JPH0298065A - 燃料電池用燃料改質装置 - Google Patents
燃料電池用燃料改質装置Info
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- JPH0298065A JPH0298065A JP63249851A JP24985188A JPH0298065A JP H0298065 A JPH0298065 A JP H0298065A JP 63249851 A JP63249851 A JP 63249851A JP 24985188 A JP24985188 A JP 24985188A JP H0298065 A JPH0298065 A JP H0298065A
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Classifications
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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
-
- 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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は煙流電池用燃料改質装置に係り、特に、設計・
製作の標準化による経済性の向上と、運搬・据付時の作
業性改善に好適な燃料電池用燃料改質装置に関する。
製作の標準化による経済性の向上と、運搬・据付時の作
業性改善に好適な燃料電池用燃料改質装置に関する。
従来の燃料電池用燃料改質装置は、特開昭６１−８０７
６７号公報に記載のように、改質装置本体内部に一対の
反応部と燃焼部をもち、反応部を本体内に縦長に設置し
、その先端部に燃焼部を設けている。しかし、燃料電池
発電システム用の改質装置を新規製作する場合、設置面
積の制約から改質装置を複数個設けることは国運である
ため、新規設計・製作が必要となり反応部の伝熱効率・
強度の点から設計に要する時間は多大なものであった。
６７号公報に記載のように、改質装置本体内部に一対の
反応部と燃焼部をもち、反応部を本体内に縦長に設置し
、その先端部に燃焼部を設けている。しかし、燃料電池
発電システム用の改質装置を新規製作する場合、設置面
積の制約から改質装置を複数個設けることは国運である
ため、新規設計・製作が必要となり反応部の伝熱効率・
強度の点から設計に要する時間は多大なものであった。
又、反応部の先端に燃焼部を設ける構造のため反応部を
局部的に過熱する恐れがあり、反応部の伝熱効率を上げ
るため反応部の肉厚を薄くした構成であることから反応
管の寿命安定性が十分では無かった。それに加え反応部
の温度分布の均一化を図る手段として１反応部を包み込
むように伝熱粒子が設けられており以下に述べる運転上
の難点があった。
局部的に過熱する恐れがあり、反応部の伝熱効率を上げ
るため反応部の肉厚を薄くした構成であることから反応
管の寿命安定性が十分では無かった。それに加え反応部
の温度分布の均一化を図る手段として１反応部を包み込
むように伝熱粒子が設けられており以下に述べる運転上
の難点があった。
以下、第３図を用いて説明する。
従来の改質装置３は、第３図に示すような構成であり、
改質袋Ｗ３の燃料１１の生成量を電池発電量に見合って
調節する際は、改質用原燃料１とスチーム２を発電量に
見合って調節し、その反応に必要な温度を維持するため
に燃焼部７の燃焼用空気１５、燃料１６も発電量に見合
って調節する必要があるのに対し、伝熱粒子２１や反応
部６等の熱容量が大きいことと反応温度が約９００℃程
度であるのに対し反応部６の許容温度は材料等の制約か
ら１２００℃が限度であることにより燃焼部７での温度
制御が難しく、負荷応答性が鈍かった。
改質袋Ｗ３の燃料１１の生成量を電池発電量に見合って
調節する際は、改質用原燃料１とスチーム２を発電量に
見合って調節し、その反応に必要な温度を維持するため
に燃焼部７の燃焼用空気１５、燃料１６も発電量に見合
って調節する必要があるのに対し、伝熱粒子２１や反応
部６等の熱容量が大きいことと反応温度が約９００℃程
度であるのに対し反応部６の許容温度は材料等の制約か
ら１２００℃が限度であることにより燃焼部７での温度
制御が難しく、負荷応答性が鈍かった。
このように従来の燃料電池用燃料改質装置は、経済性、
運搬・据付作業性、運転制御性、寿命安定性の点につい
