JPH0656401A - 燃料改質器 - Google Patents
燃料改質器Info
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- JPH0656401A JPH0656401A JP20928792A JP20928792A JPH0656401A JP H0656401 A JPH0656401 A JP H0656401A JP 20928792 A JP20928792 A JP 20928792A JP 20928792 A JP20928792 A JP 20928792A JP H0656401 A JPH0656401 A JP H0656401A
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- fuel gas
- gas
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- 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
- B01J8/06—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 in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
- B01J8/062—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 in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes being installed in a furnace
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成により燃料ガス供給路全体へ均等
に燃料ガスを導くことのできるコンパクト化した燃料改
質器を得る。 【構成】 燃焼ガス排出管４５と燃料ガス導入管３０と
を燃料改質器Ｎの相反する端部近傍にそれぞれ位置さ
せ、かつ燃料ガス導入管３０を燃料改質器Ｎの中心軸心
上近傍において燃料ガス供給路２０に接続する。また、
燃料ガス供給路２０内を流れる燃料ガス７０の流れ方向
と、燃料ガス供給路２０に近接する燃焼ガス路９内のガ
ス流れ方向とが同一方向となる位置に燃料ガス供給路２
０と燃料ガス路９とを配置する。
に燃料ガスを導くことのできるコンパクト化した燃料改
質器を得る。 【構成】 燃焼ガス排出管４５と燃料ガス導入管３０と
を燃料改質器Ｎの相反する端部近傍にそれぞれ位置さ
せ、かつ燃料ガス導入管３０を燃料改質器Ｎの中心軸心
上近傍において燃料ガス供給路２０に接続する。また、
燃料ガス供給路２０内を流れる燃料ガス７０の流れ方向
と、燃料ガス供給路２０に近接する燃焼ガス路９内のガ
ス流れ方向とが同一方向となる位置に燃料ガス供給路２
０と燃料ガス路９とを配置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料改質器に係り、特に
燃料電池発電装置等に使用するに好適なコンパクトな燃
料改質器に関する。
燃料電池発電装置等に使用するに好適なコンパクトな燃
料改質器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より化学工業において種々の燃料改
質器が提案されかつ用いられており、そのなかでも、燃
料電池発電装置において使用される燃料改質器は特にコ
ンパクト化が一つの大きな技術課題となっている。コン
パクト性を追求した燃料改質器として、本出願人は、図
３に示すように、触媒を用いて炭化水素と水蒸気等を混
合した燃料ガスＡを水素富化ガスに転化する吸熱反応を
生じさせる反応管１０１と、前記反応管１０１を加熱す
るための燃焼ガスＢを発生させる燃焼器１０２と、前記
燃焼ガスＢの放熱を防止するための断熱層１０３を有す
る燃料改質器１００において、前記反応管１０１の周囲
に前記燃焼ガスＢの流路である燃焼ガス路１１０を複数
本配置しかつそのガス排出管１１５を好ましくは底面部
に取り付け、さらに、該燃焼ガス路１１０の周囲に熱交
換壁１２０を介して前記燃料ガスの流路である燃料ガス
供給路１３０を複数本配置しかつその複数の各燃料ガス
供給路に対応した複数の燃料ガス導入管１３５を同様に
