can supply to an exhaust gas flow path. As a result, even when the first and second deformation suppression rings are arranged, it is possible to secure a sufficient exhaust gas flow path and to prevent an increase in pressure loss.
本発明に係る改質装置において、第2の変形抑制リングは、厚肉部と該厚肉部よりも薄い薄肉部とを有し、リング側連通孔は薄肉部に設けられていることが好ましい。この改質装置によれば、厚肉部によって、リング側連通孔が設けられる薄肉部を補強することができる。 In the reforming apparatus according to the present invention, it is preferable that the second deformation suppression ring has a thick portion and a thin portion thinner than the thick portion, and the ring side communication hole is provided in the thin portion. . According to this reformer, the thin portion provided with the ring side communication hole can be reinforced by the thick portion.
本発明に係る改質装置において、燃焼筒の筒体の先端開口と対向するように離間して設けられ、第2の変形抑制リングを着脱可能に搭載する壁部を備え、第2の変形抑制リングは、一端側を介して壁部に搭載したときに他端側が筒体内に至るように高さ調整されていることが好ましい。この改質装置によれば、第2の変形抑制リングが壁部に着脱可能に搭載されているため、第2の変形抑制リングの取替えや、装置の周期的なメンテナンスが可能となる。また、第2の変形抑制リングの他端側が筒体内に至るように高さ調整されているため、燃焼筒の変形も確実に抑制することができる。 The reformer according to the present invention includes a wall portion that is provided so as to be opposed to the tip opening of the cylinder of the combustion cylinder and on which the second deformation suppression ring is detachably mounted. It is preferable that the height of the ring is adjusted so that the other end reaches the cylinder when it is mounted on the wall via the one end. According to this reformer, since the second deformation suppression ring is detachably mounted on the wall portion, replacement of the second deformation suppression ring and periodic maintenance of the apparatus are possible. Moreover, since the height is adjusted so that the other end side of the second deformation suppression ring reaches the cylinder, deformation of the combustion cylinder can also be reliably suppressed.
本発明に係る改質装置によれば、温度変化による燃焼筒の変形を抑制し、装置の耐久性を向上させることができる。 According to the reforming apparatus according to the present invention, the deformation of the combustion cylinder due to a temperature change can be suppressed, and the durability of the apparatus can be improved.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図1は本発明の実施形態に係る改質装置を適用した燃料電池システムを示す概略構成図、図2は本発明の一実施形態に係る改質装置の概略構成図である。燃料電池システムは、水素製造用原料を用いて発電を行なうものであり、例えば家庭用の電力供給源として採用される。ここでは、水素製造用原料としては、水蒸気改質反応により水素を含む改質ガスを得ることのできる物質であれば使用できる。例えば、炭化水素類、アルコール類、エーテル類など分子中に炭素と水素を有する化合物を用いることができる。工業用あるいは民生用に入手できる水素製造用原料の好ましい例として、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、メタン、都市ガス、LPG(液化石油ガス)を挙げることができ、また石油から得られるガソリン、ナフサ、灯油、軽油などの炭化水素油を挙げることができる。なかでも液体燃料であると好ましく、特に灯油は工業用としても民生用としても入手容易であり、その取り扱いも容易なため、好ましい。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a fuel cell system to which a reforming apparatus according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the reforming apparatus according to an embodiment of the present invention. The fuel cell system generates power using a raw material for hydrogen production, and is employed as a household power supply source, for example. Here, as the raw material for hydrogen production, any substance that can obtain a reformed gas containing hydrogen by a steam reforming reaction can be used. For example, compounds having carbon and hydrogen in the molecule, such as hydrocarbons, alcohols, and ethers, can be used. Preferable examples of raw materials for hydrogen production that can be obtained for industrial use or consumer use include methanol, ethanol, dimethyl ether, methane, city gas, LPG (liquefied petroleum gas), and gasoline, naphtha, kerosene obtained from petroleum. And hydrocarbon oils such as light oil. Among these, liquid fuel is preferable, and kerosene is particularly preferable because it is easily available for industrial use and for consumer use and is easy to handle.
