JPH02120204A - 燃料電池用改質装置 - Google Patents
燃料電池用改質装置Info
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- JPH02120204A JPH02120204A JP63270765A JP27076588A JPH02120204A JP H02120204 A JPH02120204 A JP H02120204A JP 63270765 A JP63270765 A JP 63270765A JP 27076588 A JP27076588 A JP 27076588A JP H02120204 A JPH02120204 A JP H02120204A
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- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 4
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 12
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- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 5
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
- H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
- H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01B—BOILING; BOILING APPARATUS ; EVAPORATION; EVAPORATION APPARATUS
- B01B1/00—Boiling; Boiling apparatus for physical or chemical purposes ; Evaporation in general
- B01B1/005—Evaporation for physical or chemical purposes; Evaporation apparatus therefor, e.g. evaporation of liquids for gas phase reactions
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、連続状のパイプから螺旋状に形成した蒸発器
を有する燃料電池用改質装置に関する。
を有する燃料電池用改質装置に関する。
燃料電池の改質装置は、液体原料（例えばメタノールと
水との混合液）を蒸発器で気化させて原料ガスにし、こ
れを加熱された触媒層で反応させることにより水素ガス
主体の改質ガスに変化させる構成からなるものである。
水との混合液）を蒸発器で気化させて原料ガスにし、こ
れを加熱された触媒層で反応させることにより水素ガス
主体の改質ガスに変化させる構成からなるものである。
上記改質装置の蒸発器は、コンパクトであると共に、熱
交換面積の大きなものが望まれ、このような機能をもつ
ものの代表例として、特開昭６２−１０８７０４号公報
に開示されるような連続状のパイプを螺旋状に巻回した
ものがある。この蒸発器は、バーナ等の加熱器によって
１０００℃以上の高温で加熱されるのであるが、触媒層
に必要な温度は、それよりも低い３００℃前後のもので
あるので、上記蒸発器用の加熱器の高温度が触媒層に直
接及ぶことは改質反応に悪影響を与えることになる。こ
のため、特開昭６２−１０８７０４号公報にも見られる
ように、一般に触媒層と加熱バーナとの間には中仕切壁
が設けられ、バーナの高温が触媒層に直接及ばないよう
にしているのが普通である。
交換面積の大きなものが望まれ、このような機能をもつ
ものの代表例として、特開昭６２−１０８７０４号公報
に開示されるような連続状のパイプを螺旋状に巻回した
ものがある。この蒸発器は、バーナ等の加熱器によって
１０００℃以上の高温で加熱されるのであるが、触媒層
に必要な温度は、それよりも低い３００℃前後のもので
あるので、上記蒸発器用の加熱器の高温度が触媒層に直
接及ぶことは改質反応に悪影響を与えることになる。こ
のため、特開昭６２−１０８７０４号公報にも見られる
ように、一般に触媒層と加熱バーナとの間には中仕切壁
が設けられ、バーナの高温が触媒層に直接及ばないよう
にしているのが普通である。
しかし、上述のように特別な部品としての中仕切壁を設
けることは、装置の複雑化を招くばかりでなく重量増加
を招くようになり、また製作コストを上昇させるため、
燃料電池の実用化のために大きな問題点になっていた。
けることは、装置の複雑化を招くばかりでなく重量増加
を招くようになり、また製作コストを上昇させるため、
燃料電池の実用化のために大きな問題点になっていた。