底面部に取り付け、該燃料ガス供給路１３０の外周面に
は前記断熱層１０３を配置した燃料改質器を提案した
（特開昭63−126539号公報参照）。
質器が提案されかつ用いられており、そのなかでも、燃
料電池発電装置において使用される燃料改質器は特にコ
ンパクト化が一つの大きな技術課題となっている。コン
パクト性を追求した燃料改質器として、本出願人は、図
３に示すように、触媒を用いて炭化水素と水蒸気等を混
合した燃料ガスＡを水素富化ガスに転化する吸熱反応を
生じさせる反応管１０１と、前記反応管１０１を加熱す
るための燃焼ガスＢを発生させる燃焼器１０２と、前記
燃焼ガスＢの放熱を防止するための断熱層１０３を有す
る燃料改質器１００において、前記反応管１０１の周囲
に前記燃焼ガスＢの流路である燃焼ガス路１１０を複数
本配置しかつそのガス排出管１１５を好ましくは底面部
に取り付け、さらに、該燃焼ガス路１１０の周囲に熱交
換壁１２０を介して前記燃料ガスの流路である燃料ガス
供給路１３０を複数本配置しかつその複数の各燃料ガス
供給路に対応した複数の燃料ガス導入管１３５を同様に
底面部に取り付け、該燃料ガス供給路１３０の外周面に
は前記断熱層１０３を配置した燃料改質器を提案した
（特開昭63−126539号公報参照）。
【０００３】それによれば、燃焼ガス路１１０と断熱層
１０３との間に燃料ガス供給路１３０を配置したことに
より、燃焼ガス路１１０内を流れる燃焼ガスの熱量を燃
料ガス供給路１３０を流れる燃料ガスにより吸収させる
ことができ、結果として、燃料ガス供給路１３０を取り
囲む断熱層１０３への放熱量が低減することから、断熱
層そのものの厚さを薄くすることができ、全体としての
燃料改質器の形状をコンパクトにすることが可能となっ
た。
１０３との間に燃料ガス供給路１３０を配置したことに
より、燃焼ガス路１１０内を流れる燃焼ガスの熱量を燃
料ガス供給路１３０を流れる燃料ガスにより吸収させる
ことができ、結果として、燃料ガス供給路１３０を取り
囲む断熱層１０３への放熱量が低減することから、断熱
層そのものの厚さを薄くすることができ、全体としての
燃料改質器の形状をコンパクトにすることが可能となっ
た。
【０００４】また、燃料ガス供給路内に触媒を配置する
ことにより、改質反応を燃料ガス供給路１３０内でも生
じさせることがとでき、反応管１０１の長さをその分だ
け短くすることが可能となることから、その点からも燃
料改質器の形状のコンパクト化が可能となった。
ことにより、改質反応を燃料ガス供給路１３０内でも生
じさせることがとでき、反応管１０１の長さをその分だ
け短くすることが可能となることから、その点からも燃
料改質器の形状のコンパクト化が可能となった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の燃料改
質器は、燃焼ガスと燃料ガスとの間で適度に熱交換しう
る構成を採用しそれにより全体の形状をコンパクト化す
ることが可能となったものであり、それ自身きわめて有
効なものである。しかしながら、複数本の燃料ガス供給
路全体へ均等に燃料ガスを導くために燃料ガス導入管を
複数本必要とすることから、底面部の構造がやや複雑に
なる点、あるいは、燃焼ガス路を流れる燃焼ガスを外部
へ導くための燃焼ガス排出管を底面部に形成するものに
あっては、該燃焼ガス排出管と前記燃料ガス導入管とが
近接した位置関係とならざるを得ずそのために製作上多
少の難点を伴っていた。
質器は、燃焼ガスと燃料ガスとの間で適度に熱交換しう
る構成を採用しそれにより全体の形状をコンパクト化す
ることが可能となったものであり、それ自身きわめて有
効なものである。しかしながら、複数本の燃料ガス供給
路全体へ均等に燃料ガスを導くために燃料ガス導入管を
複数本必要とすることから、底面部の構造がやや複雑に
なる点、あるいは、燃焼ガス路を流れる燃焼ガスを外部
へ導くための燃焼ガス排出管を底面部に形成するものに
あっては、該燃焼ガス排出管と前記燃料ガス導入管とが
近接した位置関係とならざるを得ずそのために製作上多
少の難点を伴っていた。
【０００６】本発明の目的は、上記の改良された燃料改
質器の構成をさらに改良し、簡易な構造でありながら燃
料ガスを燃料ガス供給路全体へ均等に導くことのできか
つ燃焼ガス排出管との構造的競合のない燃料改質器を提
供することにある。
