JPH07267606A

JPH07267606A - 改質装置

Info

Publication number: JPH07267606A
Application number: JP6062828A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Tsuru; 潔都留; Sadatoshi Takayanagi; 貞敏高柳; Michioku Fujimoto; 路奥藤本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1995-10-17
Anticipated expiration: 2013-04-28
Also published as: JP2746108B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】炭化水素に水蒸気を添加して燃料電池の燃料
ガスとして用いられる水素リッチガスを生成する改質装
置を小型化する。【構成】燃料ガスの燃焼装置７と、この燃焼装置７の
火炎放出方向に設けられた燃焼空間８と、燃焼装置７お
よび燃焼空間８の周囲に配置された円筒状の輻射管２１
と、この輻射管２１の外側に同心状に配置される３重管
からなり、この３重管の内管と外管の燃焼空間側端部が
エンドキャップで接続され、内管と３重管の中間管との
間に形成され触媒が充填される第１の環状空間と、この
第１の環状空間とエンドキャップ接続部分で連通し中間
管と外管との間に形成される第２の環状空間とからなる
反応管３と、輻射管２１と反応管３との間に燃焼空間と
連通する第３の環状空間が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炭化水素に水蒸気を添
加して燃料電池の燃料ガスとして用いられる水素リッチ
ガスを生成する改質装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２は例えば特開昭６３−１４７７１
１号公報に示された従来の改質装置を示す断面図であ
る。図中、１は改質装置の炉体、２は放熱防止用の断熱
材、３は環状の改質反応管で、内管３ａ、中間管３ｂ、
外管３ｃの３重管と内管３ａと外管３ｂの端部に配置さ
れた環状のエンドキャップ３ｄよりなる。４は内管３ａ
と中間管３ｂとの間に形成され原料ガスが導入される第
１の環状部、５は第１の環状部に触媒が充填されて形成
された触媒層、６は中間管３ｂと外管３ｃとの間に形成
された改質原料ガスと水蒸気の混合ガス（以下、単に混
合ガスと呼ぶ。）が触媒層５を通過することにより改質
反応し、生成される改質ガスが通過する第２の環状部、
７は燃焼装置で燃料管７ａ、空気噴出孔７ｂ、燃料室７
ｃ、空気室７ｄよりなる。また、７ｅは燃焼装置の火炎
を示す。８は燃焼空間、９は燃焼装置７を着火させるた
めのパイロットバーナである。１０は充填材、１１は充
填材を保持するための金網、１２は燃焼装置７で燃焼し
内管３ａ中を通過して排出される燃焼ガスマニホールド
である。１３は断熱材であり、燃焼ガスが外管３ｃを過
熱することを防ぐ。１４は燃料導入口、１５空気導入
口、１６は原料ガス導入口、１７は改質ガス排出口、１
８は燃焼ガス排出口である。１９は改質装置の原料を改
質反応管３に分配するための原料ガスマニホールド、２
０は改質反応管で生成した改質ガスを排出する改質ガス
マニホールドである。

