JPH05105404A - プレート型リフオーマ - Google Patents
プレート型リフオーマInfo
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- JPH05105404A JPH05105404A JP3299597A JP29959791A JPH05105404A JP H05105404 A JPH05105404 A JP H05105404A JP 3299597 A JP3299597 A JP 3299597A JP 29959791 A JP29959791 A JP 29959791A JP H05105404 A JPH05105404 A JP H05105404A
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- Japan
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- chamber
- reforming
- combustion
- heat exchange
- gas
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/0285—Heating or cooling the reactor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0062—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
- F28F2250/10—Particular pattern of flow of the heat exchange media
- F28F2250/102—Particular pattern of flow of the heat exchange media with change of flow direction
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 プレート型としてコンパクト化を図ると共
に、改質室から排出された高温の改質ガスを空気で冷却
して燃料電池のアノードへ供給できるようにし、外部に
設ける空気の予熱器を省略する。 【構成】 改質触媒４７を充填した改質室４０を挟んで
両側に、燃焼触媒５３を充填した燃焼室４８を積層す
る。両側の燃焼室４８の外側には、燃料分散室５６を燃
料分散板５４を介して各々積層させてユニットＩとす
る。ユニットＩを、空気を流す熱交換室６２と改質ガス
を流す熱交換室６３からなるプレート型熱交換器６１を
介して積層させる。改質室４０から排出された改質ガス
ＲＧは熱交換室６３を通し、燃焼室４８に供給される空
気Ａは熱交換室６２を通すようにする。
に、改質室から排出された高温の改質ガスを空気で冷却
して燃料電池のアノードへ供給できるようにし、外部に
設ける空気の予熱器を省略する。 【構成】 改質触媒４７を充填した改質室４０を挟んで
両側に、燃焼触媒５３を充填した燃焼室４８を積層す
る。両側の燃焼室４８の外側には、燃料分散室５６を燃
料分散板５４を介して各々積層させてユニットＩとす
る。ユニットＩを、空気を流す熱交換室６２と改質ガス
を流す熱交換室６３からなるプレート型熱交換器６１を
介して積層させる。改質室４０から排出された改質ガス
ＲＧは熱交換室６３を通し、燃焼室４８に供給される空
気Ａは熱交換室６２を通すようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料電池発電システムに
おいて燃料電池のアノードへ供給する燃料ガスを改質原
料ガスから改質するリフォーマのうち、特に、プレート
型のリフォーマに関するものである。
おいて燃料電池のアノードへ供給する燃料ガスを改質原
料ガスから改質するリフォーマのうち、特に、プレート
型のリフォーマに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】都市ガス等の炭化水素を含むガスは、燃
料電池に燃料ガスとして供給する前に、水蒸気とともに
リフォーマ（改質器）へ供給し、ここで、たとえば、メ
タンの場合は、 ＣＨ4 ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ2 ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋Ｈ2 の如き反応を行わせ、改質されたガスを燃料電池のアノ
ードへ供給するようにしている。
料電池に燃料ガスとして供給する前に、水蒸気とともに
リフォーマ（改質器）へ供給し、ここで、たとえば、メ
タンの場合は、 ＣＨ4 ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ2 ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋Ｈ2 の如き反応を行わせ、改質されたガスを燃料電池のアノ
ードへ供給するようにしている。
【０００３】一例として、都市ガスを改質原料ガスとし
て用いる場合の都市ガス改質溶融炭酸塩型燃料電池発電
システムについて説明すると、図８に概要を示す如く、
電解質として溶融炭酸塩を多孔質物質にしみ込ませてな
る電解質板をカソード（酸素極）１とアノード（燃料
極）２で両面から挟み、カソード１側に酸化ガスを供給
すると共にアノード２側に燃料ガスを供給するようにし
たものを１セルとし、各セルをセパレータを介して多層
に積層してスタックとした燃料電池ＦＣを設置し、該燃
料電池ＦＣのカソード１には、酸化ガスとして空気Ａを
空気供給ライン３上のブロワ４で昇圧した後、空気予熱
器５で予熱してカソード１に供給すると共に、空気の一
部を分岐ライン６よりリフォーマ７の燃焼室へ供給する
ようにし、上記カソード１から排出された高温のカソー
ド出口ガスは、カソード出口ガスライン８より上記空気
予熱器５に導かれた後、過熱器９、蒸発器１０を通して
排出されるようにしてある。一方、燃料電池ＦＣのアノ
ード２に供給される燃料ガスは、都市ガスＴＧをブロワ
１１で昇圧した後、天然ガス予熱器１２、脱硫器１３、
天然ガス予熱器１４を経てリフォーマ７の改質室に導入
して改質することにより生成し、該改質室で改質された
燃料ガスを燃料ガス供給ライン１５を経てアノード２に
供給するようにすると共に、一部は都市ガスＴＧを昇圧
するブロワ１１の上流側に戻すようにし、該アノード２
から排出されるアノード出口ガスは、アノード出口ガス
ライン１６により天然ガス予熱器１４、１２を通り、こ
こで都市ガスＴＧを加熱した後にリフォーマ７の燃焼室
内へ導入させるようにし、リフォーマ７での吸熱反応の
熱源として供した燃焼排ガスは、排ガスライン１７を通
り空気供給ライン３を流れる空気Ａとともにカソード１
に供給されるようにしてある。１８はスチームリフォー
ミング用の水蒸気ラインで、水Ｈ2Ｏを蒸発器１０で蒸
気にしてリフォーマ７の上流側で都市ガスＴＧに混ぜる
ようにしてある。
て用いる場合の都市ガス改質溶融炭酸塩型燃料電池発電
システムについて説明すると、図８に概要を示す如く、
電解質として溶融炭酸塩を多孔質物質にしみ込ませてな
る電解質板をカソード（酸素極）１とアノード（燃料
極）２で両面から挟み、カソード１側に酸化ガスを供給
すると共にアノード２側に燃料ガスを供給するようにし
たものを１セルとし、各セルをセパレータを介して多層
に積層してスタックとした燃料電池ＦＣを設置し、該燃
料電池ＦＣのカソード１には、酸化ガスとして空気Ａを
空気供給ライン３上のブロワ４で昇圧した後、空気予熱
器５で予熱してカソード１に供給すると共に、空気の一
部を分岐ライン６よりリフォーマ７の燃焼室へ供給する
ようにし、上記カソード１から排出された高温のカソー
ド出口ガスは、カソード出口ガスライン８より上記空気
予熱器５に導かれた後、過熱器９、蒸発器１０を通して
排出されるようにしてある。一方、燃料電池ＦＣのアノ
ード２に供給される燃料ガスは、都市ガスＴＧをブロワ
１１で昇圧した後、天然ガス予熱器１２、脱硫器１３、
天然ガス予熱器１４を経てリフォーマ７の改質室に導入
して改質することにより生成し、該改質室で改質された
燃料ガスを燃料ガス供給ライン１５を経てアノード２に
供給するようにすると共に、一部は都市ガスＴＧを昇圧
するブロワ１１の上流側に戻すようにし、該アノード２
から排出されるアノード出口ガスは、アノード出口ガス
ライン１６により天然ガス予熱器１４、１２を通り、こ
こで都市ガスＴＧを加熱した後にリフォーマ７の燃焼室
内へ導入させるようにし、リフォーマ７での吸熱反応の
熱源として供した燃焼排ガスは、排ガスライン１７を通
り空気供給ライン３を流れる空気Ａとともにカソード１
に供給されるようにしてある。１８はスチームリフォー
ミング用の水蒸気ラインで、水Ｈ2Ｏを蒸発器１０で蒸
気にしてリフォーマ７の上流側で都市ガスＴＧに混ぜる
ようにしてある。
【０００４】上記都市ガスＴＧの如き改質原料ガスを燃
料ガスに改質するリフォーマ７としては、近年、コンパ
クトで且つ燃焼室全域での均一な燃焼を可能として効果
的に改質が行えるものとして、プレート型のものが提案
されている。
料ガスに改質するリフォーマ７としては、近年、コンパ
クトで且つ燃焼室全域での均一な燃焼を可能として効果
的に改質が行えるものとして、プレート型のものが提案
されている。
【０００５】図９は従来のプレート型リフォーマの一例
を示す断面図で、改質用触媒２１を充填した改質室２０
と、燃焼用触媒２３を充填した燃焼室２２とを、伝熱隔
壁板２４を介し積層して一体化し、該一体化した改質室
２０と燃焼室２２のユニット２５を２組用意して、互の
燃焼室２２が相対向するように配置し、且つ上記両燃焼
室２２同士の間に、空気供給室２６と該空気供給室２６
を挾持するようにその表裏両面に配置する空気分散板２
７ａ，２７ｂとからなる空気供給分散ユニット２７を挟
み込み、空気Ａが空気分散板２７ａ及び２７ｂの各分散
孔２８を通して両燃焼室２２に対称的に流入して両燃焼
室２２内の燃料Ｆ中に分散させられるようにし、全体を
上下のホルダー２９，３０を介し適度の締付力で締め付
け、全体を一体化させた構成としてある。３１は燃料供
給流路、３２は燃焼ガス排出流路、３３は改質原料ガス
供給流路、３４は改質ガス排出流路である（実開平１−
５２５４１号）。
を示す断面図で、改質用触媒２１を充填した改質室２０
と、燃焼用触媒２３を充填した燃焼室２２とを、伝熱隔
壁板２４を介し積層して一体化し、該一体化した改質室
２０と燃焼室２２のユニット２５を２組用意して、互の
燃焼室２２が相対向するように配置し、且つ上記両燃焼
室２２同士の間に、空気供給室２６と該空気供給室２６
を挾持するようにその表裏両面に配置する空気分散板２
７ａ，２７ｂとからなる空気供給分散ユニット２７を挟
み込み、空気Ａが空気分散板２７ａ及び２７ｂの各分散
孔２８を通して両燃焼室２２に対称的に流入して両燃焼
室２２内の燃料Ｆ中に分散させられるようにし、全体を
上下のホルダー２９，３０を介し適度の締付力で締め付
け、全体を一体化させた構成としてある。３１は燃料供
給流路、３２は燃焼ガス排出流路、３３は改質原料ガス
供給流路、３４は改質ガス排出流路である（実開平１−
５２５４１号）。
【０００６】下部ホルダー３０に設けた燃料供給流路３
１から燃料Ｆを供給すると共に、図示しない空気供給流
路より空気Ａを供給し、又、上部ホルダー２９の改質原
料ガス供給流路２３から改質原料ガス（都市ガス等）を
供給すると、改質原料ガスは各ユニット２５の改質室２
０に各々入り、一方、空気Ａは空気供給室２６に入った
後、両側の各空気分散板２７ａ，２７ｂの多数の分散孔
２８を通って矢印の如くユニット２５の各燃焼室２２内
に別々に且つ同時に分散されて供給され、燃焼室２２に
入った燃料Ｆを燃焼させる。燃焼室２２での燃焼により
生じた熱は、各々伝熱隔壁板２４を介して各々の改質室
２０内に伝熱されるので、上下の改質室２０内に供給さ
れた改質原料ガスは、各燃焼室２２からの熱により加熱
され、改質室２０内の改質用触媒２１によって改質反応
が行われることになる。
１から燃料Ｆを供給すると共に、図示しない空気供給流
路より空気Ａを供給し、又、上部ホルダー２９の改質原
料ガス供給流路２３から改質原料ガス（都市ガス等）を
供給すると、改質原料ガスは各ユニット２５の改質室２
０に各々入り、一方、空気Ａは空気供給室２６に入った
後、両側の各空気分散板２７ａ，２７ｂの多数の分散孔
２８を通って矢印の如くユニット２５の各燃焼室２２内
に別々に且つ同時に分散されて供給され、燃焼室２２に
入った燃料Ｆを燃焼させる。燃焼室２２での燃焼により
生じた熱は、各々伝熱隔壁板２４を介して各々の改質室
２０内に伝熱されるので、上下の改質室２０内に供給さ
れた改質原料ガスは、各燃焼室２２からの熱により加熱
され、改質室２０内の改質用触媒２１によって改質反応
が行われることになる。
【０００７】上記プレート型リフォーマでは、改質室２
０での改質反応を促進させるため、改質室２０の出口で
７００℃位になるように燃焼室２２では出口の温度が最
も高くなるよう分散燃焼方式が採用されており、改質室
２０から出る改質ガスの温度は７００℃位である。改質
室２０で改質された燃料ガスは燃料電池ＦＣのアノード
２入口に供給されるが、アノード２の入口温度として７
００℃は高すぎるので、改質された燃料ガスをアノード
２の入口温度にまで下げるための熱交換器が必要とな
る。
０での改質反応を促進させるため、改質室２０の出口で
７００℃位になるように燃焼室２２では出口の温度が最
も高くなるよう分散燃焼方式が採用されており、改質室
２０から出る改質ガスの温度は７００℃位である。改質
室２０で改質された燃料ガスは燃料電池ＦＣのアノード
２入口に供給されるが、アノード２の入口温度として７
００℃は高すぎるので、改質された燃料ガスをアノード
２の入口温度にまで下げるための熱交換器が必要とな
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、燃料電池の
アノードに供給する燃料ガスの温度を下げるための熱交
換器を、リフォーマと燃料電池との間に設けることは、
配管上の問題があると共に、設置スペースの確保の問題
がある。
アノードに供給する燃料ガスの温度を下げるための熱交
換器を、リフォーマと燃料電池との間に設けることは、
配管上の問題があると共に、設置スペースの確保の問題
がある。
【０００９】そこで、本発明は、プレート型リフォーマ
として熱交換機能をもたせ、且つ燃料電池のカソードへ
供給される空気の予熱器の設置を省略できるようにしよ
うとするものである。
として熱交換機能をもたせ、且つ燃料電池のカソードへ
供給される空気の予熱器の設置を省略できるようにしよ
うとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、改質触媒を充填したプレート型の改質室
を挟んでその両面側に、燃焼触媒を充填したプレート型
の燃焼室を配して積層し、且つ上記各燃焼室の外側に、
該燃焼室内に燃料を分散して供給するように燃料分散室
を燃料分散板を介し積層して一体化したものを１ユニッ
トとし、該ユニットの各燃焼室へ供給する空気を流す熱
交換室と改質ガスを流す熱交換室とを積層してなるプレ
ート型熱交換器を介してユニットを積層してなり、上記
空気を流す熱交換室の空気出口と各燃焼室の空気入口と
を連通させると共に、上記改質ガスを流す熱交換室の改
質ガス入口と改質室の出口とを連通させた構成とする。
決するために、改質触媒を充填したプレート型の改質室
を挟んでその両面側に、燃焼触媒を充填したプレート型
の燃焼室を配して積層し、且つ上記各燃焼室の外側に、
該燃焼室内に燃料を分散して供給するように燃料分散室
を燃料分散板を介し積層して一体化したものを１ユニッ
トとし、該ユニットの各燃焼室へ供給する空気を流す熱
交換室と改質ガスを流す熱交換室とを積層してなるプレ
ート型熱交換器を介してユニットを積層してなり、上記
空気を流す熱交換室の空気出口と各燃焼室の空気入口と
を連通させると共に、上記改質ガスを流す熱交換室の改
質ガス入口と改質室の出口とを連通させた構成とする。
【００１１】
【作用】改質室に導入された改質原料ガスは、隣接する
燃焼室内に導入される燃料が空気により燃焼されること
によって生じる燃焼熱が改質室へ伝熱されることにより
加熱され、改質触媒の存在下で改質反応を受け、高温の
改質ガスとして改質室出口より排出される。該改質室出
口より排出された改質ガスは、熱交換室を通過中に、空
気と熱交換するので、改質ガスは温度が下げられ、一方
空気は予熱されて燃焼室へ導入されることになり、空気
の予熱器として別個に設ける必要がなくなる。
燃焼室内に導入される燃料が空気により燃焼されること
によって生じる燃焼熱が改質室へ伝熱されることにより
加熱され、改質触媒の存在下で改質反応を受け、高温の
改質ガスとして改質室出口より排出される。該改質室出
口より排出された改質ガスは、熱交換室を通過中に、空
気と熱交換するので、改質ガスは温度が下げられ、一方
空気は予熱されて燃焼室へ導入されることになり、空気
の予熱器として別個に設ける必要がなくなる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１３】図１及び図２は本発明の実施例を示すもの
で、図３に示す如く対角位置に改質原料ガスとしての都
市ガスＴＧの入口４２と改質ガスＲＧの出口４３を切欠
きにより形成し且つ触媒流出防止兼ガス通過用の仕切部
材４４を両側に平行に備えたマスク枠４１の両側に伝熱
隔壁板４５，４６を重ね合わせ、中央部に改質触媒４７
を充填してなる改質室４０を構成し、該改質室４０の両
側の両伝熱隔壁板４５，４６に、図４に示す如く、対角
位置に空気の入口５０と燃焼ガスの出口５１を切欠きに
より形成し且つ触媒流出防止兼ガス通過用の仕切部材５
２を両側に平行に設けたマスク枠４９を各々積層させ中
央部に燃焼触媒５３を充填して燃焼室４８とする。又、
上記各燃焼室４８の外側には、該燃焼室４８に燃料を分
散供給させるようにするために、中央部分に多数の分散
孔５５を有する燃料分散板５４を重ね合わせ、その外側
に、図５に示す如く、一側の中央部に燃料Ｆの入口５８
を切欠きにより形成し且つガス通過用の仕切部材５９を
両側に平行に設けたマスク枠５７を重ね、更に上記両マ
スク枠５７の外側に、仕切板として機能するプレート部
材６０を重ね合わせて燃料分散室５６を構成し、上記改
質室４０と、その両側の燃焼室４８と、燃料分散室５６
とを一体にしてユニットＩとする。
で、図３に示す如く対角位置に改質原料ガスとしての都
市ガスＴＧの入口４２と改質ガスＲＧの出口４３を切欠
きにより形成し且つ触媒流出防止兼ガス通過用の仕切部
材４４を両側に平行に備えたマスク枠４１の両側に伝熱
隔壁板４５，４６を重ね合わせ、中央部に改質触媒４７
を充填してなる改質室４０を構成し、該改質室４０の両
側の両伝熱隔壁板４５，４６に、図４に示す如く、対角
位置に空気の入口５０と燃焼ガスの出口５１を切欠きに
より形成し且つ触媒流出防止兼ガス通過用の仕切部材５
２を両側に平行に設けたマスク枠４９を各々積層させ中
央部に燃焼触媒５３を充填して燃焼室４８とする。又、
上記各燃焼室４８の外側には、該燃焼室４８に燃料を分
散供給させるようにするために、中央部分に多数の分散
孔５５を有する燃料分散板５４を重ね合わせ、その外側
に、図５に示す如く、一側の中央部に燃料Ｆの入口５８
を切欠きにより形成し且つガス通過用の仕切部材５９を
両側に平行に設けたマスク枠５７を重ね、更に上記両マ
スク枠５７の外側に、仕切板として機能するプレート部
材６０を重ね合わせて燃料分散室５６を構成し、上記改
質室４０と、その両側の燃焼室４８と、燃料分散室５６
とを一体にしてユニットＩとする。
【００１４】上記構成としたユニットＩを、低温流体と
しての空気と高温流体としての改質ガスとを熱交換させ
るため隣接してあるプレート型の熱交換室６２と６３か
らなるプレート型熱交換器６１を介して交互に積層し、
本発明のプレート型リフォーマとする。
しての空気と高温流体としての改質ガスとを熱交換させ
るため隣接してあるプレート型の熱交換室６２と６３か
らなるプレート型熱交換器６１を介して交互に積層し、
本発明のプレート型リフォーマとする。
【００１５】上記プレート型熱交換器６１の空気を流す
熱交換室６２は、図６に示す如く、対角位置に空気の入
口６５と出口６６を切欠きにより形成し且つ伝熱促進材
（たとえば、アルミナボール）６７の流出防止兼ガス通
過用の仕切部材６８を両側に平行に設けたマスク枠６４
を、前記ユニットＩのプレート部材６０の外側に重ね合
わせ、中央部に伝熱促進材６７を配設し、入口６５から
入った空気Ａが伝熱促進材６７に接触しながら出口６６
側へ流れるようにしてある。又、上記プレート型熱交換
器６１の改質ガスを流す熱交換室６３は、上記熱交換室
６２と同様に、図７に示す如く、対角位置に改質ガスの
入口７０と出口７１を切欠きにより形成し且つ伝熱促進
材６７の流出防止兼ガス通過用の仕切部材７２を両側に
平行に設けたマスク枠６９を、プレート部材７３を介し
て上記熱交換室６２に重ね合わせ、仕切部材７２間に伝
熱促進材６７を配設し、更に、外側にプレート部材７４
を重ねてなる構成としてあり、該熱交換室６３を流れる
改質ガスＲＧと上記熱交換室６２を流れる空気Ａとが対
向流となるようにしてある。更に、上記各ユニットＩの
改質室４０の出口４３と熱交換室６３の入口７０とをマ
ニホールド７５で連通すると共に、各ユニットＩの各燃
焼室４８の入口５０と熱交換室６２の出口６６とをマニ
ホールド７６により連通し、各燃焼室４８での空気Ａの
流れと改質室４０での改質原料ガスの流れが対向流とな
るようにする。
熱交換室６２は、図６に示す如く、対角位置に空気の入
口６５と出口６６を切欠きにより形成し且つ伝熱促進材
（たとえば、アルミナボール）６７の流出防止兼ガス通
過用の仕切部材６８を両側に平行に設けたマスク枠６４
を、前記ユニットＩのプレート部材６０の外側に重ね合
わせ、中央部に伝熱促進材６７を配設し、入口６５から
入った空気Ａが伝熱促進材６７に接触しながら出口６６
側へ流れるようにしてある。又、上記プレート型熱交換
器６１の改質ガスを流す熱交換室６３は、上記熱交換室
６２と同様に、図７に示す如く、対角位置に改質ガスの
入口７０と出口７１を切欠きにより形成し且つ伝熱促進
材６７の流出防止兼ガス通過用の仕切部材７２を両側に
平行に設けたマスク枠６９を、プレート部材７３を介し
て上記熱交換室６２に重ね合わせ、仕切部材７２間に伝
熱促進材６７を配設し、更に、外側にプレート部材７４
を重ねてなる構成としてあり、該熱交換室６３を流れる
改質ガスＲＧと上記熱交換室６２を流れる空気Ａとが対
向流となるようにしてある。更に、上記各ユニットＩの
改質室４０の出口４３と熱交換室６３の入口７０とをマ
ニホールド７５で連通すると共に、各ユニットＩの各燃
焼室４８の入口５０と熱交換室６２の出口６６とをマニ
ホールド７６により連通し、各燃焼室４８での空気Ａの
流れと改質室４０での改質原料ガスの流れが対向流とな
るようにする。
【００１６】改質原料ガスとして都市ガスＴＧを改質室
４０の入口４２より改質室４０内に導入すると、伝熱隔
壁板４５，４６を介して両側に位置する各燃焼室４８に
て、燃料分散室５６より燃料分散板５４を介して供給さ
れる燃料Ｆが空気Ａによって燃焼させられることにより
生じる燃焼熱が上記伝熱隔壁板４５，４６を介し改質室
４０に伝熱されるので、改質室４０内の都市ガスＴＧは
吸熱反応により改質される。改質室４０の出口温度は７
００℃以上の高温であり、高温の改質ガスＲＧは出口４
３からマニホールド７５を経てプレート型熱交換器６１
の熱交換室６３に入口７０より導入され、出口７１へと
流される。一方、燃焼室４８に供給される空気Ａは、上
記プレート型熱交換器６１の熱交換室６２内を、上記改
質ガスＲＧとは対向流となるように流され、この間に低
温の空気Ａは高温の改質ガスＲＧとの間で熱交換させら
れることにより予熱される。改質ガスＲＧとの熱交換に
より予熱された空気Ａは、そのまま燃焼室４８の入口か
ら燃焼室４８内に導入されて燃料の燃焼に供せられる。
又、上記熱交換室６３に導入されて空気Ａの予熱に利用
された改質ガスＲＧは、空気Ａで冷却されてから出口７
１より排出されるので、そのまま燃料電池のアノード
（図８の２）に供給してもアノード入口温度に合った温
度の改質ガスとして供給できる。更に、燃焼室４８の出
口５１は改質室４０の入口４２側となっていることか
ら、出口５１から排出される燃焼ガスＣＧの出口温度は
低くできるので、そのまま燃料電池のカソード（図８の
１）に供給させることが可能である。
４０の入口４２より改質室４０内に導入すると、伝熱隔
壁板４５，４６を介して両側に位置する各燃焼室４８に
て、燃料分散室５６より燃料分散板５４を介して供給さ
れる燃料Ｆが空気Ａによって燃焼させられることにより
生じる燃焼熱が上記伝熱隔壁板４５，４６を介し改質室
４０に伝熱されるので、改質室４０内の都市ガスＴＧは
吸熱反応により改質される。改質室４０の出口温度は７
００℃以上の高温であり、高温の改質ガスＲＧは出口４
３からマニホールド７５を経てプレート型熱交換器６１
の熱交換室６３に入口７０より導入され、出口７１へと
流される。一方、燃焼室４８に供給される空気Ａは、上
記プレート型熱交換器６１の熱交換室６２内を、上記改
質ガスＲＧとは対向流となるように流され、この間に低
温の空気Ａは高温の改質ガスＲＧとの間で熱交換させら
れることにより予熱される。改質ガスＲＧとの熱交換に
より予熱された空気Ａは、そのまま燃焼室４８の入口か
ら燃焼室４８内に導入されて燃料の燃焼に供せられる。
又、上記熱交換室６３に導入されて空気Ａの予熱に利用
された改質ガスＲＧは、空気Ａで冷却されてから出口７
１より排出されるので、そのまま燃料電池のアノード
（図８の２）に供給してもアノード入口温度に合った温
度の改質ガスとして供給できる。更に、燃焼室４８の出
口５１は改質室４０の入口４２側となっていることか
ら、出口５１から排出される燃焼ガスＣＧの出口温度は
低くできるので、そのまま燃料電池のカソード（図８の
１）に供給させることが可能である。
【００１７】なお、プレート型熱交換器６１の熱交換室
６２，６３としては、図６及び図７では伝熱促進材６７
としてアルミナボールを充填した場合を示したが、フィ
ンの如き伝熱促進材を設けた構成としてもよく、その他
本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得る
ことは勿論である。
６２，６３としては、図６及び図７では伝熱促進材６７
としてアルミナボールを充填した場合を示したが、フィ
ンの如き伝熱促進材を設けた構成としてもよく、その他
本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得る
ことは勿論である。
【００１８】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明のプレート型リ
フォーマによれば、改質室と燃焼室を伝熱隔壁板を介し
積層してなるユニットを、低温の空気を流す熱交換室と
高温の改質ガスを流す熱交換室とを積層してなるプレー
ト型熱交換器を介し積層し、改質室の出口と上記改質ガ
スを流す熱交換室の入口とを連通すると共に、燃焼室の
入口と上記空気を流す熱交換室の出口とを連通し、上記
両熱交換室内の空気と改質ガスは対向流となるようにし
てあり、更に、燃焼室は分散燃焼方式としてあるので、
燃焼室に供給される空気を高温の改質ガスにより予熱し
てから燃焼室へ導入することから、外部に空気予熱器を
設置することができると同時に、高温の改質ガスを空気
で冷却できることから、そのまま燃料電池のアノードへ
の供給が可能となり、改質ガスの温度を下げるための熱
交換器を外部に設けることを省略でき、且つ高温の改質
ガスで予熱した燃焼用空気が、改質ガスの出口側より燃
焼室へ入るようにしてあるため、改質ガス出口の温度を
高温に保つことができる。更に、プレート型熱交換器と
組み込んで積層しているため、コンパクト化を図ること
ができ、又、燃焼室は分散燃焼方式を採用しているた
め、改質反応に見合う燃焼コントロールができる、等の
優れた効果をも奏し得る。
フォーマによれば、改質室と燃焼室を伝熱隔壁板を介し
積層してなるユニットを、低温の空気を流す熱交換室と
高温の改質ガスを流す熱交換室とを積層してなるプレー
ト型熱交換器を介し積層し、改質室の出口と上記改質ガ
スを流す熱交換室の入口とを連通すると共に、燃焼室の
入口と上記空気を流す熱交換室の出口とを連通し、上記
両熱交換室内の空気と改質ガスは対向流となるようにし
てあり、更に、燃焼室は分散燃焼方式としてあるので、
燃焼室に供給される空気を高温の改質ガスにより予熱し
てから燃焼室へ導入することから、外部に空気予熱器を
設置することができると同時に、高温の改質ガスを空気
で冷却できることから、そのまま燃料電池のアノードへ
の供給が可能となり、改質ガスの温度を下げるための熱
交換器を外部に設けることを省略でき、且つ高温の改質
ガスで予熱した燃焼用空気が、改質ガスの出口側より燃
焼室へ入るようにしてあるため、改質ガス出口の温度を
高温に保つことができる。更に、プレート型熱交換器と
組み込んで積層しているため、コンパクト化を図ること
ができ、又、燃焼室は分散燃焼方式を採用しているた
め、改質反応に見合う燃焼コントロールができる、等の
優れた効果をも奏し得る。
【図１】本発明のプレート型リフォーマの概要を示す断
面図である。
面図である。
【図２】図１を分解して示す斜視図である。
【図３】改質室の平面図である。
【図４】燃焼室の平面図である。
【図５】燃料分散室の平面図である。
【図６】空気を流す熱交換室の平面図である。
【図７】改質ガスを流す熱交換室の平面図である。
【図８】都市ガス改質溶融炭酸塩型燃料電池の発電シス
テムの概要を示す系統図である。
テムの概要を示す系統図である。
【図９】従来のプレート型リフォーマの一例を示す断面
図である。
図である。
Ｉ ユニット ４０ 改質室 ４２ 改質室の入口 ４３ 改質室の出口 ４５，４６ 伝熱隔壁板 ４７ 改質触媒 ４８ 燃焼室 ５０ 燃焼室の入口 ５１ 燃焼室の出口 ５３ 燃焼触媒 ５４ 燃料分散板 ５６ 燃料分散室 ６１ プレート型熱交換器 ６２ 空気を流す熱交換室 ６３ 改質ガスを流す熱交換室 ６５ 熱交換室の入口 ６６ 熱交換室の出口 ７０ 熱交換室の入口 ７１ 熱交換室の出口 ７５，７６ マニホールド Ａ 空気 Ｆ 燃料 ＴＧ 都市ガス（改質原料ガス） ＲＧ 改質ガス ＣＧ 燃焼ガス
フロントページの続き (72)発明者 水澤 実 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内
Claims (1)
- 【請求項１】 改質触媒を充填したプレート型の改質室
を挟んでその両面側に、燃焼触媒を充填したプレート型
の燃焼室を伝熱隔壁板を介して積層し、且つ上記各燃焼
室の外側に、該燃焼室内に燃料を分散して供給するよう
に燃料分散室を燃料分散板を介し積層して一体化したも
のを１ユニットとし、更に、空気を流す熱交換室と改質
ガスを流す熱交換室とを積層してなるプレート型熱交換
器を介して上記ユニットを積層し、ユニットの改質室の
出口と上記改質ガスを流す熱交換室の入口とを連通させ
ると共に、ユニットの燃焼室の入口と上記空気を流す熱
交換室の出口とを連通させた構成を有することを特徴と
するプレート型リフォーマ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3299597A JPH05105404A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | プレート型リフオーマ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3299597A JPH05105404A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | プレート型リフオーマ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05105404A true JPH05105404A (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=17874700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3299597A Pending JPH05105404A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | プレート型リフオーマ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05105404A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0976446A2 (de) * | 1998-07-25 | 2000-02-02 | DBB Fuel Cell Engines Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Reaktoreinheit in einem System zur Erzeugung eines wasserstoffreichen Gases aus einem flüssigen Rohkraftstoff |
| KR100733582B1 (ko) * | 2005-04-01 | 2007-06-28 | 주식회사 엘지화학 | 수소생산장치 및 이를 이용하는 수소생산방법 |
| KR100746344B1 (ko) * | 2006-05-19 | 2007-08-03 | 한국과학기술원 | 연소 촉매층을 함유하는 마이크로 채널 반응기 |
| JP2012113931A (ja) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 燃料電池用補助器および燃料電池 |
| CN102502494A (zh) * | 2011-11-04 | 2012-06-20 | 中国人民解放军防化指挥工程学院 | 一种叠片式醇类重整制氢反应器 |
| CN104528644A (zh) * | 2007-06-16 | 2015-04-22 | 美吉特英国有限公司 | 转化器装置和方法 |
-
1991
- 1991-10-21 JP JP3299597A patent/JPH05105404A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0976446A2 (de) * | 1998-07-25 | 2000-02-02 | DBB Fuel Cell Engines Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Reaktoreinheit in einem System zur Erzeugung eines wasserstoffreichen Gases aus einem flüssigen Rohkraftstoff |
| EP0976446A3 (de) * | 1998-07-25 | 2000-12-06 | XCELLSIS GmbH | Reaktoreinheit in einem System zur Erzeugung eines wasserstoffreichen Gases aus einem flüssigen Rohkraftstoff |
| KR100733582B1 (ko) * | 2005-04-01 | 2007-06-28 | 주식회사 엘지화학 | 수소생산장치 및 이를 이용하는 수소생산방법 |
| KR100746344B1 (ko) * | 2006-05-19 | 2007-08-03 | 한국과학기술원 | 연소 촉매층을 함유하는 마이크로 채널 반응기 |
| CN104528644A (zh) * | 2007-06-16 | 2015-04-22 | 美吉特英国有限公司 | 转化器装置和方法 |
| JP2012113931A (ja) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 燃料電池用補助器および燃料電池 |
| CN102502494A (zh) * | 2011-11-04 | 2012-06-20 | 中国人民解放军防化指挥工程学院 | 一种叠片式醇类重整制氢反应器 |
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