図1に示すように、燃料電池システム1は、脱硫器2、燃料処理システム(FPS)3、固体高分子形燃料電池(PEFC)スタック4、インバータ5、及びこれらを収容する筐体6を備えている。
As shown in FIG. 1, a fuel cell system 1 includes a
脱硫器2は、外部から導入された水素製造用原料を脱硫するものである。この脱硫器2には、ヒータ(図示せず)が設けられており、これにより、脱硫器2は、例えば水素製造用原料を130℃〜140℃まで加熱するようになっている。
The
FPS3は、水素製造用原料を改質して改質ガスを生成するためのものであり、改質装置30、CO変成器10及び選択酸化器15を有している。改質装置30は、水素製造用原料を水蒸気改質し、水素リッチな改質ガスを製造するものであり、改質器8及びバーナ9を有している。
The FPS 3 is for reforming a raw material for hydrogen production to generate a reformed gas, and includes a
改質装置30の改質器8は、脱硫器2から脱硫された水素製造用原料を供給されると共に、外部から水蒸気(水)を供給される。そして、脱硫された水素製造用原料と水蒸気(水)とを改質触媒で水蒸気改質反応させて、水素を含有する改質ガスを生成する。また、改質装置30のバーナ9は、改質器8の改質触媒を加熱することで、水蒸気改質反応に必要な熱量を供給する。なお、バーナ9の燃料として、装置の起動時には脱硫器2からの水素製造用原料を用い、運転中は、PEFCスタック4からのオフガスを用いることが好ましい。
The
CO変成器10は、改質器8で生成された改質ガスに含まれる一酸化炭素濃度(CO)を低減するため、一酸化炭素を水と反応させ、水素シフト反応により水素と二酸化炭素に転換するためのものである。また、選択酸化器15は、CO変成器10で処理された改質ガスの一酸化炭素濃度を更に低減させるため、改質ガス中の一酸化炭素を選択的に酸化することにより二酸化炭素にするものである。
The CO converter 10 reacts carbon monoxide with water in order to reduce the carbon monoxide concentration (CO) contained in the reformed gas generated by the
PEFCスタック4は、複数の電池セル(図示せず)が積み重ねられて構成されており、FPS3で得られた改質ガスを用いて発電して直流(DC)電流を出力する。電池セルは、アノードと、カソードと、アノード及びカソード間に配置された固体高分子である電解質とを有しており、アノードに改質ガスを導入させると共に、カソードに空気を導入させることで、各電池セルにおいて電気化学的な発電反応が行われることになる。 The PEFC stack 4 is configured by stacking a plurality of battery cells (not shown). The PEFC stack 4 generates electric power using the reformed gas obtained by the FPS 3 and outputs a direct current (DC) current. The battery cell has an anode, a cathode, and an electrolyte that is a solid polymer disposed between the anode and the cathode. By introducing the reformed gas into the anode and introducing air into the cathode, An electrochemical power generation reaction is performed in each battery cell.
インバータ5は、出力されたDC電流を交流(AC)電流に変換する。筐体6は、その内部に脱硫器2、FPS3、SOFCスタック4及びインバータ5をモジュール化して収容する。
The inverter 5 converts the output DC current into an alternating current (AC) current. The
図2は、改質装置30の具体的な構成を示す概略構成図である。図2に示すように、改質装置30は、改質器8と、燃焼筒11と、排ガス流路12と、水蒸気流路13と、改質ガス流路14と、凸部19とを備えている。この改質装置30では、燃焼筒11を同軸的に取り囲むように、内周側から排ガス流路12、改質器8、水蒸気流路13の順番で外形が略円柱状に配置され、排ガス流路12には伝熱媒体としてのアルミナビーズ17(詳細は後述)が充填されている(図3参照)。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a specific configuration of the