【０００３】次に動作について説明する。混合ガスが混
合ガス導入口１６より改質炉１に導入され、混合ガスマ
ニホールド１９により分配され改質反応管３に送られ
る。混合ガスは内管３ａと中間管３ｂの第１環状部４に
触媒が充填された触媒層５中を通過する際に改質反応を
生じ、水素リッチな改質ガスとなる。改質ガスはエンド
キャップ３ｄ内で流れ方向を反転し、中間管３ｂと外管
３ｃの間の第２環状部６を通り改質ガスマニホールド２
０で集合し改質炉１外に取り出される。上記改質反応は
吸熱反応であるため、反応のためには反応熱を供給する
ことが必要であり、そのため改質炉１内に燃焼装置７を
設け、その燃焼ガスから反応熱を供給する。燃料導入口
１４から燃焼室７ｃに供給された燃料は、燃料管７ａを
通り燃焼空間８に吐出される。空気導入口１５から空気
室７ｄを通り空気噴射孔７ｂより吐出される空気と混合
されて燃焼空間８で燃焼する。火炎が改質反応管に触れ
ないようにするために、燃焼装置７を改質反応管に対し
て下方にずらして改質炉１に取り付け、燃焼空間８を大
きくする必要がある。燃焼ガスは環状の改質反応管３の
中央部を通り、内管３ａおよび充填材１０を加熱して混
合ガス導入部の反対側に設けた燃焼ガスマニホールド１
２で集合し吐出される。充填材１０は燃焼ガスから内管
への伝熱を促進する役割を果たす。また、断熱材１３
は、燃焼ガスによる外管の加熱を防止する。改質装置
は、長期間の運転で触媒層５中の触媒の活性が低下する
ため、一定期間毎に混合ガスマニホールド１９を切断
し、触媒層５の触媒を交換する必要がある。また、燃焼
装置７も長期間の運転で酸化腐食が進むため、燃焼装置
７を分解し消耗部材を交換することが必要となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の改質装置は以上
のように構成されているので、改質炉の高さは改質反応
管の長さと燃焼装置や燃焼空間の高さを加算したものが
必要で、改質装置が大きくなるという問題点があった。
また、触媒層の触媒交換作業や燃焼装置の部品交換作業
にはメインテナンス空間が必要であるが、メインテナン
スを実施する箇所が炉の上下に分散しているため、メイ
ンテナンス作業のためのスペースが炉の上下に必要とな
るため小型化できなかった。また、内管と外管に温度差
が生じ、それによる熱膨張の差が反応管に応力を発生さ
せるため、内管と外管の温度差を所定の範囲内に保つよ
う運転条件を制限しなければならないという問題点があ
った。

【０００５】本発明は、以上のような問題点を解消する
ためになされたもので改質炉をコンパクトに構成し、メ
インテナンス用のスペースを少なくして小型化するこ
と、および触媒交換作業の容易な改質装置を得ること、
および反応管に生じる応力を低減することを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る改質装置は、燃料ガスの燃焼装置と、この燃焼装置の
火炎放出方向に設けられた燃焼空間と、燃焼装置および
燃焼空間の周囲に配置された円筒状の輻射管と、この輻
射管の外側に同心状に配置される３重管からなり、この
３重管の内管と外管の燃焼空間側端部がエンドキャップ
で接続され、内管と３重管の中間管との間に形成され触
媒が充填される第１の環状空間と、この第１の環状空間
とエンドキャップ接続部分で連通し中間管と外管との間
に形成される第２の環状空間とからなる反応管と、輻射
管と反応管との間に燃焼空間と連通する第３の環状空間
が形成され、第１の環状空間と連通し第１の環状空間の
燃焼装置側端部に形成される環状の混合ガスマニホール
ドと、第２の環状空間と連通し第２の環状空間の燃焼装
置側端部に形成される環状の改質ガスマニホールドと、
第３の環状空間と連通し第３の環状空間の燃焼装置側端
部に形成される環状の燃焼ガスマニホールドと、反応管
と燃焼空間を覆う炉体とを備えたものである。

【０００７】また、この発明の請求項２に係る改質装置
は、燃料ガスの燃焼装置と、この燃焼装置の火炎放出方
向に設けられた燃焼空間と、燃焼装置および燃焼空間の
周囲に配置された円筒状の輻射管と、この輻射管と同心
状に配置される３重管からなる反応管と、この反応管の
内管の燃焼空間側端部に設けられた第１の鏡板と、反応
管の中間管の燃焼空間側端部に第１の鏡板との間に内管
と中間管との間の第１の環状空間と連通する第１の円盤
状空間を形成し、中央部に貫通孔を有する第２の鏡板
と、反応管の外管の燃焼空間側端部に第２の鏡板との間
に外管と中間管との間の第２の環状空間と連通する第２
の円盤状空間を形成する第３の鏡板と、輻射管と反応管
との間に燃焼空間と連通する第３の環状空間が形成さ
れ、第１の環状空間および第１の円盤状空間に触媒を充
填するとともに第１の環状空間と連通し第１の環状空間
の燃焼装置側端部に形成される環状の混合ガスマニホー
ルドと、第２の環状空間と連通し第２の環状空間の燃焼
装置側端部に形成される環状の改質ガスマニホールド
と、第３の環状空間と連通し第３の環状空間の燃焼装置
側端部に形成される環状の燃焼ガスマニホールドと、反
応管と第３の鏡板を覆う炉体とを備えたものである。