て十分な考慮がされていなかった。
運搬・据付作業性、運転制御性、寿命安定性の点につい
て十分な考慮がされていなかった。
上記従来技術は燃料改質装置の経済性、運搬・据付作業
性、運転制御性、寿命安定性等の点について十分なる考
慮がされておらず、設計に多大な時間を要することと、
大容量化した場合、改質装置の運搬・据付作業性に問題
がある。又、改質装置の熱容量が大きいことから燃焼部
での温度制御が難しく反応部を局部的に過熱する恐れが
ある等、寿命安定性が図れない大きな問題点があった。
性、運転制御性、寿命安定性等の点について十分なる考
慮がされておらず、設計に多大な時間を要することと、
大容量化した場合、改質装置の運搬・据付作業性に問題
がある。又、改質装置の熱容量が大きいことから燃焼部
での温度制御が難しく反応部を局部的に過熱する恐れが
ある等、寿命安定性が図れない大きな問題点があった。
本発明の目的はこれら問題点を解決すべく、改質装置本
体をユニット構成とすることにより設計・製作の標準化
を図り、経済性に優れたものとし、且つ、改質装置本体
の組立てを現地対応可能とすることにより運搬・据付時
の作業性を改善することにある。又、本発明は従来型燃
料改質装置の反応部を本体内部に分散配置した構成でも
あることから、反応部の伝熱効率が向上し、各反応部に
燃焼部を組合せることにより、反応部の温度均一化が図
れ、反応部の局部過熱を防ぎ負荷応答性が良く、寿命安
定性の向上を図った燃料電池用燃料改質装置を提供する
ことにある。
体をユニット構成とすることにより設計・製作の標準化
を図り、経済性に優れたものとし、且つ、改質装置本体
の組立てを現地対応可能とすることにより運搬・据付時
の作業性を改善することにある。又、本発明は従来型燃
料改質装置の反応部を本体内部に分散配置した構成でも
あることから、反応部の伝熱効率が向上し、各反応部に
燃焼部を組合せることにより、反応部の温度均一化が図
れ、反応部の局部過熱を防ぎ負荷応答性が良く、寿命安
定性の向上を図った燃料電池用燃料改質装置を提供する
ことにある。
上記目的は、改質装置の反応部と燃焼部の組合せをユニ
ット化し、改質装置本体がこの複数個のユニットから構
成され、各ユニットが個別に運転できユニット内反応部
の温度均一化を図りながら電池発電量に見合って燃料生
成量をコントロールすることにより達成される。
ット化し、改質装置本体がこの複数個のユニットから構
成され、各ユニットが個別に運転できユニット内反応部
の温度均一化を図りながら電池発電量に見合って燃料生
成量をコントロールすることにより達成される。
本発明では燃料改質装置の反応部と燃焼部の組合せをユ
ニット化し、改質装置本体がこの複数個のユニットから
構成されることにより、大容量化の際ユニット数を増や
すことで対応でき設計・製作の標準化が図れるため、従
来型に比べ経済性に優れる。改質装置本体の組立てが現
地対応できるので運搬作業性、据付作業性が改善される
。又、各ユニットの反応部に対し燃焼部が組合せられる
ことにより反応部の温度均一化が図れ、反応部の伝熱効
率が向上し、伝熱粒子が削減できるため反応部の局部過
熱を防止し負荷応答性が良く寿命の安定性を図ることが
できる。
ニット化し、改質装置本体がこの複数個のユニットから
構成されることにより、大容量化の際ユニット数を増や
すことで対応でき設計・製作の標準化が図れるため、従
来型に比べ経済性に優れる。改質装置本体の組立てが現
地対応できるので運搬作業性、据付作業性が改善される
。又、各ユニットの反応部に対し燃焼部が組合せられる
ことにより反応部の温度均一化が図れ、反応部の伝熱効
率が向上し、伝熱粒子が削減できるため反応部の局部過
熱を防止し負荷応答性が良く寿命の安定性を図ることが
できる。
以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図により説明
する。
する。
改質用原燃料１と改質用スチーム２の供給を受けて燃料
電池用の燃料１１を生成する改質装置３において、第１
図に示すように、改質装置３は改質反応部６と燃焼部７
の組合せをユニット化したものを複数個積層しており、
第３図に示される従来型燃料改質装置３の反応部６と燃
焼部７を本体内部に分散配置した構成としている。各ユ
ニットは改質反応部６の入口に改質用原燃料制御弁４と
スチーム制御弁５が設けられ、燃焼部７には燃焼用空気
制御弁１３と燃料制御弁１４が個別に設けられている。
電池用の燃料１１を生成する改質装置３において、第１
図に示すように、改質装置３は改質反応部６と燃焼部７