本発明の目的は、上述した特別な中仕切壁を設けること
なく、蒸発器自体に触媒層に対する隔壁効果をもたせる
と共に、熱バランス調整機能をもたせることを可能にす
る燃料電池用改質装置を提供することにある。
なく、蒸発器自体に触媒層に対する隔壁効果をもたせる
と共に、熱バランス調整機能をもたせることを可能にす
る燃料電池用改質装置を提供することにある。
上記目的を達成する本発明の燃料電池用改質装置は、加
熱器によって蒸発器を加熱し、該蒸発器で気化した燃料
ガスを触媒層に供給するようにした改質装置において、
前記蒸発器を連続状のパイプから構成し、この連続状の
パイプを螺旋状に巻回すると共に面状に並べ、この面状
に並んだパイプを前記加熱器と触媒層の間を仕切るよう
に介在させたことを特徴とするものである。
熱器によって蒸発器を加熱し、該蒸発器で気化した燃料
ガスを触媒層に供給するようにした改質装置において、
前記蒸発器を連続状のパイプから構成し、この連続状の
パイプを螺旋状に巻回すると共に面状に並べ、この面状
に並んだパイプを前記加熱器と触媒層の間を仕切るよう
に介在させたことを特徴とするものである。
以下、本発明を図に示す実施例によって説明する。
第１図および第２図に示す実施例において、■は液体燃
料を気化するための蒸発器、２は蒸発器ｌの下方に設置
されたバーナからなる加熱器である。３ａ、３ｂは同心
状に配置された筒状の反応槽で、それぞれ内部に触媒が
充填されて触媒層４ａ、４ｂを形成している。このよう
に配置された反応槽３ａの内側、両反応槽３ａ。
料を気化するための蒸発器、２は蒸発器ｌの下方に設置
されたバーナからなる加熱器である。３ａ、３ｂは同心
状に配置された筒状の反応槽で、それぞれ内部に触媒が
充填されて触媒層４ａ、４ｂを形成している。このよう
に配置された反応槽３ａの内側、両反応槽３ａ。
３ｂの間、反応槽３ｂの外側には、それぞれ加熱ガスが
通る加熱層５ａ、５ｂ、５ｃが形成されている。
通る加熱層５ａ、５ｂ、５ｃが形成されている。
蒸発器ｌは連続状のパイプが螺旋状に巻かれて構成され
ており、液体燃料を気化するための蒸発部１ａと、その
気化された燃料ガスをさらにスーパヒートさせる過熱部
１ｂとを有している。このうち蒸発部１ａはパイプが円
板状の螺旋となって加熱器２のバーナに直接対面し、ま
た過熱部１ｂはパイプが円筒状の螺旋となって加熱層５
ａの中に挿入されている。このようにパイプが円板状或
いは円筒状になって面状に並び、その面状に並んだ部分
によって加熱器２と反応槽３ａ、３ｂ（触媒層４ａ、４
ｂ）との間を隔壁状に仕切っている。このような蒸発器
１に対し供給管６から反応用の液体燃料（例えばメタノ
ールと水との混合液）が供給されると、加熱器２によっ
て外側から加熱されることによって、まず蒸発部１ａで
気化され、次いで過熱部１ｂでスーパヒートされるよう
になっている。
ており、液体燃料を気化するための蒸発部１ａと、その
気化された燃料ガスをさらにスーパヒートさせる過熱部
１ｂとを有している。このうち蒸発部１ａはパイプが円
板状の螺旋となって加熱器２のバーナに直接対面し、ま
た過熱部１ｂはパイプが円筒状の螺旋となって加熱層５
ａの中に挿入されている。このようにパイプが円板状或
いは円筒状になって面状に並び、その面状に並んだ部分
によって加熱器２と反応槽３ａ、３ｂ（触媒層４ａ、４
ｂ）との間を隔壁状に仕切っている。このような蒸発器
１に対し供給管６から反応用の液体燃料（例えばメタノ
ールと水との混合液）が供給されると、加熱器２によっ
て外側から加熱されることによって、まず蒸発部１ａで
気化され、次いで過熱部１ｂでスーパヒートされるよう
になっている。
加熱器２は図示しない燃料供給源から供給された燃焼用
燃料を、空気ロアからハツチング矢印のように空気を取
り入れて燃焼させるようにしている。この燃焼によって
発生した加熱ガスは、蒸発器ｌを加熱したのち、面状に
並ぶパイプの隙間を抜は出て、黒塗り矢印のように加熱
層５ａ、５ｂ、５ｃをそれぞれ上昇し、触媒層４ａ、４
ｂを流下する反応ガスと向流しながら熱交換を行って、
上部の排気管１２から排出される。
燃料を、空気ロアからハツチング矢印のように空気を取
り入れて燃焼させるようにしている。この燃焼によって
発生した加熱ガスは、蒸発器ｌを加熱したのち、面状に
並ぶパイプの隙間を抜は出て、黒塗り矢印のように加熱
層５ａ、５ｂ、５ｃをそれぞれ上昇し、触媒層４ａ、４
ｂを流下する反応ガスと向流しながら熱交換を行って、
上部の排気管１２から排出される。
上記反応槽３ａ、３ｂの上部側は集合室８により互いに
連結され、その集合室８に蒸発器の過熱部１ｂから延び
るパイプが連結している。
連結され、その集合室８に蒸発器の過熱部１ｂから延び
るパイプが連結している。
また、反応槽３ａ、３ｂの下部側は集合室９で互いに連
結され、その集合室９に導出管１０が設けられ、さらに
図示しない燃料電池本体に接続している。このような反
応槽３ａ、３ｂ内の触媒層４ａ、４ｂに、蒸発器１で気
化した燃料ガスが白抜き矢印のように集合室８を経て供