【０００８】また、この発明の請求項３に係る改質装置
は、請求項１に係る改質装置の内管あるいは外管と混合
ガスマニホールドあるいは改質ガスマニホールドとの間
を熱膨張補償機構で接続したものである。

【０００９】また、この発明の請求項４に係る改質装置
は、請求項２に係る改質装置の第２の鏡板中央部とこの
第２の鏡板中央部およびこの第３の鏡板中央部と対向す
る位置の炉体に貫通孔を設けるとともに取り外し可能な
蓋を設けたものである。

【００１０】さらにまた、この発明の請求項５に係る改
質装置は、請求項２に係る改質装置の第１の円盤状空間
に第１の鏡板と連接するフィンを設けたものである。

【００１１】

【作用】この発明の請求項１による改質装置は、混合ガ
スが改質に導入されて改質反応管の周方向に分配され、
第１環状部に充填された触媒層中を通過する際に、輻射
管、第３環状部を流通する燃焼ガスからの反応熱の供給
により改質反応が進行する。改質ガスはエンドキャップ
内で流れ方向を反転して触媒層に熱を供給しながら第２
環状部を通って吐出される。燃料導入口から供給される
燃料は、燃焼空気と混合し燃焼する。燃焼ガスは輻射管
を加熱しながら、輻射管の内側を通り上部の炉空間で流
れ方向を１８０度変えて第３環状部を流れ燃焼ガス排出
口から吐出される。このとき、燃焼ガスは内管および充
填材も加熱する。

【００１２】また、この発明の請求項２による改質装置
は、混合ガスが第１の環状空間と第１の円盤状空間に充
填された触媒層を通過する時、第１の鏡板を通しての伝
熱と、内管を通して輻射管からの輻射熱と、第３の環状
空間を流通する燃焼ガスから供給される反応熱で改質反
応が進行する。改質ガスは第２の鏡板に設けた貫通孔で
流れ方向を反転し、第２の円盤状空間と第２の環状空間
を通り改質ガスマニホールドに至る。燃焼ガスは輻射管
とともに第１の鏡板も加熱し上部で流れ方向を１８０度
変え第３の環状空間を流れる。

【００１３】また、この発明の請求項３による改質装置
は、燃焼ガスに接する内管と改質ガスに接する外管との
間に生ずる熱膨張の差をベローズが吸収する。

【００１４】また、この発明の請求項４による改質装置
では、触媒充填作業あるいは触媒交換作業が、触媒充填
孔と貫通孔を利用して行われる。

【００１５】さらにまた、この発明の請求項５による改
質装置は、第１の鏡板が補強され、また改質ガスを混合
して温度分布を均一にする。

【００１６】

【実施例】以下に述べる実施例のすべては、立型で燃焼
装置からでる火炎が上方に向かうものとして説明する
が、この逆の形式のものでも、また横型のものでもよ
い。なお、すべての図面において、上述の従来例と同一
または相当する部分は同一の符号で示して、重複する説
明は省略する。もちろん、改質反応の過程も上述した従
来例と同一であり、説明は省略する。

【００１７】実施例１．以下、この発明の実施例１を図
について説明する。図１は第１の実施例を示す改質装置
の断面図である。２１は燃焼装置７からの燃焼ガスによ
り加熱される輻射管であり、燃焼装置７の上方には燃焼
空間８が設けられている。１３は伝熱抑制用の断熱材で
輻射管２１の１／５〜１／２の長さにわたって設られて
いる。３は輻射管２１の外側に同心状に配置された３重
管の反応管で、内管３ａと外管３ｃの上部がエンドキャ
ップ３ｄで接続され、内管３ａと中間管３ｂとの間に触
媒層５が充填される第１の環状空間と、この第１の環状
空間とエンドキャップ３ｄの部分で連通し中間管３ｂと
外管３ｃとの間に形成される第２の環状空間からなって
いる。２２は反応管３の上部で流れの方向を反転した燃
焼ガスが流通する輻射管２１と反応管３の間に形成され
る第３環状部、５１は外管３ｃを固定する外管支持板、
５２は改質ガスマニホールド２０と混合ガスマニホール
ド１９を仕切り、中間管３ｂを固定する中間管支持板、
５３は改質ガスマニホールド２０と燃焼ガスマニホール
ド１２を仕切り、外管３ｃを固定する内管支持板であ
る。

【００１８】次に動作について説明する。混合ガスは、
混合ガス導入口１６より改質装置に導入され、混合ガス
マニホールド１９により改質反応管３の周方向に分配さ
れる。混合ガスは第１の環状空間４に充填された触媒層
５中を通過する時、輻射管２１からの輻射熱と、第３の
環状空間２２を流通する燃焼ガスからの伝熱を内管３ａ
を通して反応熱を供給され改質反応が進行する。改質ガ
スはエンドキャップ３ｄ内で流れの方向を反転して触媒
層５に熱を供給しながら中間管３ｂと外管３ｃの間の第
２の環状空間６を通って改質ガスマニホールド２０に集
合し吐出される。燃料導入口１４から供給される燃料
は、燃料管７ａを通り燃焼空間に吐出され、空気導入口
１５から供給され空気噴出孔７ｂより吐出される燃焼空
気と混合して燃焼する。燃焼ガスは輻射管２１を加熱し
ながら、輻射管２１の内側を通り上部で流れ方向を１８
０度変え、輻射管２１の外側と反応管３の間に形成され
る第３の環状空間２２を流れて、燃焼ガスマニホールド
１２で集合し、燃焼ガス排出口１８より吐出される。燃
焼ガスは内管３ａおよび充填材１０を加熱する。断熱材
１３は輻射管２１による混合ガスマニホールド付近の混
合ガスの加熱を防止する。触媒交換作業に必要な混合ガ
スマニホールド１９の切断作業と燃焼装置７の部品交換
作業は、どちらも改質装置の下部で実施できるため、改
質装置の上部にはメインテナンススペースを必要としな
い。

【００１９】実施例２．図２は第２の実施例を示す断面
図で、上記図１と共通する部分の説明は省略する。輻射
管２１と同心状に配置された３重管の反応管３は、内管
３ａの上端には部分球面状に成形された第１の鏡板２７
が連接され、中間管の上端には第１の鏡板２７との間に
第１の環状空間４と連通する第１の円盤状空間３０を形
成し、その中央部に貫通孔３２を有する第２の鏡板２８
が連接され、外管の上端には第２の鏡板２８との間に第
２の環状空間６と連通する第２の円盤状空間３１を形成
する第３の鏡板２９が連接され、輻射管２１と反応管３
との間に燃焼空間と連通する第３の環状空間が形成され
ている。第１の環状空間４と第１の円盤状空間３０には
触媒５がを充填されている。３３は第２の鏡板に設けら
れた触媒押え板、３４は触媒押え板３３に設けられた改
質ガス流通孔である。

【００２０】次に動作について説明する。上述の説明と
同様に、図１と共通する部分は省略する。混合ガスは、
第１の環状空間４と第１の円盤状空間３０に充填された
触媒層５を通過する時、第１の鏡板２７を通しての伝熱
と、内管３ａを通して輻射管２１からの輻射熱と、第３
の環状空間２２を流通する燃焼ガスから供給される反応
熱で改質反応が進行する。改質ガスは貫通孔３２で流れ
方向を反転し、第２の円盤状空間３１と第２の環状空間
６を通り改質ガスマニホールド２０に至る。触媒押さ板
３３は触媒層５が飛散することを防止する。燃焼ガスは
輻射管２１とともに第１の鏡板２７も加熱し上部で流れ
方向を１８０度変え第３の環状空間２２を流れる。燃焼
ガスが炉体上部の断熱材２を直接に加熱することがなく
炉体からの放熱を少なくでき、耐熱性が低く、安価な断
熱材を使用することができ、かつその厚さを小さくでき
る。

【００２１】実施例３．図３は第３の実施例を示す断面
図であり、２３は輻射管２１の長さ方向に沿って燃焼ガ
スを第３の環状空間２２に分散してさせるために輻射管
２１に設けられた燃焼ガス分散口であり、他は図２と同
一である。こうすることで、輻射管２１からの輻射熱の
分布を燃料ガスの改質反応を効率よく行わせるよう最適
化することができる。なお、図１に示した改質装置にこ
の実施例と同じように燃焼ガス分散口２３を設けること
によって、同様の効果が得られる。

【００２２】実施例４．図４は第４の実施例を示す断面
図であり、２４は輻射管２１の内表面に取り付けられた
フィンであり、他の部分は図２と同一である。こうする
ことで、燃焼ガスが輻射管２１とともにフィン２４も加
熱するので燃焼ガスから輻射管２１への伝熱が促進さ
れ、フィンがない場合に比べて高温になる。高温となっ
た輻射管２１からの輻射熱により内管３ａへの伝熱量が
大きくなる。なお、図１に示した改質装置にこの実施例
と同じようにフィン２４を設けることによって、同様の
効果が得られる。

【００２３】実施例５．図５は第５の実施例を示す断面
図であり、２５は輻射管２１の外表面に取り付けられた
フィン、２６は内管３ａ内表面に取り付けられたフィン
であり、他は図２と同一である。こうすることで、燃焼
ガスが第３の環状空間２２を通る時、燃焼ガスが輻射管
２１およびフィン２５を高温に加熱する。輻射管および
フィン２５は、内管３ａおよびフィン２６を輻射熱によ
り加熱するためこれらのフィンがない場合に比べて、燃
焼ガスから内管３ａへの伝熱量が大きくなる。また、燃
焼ガスはフィン２６を加熱し、フィン２６からの伝達熱
により内管３ａはさらに加熱され、フィン２５、２６の
ない場合よりも燃焼ガスの熱を有効に利用できる。な
お、図１に示した改質装置にこの実施例と同じようにフ
ィン２５およびフィン２６を設けることによって、同様
の効果が得られる。

【００２４】実施例６．図６は第６の実施例を示す断面
図であり、７１は輻射管２１の内径側下部に設けられ燃
焼装置、７２は燃焼装置７１を支える支え板であり、他
は図２と同一である。こうすることで、燃焼装置７１は
輻射管２１の内部空間に設けられるので、燃焼ガスマニ
ホールド１２の下部に燃焼装置７１の設置スペースが不
要となる。また、燃焼装置７１全体が輻射管２１の内部
空間に設けられたので、燃焼装置７１からの放熱が削減
できる。なお、図１に示した改質装置にこの実施例と同
じように燃焼装置７１および支え板７２を設けることに
よって、同様の効果が得られる。

【００２５】実施例７．図７は第７の実施例を示す断面
図であり、３５は改質装置上部の炉体１、断熱材２、第
３の鏡板２９を貫通して設けた触媒充填孔、３６は改質
ガスが改質装置から漏出しないように触媒充填孔３５を
閉じる蓋である。なお、触媒押え板３５は蓋３６と同様
に取り外しができるようになされている。その他の部分
は図６と同一である。こうすることで、触媒充填作業あ
るいは触媒交換作業に、触媒充填孔３５と貫通孔３２を
利用できるため、これらの作業が混合ガスマニホールド
１９を切断することなく容易に行える。

【００２６】実施例８．図８は第８の実施例を示す断面
図であり、３７は第１の鏡板２７の半径方向に設けられ
た鏡板フィンである。その他の部分は図２と同一であ
る。こうすることで、鏡板フィン３７は第１の鏡板２７
から第１の円盤状空間３０に充填された触媒への伝熱量
を大きくができると同時に、反応管３内部圧力に対する
第１の鏡板２７の補強としても作用するため第１の鏡板
を薄くできる。

【００２７】実施例９．図９は第９の実施例を示す断面
図であり、３８は第１の鏡板２７にラセン状に設けられ
たラセン状鏡板フィンである。なお、この場合は以下に
述べる実施例１０とともに、第１の鏡板２７の上には触
媒層がない。その他の部分は図２と同一である。第１の
環状空間４を流通する混合ガスまたは第２の環状空間６
を流通する改質ガスの不均一な流れが改質ガスまたは反
応管３の円周方向の温度ばらつきを生じる原因となる。
温度ばらつきを小さくするためには、混合ガスまたは改
質ガスの流量の反応管３内部の円周方向の分布を均一化
することが必要である。改質ガスが第１の円盤状空間３
０に達した時、円周方向に温度のばらつきがあっても、
ラセン状鏡板フィン３８が貫通孔３２へ集中する改質ガ
スを混合するので、温度分布が均一化するため、反応管
３の温度を上げることなく触媒層５での反応温度を上げ
ることができ、改質ガスの組成を改善できる。

【００２８】実施例１０．図１０は第１０の実施例を示
す断面図であり、３９は第１の環状空間４へ流通する混
合ガスの流量を充填粒子等で調節するために反応管３の
第１の鏡板２７の触媒層側に第１の鏡板２７から内管３
ａ上部までの範囲に亘って設けた改質ガスの流通路を分
割するための半径方向に延在する仕切板である。その他
の部分は図７および図９と同一である。仕切板３９は実
施例９で説明したラセン状鏡板フィンと同様に作用する
と同時に、温度分布をさらに改善する必要が生じた場
合、触媒充填孔３５から改質ガス温度の高い領域に、耐
熱性の高い例えばセラミックボールを充填物として充填
し混合ガスの流量を調節し、均一な流量にすることで改
質ガスあるいは反応管の周方向の温度ばらつきを小さく
することができ、改質ガスの組成を改善できる。

【００２９】実施例１１．図１１は第１１の実施例を示
す断面図であり、５４は内管３ａと内管支持板５３とを
接続しているベローズである。その他の部分は図１と同
一である。こうすることで、エンドキャップ３ｄと内管
支持板５３で固定され、燃焼ガスに接する内管３ａと改
質ガスに接する外管３ｃとの間に生ずる熱膨張の差をベ
ローズ５４により吸収でき、反応管と各マニホールドと
の間に発生する熱応力を低減できる。なお、外管３ｃと
外管支持板５１をベローズで接続すれば同様の効果が得
られる。このようにすれば、ベローズが低温度領域に設
置されることになり、ベローズの信頼性が向上する。な
お、内管３ａあるいは外管３ｃと内管支持板５３あるい
は外管支持板５１とをベローズで接続するものとして説
明したが、例えば熱膨張係数が内管３ａあるいは外管３
ｃと異なり、内管３ａと外管３ｃの熱膨張差を補償する
ような円筒で、内管３ａあるいは外管３ｃと内管支持板
５３あるいは外管支持板５１とを接続してもよい。さら
には、軸方向に摺動可能に嵌合された２重円筒の一方の
円筒の一端を内管３ａあるいは外管３ｃとと接続し、他
方の円筒の他端を内管支持板５３あるいは外管支持板５
１とを接続してもよい。要は、内管３ａあるいは外管３
ｃと内管支持板５３あるいは外管支持板５１との間に熱
膨張補償機構を設ければよい。

【００３０】

【発明の効果】この発明の請求項１による改質装置は、
触媒交換作業および燃焼装置の部品交換作業は、どちら
も改質装置の下部で実施できるため、改質装置の上部に
はメインテナンススペースを必要とせず、コンパクトな
改質装置が実現できるという効果がある。

【００３１】この発明の請求項２による改質装置は、請
求項１による改質装置で得られる効果に加えて、炉体か
らの放熱を少なくできるので、耐熱性が低く、安価な断
熱材を使用することができ、かつその厚さを小さくでき
るという効果がある。

【００３２】この発明の請求項３による改質装置は、燃
焼ガスに接する内管と改質ガスに接する外管との間に生
ずる熱膨張の差を吸収でき、反応管と各マニホールドと
の間に発生する熱応力を低減できるという効果がある。

【００３３】この発明の請求項４による改質装置は、触
媒充填作業あるいは触媒交換作業に、触媒充填孔と貫通
孔を利用できる、これらの作業が混合ガスマニホールド
を切断することなく容易に行えるという効果がある。

【００３４】この発明の請求項５による改質装置は、改
質ガスが第１の円盤状空間に達した時、円周方向に温度
のばらつきがあっても、第１の鏡板に設けたフィンが貫
通孔へ集中する改質ガスを混合し、温度分布を均一に
し、反応管の温度を上げることなく触媒層５での反応温
度を上げることができので、改質ガスの組成を改善でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例による改質装置の断面
図である。