の組合せをユニット化したものを複数個積層しており、
第３図に示される従来型燃料改質装置３の反応部６と燃
焼部７を本体内部に分散配置した構成としている。各ユ
ニットは改質反応部６の入口に改質用原燃料制御弁４と
スチーム制御弁５が設けられ、燃焼部７には燃焼用空気
制御弁１３と燃料制御弁１４が個別に設けられている。
又、各改質反応部６の電池用燃料１１出口側にはフィル
タ１０が設けられており改質触媒６ａの流出を防止して
いる。
タ１０が設けられており改質触媒６ａの流出を防止して
いる。
各ユニットの概略構造を第２図に示す、その内、反応部
６は暖熱膨張による亀裂等を避けるため、フレキシビリ
ティ−をもった構成としており、その廻りに伝熱粒子２
１をもっている。一方、燃焼部７は燃焼バーナ１９の上
部に燃焼触媒２２を設は反応部６の温度均一化を図るこ
とと、バーナ１９の火炎が直接反応部６を加熱しない構
成としている。又、燃焼バーナ１９の下部は下部ユニツ
トの燃焼熱が直接バーナ１９に伝わらないように断熱材
２０を設けるとともに、下部バーナ１９の燃焼排ガスに
より上部バーナ１９が失火しないような構成としており
、各バーナ部には燃焼に必要な空気１５を除いた予剰空
気２３により、常に、冷却される構造としている。更に
、これらのユニットは複数個のボルト、ナツトにより締
めつけるフランジタイプとしており、改質装置３の組立
ては現地対応できる構成としている。
６は暖熱膨張による亀裂等を避けるため、フレキシビリ
ティ−をもった構成としており、その廻りに伝熱粒子２
１をもっている。一方、燃焼部７は燃焼バーナ１９の上
部に燃焼触媒２２を設は反応部６の温度均一化を図るこ
とと、バーナ１９の火炎が直接反応部６を加熱しない構
成としている。又、燃焼バーナ１９の下部は下部ユニツ
トの燃焼熱が直接バーナ１９に伝わらないように断熱材
２０を設けるとともに、下部バーナ１９の燃焼排ガスに
より上部バーナ１９が失火しないような構成としており
、各バーナ部には燃焼に必要な空気１５を除いた予剰空
気２３により、常に、冷却される構造としている。更に
、これらのユニットは複数個のボルト、ナツトにより締
めつけるフランジタイプとしており、改質装置３の組立
ては現地対応できる構成としている。
本発明によれば、改質装置３の大容量化についても、ユ
ニット数を増加することにより可能であるため、設計・
製作の標準化が図れ、従来型と比べ経済性の向上が図れ
る。又、改質装置本体３をユニット構成とすることから
改質装置３の現地組立てが可能となり、運搬・据付時の
作業性が改善される。
ニット数を増加することにより可能であるため、設計・
製作の標準化が図れ、従来型と比べ経済性の向上が図れ
る。又、改質装置本体３をユニット構成とすることから
改質装置３の現地組立てが可能となり、運搬・据付時の
作業性が改善される。
更に、反応部６の伝熱効率の向上、温度の均−化等から
反応部６の局部過熱を防ぎ燃焼部７での温度制御性が向
上し、負荷応答性が良く、寿命の安定性を図れる等の効
果がある。
反応部６の局部過熱を防ぎ燃焼部７での温度制御性が向
上し、負荷応答性が良く、寿命の安定性を図れる等の効
果がある。
その他、改質装置３内の各ユニットを燃料電池の発電量
に見合って運転することにより低負荷運転時における改
質装置３の熱効率向上を図れ、燃料電池発電システムの
発電端効率が向上する。
に見合って運転することにより低負荷運転時における改
質装置３の熱効率向上を図れ、燃料電池発電システムの
発電端効率が向上する。
本発明によれば、改質装置の設計・製作の標準化が可能
であり経済性に優れた改質装置を提供することができ、
改質装置の運搬・据付時の作業性が改善できる。又、改
質装置内の反応部局部過熱を防止でき燃焼部での温度制
御性の向上、負荷応答性の向上の他、改質装置の寿命安
定性の向上が図れる。
であり経済性に優れた改質装置を提供することができ、
改質装置の運搬・据付時の作業性が改善できる。又、改
質装置内の反応部局部過熱を防止でき燃焼部での温度制
御性の向上、負荷応答性の向上の他、改質装置の寿命安
定性の向上が図れる。
第１図は本発明の一実施例の燃料電池用燃料改質装置の
系統図、第２図は第１図におけるユニットの構造の断面
図、第３図は従来型の燃料電池用燃料改質装置の断面図
である。 １・・・改質用原燃料、２・・・改質用スチーム、３・
・・燃料改質装置、４・・・改質用原燃料制御弁、５・
・・改質用スチーム制御弁、６・・・改質反応部、７・
・・改質装置燃焼部、８・・・改質装置燃焼部取付はサ