燃焼筒11は、筒状の筒体11aの上端部にバーナ(燃焼部)9を取り付けることによって構成される。この燃焼筒11は、バーナ9から下方へ火炎Fを噴射することによって排ガスEを発生させ、筒体11aによって、バーナ9からの火炎F及び排ガスEを下方向へガイドする。また、筒体11aの下方側の先端部11bは先端開口11cを有するとともに自由端部とされている。筒体11aの先端部11bにおける外周面側には外リング(第1の変形抑制リング)16が取り付けられ、内周面側には内リング(第2の変形抑制リング)18が配置される(詳細は後述)。なお、バーナ9が筒体11aの上端部に取り付けられ下向きに配置されているため、液だれなどの入り込みを防止することができる。
The
改質器8は、その内部に改質反応を行うための改質触媒8aを有し、燃焼筒11との間に隙間が設けられるように、燃焼筒11を取り囲んで配置される。改質器8は、上端側から水素製造用原料である灯油と水蒸気を取り込み、下端側から改質ガスを出す。改質器8と燃焼筒11との間には、排ガスEを通過させるための排ガス流路12が設けられ、改質器8の下端側には改質ガスをCO変成器(図1の10)などへガイドするための改質ガス流路14が設けられ、改質器8の外周側には改質器8へ供給するための水蒸気をガイドするための水蒸気流路13が設けられる。
The
凸部19は、内リング18を位置決めするものであり、筒体11aの先端開口11cと対向するように離間して、改質装置30の底壁(壁部)30a上に設けられている。
The
このように構成された改質装置30においては、外部からの灯油と水蒸気流路13を通過する水蒸気とが、改質器8へ供給され、改質触媒8aで水蒸気改質反応された後、改質ガスとして改質器8の下端側から改質ガス流路14へ供給される。このとき、バーナ9の燃焼によって発生した排ガスEが、筒体11aの先端部11b側から排ガス流路12へ供給され、改質器8を加熱しながら排ガス流路12内を通過し、外部へ排気される。なお、このとき、改質器8の上端部側は400℃程度まで加熱され、下端部側は700℃程度まで加熱される。
In the
図4は、図2に示すAの拡大断面図である。図4に示すように、排ガス流路12には、伝熱性及び蓄熱性が少なくとも空気より高く、粒径が0.5〜3mm程度のアルミナビーズ17が充填されている。このアルミナビーズ17は、例えばSUS304,310s等のステンレス鋼や、インコネル(登録商標)、ハステロイ(登録商標)、ニクロム、カンタル(登録商標)などであってもよい。なお、排ガス流路12の上端側には、排ガスEが流れ込むことによるアルミナビーズの噴出しを防止するための網状の噴出し防止蓋(図示せず)が設けられている。
4 is an enlarged cross-sectional view of A shown in FIG. As shown in FIG. 4, the
外リング16は、筒体11aよりも大きな径を有し、その内周面が筒体11aの先端部11bの外周面に溶接等されることによって、筒体11aと一体化されている。この外リング16によって、排ガス流路12の下端の流路幅が狭小化されるとともに、排ガス流路12内に充填されたアルミナビーズ17が支持される。外リング16の外周面と排ガス流路12の外周側の壁面12aとの間には、アルミナビーズ17の径よりも小さい隙間20が設けられる。また、筒体11aの先端部11bにおける外リング16が取り付けられた位置よりも上方には、内外を連通する筒体側連通孔11dが設けられている。なお、外リング16の材質としては、SUS310が好ましい。
The
内リング18は、凸部19の縁部19aにはめ込まれるように着脱可能に搭載され、その上端(第2の変形抑制リングの他端)18dが、筒体11aに設けられた筒体側連通孔11dの位置よりも上方へ至るように高さ調整されている。内リング18は、筒体11aよりも小さな径を有し、その外周面が筒体11aの先端部11bの内周面との間に微小が隙間21が形成されるように配置される。内リング18は、上端18d側に形成された厚肉部18aと、該厚肉部18aよりも薄い薄肉部18bとを有し、薄肉部18bには内外を連通するリング側連通孔18cが全面に渡って設けられている(図5参照)。薄肉部18bの上側のリング側連通孔18cの一部は、筒体側連通孔11dを塞がないように、筒体側連通孔11dに対応する高さ位置に設けられる。これによって、排ガスEが、リング側連通孔18cと筒体側連通孔11dを通過して燃焼筒11から排ガス流路12へ供給される。なお、内リング18の材質としては、SUS310が好ましい。
The
以上によって、筒体11aの先端部11bの加熱による変形を抑制するための内リング18及び外リング16が、燃焼筒11の中でも特に変形が生じ易い部分である筒体11aの先端部11bに、配置されているため、温度変化による燃焼筒11の変形を抑制し、改質装置30の耐久性を向上させることができる。
As described above, the
また、外リング16が筒体11aの外周面に配意されているため、筒体11aの先端部11bが補強され、これによって筒体11aの先端部11bの内側及び外側への変形を抑制することができる。また、筒体11aの外周面に配置されているため、筒体11aの先端部11bの外側への変形も抑制することができる。
Further, since the
また、内リング18が、筒体11aの内周面との間に隙間21を置いて配置されているため、筒体11aの先端部11bが内周側へ変形した場合に、内リング18の外周面で受けることによって、その変形を抑制することができる。また、仮に筒体11aの内周面と内リング18を隙間なく固定した場合は、筒体11aの先端部11bの代わりに燃焼筒11のその他の部分で予期せぬ変形が生じてしまい、かえって耐久性を損なう可能性もある。しかし、この改質装置30によれば、筒体11aの内周面と内リング18の間に隙間21を設けているため、予期せぬ変形を防止することができる。なお、外リング16側でも隙間20が設けられているため、予期せぬ変形を防止することができる。
Moreover, since the
また、外リング16及び内リング18を配置することによって、燃料筒11から排ガス流路12へ排ガスEを供給するための流路が塞がれてしまった場合にあっては、排ガスEの流路を十分に確保することができなくなると共に、圧力損失が上昇してしまう可能性がある。しかし、この改質装置30によれば、燃焼筒11からの排ガスEは、筒体11aの先端部11bに設けられた筒体側連通孔11dと、内リング18に設けられたリング側連通孔18cとを通過することによって、排ガス流路12に供給されることができる。これによって、外リング16及び内リング18を配置した場合であっても、排ガス流路12を十分に確保することができると共に、圧力損失が上昇してしまうことを防止することができる。
Further, if the
また、内リング18が厚肉部18dを有しているため、該厚肉部18dによって、リング側連通孔18cが設けられる薄肉部18bを補強することができる。
Moreover, since the
また、内リング18が凸部19に着脱可能に搭載されているため、内リング18の取替えや、装置の周期的なメンテナンスが可能となる。また、内リング18の上端d側が筒体11a内に至るように高さ調整されているため、燃焼筒11の変形も確実に抑制することができる。
Further, since the
また、排ガス流路12に伝熱性の高いアルミナビーズ17が配置されているため、排ガス流路12を通過する排ガスEからの熱を改質器8に十分に伝えることができる。これによって、装置の大型化を図ることなく、水素製造用原料を効率よく改質することができる。
In addition, since the highly heat-
また、例えば、燃焼筒11内の燃焼状態や改質ガスの流量などが急に変動した場合などであっても、アルミナビーズ17に蓄えられた熱を改質器8へ供給することによって、改質器8内の急激な温度変化を防止することができ、これによって、水素製造用原料の安定した改質が可能となる。
Further, for example, even when the combustion state in the
また、伝熱媒体を粒状であるアルミナビーズ17とすることによって、伝熱媒体の表面積を広くすることができるため、排ガス流路12を通過する排ガスEから十分に熱を受け取ることができるようになり、改質器8へ効率よく熱を伝達することができる。また、適度の隙間を設けることができるため、排ガス流路12内の不要な圧力損失の上昇を抑止することができる。
Moreover, since the surface area of the heat transfer medium can be increased by using the
また、バーナ9に対する液だれなどを防止すべく、本実施形態のようにバーナ9から下方へ向けて排ガスEを発生させ、筒体11aの先端部11b側から排ガス流路12に排ガスEを供給する構成としたときに、筒体11aの外面側に配置された変形抑制用の外リング16を粒状のアルミナビーズ17を支持する支持部材として兼用することができ、部品点数の減少を図ることができる。このとき、筒体11aの先端部11bに筒体側連通孔11dを設けることによって、排ガスEを供給するための流路も十分確保することができる。
Further, in order to prevent dripping of the
また、伝熱媒体としてアルミナを用いているため、コストを低減できると共に、伝熱媒体としての伝熱性及び蓄熱性の両方をバランスよく確保できる。 Moreover, since alumina is used as the heat transfer medium, the cost can be reduced and both the heat transfer property and the heat storage property as the heat transfer medium can be secured in a well-balanced manner.