質器の構成をさらに改良し、簡易な構造でありながら燃
料ガスを燃料ガス供給路全体へ均等に導くことのできか
つ燃焼ガス排出管との構造的競合のない燃料改質器を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決しかつ目的を達成するために、触媒を用いて炭化水
素と水蒸気などを混合した燃料ガスを水素富化ガスに転
化する吸熱反応を生じさせる反応管と、前記反応管を加
熱するための燃焼ガスを発生させる燃焼器と、前記反応
管の周囲に形成される前記燃焼ガスの流路である燃焼ガ
ス路と、前記燃焼ガスの放熱を防止するための断熱層
と、前記燃焼ガス路と前記断熱層との間に形成される前
記燃料ガスの流路である燃料ガス供給路と、前記燃焼ガ
ス路を流れる前記燃焼ガスを外部へ導くための燃焼ガス
排出管と、前記燃料ガス供給路に前記燃料ガスを導く燃
料ガス導入管、とを有する燃料改質器であって、前記燃
焼ガス排出管と前記燃料ガス導入管とを燃料改質器の相
反する端部近傍にそれぞれ位置させ、かつ前記燃料ガス
導入管を燃料改質器の中心軸心上において前記燃料ガス
供給路に接続すると共に、前記燃料ガス供給路内を流れ
る前記燃料ガスの流れ方向と、前記燃料ガス供給路に近
接する前記燃焼ガス路内のガス流れ方向とが同一方向と
なる位置に前記燃料ガス供給路及び前記燃焼ガス路を配
置してなることを特徴とする燃料改質器を開示する。
解決しかつ目的を達成するために、触媒を用いて炭化水
素と水蒸気などを混合した燃料ガスを水素富化ガスに転
化する吸熱反応を生じさせる反応管と、前記反応管を加
熱するための燃焼ガスを発生させる燃焼器と、前記反応
管の周囲に形成される前記燃焼ガスの流路である燃焼ガ
ス路と、前記燃焼ガスの放熱を防止するための断熱層
と、前記燃焼ガス路と前記断熱層との間に形成される前
記燃料ガスの流路である燃料ガス供給路と、前記燃焼ガ
ス路を流れる前記燃焼ガスを外部へ導くための燃焼ガス
排出管と、前記燃料ガス供給路に前記燃料ガスを導く燃
料ガス導入管、とを有する燃料改質器であって、前記燃
焼ガス排出管と前記燃料ガス導入管とを燃料改質器の相
反する端部近傍にそれぞれ位置させ、かつ前記燃料ガス
導入管を燃料改質器の中心軸心上において前記燃料ガス
供給路に接続すると共に、前記燃料ガス供給路内を流れ
る前記燃料ガスの流れ方向と、前記燃料ガス供給路に近
接する前記燃焼ガス路内のガス流れ方向とが同一方向と
なる位置に前記燃料ガス供給路及び前記燃焼ガス路を配
置してなることを特徴とする燃料改質器を開示する。
【０００８】本発明において、前記燃焼ガスを発生させ
る燃焼器を中央部に配置し、その周囲の同心円上に，前
記燃焼ガスの流路である燃焼ガス路、前記燃料ガスの流
路である燃料ガス供給路、及び前記燃焼ガスの放熱を防
止するための断熱層とをこの順に配置すると共に、前記
燃焼ガス路内に複数本の前記反応管を配置し、前記燃焼
ガス排出管を燃料改質器の下方端近傍に、前記燃料ガス
導入管を燃料改質器の上方端近傍に位置させ、かつ、前
記燃料ガス導入管を燃料改質器の中心軸心上において前
記燃料ガス供給路に接続する構成とすることは特に好ま
しい態様である。
る燃焼器を中央部に配置し、その周囲の同心円上に，前
記燃焼ガスの流路である燃焼ガス路、前記燃料ガスの流
路である燃料ガス供給路、及び前記燃焼ガスの放熱を防
止するための断熱層とをこの順に配置すると共に、前記
燃焼ガス路内に複数本の前記反応管を配置し、前記燃焼
ガス排出管を燃料改質器の下方端近傍に、前記燃料ガス
導入管を燃料改質器の上方端近傍に位置させ、かつ、前
記燃料ガス導入管を燃料改質器の中心軸心上において前
記燃料ガス供給路に接続する構成とすることは特に好ま
しい態様である。
【０００９】
【作用】本発明の構成による燃料改質器においては、燃
焼ガス排出管を燃料改質器の一方端側に位置させ、かつ
該燃焼ガス排出管の近傍部分を除いて燃焼ガス路のほぼ
全周域を燃料ガス供給路が取り囲むように形成すると共
に、燃料ガス導入管を燃料改質器の他方端側に位置させ
かつ燃料改質器の中心軸心上において燃料ガス供給路に
接続するようにしたので、簡単な構成で燃料ガスを燃料
ガス供給路全体に均等に導入することができ、さらに燃
料ガス導入管と燃焼ガス排出管とは近接していないた
め、構造的に競合せず両管の取付けを容易に行うことが
可能となる。さらに、燃料ガスは燃料ガス供給路内に保