ポート。 ９・・・断熱壁、１ｏ・・・改質反応触媒流出防止フィ
ルター
系統図、第２図は第１図におけるユニットの構造の断面
図、第３図は従来型の燃料電池用燃料改質装置の断面図
である。 １・・・改質用原燃料、２・・・改質用スチーム、３・
・・燃料改質装置、４・・・改質用原燃料制御弁、５・
・・改質用スチーム制御弁、６・・・改質反応部、７・
・・改質装置燃焼部、８・・・改質装置燃焼部取付はサ
ポート。 ９・・・断熱壁、１ｏ・・・改質反応触媒流出防止フィ
ルター
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、改質用原燃料とスチームの供給を受けて燃料電池用
の燃料を生成する改質反応部と、前記改質反応部での反
応に必要な熱源である燃焼部から成る燃料電池用燃料改
質装置において、 前記改質反応部と前記燃焼部の組合せをユニット化し、
改質装置本体が複数個のユニットから構成されることを
特徴とする燃料電池用燃料改質装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、 前記燃料電池の発電量に見合つて各反応部と燃焼部のユ
ニットを運転することを特徴とする燃料電池用燃料改質
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63249851A JPH0298065A (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | 燃料電池用燃料改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63249851A JPH0298065A (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | 燃料電池用燃料改質装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0298065A true JPH0298065A (ja) | 1990-04-10 |
Family
ID=17199131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63249851A Pending JPH0298065A (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | 燃料電池用燃料改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0298065A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001520576A (ja) * | 1997-04-15 | 2001-10-30 | インターナショナル フュエル セルズ コーポレイション | ガスを生成するための装置及び方法 |
| EP1231663A1 (en) * | 2001-02-12 | 2002-08-14 | Delphi Technologies, Inc. | Method and apparatus for gas purification in energy conversion systems |
-
1988
- 1988-10-05 JP JP63249851A patent/JPH0298065A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001520576A (ja) * | 1997-04-15 | 2001-10-30 | インターナショナル フュエル セルズ コーポレイション | ガスを生成するための装置及び方法 |
| EP1231663A1 (en) * | 2001-02-12 | 2002-08-14 | Delphi Technologies, Inc. | Method and apparatus for gas purification in energy conversion systems |
| US7037615B2 (en) | 2001-02-12 | 2006-05-02 | Delphi Technologies, Inc. | Trapping method and system for energy conversion devices |
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