【図２】この発明の第２の実施例による改質装置の断面
図である。

【図３】この発明の第３の実施例による改質装置の断面
図である。

【図４】この発明の第４の実施例による改質装置の断面
図である。

【図５】この発明の第５の実施例による改質装置の断面
図である。

【図６】この発明の第６の実施例による改質装置の断面
図である。

【図７】この発明の第７の実施例による改質装置の断面
図である。

【図８】この発明の第８の実施例による改質装置の断面
図である。

【図９】この発明の第９の実施例による改質装置の断面
図である。

【図１０】この発明の第１０の実施例による改質装置の
断面図である。

【図１１】この発明の第１１の実施例による改質装置の
断面図である。

【図１２】従来の改質装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１改質装置の炉体２断熱材３反応管５触媒層７燃焼装置８燃焼空間１２燃焼ガスマニホールド１９混合ガスマニホールド２０改質ガスマニホールド２１輻射管２７第１の鏡板２８第２の鏡板２９第３の鏡板３０第１の円盤状空間３１第２の円盤状空間５８ベローズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料ガスの燃焼装置と、この燃焼装置の
火炎放出方向に設けられた燃焼空間と、前記燃焼装置お
よび前記燃焼空間の周囲に配置された円筒状の輻射管
と、この輻射管の外側に同心状に配置される３重管から
なり、この３重管の内管と外管の前記燃焼空間側端部が
エンドキャップで接続され、前記内管と前記３重管の中
間管との間に形成され触媒が充填される第１の環状空間
と、この第１の環状空間と前記エンドキャップ接続部分
で連通し前記中間管と前記外管との間に形成される第２
の環状空間とからなる反応管と、前記輻射管と前記反応
管との間に前記燃焼空間と連通する第３の環状空間が形
成され、前記第１の環状空間と連通し前記第１の環状空
間の前記燃焼装置側端部に形成される環状の混合ガスマ
ニホールドと、前記第２の環状空間と連通し前記第２の
環状空間の前記燃焼装置側端部に形成される環状の改質
ガスマニホールドと、前記第３の環状空間と連通し前記
第３の環状空間の前記燃焼装置側端部に形成される環状
の燃焼ガスマニホールドと、前記反応管と前記燃焼空間
を覆う炉体とを備えたことを特徴とする改質装置。
【請求項２】燃料ガスの燃焼装置と、この燃焼装置の
火炎放出方向に設けられた燃焼空間と、前記燃焼装置お
よび前記燃焼空間の周囲に配置された円筒状の輻射管
と、この輻射管と同心状に配置される３重管からなる反
応管と、この反応管の内管の前記燃焼空間側端部に設け
られた第１の鏡板と、前記反応管の中間管の前記燃焼空
間側端部に前記第１の鏡板との間に前記内管と前記中間
管との間の第１の環状空間と連通する第１の円盤状空間
を形成し、中央部に貫通孔を有する第２の鏡板と、前記
反応管の外管の前記燃焼空間側端部に前記第２の鏡板と
の間に前記外管と前記中間管との間の第２の環状空間と
連通する第２の円盤状空間を形成する第３の鏡板と、前
記輻射管と前記反応管との間に前記燃焼空間と連通する
第３の環状空間が形成され、前記第１の環状空間および
前記第１の円盤状空間に触媒を充填するとともに前記第
１の環状空間と連通し前記第１の環状空間の前記燃焼装
置側端部に形成される環状の混合ガスマニホールドと、
前記第２の環状空間と連通し前記第２の環状空間の前記
燃焼装置側端部に形成される環状の改質ガスマニホール
ドと、前記第３の環状空間と連通し前記第３の環状空間
の前記燃焼装置側端部に形成される環状の燃焼ガスマニ
ホールドと、前記反応管と前記第３の鏡板を覆う炉体と
を備えたことを特徴とする改質装置。
【請求項３】前記内管あるいは前記外管と前記混合ガ
スマニホールドあるいは改質ガスマニホールドとの間を
熱膨張補償機構で接続したことを特徴とする請求項１に
記載の改質装置。
【請求項４】前記第３の鏡板中央部およびこの第３の
鏡板中央部と対向する位置の上記炉体に貫通孔を設ける
とともに取り外し可能な蓋を設けたことを特徴とする請
求項２に記載の改質装置。
【請求項５】前記第１の円盤状空間に前記第１の鏡板
と連接するフィンを設けたことを特徴とする請求項２に
記載の改質装置。