給され、そこで反応を行うことによって水素ガス主体の
改質ガスになり、下部の集合室９を経て導出管ｌＯから
燃料電池本体へ供給される。
結され、その集合室９に導出管１０が設けられ、さらに
図示しない燃料電池本体に接続している。このような反
応槽３ａ、３ｂ内の触媒層４ａ、４ｂに、蒸発器１で気
化した燃料ガスが白抜き矢印のように集合室８を経て供
給され、そこで反応を行うことによって水素ガス主体の
改質ガスになり、下部の集合室９を経て導出管ｌＯから
燃料電池本体へ供給される。
上述した改質装置によると、蒸発器ｌが螺旋状に巻かれ
たパイプから構成されているので、コンパクトでありな
がら大きな熱交換面積を確保することができ、負荷応答
性を良好にすることができる。また、パイプ間に多数の
隙間を有する形態であるため、加熱ガスを低圧損下に反
応槽３ａ、３ｂ側へ導入することができる。
たパイプから構成されているので、コンパクトでありな
がら大きな熱交換面積を確保することができ、負荷応答
性を良好にすることができる。また、パイプ間に多数の
隙間を有する形態であるため、加熱ガスを低圧損下に反
応槽３ａ、３ｂ側へ導入することができる。
さらに、上記改質装置では、蒸発器１を構成するパイプ
が面状に並んで加熱器２と触媒層４ａ、４ｂとの間を仕
切るようにしているから、この面状に並ぶパイプが隔壁
効果を発揮し、１０００℃以上にもなる加熱器２の加熱
ガスが触媒層４ａ、４ｂに対して直接及ぶことがないよ
うにしている。したがって、従来装置のように別途特別
の部品としての中仕切壁を設ける必要をなくすことがで
きる。
が面状に並んで加熱器２と触媒層４ａ、４ｂとの間を仕
切るようにしているから、この面状に並ぶパイプが隔壁
効果を発揮し、１０００℃以上にもなる加熱器２の加熱
ガスが触媒層４ａ、４ｂに対して直接及ぶことがないよ
うにしている。したがって、従来装置のように別途特別
の部品としての中仕切壁を設ける必要をなくすことがで
きる。
しかも、上記隔壁効果は、面状に並ぶパイプの間隔（ピ
ッチ）や巻き径などを適宜設定することにより、蒸発器
１に与える熱量と触媒層４ａ、４ｂに与える熱量の割合
を任意に変えることができるため、優れた熱バランス調
整機能をも発揮することができる。
ッチ）や巻き径などを適宜設定することにより、蒸発器
１に与える熱量と触媒層４ａ、４ｂに与える熱量の割合
を任意に変えることができるため、優れた熱バランス調
整機能をも発揮することができる。
上述し゛たように本発明の燃料電池用改質装置は、蒸発
器を連続状のパイプから構成し、この連続状のパイプを
螺旋状に巻回すると共に面状に並べ、この面状に並んだ
パイプを加熱器と触媒層の間を仕切るように介在させた
ので、特別の中仕切壁を設けることなく、蒸発器自体に
よって触媒層に対する隔壁効果をもたせることができる
。しかも、面状に並ぶパイプの間隔（ピッチ）や巻き径
などを任意に設定することができるので、加熱器から蒸
発器に与える熱量と触媒層に与える熱量との熱バランス
調整を可能にする。
器を連続状のパイプから構成し、この連続状のパイプを
螺旋状に巻回すると共に面状に並べ、この面状に並んだ
パイプを加熱器と触媒層の間を仕切るように介在させた
ので、特別の中仕切壁を設けることなく、蒸発器自体に
よって触媒層に対する隔壁効果をもたせることができる
。しかも、面状に並ぶパイプの間隔（ピッチ）や巻き径
などを任意に設定することができるので、加熱器から蒸
発器に与える熱量と触媒層に与える熱量との熱バランス
調整を可能にする。
第１図は本発明の実施例からなる燃料電池用改質装置を
示す縦断面図、第２図は第１図の■−■矢視図である。 １・・・蒸発器、１ａ・・・蒸発部、１ｂ・・・過熱部
、２・・・加熱器、３ａ、３ｂ・−反応槽、４ａ、４ｂ
・・・触媒層。 代理人 弁理士 小 川 信 −
示す縦断面図、第２図は第１図の■−■矢視図である。 １・・・蒸発器、１ａ・・・蒸発部、１ｂ・・・過熱部
、２・・・加熱器、３ａ、３ｂ・−反応槽、４ａ、４ｂ
・・・触媒層。 代理人 弁理士 小 川 信 −
Claims (1)
- 加熱器によって蒸発器を加熱し、該蒸発器で気化した燃
料ガスを触媒層に供給するようにした改質装置において
、前記蒸発器を連続状のパイプから構成し、この連続状
のパイプを螺旋状に巻回すると共に面状に並べ、この面
状に並んだパイプを前記加熱器と触媒層の間を仕切るよ
うに介在させた燃料電池用改質装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63270765A JP2733845B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 燃料電池用改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63270765A JP2733845B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 燃料電池用改質装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02120204A true JPH02120204A (ja) | 1990-05-08 |