持された改質触媒層を流通する間に燃焼ガスより加熱さ
れ改質反応を起し、その後反応管の改質触媒層入口に導
かれる。それにより、反応管の有効長さを短縮できると
同時に断熱層を薄くすることが可能となり、燃料改質器
全体のコンパクト化が有効にもたらされる。
焼ガス排出管を燃料改質器の一方端側に位置させ、かつ
該燃焼ガス排出管の近傍部分を除いて燃焼ガス路のほぼ
全周域を燃料ガス供給路が取り囲むように形成すると共
に、燃料ガス導入管を燃料改質器の他方端側に位置させ
かつ燃料改質器の中心軸心上において燃料ガス供給路に
接続するようにしたので、簡単な構成で燃料ガスを燃料
ガス供給路全体に均等に導入することができ、さらに燃
料ガス導入管と燃焼ガス排出管とは近接していないた
め、構造的に競合せず両管の取付けを容易に行うことが
可能となる。さらに、燃料ガスは燃料ガス供給路内に保
持された改質触媒層を流通する間に燃焼ガスより加熱さ
れ改質反応を起し、その後反応管の改質触媒層入口に導
かれる。それにより、反応管の有効長さを短縮できると
同時に断熱層を薄くすることが可能となり、燃料改質器
全体のコンパクト化が有効にもたらされる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明による燃料改質器を実施例に基
づきより詳細に説明する。図１は本発明による燃料改質
器の一実施例の縦方向断面図であり、図２は図１のA-A
線による横方向断面図である。まず、構造について説明
する。燃料改質器Ｎの中央部下方には、燃焼器１が位置
しており該燃焼器１からの燃焼ガス２を誘導するための
燃焼ガス誘導路３が、燃料改質器Ｎの中心軸と同じ軸心
上に立設されている。燃焼器１には燃焼用燃料及び空気
を供給するための配管４、４ａが配されている。燃焼ガ
ス誘導路３の周囲には外管５及び内管６より成る二重管
式反応管７が同心円状に６本設置されている（図２参
照）。外管５と内管６との間隙に従来知られた改質触媒
８が充填されると共に、外管５の一端（図１において上
方端）は流体的に閉じられている。
づきより詳細に説明する。図１は本発明による燃料改質
器の一実施例の縦方向断面図であり、図２は図１のA-A
線による横方向断面図である。まず、構造について説明
する。燃料改質器Ｎの中央部下方には、燃焼器１が位置
しており該燃焼器１からの燃焼ガス２を誘導するための
燃焼ガス誘導路３が、燃料改質器Ｎの中心軸と同じ軸心
上に立設されている。燃焼器１には燃焼用燃料及び空気
を供給するための配管４、４ａが配されている。燃焼ガ
ス誘導路３の周囲には外管５及び内管６より成る二重管
式反応管７が同心円状に６本設置されている（図２参
照）。外管５と内管６との間隙に従来知られた改質触媒
８が充填されると共に、外管５の一端（図１において上
方端）は流体的に閉じられている。
【００１１】反応管７は、円筒状の内郭筒１０、上蓋１
１、底基盤１２より形成される閉鎖された空間内に位置
しており、該空間は燃焼ガス路９を構成する。また、内
郭筒１０、上蓋１１、底基盤１２の内側には断熱層１
３、１４、１５がそれぞれ装着されている。内郭筒１０
の外側にはやや大径の外郭筒１６が同心状に位置してお
り、該外郭筒１６の上方端にはフランジ板１７が装着さ
れている。従って、外郭筒１６と内郭筒１０との間及び
上蓋１１とフランジ板１７の間には連続した空間が形成
され、該空間は燃料ガス供給路２０を構成する。そし
て、該燃料ガス供給路２０には図示されるように、外管
５と内管６との間隙に充填されたと同様な改質触媒８が
充填されている。
１、底基盤１２より形成される閉鎖された空間内に位置
しており、該空間は燃焼ガス路９を構成する。また、内
郭筒１０、上蓋１１、底基盤１２の内側には断熱層１
３、１４、１５がそれぞれ装着されている。内郭筒１０
の外側にはやや大径の外郭筒１６が同心状に位置してお
り、該外郭筒１６の上方端にはフランジ板１７が装着さ
れている。従って、外郭筒１６と内郭筒１０との間及び
上蓋１１とフランジ板１７の間には連続した空間が形成
され、該空間は燃料ガス供給路２０を構成する。そし
て、該燃料ガス供給路２０には図示されるように、外管
５と内管６との間隙に充填されたと同様な改質触媒８が
充填されている。
【００１２】該フランジ板１７の中央部分には開口１８
が形成され、該開口１８は上方が閉鎖した円筒１９によ
