JPH0640705A - 燃料電池式発電装置の反応装置 - Google Patents
燃料電池式発電装置の反応装置Info
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- JPH0640705A JPH0640705A JP4197123A JP19712392A JPH0640705A JP H0640705 A JPH0640705 A JP H0640705A JP 4197123 A JP4197123 A JP 4197123A JP 19712392 A JP19712392 A JP 19712392A JP H0640705 A JPH0640705 A JP H0640705A
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- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
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- 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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低コスト化や構造の単純化等を図ることがで
きる燃料電池式発電装置の反応装置を提供する。 【構成】 第１の容器部内を流れる反応気体より圧力の
高い冷却媒体を流して第１の容器部１内の触媒層３を冷
却する第２の容器部２を、第１の容器部１内に配設され
る１８０度ずつ向きを変えつつ屈曲されている小径の冷
却管２１により構成する。第１の容器部１内の触媒層３
はこの冷却管２１中の冷却媒体により冷却される。ま
た、小径な冷却管２１により構成される第２の容器部２
はその肉厚は厚くならず、かつ、構造も簡単なものとな
る。
きる燃料電池式発電装置の反応装置を提供する。 【構成】 第１の容器部内を流れる反応気体より圧力の
高い冷却媒体を流して第１の容器部１内の触媒層３を冷
却する第２の容器部２を、第１の容器部１内に配設され
る１８０度ずつ向きを変えつつ屈曲されている小径の冷
却管２１により構成する。第１の容器部１内の触媒層３
はこの冷却管２１中の冷却媒体により冷却される。ま
た、小径な冷却管２１により構成される第２の容器部２
はその肉厚は厚くならず、かつ、構造も簡単なものとな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は燃料電池式発電装置内
の発熱反応をともなう反応装置に関するものである。
の発熱反応をともなう反応装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えばメタンと水蒸気とからなる原料ガ
スを水素リッチな改質ガスに改質し、これを燃料電池に
供給して、水素と例えば空気中の酸素とを電気化学的に
反応させて電力を得る燃料電池式発電装置は知られてい
る。この燃料電池式発電装置には発熱反応をともなう種
々の反応装置が設けられているが、その代表的なものに
ＣＯ変成器がある。このＣＯ変成器は改質ガス中の一酸
化炭素（ＣＯ）と水蒸気（Ｈ2 Ｏ）とを触媒を介してさ
らに反応させ、改質ガス中のＣＯ濃度を下げるものであ
るが、この場合、ＣＯとＨ2 Ｏとの反応は発熱反応であ
るため、反応の迅速な進行を図るため、内部の触媒は冷
却媒体によって冷却されている。
スを水素リッチな改質ガスに改質し、これを燃料電池に
供給して、水素と例えば空気中の酸素とを電気化学的に
反応させて電力を得る燃料電池式発電装置は知られてい
る。この燃料電池式発電装置には発熱反応をともなう種
々の反応装置が設けられているが、その代表的なものに
ＣＯ変成器がある。このＣＯ変成器は改質ガス中の一酸
化炭素（ＣＯ）と水蒸気（Ｈ2 Ｏ）とを触媒を介してさ
らに反応させ、改質ガス中のＣＯ濃度を下げるものであ
るが、この場合、ＣＯとＨ2 Ｏとの反応は発熱反応であ
るため、反応の迅速な進行を図るため、内部の触媒は冷
却媒体によって冷却されている。
【０００３】図７は例えば実開昭６３−６９５４６号公
報に示される従来のシェルアンドチューブタイプのＣＯ
変成器の断面図である。図において、５１は改質ガスが
供給される入口ヘッド部であり、５１ａはその入口ノズ
ルである。５２はＣＯ濃度が下げられた改質ガスが集め
られる出口ヘッド部であり、５２ａはその出口ノズルで
ある。５３は胴、５４は胴５３と入口ヘッド部５１およ
び出口ヘッド部５２間に挟み付けられた管板、５５は一
対の管板５４，５４間に支持され、内部に触媒層５６を
有している反応管、５７は胴５３と一対の管板５４，５
４および複数の反応管５５…とで形成される冷却水容器
部であり、この冷却水容器部５７内には冷却媒体である
冷却水が流される。５８はこの冷却水容器部５７内に設
けられたバッフル、５９は冷却水入口ノズル、６０は冷
却水出口ノズルである。
報に示される従来のシェルアンドチューブタイプのＣＯ
変成器の断面図である。図において、５１は改質ガスが
供給される入口ヘッド部であり、５１ａはその入口ノズ
ルである。５２はＣＯ濃度が下げられた改質ガスが集め
られる出口ヘッド部であり、５２ａはその出口ノズルで
ある。５３は胴、５４は胴５３と入口ヘッド部５１およ
び出口ヘッド部５２間に挟み付けられた管板、５５は一
対の管板５４，５４間に支持され、内部に触媒層５６を
有している反応管、５７は胴５３と一対の管板５４，５
４および複数の反応管５５…とで形成される冷却水容器
部であり、この冷却水容器部５７内には冷却媒体である
冷却水が流される。５８はこの冷却水容器部５７内に設
けられたバッフル、５９は冷却水入口ノズル、６０は冷
却水出口ノズルである。
【０００４】つぎにこのＣＯ変成器の動作を説明する。
入口ノズル５１ａを介して入口ヘッド部５１に供給され
たＣＯやＨ2 Ｏを有する水素リッチな改質ガスは、反応
管５５…内に通され、内部の触媒層５６…中を通過しつ
つ、そのＣＯとＨ2 Ｏとが変成反応により二酸化炭素
（ＣＯ2 ）と水素（Ｈ2 ）とに変えられる。そして、Ｃ
Ｏ濃度の減少した改質ガスは出口ヘッド部５２に集めら
れ、出口ノズル５２ａから外部に排出される。
入口ノズル５１ａを介して入口ヘッド部５１に供給され
たＣＯやＨ2 Ｏを有する水素リッチな改質ガスは、反応
管５５…内に通され、内部の触媒層５６…中を通過しつ
つ、そのＣＯとＨ2 Ｏとが変成反応により二酸化炭素
（ＣＯ2 ）と水素（Ｈ2 ）とに変えられる。そして、Ｃ
Ｏ濃度の減少した改質ガスは出口ヘッド部５２に集めら
れ、出口ノズル５２ａから外部に排出される。
【０００５】一方、上記ＣＯとＨ2 Ｏとの変成反応は発
熱反応であるため、反応管５５内の触媒層５６は冷却す
る必要があるが、このため、冷却水が冷却水入口ノズル
５９から冷却水容器部５７内に供給される。この冷却水
は冷却水容器部５７内を反応管５５…の外面に接触しつ
つバッフル５８間を蛇行して移動し、反応管５５…内の
触媒層５６…を冷却して冷却水出口ノズル６０から外部
に排出される。
熱反応であるため、反応管５５内の触媒層５６は冷却す
る必要があるが、このため、冷却水が冷却水入口ノズル
５９から冷却水容器部５７内に供給される。この冷却水
は冷却水容器部５７内を反応管５５…の外面に接触しつ
つバッフル５８間を蛇行して移動し、反応管５５…内の
触媒層５６…を冷却して冷却水出口ノズル６０から外部
に排出される。
【０００６】ここで、例えば常圧タイプのリン酸型燃料
電池を用いた発電装置のＣＯ変成器の場合、このＣＯ変
成器内の改質ガスの動作圧力は数百ｍｍＡｑであり、冷
却水の動作圧力は約７ｋｇ／ｃｍ2Gである。
電池を用いた発電装置のＣＯ変成器の場合、このＣＯ変
成器内の改質ガスの動作圧力は数百ｍｍＡｑであり、冷
却水の動作圧力は約７ｋｇ／ｃｍ2Gである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のシェルアンドチューブタイプのＣＯ変成器では、圧力
の高い冷却水が流れる冷却水容器部５７が大径の胴５３
や一対の管板５４，５４等で形成されるため、これ等の
肉厚が増大し、製作コストの上昇を招いてしまうという
課題があるとともに、冷却水容器部５７に冷却水の流れ
方向を規制するバッフルが必要となるため、構造の複雑
化を招いてしまい、同様に製作コストの上昇を招いてし
まうという課題があった。
のシェルアンドチューブタイプのＣＯ変成器では、圧力
の高い冷却水が流れる冷却水容器部５７が大径の胴５３
や一対の管板５４，５４等で形成されるため、これ等の
肉厚が増大し、製作コストの上昇を招いてしまうという
課題があるとともに、冷却水容器部５７に冷却水の流れ
方向を規制するバッフルが必要となるため、構造の複雑
化を招いてしまい、同様に製作コストの上昇を招いてし
まうという課題があった。
【０００８】また、胴５３や一対の管板５４，５４等で
形成された冷却水容器部５７は、その内容積が増加する
傾向にあり、労働安全衛生法等で定められた圧力容器の
対象となってしまい、製作に時間がかかってしまうとい
う課題があった。
形成された冷却水容器部５７は、その内容積が増加する
傾向にあり、労働安全衛生法等で定められた圧力容器の
対象となってしまい、製作に時間がかかってしまうとい
う課題があった。
【０００９】この発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、圧力の高い冷却媒体が流れる部分の改良を図ること
により、低コスト化や構造の簡単化を図ることができる
とともに、圧力容器に関する法規の対象外ともすること
ができる燃料電池式発電装置の反応装置を提供すること
を目的とする。
で、圧力の高い冷却媒体が流れる部分の改良を図ること
により、低コスト化や構造の簡単化を図ることができる
とともに、圧力容器に関する法規の対象外ともすること
ができる燃料電池式発電装置の反応装置を提供すること
を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明
は、触媒層中を発熱反応を生じつつ反応気体が流される
第１の容器部と、第１の容器部内の触媒層を冷却するた
めに、反応気体よりも圧力の高い冷却媒体が流される第
２の容器部とを有した燃料電池式発電装置の反応装置に
おいて、第２の容器部が、第１の容器部内に配設される
１８０度ずつ向きを変えつつ屈曲されている小径の冷却
管により構成されていることである。
は、触媒層中を発熱反応を生じつつ反応気体が流される
第１の容器部と、第１の容器部内の触媒層を冷却するた
めに、反応気体よりも圧力の高い冷却媒体が流される第
２の容器部とを有した燃料電池式発電装置の反応装置に
おいて、第２の容器部が、第１の容器部内に配設される
１８０度ずつ向きを変えつつ屈曲されている小径の冷却
管により構成されていることである。
【００１１】この発明の第２の発明は、触媒層中を発熱
反応を生じつつ反応気体が流される第１の容器部と、第
１の容器部内の触媒層を冷却するために、反応気体より
も圧力の高い冷却媒体が流される第２の容器部とを有し
た燃料電池式発電装置の反応装置において、第２の容器
部が、第１の容器部内に配設される一部または全部がフ
ィン付きの１８０度ずつ向きを変えつつ屈曲されている
小径の冷却管により構成されていることである。
反応を生じつつ反応気体が流される第１の容器部と、第
１の容器部内の触媒層を冷却するために、反応気体より
も圧力の高い冷却媒体が流される第２の容器部とを有し
た燃料電池式発電装置の反応装置において、第２の容器
部が、第１の容器部内に配設される一部または全部がフ
ィン付きの１８０度ずつ向きを変えつつ屈曲されている
小径の冷却管により構成されていることである。
【００１２】この発明の第３の発明は、触媒層中を発熱
反応を生じつつ反応気体が流される第１の容器部と、第
１の容器部内の触媒層を冷却するために、反応気体より
も圧力の高い冷却媒体が流される第２の容器部とを有し
た燃料電池式発電装置の反応装置において、第２の容器
部が、第１の容器部内に配設される１８０度ずつ向きを
変えつつ屈曲されている小径の第１の冷却管と、第１の
容器部の外面に沿って配設される１８０度ずつ向きを変
えつつ屈曲されている小径の第２の冷却管とから構成さ
れていることである。
反応を生じつつ反応気体が流される第１の容器部と、第
１の容器部内の触媒層を冷却するために、反応気体より
も圧力の高い冷却媒体が流される第２の容器部とを有し
た燃料電池式発電装置の反応装置において、第２の容器
部が、第１の容器部内に配設される１８０度ずつ向きを
変えつつ屈曲されている小径の第１の冷却管と、第１の
容器部の外面に沿って配設される１８０度ずつ向きを変
えつつ屈曲されている小径の第２の冷却管とから構成さ
れていることである。
【００１３】
【作用】第１の発明では、第２の容器部を１８０度ずつ
向きを変えつつ屈曲されている小径な冷却管から構成
し、この冷却管を第１の容器部内に配設しているため、
この第１の容器部内で反応気体が触媒層中を通過して発
熱反応を生じても、この冷却管中を流れる冷却媒体によ
りこの反応熱は充分に吸収される。この場合、反応気体
より圧力の高い冷却媒体が流れる第１の容器部が小径の
冷却管から構成されているため、その肉厚は厚くなら
ず、かつ、その構造も簡単なものとなる。
向きを変えつつ屈曲されている小径な冷却管から構成
し、この冷却管を第１の容器部内に配設しているため、
この第１の容器部内で反応気体が触媒層中を通過して発
熱反応を生じても、この冷却管中を流れる冷却媒体によ
りこの反応熱は充分に吸収される。この場合、反応気体
より圧力の高い冷却媒体が流れる第１の容器部が小径の
冷却管から構成されているため、その肉厚は厚くなら
ず、かつ、その構造も簡単なものとなる。
【００１４】第２の発明では、第１の発明の第２の容器
部の冷却管の一部または全部にフィンを取り付けた場合
であり、このフィンにより第２の容器部による第１の容
器部の触媒層に対する冷却効果は増大する。
部の冷却管の一部または全部にフィンを取り付けた場合
であり、このフィンにより第２の容器部による第１の容
器部の触媒層に対する冷却効果は増大する。
【００１５】第３の発明では、第２の容器部を、第１の
容器部内に配設される１８０度ずつ向きを変えつつ屈曲
されている小径の第１の冷却管と、第１の容器部の外面
に沿って配設される同様な小径の第２の冷却管により構
成したため、この第２の容器部内を流れる冷却媒体によ
り第１の容器部内で発生した反応熱はより完全に吸収さ
れる。この場合も、反応気体より圧力の高い冷却媒体が
流れる第２の容器部が、小径な第１および第２の冷却管
から構成されているため、その肉厚は厚くならず、か
つ、その構造も簡単なものとなる。
容器部内に配設される１８０度ずつ向きを変えつつ屈曲
されている小径の第１の冷却管と、第１の容器部の外面
に沿って配設される同様な小径の第２の冷却管により構
成したため、この第２の容器部内を流れる冷却媒体によ
り第１の容器部内で発生した反応熱はより完全に吸収さ
れる。この場合も、反応気体より圧力の高い冷却媒体が
流れる第２の容器部が、小径な第１および第２の冷却管
から構成されているため、その肉厚は厚くならず、か
つ、その構造も簡単なものとなる。
【００１６】
【実施例】以下この発明の実施例を図について説明す
る。 実施例１．この実施例１は、この発明の第１の発明に係
る一実施例である。図１はこの発明の実施例１を示す常
圧タイプのリン酸型燃料電池を用いた発電装置のＣＯ変
成器の断面図であり、図において１は低圧（数百ｍｍＡ
ｑ）な反応気体である改質ガス（数％のＣＯ等を含んだ
水素リッチな改質ガス）が通される第１の容器部となる
ガス容器部、２は改質ガスより高圧（約７Ｋｇ／ｃｍ2
Ｇ）な冷却媒体である冷却水が通される第２の容器とな
る冷却水容器部、３はこのガス容器部１内に充填された
ＣＯ変成用の触媒から形成される触媒層、４はガス容器
部１、冷却水容器部２および触媒層３から構成される反
応装置としてのＣＯ変成器である。
る。 実施例１．この実施例１は、この発明の第１の発明に係
る一実施例である。図１はこの発明の実施例１を示す常
圧タイプのリン酸型燃料電池を用いた発電装置のＣＯ変
成器の断面図であり、図において１は低圧（数百ｍｍＡ
ｑ）な反応気体である改質ガス（数％のＣＯ等を含んだ
水素リッチな改質ガス）が通される第１の容器部となる
ガス容器部、２は改質ガスより高圧（約７Ｋｇ／ｃｍ2
Ｇ）な冷却媒体である冷却水が通される第２の容器とな
る冷却水容器部、３はこのガス容器部１内に充填された
ＣＯ変成用の触媒から形成される触媒層、４はガス容器
部１、冷却水容器部２および触媒層３から構成される反
応装置としてのＣＯ変成器である。
【００１７】まず、ガス容器部１について説明すると、
１１は径の大きい円筒形状をした胴、１２は胴１１の下
部を覆うように取り付けられた曲面状の鏡板、１３は胴
１１の上部を覆うようにその上端フランジ部１１ａに取
り付けられた胴フランジ、１４は胴１１の下部全面に取
り付けられ、ガス流通用の多数の小孔が設けられた触媒
サポート、１５は触媒サポート１４上の触媒層３の上面
と胴１１および胴フランジ１３とで形成されるガス入口
空間、１６は触媒サポート１４と胴１１および鏡板１２
とから形成されるガス出口空間、１７はガス入口空間１
５に臨むよう胴１１の上部に取り付けられたガス入口ノ
ズル、１８はガス出口空間１６に臨むよう胴１１の下部
に取り付けられたガス出口ノズルである。
１１は径の大きい円筒形状をした胴、１２は胴１１の下
部を覆うように取り付けられた曲面状の鏡板、１３は胴
１１の上部を覆うようにその上端フランジ部１１ａに取
り付けられた胴フランジ、１４は胴１１の下部全面に取
り付けられ、ガス流通用の多数の小孔が設けられた触媒
サポート、１５は触媒サポート１４上の触媒層３の上面
と胴１１および胴フランジ１３とで形成されるガス入口
空間、１６は触媒サポート１４と胴１１および鏡板１２
とから形成されるガス出口空間、１７はガス入口空間１
５に臨むよう胴１１の上部に取り付けられたガス入口ノ
ズル、１８はガス出口空間１６に臨むよう胴１１の下部
に取り付けられたガス出口ノズルである。
【００１８】つぎに冷却水容器部２について説明する
と、２１はガス容器部１内の触媒層３内に１８０度ずつ
上下に向きを変えつつ屈曲されて配設される触媒層３冷
却用の小径な冷却管である。この冷却管２１は触媒層３
を均一に冷却できるよう所定の屈曲ピッチで触媒層３全
体に配設されているとともに、この冷却管２１の下端は
触媒サポート１４に接触しないようガス容器部１の胴１
１等により支持されている。そして、冷却管２１は直管
２１ａを２つの９０度ベンド２１ｂ、２１ｂで連結する
ことにより形成されるものであるが、直管２１ａを１８
０度ベンドで連結して形成されるものであってもよい。
なお、冷却管２１は少なくとも２本の直管２１ａ，２１
ａを上記ベンドにより連結するＵ字形のものであればよ
い。２２はガス容器部１の胴１１から外方に突出する冷
却管２１へ冷却水を供給する冷却水入口ノズル、２３は
同様にガス容器部１の胴１１から外方に突出する冷却管
２１内の冷却水を外方に排出する冷却水出口ノズルであ
る。
と、２１はガス容器部１内の触媒層３内に１８０度ずつ
上下に向きを変えつつ屈曲されて配設される触媒層３冷
却用の小径な冷却管である。この冷却管２１は触媒層３
を均一に冷却できるよう所定の屈曲ピッチで触媒層３全
体に配設されているとともに、この冷却管２１の下端は
触媒サポート１４に接触しないようガス容器部１の胴１
１等により支持されている。そして、冷却管２１は直管
２１ａを２つの９０度ベンド２１ｂ、２１ｂで連結する
ことにより形成されるものであるが、直管２１ａを１８
０度ベンドで連結して形成されるものであってもよい。
なお、冷却管２１は少なくとも２本の直管２１ａ，２１
ａを上記ベンドにより連結するＵ字形のものであればよ
い。２２はガス容器部１の胴１１から外方に突出する冷
却管２１へ冷却水を供給する冷却水入口ノズル、２３は
同様にガス容器部１の胴１１から外方に突出する冷却管
２１内の冷却水を外方に排出する冷却水出口ノズルであ
る。
【００１９】つぎにこのＣＯ変成器の動作を説明する。
ＣＯを数％含んだ水素リッチな改質ガスはガス入口ノズ
ル１７からガス容器部１のガス入口空間１５内に供給さ
れる。そして、この改質ガスはガス入口空間１５から触
媒層３内を通過し、触媒サポート１４の小孔を通ってガ
ス出口空間１６に集められた後、ガス出口ノズル１８か
ら外部に放出される。この場合、触媒層３内で改質ガス
中のＣＯとＨ2 Ｏとは変成反応によってＣＯ2 とＨ2 に
変えられ、改質ガス中のＣＯ濃度は所定値以下に落され
る。
ＣＯを数％含んだ水素リッチな改質ガスはガス入口ノズ
ル１７からガス容器部１のガス入口空間１５内に供給さ
れる。そして、この改質ガスはガス入口空間１５から触
媒層３内を通過し、触媒サポート１４の小孔を通ってガ
ス出口空間１６に集められた後、ガス出口ノズル１８か
ら外部に放出される。この場合、触媒層３内で改質ガス
中のＣＯとＨ2 Ｏとは変成反応によってＣＯ2 とＨ2 に
変えられ、改質ガス中のＣＯ濃度は所定値以下に落され
る。
【００２０】一方、変成反応は発熱反応であり、改質ガ
スは熱を発生して触媒層３の温度を上昇させようとす
る。このため、冷却水入口ノズル２２から冷却管２１内
に冷却水が通され、この冷却管２１内の冷却水が反応熱
を吸収して触媒層３の温度上昇を防止する。そして、反
応熱を吸収して温度の上昇した冷却水は冷却水出口ノズ
ル２３から外部に排出される。
スは熱を発生して触媒層３の温度を上昇させようとす
る。このため、冷却水入口ノズル２２から冷却管２１内
に冷却水が通され、この冷却管２１内の冷却水が反応熱
を吸収して触媒層３の温度上昇を防止する。そして、反
応熱を吸収して温度の上昇した冷却水は冷却水出口ノズ
ル２３から外部に排出される。
【００２１】さて、上記ＣＯ変成器４では、圧力の高い
冷却水が流れる冷却水容器部２が小径な冷却管２１等か
ら構成されるものであるため、その肉厚を薄くすること
ができ、大径の胴内に冷却水を通す従来のものに比べコ
ストダウンを図ることができる。なお、この場合、ガス
容器部１は大径の胴１１等から構成されるが、改質ガス
の圧力が低いため、その肉厚は厚くならず、ほとんどコ
ストアップは生じない。
冷却水が流れる冷却水容器部２が小径な冷却管２１等か
ら構成されるものであるため、その肉厚を薄くすること
ができ、大径の胴内に冷却水を通す従来のものに比べコ
ストダウンを図ることができる。なお、この場合、ガス
容器部１は大径の胴１１等から構成されるが、改質ガス
の圧力が低いため、その肉厚は厚くならず、ほとんどコ
ストアップは生じない。
【００２２】また、このＣＯ変成器４では、その冷却水
容器部２が直管２１ａと９０度ベンド２１ｂ等を単に連
結して構成されるものであり、管板５４やバッフル５８
が必要な従来のＣＯ変成器に比べ、構造が簡単となり、
その製作の容易化を図ることができる。さらに、このＣ
Ｏ変成器４ではその冷却水容器部２を冷却管２１等で構
成し、無駄な空間を無くすことができてその内容積を小
さくすることができるため、このＣＯ変成器４を容易に
労働安全衛生法等による圧力容器の対象から除外するこ
とができ、製作にあたって官庁手続等を無くすことがで
きて、製作期間の短縮等を図ることができる。
容器部２が直管２１ａと９０度ベンド２１ｂ等を単に連
結して構成されるものであり、管板５４やバッフル５８
が必要な従来のＣＯ変成器に比べ、構造が簡単となり、
その製作の容易化を図ることができる。さらに、このＣ
Ｏ変成器４ではその冷却水容器部２を冷却管２１等で構
成し、無駄な空間を無くすことができてその内容積を小
さくすることができるため、このＣＯ変成器４を容易に
労働安全衛生法等による圧力容器の対象から除外するこ
とができ、製作にあたって官庁手続等を無くすことがで
きて、製作期間の短縮等を図ることができる。
【００２３】実施例２．この実施例２は、この発明の第
１の発明に係る他の実施例である。上記実施例１では、
冷却管２１は直管２１ａを２つの９０度ベント２１ｂあ
るいは１８０度ベントで連結するものとしているが、こ
の実施例２では、図２で示されるように、冷却管２１の
全部または一部を所定長さの小径管を曲げ加工して製作
するものとし、溶接個所の減少を図ることができ、さら
なる製作の容易化を用いることができる。
１の発明に係る他の実施例である。上記実施例１では、
冷却管２１は直管２１ａを２つの９０度ベント２１ｂあ
るいは１８０度ベントで連結するものとしているが、こ
の実施例２では、図２で示されるように、冷却管２１の
全部または一部を所定長さの小径管を曲げ加工して製作
するものとし、溶接個所の減少を図ることができ、さら
なる製作の容易化を用いることができる。
【００２４】実施例３．この実施例３は、この発明の第
２の発明に係る一実施例である。図３および図４はそれ
ぞれこの発明の実施例３を示す反応装置における冷却管
の断面図および部分的側面図であり、この実施例３は上
記実施例１のＣＯ変成器４の冷却水容器部２にフィンを
取り付けた場合であり、他の構成は上記実施例１のＣＯ
変成器４と同一である。
２の発明に係る一実施例である。図３および図４はそれ
ぞれこの発明の実施例３を示す反応装置における冷却管
の断面図および部分的側面図であり、この実施例３は上
記実施例１のＣＯ変成器４の冷却水容器部２にフィンを
取り付けた場合であり、他の構成は上記実施例１のＣＯ
変成器４と同一である。
【００２５】すなわち、冷却水容器部２の冷却管２１の
直管部の周方向に、図３および図４で示されるような複
数のたてフィン２４…を取り付け、冷却管２１の伝熱面
積の増大を図って、この冷却管２１による触媒層３の冷
却効果の増大を図った。この場合、たてフィン２４の形
状や枚数は運転条件によって最適なものが選択できるも
のとし、かつ、たてフィン２４…は必ずしも冷却管２１
のすべての直管部に取り付けられる必要はなく、運転条
件によって最適な位置に取り付けられればよい。
直管部の周方向に、図３および図４で示されるような複
数のたてフィン２４…を取り付け、冷却管２１の伝熱面
積の増大を図って、この冷却管２１による触媒層３の冷
却効果の増大を図った。この場合、たてフィン２４の形
状や枚数は運転条件によって最適なものが選択できるも
のとし、かつ、たてフィン２４…は必ずしも冷却管２１
のすべての直管部に取り付けられる必要はなく、運転条
件によって最適な位置に取り付けられればよい。
【００２６】以上のようにこの実施例３のＣＯ変成器４
では、その基本的構成は実施例１のＣＯ変成器４と同一
であるため、実施例１のＣＯ変成器４の場合と同様の効
果を得ることができるとともに、冷却水容器部２の冷却
管２１にたてフィン２４…を取り付けた分だけ、実施例
１の場合より触媒層３の冷却効果の増大を図ることがで
きる。
では、その基本的構成は実施例１のＣＯ変成器４と同一
であるため、実施例１のＣＯ変成器４の場合と同様の効
果を得ることができるとともに、冷却水容器部２の冷却
管２１にたてフィン２４…を取り付けた分だけ、実施例
１の場合より触媒層３の冷却効果の増大を図ることがで
きる。
【００２７】実施例４．この実施例４はこの発明の第３
の発明に係る一実施例である。図５はこの発明の実施例
４を示す反応装置の断面図である。この実施例４のＣＯ
変成器４では、その冷却水容器部２を、ガス容器部１内
に配設される第１の冷却管となる冷却管２１や冷却水入
口ノズル２２および冷却水出口ノズル２３に、ガス容器
部１の外周面に沿って配設される第２の冷却管となる壁
面冷却管２５を加えて構成した場合であり、他の構成は
実施例１のＣＯ変成器４と同一である。
の発明に係る一実施例である。図５はこの発明の実施例
４を示す反応装置の断面図である。この実施例４のＣＯ
変成器４では、その冷却水容器部２を、ガス容器部１内
に配設される第１の冷却管となる冷却管２１や冷却水入
口ノズル２２および冷却水出口ノズル２３に、ガス容器
部１の外周面に沿って配設される第２の冷却管となる壁
面冷却管２５を加えて構成した場合であり、他の構成は
実施例１のＣＯ変成器４と同一である。
【００２８】すなわち、ガス容器部１の胴１１の外側面
全周に、所定ピッチで１８０度ずつ方向を変えつつ屈曲
されている小径の壁面冷却管２５を、この外側面に接触
させるように取り付け、その一端部を冷却水入口ノズル
２２に連結させるとともに、その他端部を冷却水出口ノ
ズル２３に連結させるようにする。
全周に、所定ピッチで１８０度ずつ方向を変えつつ屈曲
されている小径の壁面冷却管２５を、この外側面に接触
させるように取り付け、その一端部を冷却水入口ノズル
２２に連結させるとともに、その他端部を冷却水出口ノ
ズル２３に連結させるようにする。
【００２９】したがって、ガス容器部１内の触媒層３は
主としてこのガス容器部１内に配設される冷却水容器部
２の冷却管２１内を流れる冷却水によって冷却される
が、冷却水入口ノズル２２から壁面冷却管２５に供給さ
れる冷却水によっても、冷却管２１による冷却効果を及
ぼしにくいガス容器部１の胴１１の内面近傍の触媒層３
が、胴１１の外面側から冷却される。すなわち、この壁
面冷却管２５により触媒層３の冷却の完全化を図ること
ができる。
主としてこのガス容器部１内に配設される冷却水容器部
２の冷却管２１内を流れる冷却水によって冷却される
が、冷却水入口ノズル２２から壁面冷却管２５に供給さ
れる冷却水によっても、冷却管２１による冷却効果を及
ぼしにくいガス容器部１の胴１１の内面近傍の触媒層３
が、胴１１の外面側から冷却される。すなわち、この壁
面冷却管２５により触媒層３の冷却の完全化を図ること
ができる。
【００３０】そして、冷却水容器部２に壁面冷却管２５
が付加されるこの実施例４のＣＯ変成器４の場合におい
ても、上記実施例１のＣＯ変成器４の場合と同様な効果
を得ることができる。すなわち、この壁面冷却管２５も
冷却管２１と同様に小径なパイプから構成されるもので
あり、その肉厚は厚くならず大きなコストアップを伴な
わないとともに、その構造も、パイプを曲げただけの簡
単なものですますことができるため、製作も容易であ
り、かつ、壁面冷却管２５による内容積の上昇もわずか
であるため、労働安全衛生法による圧力容器の対象から
も容易に除外されうるからである。
が付加されるこの実施例４のＣＯ変成器４の場合におい
ても、上記実施例１のＣＯ変成器４の場合と同様な効果
を得ることができる。すなわち、この壁面冷却管２５も
冷却管２１と同様に小径なパイプから構成されるもので
あり、その肉厚は厚くならず大きなコストアップを伴な
わないとともに、その構造も、パイプを曲げただけの簡
単なものですますことができるため、製作も容易であ
り、かつ、壁面冷却管２５による内容積の上昇もわずか
であるため、労働安全衛生法による圧力容器の対象から
も容易に除外されうるからである。
【００３１】なお、冷却管２１には実施例３のＣＯ変成
器４の場合と同様にその直管部の全部または一部にたて
フィン２４…を有するものであってもよい。また、この
実施例４のＣＯ変成器４では、壁面冷却管２５をガス容
器部１の胴１１の外面に取り付けたが、この壁面冷却管
２５を胴１１の内面に取り付けても、同様な効果を得る
ことができる。
器４の場合と同様にその直管部の全部または一部にたて
フィン２４…を有するものであってもよい。また、この
実施例４のＣＯ変成器４では、壁面冷却管２５をガス容
器部１の胴１１の外面に取り付けたが、この壁面冷却管
２５を胴１１の内面に取り付けても、同様な効果を得る
ことができる。
【００３２】実施例５．この実施例５は、この発明の第
３の発明に係る他の実施例である。この実施例５では、
図６で示されるように壁面冷却管２５の冷却水出口部近
傍に、この壁面冷却管２５内に流れる冷却水の流量を調
整するための手動のニードル弁２６を設けるものとして
いる。この場合、ニードル弁２６の開度調整を行なうこ
とにより、壁面冷却管２５と冷却管２１との冷却水の出
口温度を一致させるよう、壁面冷却管２５と冷却管２１
との間で冷却水の流量バランスを容易にとることがで
き、触媒槽３を均一に冷却できる。
３の発明に係る他の実施例である。この実施例５では、
図６で示されるように壁面冷却管２５の冷却水出口部近
傍に、この壁面冷却管２５内に流れる冷却水の流量を調
整するための手動のニードル弁２６を設けるものとして
いる。この場合、ニードル弁２６の開度調整を行なうこ
とにより、壁面冷却管２５と冷却管２１との冷却水の出
口温度を一致させるよう、壁面冷却管２５と冷却管２１
との間で冷却水の流量バランスを容易にとることがで
き、触媒槽３を均一に冷却できる。
【００３３】なお、壁面冷却管２５の管径を冷却管２１
の管径より充分に小さくする等の対策をたてておけば、
ニードル弁２６がなくても、壁面冷却管２５と冷却管２
１との間の上記流路バランスをとることは可能である。
の管径より充分に小さくする等の対策をたてておけば、
ニードル弁２６がなくても、壁面冷却管２５と冷却管２
１との間の上記流路バランスをとることは可能である。
【００３４】ここで、上記各実施例においては燃料電池
式発電装置内のＣＯ変成器について説明したが、これに
限らず、低圧ガスを触媒層に通して発熱反応を生じさせ
るとともに、この低圧ガスより高圧の冷却媒体によりそ
の触媒層を冷却する燃料電池式発電装置内の反応装置で
あれば、この発明は同様に適用できる。
式発電装置内のＣＯ変成器について説明したが、これに
限らず、低圧ガスを触媒層に通して発熱反応を生じさせ
るとともに、この低圧ガスより高圧の冷却媒体によりそ
の触媒層を冷却する燃料電池式発電装置内の反応装置で
あれば、この発明は同様に適用できる。
【００３５】
【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、以下に記載されるような効果を奏する。
ので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３６】この発明の第１の発明によれば、触媒層中
を発熱反応を生じつつ反応気体が流される第１の容器部
と、第１の容器部内の触媒層を冷却するために、反応気
体よりも圧力の高い冷却媒体が流される第２の容器部と
を有した燃料電池式発電装置の反応装置において、第２
の容器部が、第１の容器部内に配設される１８０度ずつ
向きを変えつつ屈曲されている小径の冷却管により構成
されているため、第２の容器部の肉厚を薄くすることが
でき装置の低コスト化を達成でき、構造の簡単化を図る
ことができるとともに、第２の容器部の内容積を小さく
することができ、その分装置を圧力容器に関する法規の
対象外ともすることができる。
を発熱反応を生じつつ反応気体が流される第１の容器部
と、第１の容器部内の触媒層を冷却するために、反応気
体よりも圧力の高い冷却媒体が流される第２の容器部と
を有した燃料電池式発電装置の反応装置において、第２
の容器部が、第１の容器部内に配設される１８０度ずつ
向きを変えつつ屈曲されている小径の冷却管により構成
されているため、第２の容器部の肉厚を薄くすることが
でき装置の低コスト化を達成でき、構造の簡単化を図る
ことができるとともに、第２の容器部の内容積を小さく
することができ、その分装置を圧力容器に関する法規の
対象外ともすることができる。
【００３７】また、この発明の第２の発明によれば、触
媒層中を発熱反応を生じつつ反応気体が流される第１の
容器部と、第１の容器部内の触媒層を冷却するために、
反応気体よりも圧力の高い冷却媒体が流される第２の容
器部とを有した燃料電池式発電装置の反応装置におい
て、第２の容器部が、第１の容器部内に配設される一部
または全部がフィン付きの１８０度ずつ向きを変えつつ
屈曲されている小径の冷却管により構成されているた
め、第１の発明と同様な効果を得ることができるととも
に、フィンにより第１の容器部内の触媒層の冷却効果の
増大を図ることができる。
媒層中を発熱反応を生じつつ反応気体が流される第１の
容器部と、第１の容器部内の触媒層を冷却するために、
反応気体よりも圧力の高い冷却媒体が流される第２の容
器部とを有した燃料電池式発電装置の反応装置におい
て、第２の容器部が、第１の容器部内に配設される一部
または全部がフィン付きの１８０度ずつ向きを変えつつ
屈曲されている小径の冷却管により構成されているた
め、第１の発明と同様な効果を得ることができるととも
に、フィンにより第１の容器部内の触媒層の冷却効果の
増大を図ることができる。
【００３８】また、この発明の第３の発明によれば、触
媒層中を発熱反応を生じつつ反応気体が流される第１の
容器部と、第１の容器部内の触媒層を冷却するために、
反応気体よりも圧力の高い冷却媒体が流される第２の容
器部とを有した燃料電池式発電装置の反応装置におい
て、第２の容器部が、第１の容器部内に配設される１８
０度ずつ向きを変えつつ屈曲されている小径の第１の冷
却管と、第１の容器部の外面に沿って配設される１８０
度ずつ向きを変えつつ屈曲されている小径の第２の冷却
管とから構成されているため、第１の発明と同様な効果
を得ることができるとともに、第２の冷却管により第１
の容器部内の触媒層の冷却の完全化を図ることができ
る。
媒層中を発熱反応を生じつつ反応気体が流される第１の
容器部と、第１の容器部内の触媒層を冷却するために、
反応気体よりも圧力の高い冷却媒体が流される第２の容
器部とを有した燃料電池式発電装置の反応装置におい
て、第２の容器部が、第１の容器部内に配設される１８
０度ずつ向きを変えつつ屈曲されている小径の第１の冷
却管と、第１の容器部の外面に沿って配設される１８０
度ずつ向きを変えつつ屈曲されている小径の第２の冷却
管とから構成されているため、第１の発明と同様な効果
を得ることができるとともに、第２の冷却管により第１
の容器部内の触媒層の冷却の完全化を図ることができ
る。
【図１】この発明の実施例１を示す反応装置の断面図で
ある。
ある。
【図２】この発明の実施例２示す反応装置の断面図であ
る。
る。
【図３】この発明の実施例３に関する反応装置に用いら
れる冷却管の断面図である。
れる冷却管の断面図である。
【図４】この発明の実施例３に関する反応装置に用いら
れる冷却管の部分的側面図である。
れる冷却管の部分的側面図である。
【図５】この発明の実施例４を示す反応装置の断面図で
ある。
ある。
【図６】この発明の実施例５を示す反応装置の断面図で
ある。
ある。
【図７】従来技術を示す反応装置の断面図である。
１ ガス容器部（第１の容器部） ２ 冷却水容器部（第２の容器部） ３ 触媒層 ２１ 冷却管（冷却管または第１の冷却管） ２４ たてフィン（フィン） ２５ 壁面冷却管（第２の冷却管）
Claims (3)
- 【請求項１】 触媒層中を発熱反応を生じつつ反応気体
が流される第１の容器部と、前記第１の容器部内の前記
触媒層を冷却するために、前記反応気体よりも圧力の高
い冷却媒体が流される第２の容器部とを有した燃料電池
式発電装置の反応装置において、前記第２の容器部が、
前記第１の容器部内に配設される１８０度ずつ向きを変
えつつ屈曲されている小径の冷却管により構成されてい
ることを特徴とする燃料電池式発電装置の反応装置。 - 【請求項２】 触媒層中を発熱反応を生じつつ反応気体
が流される第１の容器部と、前記第１の容器部内の前記
触媒層を冷却するために、前記反応気体よりも圧力の高
い冷却媒体が流される第２の容器部とを有した燃料電池
式発電装置の反応装置において、前記第２の容器部が、
前記第１の容器部内に配設される一部または全部がフィ
ン付きの１８０度ずつ向きを変えつつ屈曲されている小
径の冷却管により構成されていることを特徴とする燃料
電池式発電装置の反応装置。 - 【請求項３】 触媒層中を発熱反応を生じつつ反応気体
が流される第１の容器部と、前記第１の容器部内の前記
触媒層を冷却するために、前記反応気体よりも圧力の高
い冷却媒体が流される第２の容器部とを有した燃料電池
式発電装置の反応装置において、前記第２の容器部が、
前記第１の容器部内に配設される１８０度ずつ向きを変
えつつ屈曲されている小径の第１の冷却管と、前記第１
の容器部の外面に沿って配設される１８０度ずつ向きを
変えつつ屈曲されている小径の第２の冷却管とから構成
されていることを特徴とする燃料電池式発電装置の反応
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4197123A JP2714518B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 燃料電池式発電装置の反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4197123A JP2714518B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 燃料電池式発電装置の反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0640705A true JPH0640705A (ja) | 1994-02-15 |
| JP2714518B2 JP2714518B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=16369125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4197123A Expired - Lifetime JP2714518B2 (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 燃料電池式発電装置の反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2714518B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01136523A (ja) * | 1987-11-24 | 1989-05-29 | Mitsubishi Electric Corp | デジタル型逆電力保護継電器 |
| JP2005239486A (ja) * | 2004-02-26 | 2005-09-08 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Ｃｏ変成器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60200802A (ja) * | 1984-03-27 | 1985-10-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Ｃｏ変成装置 |
| JPS60200803A (ja) * | 1984-03-27 | 1985-10-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Ｃｏ変成装置 |
| JPH02188406A (ja) * | 1989-01-18 | 1990-07-24 | Fuji Electric Co Ltd | 一酸化炭素転化器 |
-
1992
- 1992-07-23 JP JP4197123A patent/JP2714518B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60200802A (ja) * | 1984-03-27 | 1985-10-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Ｃｏ変成装置 |
| JPS60200803A (ja) * | 1984-03-27 | 1985-10-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Ｃｏ変成装置 |
| JPH02188406A (ja) * | 1989-01-18 | 1990-07-24 | Fuji Electric Co Ltd | 一酸化炭素転化器 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01136523A (ja) * | 1987-11-24 | 1989-05-29 | Mitsubishi Electric Corp | デジタル型逆電力保護継電器 |
| JP2005239486A (ja) * | 2004-02-26 | 2005-09-08 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Ｃｏ変成器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2714518B2 (ja) | 1998-02-16 |
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