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the embodiment described above.
例えば、排ガス流路12に配置する伝熱媒体として粒状のアルミナビーズ17を用いているが、図6に示すように、排ガス流路12内で上下方向に延在する複数のフィン25を設けてもよい。このようなフィン25によっても、アルミナビーズ17と同様の作用・効果を奏する。
For example, although the
また、内リング18及び外リング16のうち、一方のみを取り付ける構成としてもよい。なお、外リング16を取り付けない場合は、アルミナビーズ17を支持する部材を別途設ける。
Further, only one of the
更に、スタックは、PEFCスタックに限らず、アルカリ電解質形、リン酸形、溶融炭酸塩形あるいは固体酸化物形などの他の形式のスタックであってもよい。 Furthermore, the stack is not limited to the PEFC stack, but may be another type of stack such as an alkaline electrolyte form, a phosphoric acid form, a molten carbonate form, or a solid oxide form.
8…改質器、9…バーナ(燃焼部)、11…燃焼筒、11a…筒体、11b…先端部、11c…先端開口、11d…筒体側連通孔、12…排ガス流路、16…外リング(第1の変形抑制リング)、18…内リング(第2の変形抑制リング)、18a…厚肉部、18b…薄肉部、18c…リング側連通孔、18d…上端(第2の変形抑制リングの他端)、21…隙間、30…改質装置、30a…底壁(壁部)。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記燃焼筒を囲むように配置され、水素製造用原料を水蒸気改質して水素を含有する改質ガスを生成する改質器と、
前記燃焼筒と前記改質器との間に形成された、前記燃焼筒からの排ガスが通過する排ガス流路と、を備え、
前記燃焼筒の前記筒体の先端部は自由端部とされ、
前記先端部の加熱による変形を抑制する変形抑制リングが、前記先端部に配置され、
前記変形抑制リングは、前記筒体の先端部における内周面側に配置される第2の変形抑制リングを有し、
前記第2の変形抑制リングは、前記筒体の内周面との間に隙間を置いて配置され、
前記燃焼筒の前記筒体の先端部には、内外を連通する筒体側連通孔が設けられており、
前記第2の変形抑制リングには、少なくとも前記筒体側連通孔に対応する高さ位置に内外を連通するリング側連通孔が設けられていることを特徴とする改質装置。 A combustion cylinder as a heat source having a combustion section and a cylinder for guiding the flame and exhaust gas from the combustion section;
A reformer disposed so as to surround the combustion cylinder and generating a reformed gas containing hydrogen by steam reforming a raw material for hydrogen production;
An exhaust gas passage formed between the combustion cylinder and the reformer, through which the exhaust gas from the combustion cylinder passes,
The tip of the cylinder of the combustion cylinder is a free end,
A deformation suppression ring that suppresses deformation due to heating of the tip is disposed at the tip .
The deformation suppression ring has a second deformation suppression ring disposed on the inner peripheral surface side at the tip of the cylindrical body,
The second deformation suppression ring is disposed with a gap between the inner peripheral surface of the cylindrical body,
A cylinder side communication hole that communicates the inside and the outside is provided at the tip of the cylinder of the combustion cylinder,
The reformer characterized in that the second deformation suppression ring is provided with a ring side communication hole that communicates the inside and the outside at least at a height position corresponding to the cylinder side communication hole .
前記第1の変形抑制リングは、前記筒体の外周面に一体化されていることを特徴とする請求項1記載の改質装置。 The deformation suppression ring has a first deformation suppression ring disposed on the outer peripheral surface side at the tip of the cylindrical body,
The reformer according to claim 1, wherein the first deformation suppression ring is integrated with an outer peripheral surface of the cylindrical body.
前記第2の変形抑制リングは、一端側を介して前記壁部に搭載したときに他端側が前記筒体内に至るように高さ調整されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の改質装置。 A wall portion that is provided so as to be opposed to the front end opening of the cylindrical body of the combustion cylinder and that detachably mounts the second deformation suppression ring;
The second deformation suppressing ring, any of claims 1 to 3, characterized in that it is adjusted height as the other end reaches the cylinder body when mounted on the wall through the one end A reformer according to claim 1.
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