り囲包されており、該円筒１９の側壁には筒状体の燃料
ガス導入管３０が取り付けられている。図１に示される
ように、反応管７の外管５と内管６とで構成される空間
の下方端と、外郭筒１６と内郭筒１０とで構成される空
間である燃料ガス供給路２０の下端とは、燃料ガスマニ
ホールド４０により、流体的に連通している。さらに、
各反応管７の内管６の内部空間はそれぞれの反応管の６
つの内管６を連結する改質ガスマニホールド４１を介し
て、改質ガス排出管４２により外部へ連通している。一
方、前記燃焼ガス路９の下方端は反応管７の最下部付近
に設けられた燃焼ガスマニホールド４３を介して、燃焼
ガス排出管４５により外部へ連通している。
が形成され、該開口１８は上方が閉鎖した円筒１９によ
り囲包されており、該円筒１９の側壁には筒状体の燃料
ガス導入管３０が取り付けられている。図１に示される
ように、反応管７の外管５と内管６とで構成される空間
の下方端と、外郭筒１６と内郭筒１０とで構成される空
間である燃料ガス供給路２０の下端とは、燃料ガスマニ
ホールド４０により、流体的に連通している。さらに、
各反応管７の内管６の内部空間はそれぞれの反応管の６
つの内管６を連結する改質ガスマニホールド４１を介し
て、改質ガス排出管４２により外部へ連通している。一
方、前記燃焼ガス路９の下方端は反応管７の最下部付近
に設けられた燃焼ガスマニホールド４３を介して、燃焼
ガス排出管４５により外部へ連通している。
【００１３】また、燃料改質器Ｎの最外郭を構成する外
郭筒１６、フランジ板１７、燃料ガス導入管３０等はす
べて断熱層５０により覆われており、該断熱層５０を通
過して前記燃料ガス導入管３０、改質ガス排出管４２、
燃焼ガス排出管４５は外部に開放している。なお、反応
管７の内管６内の全部及び燃焼ガス路８の下半分には伝
熱粒子６０がそれぞれ充填されている。
郭筒１６、フランジ板１７、燃料ガス導入管３０等はす
べて断熱層５０により覆われており、該断熱層５０を通
過して前記燃料ガス導入管３０、改質ガス排出管４２、
燃焼ガス排出管４５は外部に開放している。なお、反応
管７の内管６内の全部及び燃焼ガス路８の下半分には伝
熱粒子６０がそれぞれ充填されている。
【００１４】次に、本実施例の動作について説明する。
まず、反応管７を所定の温度に昇温させるために、燃焼
器１に予熱された空気及び燃焼用燃料がそれぞれ配管
４、４ａに導かれ、燃焼器１において燃焼される。炎は
ノズルより形成され高温の燃焼ガス２を発生する。燃焼
ガスは燃焼ガス誘導路３内を上昇し、上方に位置する断
熱層１４に衝突して向きを変えて燃焼ガス路９内に充満
する。充満した燃焼ガスは反応管７及び改質触媒８を加
熱しながら燃焼ガス誘導路３の外壁部と内郭筒１０とで
形成される空間を流下した後、前記した燃焼ガスマニホ
ールド４３を経由して燃焼ガス排出管４５により外部へ
導かれる。
まず、反応管７を所定の温度に昇温させるために、燃焼
器１に予熱された空気及び燃焼用燃料がそれぞれ配管
４、４ａに導かれ、燃焼器１において燃焼される。炎は
ノズルより形成され高温の燃焼ガス２を発生する。燃焼
ガスは燃焼ガス誘導路３内を上昇し、上方に位置する断
熱層１４に衝突して向きを変えて燃焼ガス路９内に充満
する。充満した燃焼ガスは反応管７及び改質触媒８を加
熱しながら燃焼ガス誘導路３の外壁部と内郭筒１０とで
形成される空間を流下した後、前記した燃焼ガスマニホ
ールド４３を経由して燃焼ガス排出管４５により外部へ
導かれる。
【００１５】その間に、燃焼ガス２の熱量の一部は燃焼
ガス路９の外郭を規制する断熱層１３、１４を介して前
記した燃料ガス供給路２０内に配置された改質触媒４を
も若干昇温させる。二重管式反応管７と改質触媒８が所
定温度に達した後、燃料ガス供給路２０に例えば予熱さ
れたメタンと水蒸気の混合した燃料ガス７０を供給す
る。燃料ガス７０は燃料改質器７内に入ると燃焼ガス２
により加熱され、改質触媒８の充填層において、下記の
反応を起し、 CH4＋H2O → CO＋３H2 ・・・・・・・・ (1) CO ＋H2O → CO2＋H2 ・・・・・・・・ (2) 水素富化ガスとなり、改質ガス排出管４２を通り、燃料
改質器Ｎの外部へ供給される。
ガス路９の外郭を規制する断熱層１３、１４を介して前
記した燃料ガス供給路２０内に配置された改質触媒４を
も若干昇温させる。二重管式反応管７と改質触媒８が所
定温度に達した後、燃料ガス供給路２０に例えば予熱さ
れたメタンと水蒸気の混合した燃料ガス７０を供給す
る。燃料ガス７０は燃料改質器７内に入ると燃焼ガス２
により加熱され、改質触媒８の充填層において、下記の
反応を起し、 CH4＋H2O → CO＋３H2 ・・・・・・・・ (1) CO ＋H2O → CO2＋H2 ・・・・・・・・ (2) 水素富化ガスとなり、改質ガス排出管４２を通り、燃料
改質器Ｎの外部へ供給される。
【００１６】本発明においては、燃料ガス７０は、燃料
改質器Ｎの上方に位置させた１つの燃料ガス供給管３０
からフランジ板１７の中央部に形成した開口１８を経由
して、燃料改質器のほぼ中央軸心線上において、燃料ガ
ス供給路２０に均一に導入される。導入された燃料ガス
７０は、上蓋１１の上表面において予熱された改質触媒
８と接触しつつ周縁方向に拡散していき、外郭筒１６と
内郭筒１０とで構成される空間である燃料ガス供給路２
０部分にいたる。そこに充填された改質触媒８と接触し
つつ燃料ガス７０は下方に移動する。従って、この燃料
ガス７０の移動方向は、燃焼ガス路９内の燃焼ガス２の
流れ方向と同方向の流れとなる。
改質器Ｎの上方に位置させた１つの燃料ガス供給管３０
からフランジ板１７の中央部に形成した開口１８を経由
して、燃料改質器のほぼ中央軸心線上において、燃料ガ
ス供給路２０に均一に導入される。導入された燃料ガス
７０は、上蓋１１の上表面において予熱された改質触媒
８と接触しつつ周縁方向に拡散していき、外郭筒１６と
内郭筒１０とで構成される空間である燃料ガス供給路２
０部分にいたる。そこに充填された改質触媒８と接触し
つつ燃料ガス７０は下方に移動する。従って、この燃料
ガス７０の移動方向は、燃焼ガス路９内の燃焼ガス２の
流れ方向と同方向の流れとなる。
【００１７】燃料ガス７０は、前記した燃料ガスマニホ
ールド４０を介して反応管７の外管５と内管６との間で
ある改質触媒８の充填部に流入し、次いで、外管５の上
端の閉じられた端部で向きを変えた後、内管６内を通っ
て改質ガスマニホールド４１に入り、改質ガス排出管４
２より改質ガス８０として外部に排出される。以上の過
程において、燃料ガス７０は改質触媒８の充填部を流通
する際、上記のように燃焼ガス２より断熱層１３、１４
を介して幾分の熱をもらい、吸熱反応である改質反応が
ある程度起る。これによって、燃料ガス供給路２０は吸
熱反応が起らない場合にくらべてより低い温度に抑えら
れる。そして燃料ガス７０はさらに反応管７内を流れる
過程で燃焼ガス２により充分に加熱され、改質触媒８の
存在下で水素富化ガスである改質ガス８０に改質され
る。従って、反応管の有効長さを短縮できると共に断熱
層の厚さも薄くすることができ全体形状のコンパクト化
が図れる。また、燃料ガス導入管を改質器の上方に位置
させ、かつその燃料ガス供給路との接続部を改質器の中
央軸心部近傍としたことにより、簡単な構成でもって燃
料ガス供給路に対して均一に燃料ガスを供給することが
可能となった。また、燃料ガス導入管と燃焼ガス排出管
とを相反する端部にそれぞれ位置させたことにより、燃
料改質器の配管構造を簡素化することができた。
ールド４０を介して反応管７の外管５と内管６との間で
ある改質触媒８の充填部に流入し、次いで、外管５の上
端の閉じられた端部で向きを変えた後、内管６内を通っ
て改質ガスマニホールド４１に入り、改質ガス排出管４
２より改質ガス８０として外部に排出される。以上の過
程において、燃料ガス７０は改質触媒８の充填部を流通
する際、上記のように燃焼ガス２より断熱層１３、１４
を介して幾分の熱をもらい、吸熱反応である改質反応が
ある程度起る。これによって、燃料ガス供給路２０は吸
熱反応が起らない場合にくらべてより低い温度に抑えら
れる。そして燃料ガス７０はさらに反応管７内を流れる
過程で燃焼ガス２により充分に加熱され、改質触媒８の
存在下で水素富化ガスである改質ガス８０に改質され
る。従って、反応管の有効長さを短縮できると共に断熱
層の厚さも薄くすることができ全体形状のコンパクト化
が図れる。また、燃料ガス導入管を改質器の上方に位置
させ、かつその燃料ガス供給路との接続部を改質器の中
央軸心部近傍としたことにより、簡単な構成でもって燃
料ガス供給路に対して均一に燃料ガスを供給することが
可能となった。また、燃料ガス導入管と燃焼ガス排出管
とを相反する端部にそれぞれ位置させたことにより、燃
料改質器の配管構造を簡素化することができた。
【００１８】以上の説明は、本発明による燃料改質器の
一実施例の説明であって他に多くの変形例が存在する。
例えば、燃料改質器の本体部分を構成する外郭筒１６と
内郭筒１０との間の連続する空間のすべてが燃料ガス供
給路であるとして説明したが、該空間内に複数の中空管
を配置し、そこを燃料ガス供給路としてもよいものであ
り、また、反応管の数も６本に限らず４本、８本など任
意であってよい。また、反応管７の内管６内及び燃焼ガ
ス路９に充填する伝熱粒子６０の量も設計使用に合わせ
て適宜変更すればよい。
一実施例の説明であって他に多くの変形例が存在する。
例えば、燃料改質器の本体部分を構成する外郭筒１６と
内郭筒１０との間の連続する空間のすべてが燃料ガス供
給路であるとして説明したが、該空間内に複数の中空管
を配置し、そこを燃料ガス供給路としてもよいものであ
り、また、反応管の数も６本に限らず４本、８本など任
意であってよい。また、反応管７の内管６内及び燃焼ガ
ス路９に充填する伝熱粒子６０の量も設計使用に合わせ
て適宜変更すればよい。
【００１９】
【発明の効果】本発明の燃料改質器においては、燃焼ガ
ス路のほぼ全周を取り囲むように燃料ガス供給路を設け
さらに燃料ガス導入管を改質器の上方に位置させかつそ
の燃料ガス供給路との接続部を改質器の中央軸心部近傍
としたことにより、簡単な構成でもって燃料ガス供給路
に対して均一に燃料ガスを供給することが可能となり、
同時に、反応管の有効長さを短縮できると共に断熱層の
厚さも薄くすることができそれにより全体形状のコンパ
クト化を図ることができる。また、燃料ガス導入管と燃
焼ガス排出管とを相反する端部にそれぞれ位置させたこ
とにより、燃料改質器の配管構造を簡素化することがで
きた。
ス路のほぼ全周を取り囲むように燃料ガス供給路を設け
さらに燃料ガス導入管を改質器の上方に位置させかつそ
の燃料ガス供給路との接続部を改質器の中央軸心部近傍
としたことにより、簡単な構成でもって燃料ガス供給路
に対して均一に燃料ガスを供給することが可能となり、
同時に、反応管の有効長さを短縮できると共に断熱層の
厚さも薄くすることができそれにより全体形状のコンパ
クト化を図ることができる。また、燃料ガス導入管と燃
焼ガス排出管とを相反する端部にそれぞれ位置させたこ
とにより、燃料改質器の配管構造を簡素化することがで
きた。
【図１】 本発明の一実施例である燃料改質器の縦方向
断面図。
断面図。
【図２】 図１のA-A 線による断面図。
【図３】 従来例を示す図。
燃料改質器…Ｎ、１…バーナ、２…燃焼ガス、３…燃焼
ガス誘導筒、５…外管、６……内管、７…反応管、８…
改質触媒、９…燃焼ガス路、１０…内郭筒、１１…上
蓋、１３、１４、１５…断熱層、１６…外郭筒、１７…
フランジ板、２０…燃料ガス供給路、３０…燃料ガス導
入管、４０…燃料ガスマニホールド、４１…改質ガスマ
ニホールド、４２…改質ガス排出管、４３…燃焼ガスマ
ニホールド、６０…伝熱粒子、７０…燃料ガス、８０…
改質ガス、
ガス誘導筒、５…外管、６……内管、７…反応管、８…
改質触媒、９…燃焼ガス路、１０…内郭筒、１１…上
蓋、１３、１４、１５…断熱層、１６…外郭筒、１７…
フランジ板、２０…燃料ガス供給路、３０…燃料ガス導
入管、４０…燃料ガスマニホールド、４１…改質ガスマ
ニホールド、４２…改質ガス排出管、４３…燃焼ガスマ
ニホールド、６０…伝熱粒子、７０…燃料ガス、８０…
改質ガス、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 天野 義明 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 伊藤 俊之 東京都中野区新井２−47−６
Claims (2)
- 【請求項１】 触媒を用いて炭化水素と水蒸気などを混
合した燃料ガスを水素富化ガスに転化する吸熱反応を生
じさせる反応管と、前記反応管を加熱するための燃焼ガ
スを発生させる燃焼器と、前記反応管の周囲に形成され
る前記燃焼ガスの流路である燃焼ガス路と、前記燃焼ガ
スの放熱を防止するための断熱層と、前記燃焼ガス路と
前記断熱層との間に形成される前記燃料ガスの流路であ
る燃料ガス供給路と、前記燃焼ガス路を流れる前記燃焼
ガスを外部へ導くための燃焼ガス排出管と、前記燃料ガ
ス供給路に前記燃料ガスを導く燃料ガス導入管、とを有
する燃料改質器であって、 前記燃焼ガス排出管と前記燃料ガス導入管とを燃料改質
器の相反する端部近傍にそれぞれ位置させ、かつ前記燃
料ガス導入管を燃料改質器の中心軸心上近傍において前
記燃料ガス供給路に接続すると共に、前記燃料ガス供給
路内を流れる前記燃料ガスの流れ方向と、前記燃料ガス
供給路に近接する前記燃焼ガス路内のガス流れ方向とが
同一方向となる位置に前記燃料ガス供給路及び前記燃焼
ガス路を配置してなることを特徴とする燃料改質器。 - 【請求項２】 前記燃焼ガスを発生させる燃焼器を中央
部に配置し、その周囲の同心円上に、前記燃焼ガスの流
路である燃焼ガス路、前記燃料ガスの流路である燃焼ガ
ス供給路、及び前記燃焼ガスの放熱を防止するための断
熱層とをこの順に配置すると共に、前記燃焼ガス路内に
複数本の前記反応管を位置させ、さらに、前記燃焼ガス
排出管を燃料改質器の下方端近傍に、前記燃料ガス導入
管を燃料改質器の上方端近傍に位置させ、かつ、前記燃
料ガス導入管を燃料改質器の中心軸心上において前記燃
料ガス供給路に接続したことを特徴とする、請求項１記
載の燃料改質器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20928792A JPH0656401A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 燃料改質器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20928792A JPH0656401A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 燃料改質器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0656401A true JPH0656401A (ja) | 1994-03-01 |
Family
ID=16570451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20928792A Pending JPH0656401A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 燃料改質器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656401A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6936567B2 (en) | 2000-06-28 | 2005-08-30 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Fuel reformer and manufacturing method of the same |
| JP2006012593A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 改質器、水素製造システム及び燃料電池システム |
-
1992
- 1992-08-05 JP JP20928792A patent/JPH0656401A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6936567B2 (en) | 2000-06-28 | 2005-08-30 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Fuel reformer and manufacturing method of the same |
| JP2006012593A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 改質器、水素製造システム及び燃料電池システム |
| JP4712321B2 (ja) * | 2004-06-25 | 2011-06-29 | 出光興産株式会社 | 改質器、水素製造システム及び燃料電池システム |
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