| JP2733845B2 JP2733845B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=17490683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63270765A Expired - Fee Related JP2733845B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 燃料電池用改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2733845B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994011076A1 (en) * | 1992-11-17 | 1994-05-26 | Her Majesty The Queen As Represented By The Minister Of National Defence Of Her Majesty's Canadian Government | Load-following vaporizer apparatus and method |
| DE10220099A1 (de) * | 2002-05-04 | 2003-11-13 | Ballard Power Systems | Verdampfer, insbesondere für ein Gaserzeugungssystem zur Brennstoffzellenversorgung |
| US7005114B2 (en) | 2000-11-17 | 2006-02-28 | Nucellsys Gmbh | Gas generation system for a reformer and method for providing a gas flow to a reformer |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61285675A (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-16 | アメリカ合衆国 | 水蒸気改質装置と統合した燃料電池 |
| JPS6321204A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-01-28 | Yamaha Motor Co Ltd | 燃料電池用改質装置 |
| JPS6340701A (ja) * | 1986-08-01 | 1988-02-22 | Yamaha Motor Co Ltd | 燃料電池用改質装置 |
-
1988
- 1988-10-28 JP JP63270765A patent/JP2733845B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61285675A (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-16 | アメリカ合衆国 | 水蒸気改質装置と統合した燃料電池 |
| JPS6321204A (ja) * | 1986-07-15 | 1988-01-28 | Yamaha Motor Co Ltd | 燃料電池用改質装置 |
| JPS6340701A (ja) * | 1986-08-01 | 1988-02-22 | Yamaha Motor Co Ltd | 燃料電池用改質装置 |
Cited By (3)
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| US7005114B2 (en) | 2000-11-17 | 2006-02-28 | Nucellsys Gmbh | Gas generation system for a reformer and method for providing a gas flow to a reformer |
| DE10220099A1 (de) * | 2002-05-04 | 2003-11-13 | Ballard Power Systems | Verdampfer, insbesondere für ein Gaserzeugungssystem zur Brennstoffzellenversorgung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2733845B2 (ja) | 1998-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |