JPH08250146A - 予熱機能付きプレート型改質器 - Google Patents
予熱機能付きプレート型改質器Info
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- JPH08250146A JPH08250146A JP7052464A JP5246495A JPH08250146A JP H08250146 A JPH08250146 A JP H08250146A JP 7052464 A JP7052464 A JP 7052464A JP 5246495 A JP5246495 A JP 5246495A JP H08250146 A JPH08250146 A JP H08250146A
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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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Electrochemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料予熱器の機能を合わせ持ち、かつ改質器
の側壁からの放熱を低減して、低温域を縮小することが
できるプレート型改質器を提供する。 【構成】 複数の燃焼室Ｃｏと改質室Ｒｅが交互に伝熱
隔壁を隔てて積層され、各燃焼室は、単一の分散室１４
とこれを挟んで位置する一対の燃焼触媒室１５とからな
り、各改質室は、単一の予熱室１１とこれを挟んで位置
する一対の改質触媒室１２とからなる。領域Ｃ，Ｄ間に
は全体に共通隔壁２１が設けられ、各予熱室１１は、領
域Ａ，Ｄ1 間及び領域Ｂ1 ，Ｂ2 間に気密仕切板１１
ａ，１１ｂが設けられ、かつ領域Ｂ1 の改質触媒室との
隔壁に複数の原料ガス噴射穴１８ａが設けられている。
更に、各改質触媒室１２は、領域Ａ，Ｃ間及び領域Ｃ，
Ｂ1 間に気密仕切板１２ａ，１２ｂが設けられ、領域Ｄ
1 ，Ｄ2 間及び領域Ｄ3 ，Ｂ2間に連通仕切板１２ｃ，
１２ｄが設けられ、かつ領域Ｄ2 及びＤ3 には改質触媒
３が充填されている。
の側壁からの放熱を低減して、低温域を縮小することが
できるプレート型改質器を提供する。 【構成】 複数の燃焼室Ｃｏと改質室Ｒｅが交互に伝熱
隔壁を隔てて積層され、各燃焼室は、単一の分散室１４
とこれを挟んで位置する一対の燃焼触媒室１５とからな
り、各改質室は、単一の予熱室１１とこれを挟んで位置
する一対の改質触媒室１２とからなる。領域Ｃ，Ｄ間に
は全体に共通隔壁２１が設けられ、各予熱室１１は、領
域Ａ，Ｄ1 間及び領域Ｂ1 ，Ｂ2 間に気密仕切板１１
ａ，１１ｂが設けられ、かつ領域Ｂ1 の改質触媒室との
隔壁に複数の原料ガス噴射穴１８ａが設けられている。
更に、各改質触媒室１２は、領域Ａ，Ｃ間及び領域Ｃ，
Ｂ1 間に気密仕切板１２ａ，１２ｂが設けられ、領域Ｄ
1 ，Ｄ2 間及び領域Ｄ3 ，Ｂ2間に連通仕切板１２ｃ，
１２ｄが設けられ、かつ領域Ｄ2 及びＤ3 には改質触媒
３が充填されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は改質器に係わり、更に詳
しくは、溶融炭酸塩型燃料電池における予熱機能付きプ
レート型改質器に関する。
しくは、溶融炭酸塩型燃料電池における予熱機能付きプ
レート型改質器に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は、高効率、かつ
環境への影響が少ないなど、従来の発電装置にはない特
徴を有しており、水力・火力・原子力に続く発電システ
ムとして注目を集め、現在世界各国で鋭意研究開発が行
われている。特に天然ガスを燃料とする溶融炭酸塩型燃
料電池を用いた発電設備では、図４に模式的に示す天然
ガス等の原料ガスを水素を含むガスに改質するために改
質器が用いられる。改質器は、隔壁で分離された燃焼室
Ｃｏと改質室Ｒｅからなり、燃焼室Ｃｏで燃料ガス１
（例えば燃料電池からのアノード排ガス）を燃焼させ、
その熱で改質室Ｒｅを加熱し、その内部に充填された改
質触媒３により改質室を流れる原料ガス２を水素を含む
ガス４（以下、改質ガスという）に改質するようになっ
ている。
環境への影響が少ないなど、従来の発電装置にはない特
徴を有しており、水力・火力・原子力に続く発電システ
ムとして注目を集め、現在世界各国で鋭意研究開発が行
われている。特に天然ガスを燃料とする溶融炭酸塩型燃
料電池を用いた発電設備では、図４に模式的に示す天然
ガス等の原料ガスを水素を含むガスに改質するために改
質器が用いられる。改質器は、隔壁で分離された燃焼室
Ｃｏと改質室Ｒｅからなり、燃焼室Ｃｏで燃料ガス１
（例えば燃料電池からのアノード排ガス）を燃焼させ、
その熱で改質室Ｒｅを加熱し、その内部に充填された改
質触媒３により改質室を流れる原料ガス２を水素を含む
ガス４（以下、改質ガスという）に改質するようになっ
ている。
【０００３】燃料電池発電装置における改質器には、上
述した改質室Ｒｅと燃焼室Ｃｏが平板状のプレート型改
質器が提案され用いられている。このプレート型改質器
は、図５に例示するように、改質室Ｒｅと燃焼室Ｃｏを
それぞれ平板状に構成して交互に積層したものであり、
この燃焼室Ｃｏには、粒子状の燃焼触媒５が平板状に充
填され、外部マニホールド６ａ，６ｂから供給される燃
料ガス１と燃焼用空気７とが、図に破線で示すように流
れ、燃焼触媒５の作用により反応（燃焼）して発熱し、
燃焼排ガス８が反対側の外部マニホールド６ｃから排出
される。一方、改質室Ｒｅには、粒子状の改質触媒３が
同様に平板状に充填され、外部マニホールド６ｄから供
給される原料ガス２が、図に実線で示すように流れ、改
質触媒３の作用により原料ガス２を改質し、改質ガス４
が、反対側の外部マニホールド６ｅから排出されるよう
になっている。
述した改質室Ｒｅと燃焼室Ｃｏが平板状のプレート型改
質器が提案され用いられている。このプレート型改質器
は、図５に例示するように、改質室Ｒｅと燃焼室Ｃｏを
それぞれ平板状に構成して交互に積層したものであり、
この燃焼室Ｃｏには、粒子状の燃焼触媒５が平板状に充
填され、外部マニホールド６ａ，６ｂから供給される燃
料ガス１と燃焼用空気７とが、図に破線で示すように流
れ、燃焼触媒５の作用により反応（燃焼）して発熱し、
燃焼排ガス８が反対側の外部マニホールド６ｃから排出
される。一方、改質室Ｒｅには、粒子状の改質触媒３が
同様に平板状に充填され、外部マニホールド６ｄから供
給される原料ガス２が、図に実線で示すように流れ、改
質触媒３の作用により原料ガス２を改質し、改質ガス４
が、反対側の外部マニホールド６ｅから排出されるよう
になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】改質反応が効率的に行
われる温度は一般に高く、改質ガス４は、通常７００℃
以上の高温となる。一方、原料ガス２は、例えば都市ガ
スと水蒸気の混合ガスであり、通常２００℃以下の低温
である。そのため、図４に例示するように、燃料電池発
電設備では、高温の改質ガス４で低温の原料ガス２を予
熱する燃料予熱器９が改質器と共に用いられる。
われる温度は一般に高く、改質ガス４は、通常７００℃
以上の高温となる。一方、原料ガス２は、例えば都市ガ
スと水蒸気の混合ガスであり、通常２００℃以下の低温
である。そのため、図４に例示するように、燃料電池発
電設備では、高温の改質ガス４で低温の原料ガス２を予
熱する燃料予熱器９が改質器と共に用いられる。
【０００５】しかし、上述した従来のプレート型改質器
では、改質器と燃料予熱器が別々のために設置面積が
大きく、かつ改質器の側壁が大気に接しているため、
放熱により側壁と中央部に大きな温度差が生じやすく改
質率が低下する、等の問題点があった。
では、改質器と燃料予熱器が別々のために設置面積が
大きく、かつ改質器の側壁が大気に接しているため、
放熱により側壁と中央部に大きな温度差が生じやすく改
質率が低下する、等の問題点があった。
【０００６】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、燃料
予熱器の機能を合わせ持ち、かつ改質器の側壁からの放
熱を低減して低温域を縮小し、全体として高い改質率を
維持できるプレート型改質器を提供することにある。
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、燃料
予熱器の機能を合わせ持ち、かつ改質器の側壁からの放
熱を低減して低温域を縮小し、全体として高い改質率を
維持できるプレート型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】本発明によれば、複数の
燃焼室と改質室が交互に伝熱隔壁を隔てて積層され、各
燃焼室は、単一の分散室とこれを挟んで位置する一対の
燃焼触媒室とからなり、各改質室は、単一の予熱室とこ
れを挟んで位置する一対の改質触媒室とからなる矩形平
板状のプレート型改質器であって、矩形面の全体が、４
辺のうちの１辺に接する矩形領域Ａと、この辺に対向す
る１辺に接する矩形領域Ｂと、領域Ａ，Ｂ間に位置しそ
れぞれ別の辺に接する矩形領域Ｃ，Ｄに区分され、更
に、領域Ｂは、領域Ｃに接する矩形領域Ｂ1 と領域Ｄに
接する矩形領域Ｂ2 に区分され、領域Ｄは、領域Ａに接
する矩形領域Ｄ1 、領域Ｂに接する矩形領域Ｄ3 、及び
領域Ｄ1 とＤ3 の間の矩形領域Ｄ2 に区分され、領域Ａ
の対向する外面には、領域Ｄ側に原料ガスマニホール
ド、領域Ｂ側に改質ガスマニホールドがそれぞれ外壁を
貫通する開口を介して連通して設けられ、領域Ｄ1 の外
面には空気マニホールド、領域Ｃの領域Ｄ1 に対向する
外面には排ガスマニホールドがそれぞれ外壁を貫通する
開口を介して連通して設けられ、更に、領域Ｄ2 ，
Ｄ3 ，Ｂ2 の共通する外面には、燃料予熱チャンバーが
領域Ｄ2 の外壁を貫通する開口を介して連通して設けら
れ、この燃料予熱チャンバーには燃料ガスマニホールド
が連通しており、領域Ｃ，Ｄ間には全体に共通隔壁が設
けられ、各分散室は、領域Ａ，Ｃ間及び領域Ｄ1 ，Ｄ2
間に気密仕切板が設けられ、かつ領域Ｄ2 の燃焼触媒室
との隔壁に複数の燃料噴射穴が設けられ、各燃焼触媒室
は、領域Ａ，Ｃ間及び領域Ａ，Ｄ 1 間に気密仕切板、領
域Ｄ1 ，Ｄ2 間に貫通穴を有する連通仕切板が設けら
れ、かつ領域Ｂ，Ｃ，Ｄ2 ，Ｄ3 には燃焼触媒が充填さ
れており、各予熱室は、領域Ａ，Ｄ1 間及び領域Ｂ1 ，
Ｂ2 間に気密仕切板が設けられ、かつ領域Ｂ1 の改質触
媒室との隔壁に複数の原料ガス噴射穴が設けられ、各改
質触媒室は、領域Ａ，Ｃ間及び領域Ｃ，Ｂ1 間に気密仕
切板が設けられ、領域Ｄ1 ，Ｄ2 間及び領域Ｄ 3 ，Ｂ2
間に連通仕切板が設けられ、かつ領域Ｄ2 及びＤ3 には
改質触媒が充填されている、ことを特徴とする予熱機能
付きプレート型改質器が提供される。
燃焼室と改質室が交互に伝熱隔壁を隔てて積層され、各
燃焼室は、単一の分散室とこれを挟んで位置する一対の
燃焼触媒室とからなり、各改質室は、単一の予熱室とこ
れを挟んで位置する一対の改質触媒室とからなる矩形平
板状のプレート型改質器であって、矩形面の全体が、４
辺のうちの１辺に接する矩形領域Ａと、この辺に対向す
る１辺に接する矩形領域Ｂと、領域Ａ，Ｂ間に位置しそ
れぞれ別の辺に接する矩形領域Ｃ，Ｄに区分され、更
に、領域Ｂは、領域Ｃに接する矩形領域Ｂ1 と領域Ｄに
接する矩形領域Ｂ2 に区分され、領域Ｄは、領域Ａに接
する矩形領域Ｄ1 、領域Ｂに接する矩形領域Ｄ3 、及び
領域Ｄ1 とＤ3 の間の矩形領域Ｄ2 に区分され、領域Ａ
の対向する外面には、領域Ｄ側に原料ガスマニホール
ド、領域Ｂ側に改質ガスマニホールドがそれぞれ外壁を
貫通する開口を介して連通して設けられ、領域Ｄ1 の外
面には空気マニホールド、領域Ｃの領域Ｄ1 に対向する
外面には排ガスマニホールドがそれぞれ外壁を貫通する
開口を介して連通して設けられ、更に、領域Ｄ2 ，
Ｄ3 ，Ｂ2 の共通する外面には、燃料予熱チャンバーが
領域Ｄ2 の外壁を貫通する開口を介して連通して設けら
れ、この燃料予熱チャンバーには燃料ガスマニホールド
が連通しており、領域Ｃ，Ｄ間には全体に共通隔壁が設
けられ、各分散室は、領域Ａ，Ｃ間及び領域Ｄ1 ，Ｄ2
間に気密仕切板が設けられ、かつ領域Ｄ2 の燃焼触媒室
との隔壁に複数の燃料噴射穴が設けられ、各燃焼触媒室
は、領域Ａ，Ｃ間及び領域Ａ，Ｄ 1 間に気密仕切板、領
域Ｄ1 ，Ｄ2 間に貫通穴を有する連通仕切板が設けら
れ、かつ領域Ｂ，Ｃ，Ｄ2 ，Ｄ3 には燃焼触媒が充填さ
れており、各予熱室は、領域Ａ，Ｄ1 間及び領域Ｂ1 ，
Ｂ2 間に気密仕切板が設けられ、かつ領域Ｂ1 の改質触
媒室との隔壁に複数の原料ガス噴射穴が設けられ、各改
質触媒室は、領域Ａ，Ｃ間及び領域Ｃ，Ｂ1 間に気密仕
切板が設けられ、領域Ｄ1 ，Ｄ2 間及び領域Ｄ 3 ，Ｂ2
間に連通仕切板が設けられ、かつ領域Ｄ2 及びＤ3 には
改質触媒が充填されている、ことを特徴とする予熱機能
付きプレート型改質器が提供される。
【０００８】本発明の好ましい実施例によれば、領域Ｃ
の領域Ｄ1 に対向する分散室と燃焼触媒室間の隔壁に、
前記燃料噴射穴よりも小さい燃料排出穴が設けられ、該
燃料排出穴を通して少量の燃料ガスを隣接する燃焼触媒
室に導くようになっている。
の領域Ｄ1 に対向する分散室と燃焼触媒室間の隔壁に、
前記燃料噴射穴よりも小さい燃料排出穴が設けられ、該
燃料排出穴を通して少量の燃料ガスを隣接する燃焼触媒
室に導くようになっている。
【０００９】
【作用】上述した本発明の構成によれば、原料ガスは、
予熱室の領域Ａ，Ｃ，Ｂ1 を通って改質触媒室の領域Ｂ
1 に入り、領域Ｂ2 ，Ｄ3 ，Ｄ2 ，Ｄ1 ，Ａを通って外
部に供給され、これにより、改質触媒の充填された領域
Ｄ3 ，Ｄ2 で改質された改質ガスと原料ガスが領域Ａで
熱交換され、改質ガスにより原料ガスを予熱することが
できる。更に、原料ガスは領域Ｃ，Ｂ1 ，Ｂ2 でも、燃
焼室から加熱される。従って、従来の予熱器以上に原料
ガスを改質前に予熱することができる。
予熱室の領域Ａ，Ｃ，Ｂ1 を通って改質触媒室の領域Ｂ
1 に入り、領域Ｂ2 ，Ｄ3 ，Ｄ2 ，Ｄ1 ，Ａを通って外
部に供給され、これにより、改質触媒の充填された領域
Ｄ3 ，Ｄ2 で改質された改質ガスと原料ガスが領域Ａで
熱交換され、改質ガスにより原料ガスを予熱することが
できる。更に、原料ガスは領域Ｃ，Ｂ1 ，Ｂ2 でも、燃
焼室から加熱される。従って、従来の予熱器以上に原料
ガスを改質前に予熱することができる。
【００１０】更に、改質触媒は領域Ｄ2 ，Ｄ3 に充填さ
れており、この領域は領域Ｃと燃料予熱チャンバーの間
に挟まれているので、改質領域の側壁が大気に接してお
らず、側壁からの放熱を低減して低温域を縮小し、高い
改質率を維持することができる。
れており、この領域は領域Ｃと燃料予熱チャンバーの間
に挟まれているので、改質領域の側壁が大気に接してお
らず、側壁からの放熱を低減して低温域を縮小し、高い
改質率を維持することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を付して使用する。図１は、本発明による予熱
機能付きプレート型改質器の平面図（Ａ）とそのＡ−Ａ
線における側面断面図（Ｂ）である。この図に示すよう
に、本発明の予熱機能付きプレート型改質器１０は、複
数の燃焼室Ｃｏと改質室Ｒｅが交互に伝熱隔壁１３を隔
てて積層された矩形平板状のプレート型改質器であり、
各燃焼室Ｃｏは、単一の分散室１４とこれを挟んで位置
する一対の燃焼触媒室１５とからなる。また、改質室Ｒ
ｅは、単一の予熱室１１とこれを挟んで位置する一対の
改質触媒室１２とからなる。
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を付して使用する。図１は、本発明による予熱
機能付きプレート型改質器の平面図（Ａ）とそのＡ−Ａ
線における側面断面図（Ｂ）である。この図に示すよう
に、本発明の予熱機能付きプレート型改質器１０は、複
数の燃焼室Ｃｏと改質室Ｒｅが交互に伝熱隔壁１３を隔
てて積層された矩形平板状のプレート型改質器であり、
各燃焼室Ｃｏは、単一の分散室１４とこれを挟んで位置
する一対の燃焼触媒室１５とからなる。また、改質室Ｒ
ｅは、単一の予熱室１１とこれを挟んで位置する一対の
改質触媒室１２とからなる。
【００１２】また、図１に示すように、本発明の予熱機
能付きプレート型改質器１０は、矩形面の全体が、４辺
のうちの１辺に接する矩形領域Ａと、この辺に対向する
１辺に接する矩形領域Ｂと、領域Ａ，Ｂ間に位置しそれ
ぞれ別の辺に接する矩形領域Ｃ，Ｄに区分され、更に、
領域Ｂは、領域Ｃに接する矩形領域Ｂ1 と、領域Ｄに接
する矩形領域Ｂ2 に区分され、領域Ｄは、領域Ａに接す
る矩形領域Ｄ1 、領域Ｂに接する矩形領域Ｄ3 、及び領
域Ｄ1 とＤ3 の間の矩形領域Ｄ2 に区分される。
能付きプレート型改質器１０は、矩形面の全体が、４辺
のうちの１辺に接する矩形領域Ａと、この辺に対向する
１辺に接する矩形領域Ｂと、領域Ａ，Ｂ間に位置しそれ
ぞれ別の辺に接する矩形領域Ｃ，Ｄに区分され、更に、
領域Ｂは、領域Ｃに接する矩形領域Ｂ1 と、領域Ｄに接
する矩形領域Ｂ2 に区分され、領域Ｄは、領域Ａに接す
る矩形領域Ｄ1 、領域Ｂに接する矩形領域Ｄ3 、及び領
域Ｄ1 とＤ3 の間の矩形領域Ｄ2 に区分される。
【００１３】領域Ａの対向する外面には、領域Ｄ側に原
料ガスマニホールド１６ａ、領域Ｃ側に改質ガスマニホ
ールド１６ｅがそれぞれ外壁を貫通する開口１９を介し
て連通して設けられ、領域Ｄ1 の外面には空気マニホー
ルド１６ｃ、領域Ｃの領域Ｄ 1 に対向する外面には排ガ
スマニホールド１６ｂがそれぞれ外壁を貫通する開口を
介して連通して設けられている。
料ガスマニホールド１６ａ、領域Ｃ側に改質ガスマニホ
ールド１６ｅがそれぞれ外壁を貫通する開口１９を介し
て連通して設けられ、領域Ｄ1 の外面には空気マニホー
ルド１６ｃ、領域Ｃの領域Ｄ 1 に対向する外面には排ガ
スマニホールド１６ｂがそれぞれ外壁を貫通する開口を
介して連通して設けられている。
【００１４】更に、領域Ｄ2 ，Ｄ3 ，Ｂ2 の共通する外
面には、燃料予熱チャンバー２０が領域Ｄ2 の外壁を貫
通する開口を介して連通して設けられ、この燃料予熱チ
ャンバー２０には燃料ガスマニホールド１６ｄが連通し
ている。また、領域Ｃ，Ｄ間には全体に共通隔壁２１が
設けられ、この間のガスの流通を防止している。
面には、燃料予熱チャンバー２０が領域Ｄ2 の外壁を貫
通する開口を介して連通して設けられ、この燃料予熱チ
ャンバー２０には燃料ガスマニホールド１６ｄが連通し
ている。また、領域Ｃ，Ｄ間には全体に共通隔壁２１が
設けられ、この間のガスの流通を防止している。
【００１５】図２（Ａ）は、燃焼室Ｃｏを構成する分散
室１４の平面図である。この図に示すように、各分散室
１４は、領域Ａ，Ｃ間及び領域Ｄ1 ，Ｄ2 間に気密仕切
板１４ｂ，１４ａが設けられ、かつ領域Ｄ2 の燃焼触媒
室１５との隔壁１７に複数の燃料噴射穴１７ａが設けら
れている。かかる構成により、燃料ガスマニホールド１
６ｄから燃料予熱チャンバー２０を介して分散室１４の
領域Ｄに入った燃料ガスを、燃料噴射穴１７ａを通して
燃焼触媒室１５の領域Ｄ2 に噴射することができる。
室１４の平面図である。この図に示すように、各分散室
１４は、領域Ａ，Ｃ間及び領域Ｄ1 ，Ｄ2 間に気密仕切
板１４ｂ，１４ａが設けられ、かつ領域Ｄ2 の燃焼触媒
室１５との隔壁１７に複数の燃料噴射穴１７ａが設けら
れている。かかる構成により、燃料ガスマニホールド１
６ｄから燃料予熱チャンバー２０を介して分散室１４の
領域Ｄに入った燃料ガスを、燃料噴射穴１７ａを通して
燃焼触媒室１５の領域Ｄ2 に噴射することができる。
【００１６】また、図２（Ａ）に示すように、領域Ｃの
分散室１４と燃焼触媒室１５の間の隔壁１７の領域Ｄ1
に対向する部分に、燃料噴射穴１７ａよりも小さい燃料
排出穴１７ｂが設けられている。この構成により、燃料
排出穴１７ｂを通して少量の燃料ガスを隣接する燃焼触
媒室１５に導くことができ、運転中の燃料ガスの滞留
と、プラント停止時のガスパージ時間を短縮することが
できる。
分散室１４と燃焼触媒室１５の間の隔壁１７の領域Ｄ1
に対向する部分に、燃料噴射穴１７ａよりも小さい燃料
排出穴１７ｂが設けられている。この構成により、燃料
排出穴１７ｂを通して少量の燃料ガスを隣接する燃焼触
媒室１５に導くことができ、運転中の燃料ガスの滞留
と、プラント停止時のガスパージ時間を短縮することが
できる。
【００１７】図２（Ｂ）は、燃焼室Ｃｏを構成する燃焼
触媒室１５の平面図である。この図に示すように、各燃
焼触媒室１５には、領域Ａ，Ｃ間及び領域Ａ，Ｄ1 間に
気密仕切板１５ａ，１５ｂ、領域Ｄ1 ，Ｄ2 間に貫通穴
を有する連通仕切板１５ｃが設けられ、かつ領域Ｂ，
Ｃ，Ｄ2 ，Ｄ3 には燃焼触媒５が充填されている。かか
る構成により、空気マニホールド１６ｃから領域Ｄ1 に
入った空気を領域Ｄ，Ｂ，Ｃの順で流し、排ガスマニホ
ールド１６ｂから排気することができる。また、前述の
ように領域Ｄ2 には、燃料噴射穴１７ａを通して分散室
１４から燃料ガスが流入して空気と混合し、燃焼触媒５
の作用で領域Ｄ，Ｂ，Ｃで燃料ガスが燃焼し、その熱を
隣接する改質室Ｒｅに伝熱することができる。
触媒室１５の平面図である。この図に示すように、各燃
焼触媒室１５には、領域Ａ，Ｃ間及び領域Ａ，Ｄ1 間に
気密仕切板１５ａ，１５ｂ、領域Ｄ1 ，Ｄ2 間に貫通穴
を有する連通仕切板１５ｃが設けられ、かつ領域Ｂ，
Ｃ，Ｄ2 ，Ｄ3 には燃焼触媒５が充填されている。かか
る構成により、空気マニホールド１６ｃから領域Ｄ1 に
入った空気を領域Ｄ，Ｂ，Ｃの順で流し、排ガスマニホ
ールド１６ｂから排気することができる。また、前述の
ように領域Ｄ2 には、燃料噴射穴１７ａを通して分散室
１４から燃料ガスが流入して空気と混合し、燃焼触媒５
の作用で領域Ｄ，Ｂ，Ｃで燃料ガスが燃焼し、その熱を
隣接する改質室Ｒｅに伝熱することができる。
【００１８】図３（Ａ）は改質室Ｒｅを構成する予熱室
１１の平面図である。この図に示すように、各予熱室１
１は、領域Ａ，Ｄ1 間及び領域Ｂ1 ，Ｂ2 間に気密仕切
板１１ａ，１１ｂが設けられ、かつ領域Ｂ1 の改質触媒
室１２との隔壁１８に複数の原料ガス噴射穴１８ａが設
けられている。かかる構成により、原料ガスマニホール
ド１６ａから領域Ａに入った原料ガスを、領域Ａ，Ｃ，
Ｂ1 の順で流し、原料ガス噴射穴１８ａを通して隣接す
る改質触媒室１２に噴射させることができる。また、図
３（Ｂ）は、改質室Ｒｅを構成する改質触媒室１２の平
面図である。この図に示すように、各改質触媒室１２
は、領域Ａ，Ｃ間及び領域Ｃ，Ｂ1 間に気密仕切板１２
ａ，１２ｂが設けられ、かつ領域Ｄ1 ，Ｄ2 間及び領域
Ｄ3 ，Ｂ2 間に連通仕切板１２ｃ，１２ｄが設けられて
いる。また、領域Ｄ2 及びＤ3 には改質触媒３が充填さ
れている。かかる構成により、原料ガス噴射穴１８ａを
通して領域Ｂ1 に流入した原料ガスを、領域Ｂ1 ，
Ｂ2 ，Ｄ，Ａの順に流し、改質ガスマニホールド１６ｅ
を介して外部に供給することができる。原料ガスは、領
域Ｄ2及びＤ3 に充填された改質触媒３の作用で改質さ
れて改質ガスとなる。
１１の平面図である。この図に示すように、各予熱室１
１は、領域Ａ，Ｄ1 間及び領域Ｂ1 ，Ｂ2 間に気密仕切
板１１ａ，１１ｂが設けられ、かつ領域Ｂ1 の改質触媒
室１２との隔壁１８に複数の原料ガス噴射穴１８ａが設
けられている。かかる構成により、原料ガスマニホール
ド１６ａから領域Ａに入った原料ガスを、領域Ａ，Ｃ，
Ｂ1 の順で流し、原料ガス噴射穴１８ａを通して隣接す
る改質触媒室１２に噴射させることができる。また、図
３（Ｂ）は、改質室Ｒｅを構成する改質触媒室１２の平
面図である。この図に示すように、各改質触媒室１２
は、領域Ａ，Ｃ間及び領域Ｃ，Ｂ1 間に気密仕切板１２
ａ，１２ｂが設けられ、かつ領域Ｄ1 ，Ｄ2 間及び領域
Ｄ3 ，Ｂ2 間に連通仕切板１２ｃ，１２ｄが設けられて
いる。また、領域Ｄ2 及びＤ3 には改質触媒３が充填さ
れている。かかる構成により、原料ガス噴射穴１８ａを
通して領域Ｂ1 に流入した原料ガスを、領域Ｂ1 ，
Ｂ2 ，Ｄ，Ａの順に流し、改質ガスマニホールド１６ｅ
を介して外部に供給することができる。原料ガスは、領
域Ｄ2及びＤ3 に充填された改質触媒３の作用で改質さ
れて改質ガスとなる。
【００１９】上述した本発明の構成によれば、原料ガス
２は、予熱室１１の領域Ａ，Ｃ，Ｂ 1 を通って改質触媒
室１２の領域Ｂ1 に入り、領域Ｂ2 ，Ｄ3 ，Ｄ2 ，
Ｄ1 ，Ａを通って外部に供給され、これにより、改質触
媒３の充填された領域Ｄ3 ，Ｄ2で改質された改質ガス
４と原料ガス２が領域Ａで熱交換され、改質ガス４によ
り原料ガス２を予熱することができる。更に、原料ガス
２は領域Ｃ，Ｂ1 ，Ｂ2 でも、燃焼室Ｃｏから加熱され
る。従って、従来の予熱器以上に原料ガスを改質前に予
熱することができる。
２は、予熱室１１の領域Ａ，Ｃ，Ｂ 1 を通って改質触媒
室１２の領域Ｂ1 に入り、領域Ｂ2 ，Ｄ3 ，Ｄ2 ，
Ｄ1 ，Ａを通って外部に供給され、これにより、改質触
媒３の充填された領域Ｄ3 ，Ｄ2で改質された改質ガス
４と原料ガス２が領域Ａで熱交換され、改質ガス４によ
り原料ガス２を予熱することができる。更に、原料ガス
２は領域Ｃ，Ｂ1 ，Ｂ2 でも、燃焼室Ｃｏから加熱され
る。従って、従来の予熱器以上に原料ガスを改質前に予
熱することができる。
【００２０】更に、改質触媒３は領域Ｄ2 ，Ｄ3 に充填
されており、この領域は領域Ｃと燃料予熱チャンバー２
０の間に挟まれているので、改質領域の側壁が大気に接
しておらず、側壁からの放熱を低減して、低温域を縮小
することができる。なお、本発明は上述した実施例に限
定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更
できることは勿論である。
されており、この領域は領域Ｃと燃料予熱チャンバー２
０の間に挟まれているので、改質領域の側壁が大気に接
しておらず、側壁からの放熱を低減して、低温域を縮小
することができる。なお、本発明は上述した実施例に限
定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更
できることは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】上述したように、本発明の構成によれ
ば、領域Ｄ3 ，Ｄ2 で改質された改質ガスにより、原料
ガスを領域Ａで予熱することができ、かつ領域Ｃ，
Ｂ1 ，Ｂ2 でも、燃焼室Ｃｏからの伝熱で加熱できる。
また、改質触媒は領域Ｄ2 ，Ｄ3 に充填されており、こ
の領域は領域Ｃと燃料予熱チャンバーの間に挟まれてい
るので、改質領域の側壁が大気に接しておらず、側壁か
らの放熱を低減して、低温域を縮小することができる。
ば、領域Ｄ3 ，Ｄ2 で改質された改質ガスにより、原料
ガスを領域Ａで予熱することができ、かつ領域Ｃ，
Ｂ1 ，Ｂ2 でも、燃焼室Ｃｏからの伝熱で加熱できる。
また、改質触媒は領域Ｄ2 ，Ｄ3 に充填されており、こ
の領域は領域Ｃと燃料予熱チャンバーの間に挟まれてい
るので、改質領域の側壁が大気に接しておらず、側壁か
らの放熱を低減して、低温域を縮小することができる。
【００２２】従って、本発明の予熱機能付きプレート型
改質器は、燃料予熱器の機能を合わせ持ち、かつ改質器
の側壁からの放熱を低減して、低温域を縮小し、全体と
して高い改質率を維持できる、等の優れた効果を有す
る。
改質器は、燃料予熱器の機能を合わせ持ち、かつ改質器
の側壁からの放熱を低減して、低温域を縮小し、全体と
して高い改質率を維持できる、等の優れた効果を有す
る。
【図１】本発明による予熱機能付きプレート型改質器の
平面図（Ａ）とそのＡ−Ａ線における側面断面図（Ｂ）
である。
平面図（Ａ）とそのＡ−Ａ線における側面断面図（Ｂ）
である。
【図２】分散室と燃焼触媒室の平面図である。
【図３】予熱室と改質触媒室の平面図である。
【図４】改質器の模式図である。
【図５】従来のプレート型改質器の模式的構成図であ
る。
る。
１ 燃料ガス ２ 原料ガス ３ 改質触媒 ４ 改質ガス ５ 燃焼触媒 ６ａ〜６ｅ 外部マニホールド ７ 燃焼用空気 ８ 燃焼排ガス ９ 燃料予熱器 １０ プレート型改質器 １１ 予熱室 １１ａ，１１ｂ 気密仕切板 １２ 改質触媒室 １２ａ，１２ｂ 気密仕切板 １２ｃ，１２ｄ 連通仕切板 １３ 伝熱隔壁 １４ 分散室 １４ａ，１４ｂ 気密仕切板 １５ 燃焼触媒室 １５ａ，１５ｂ 気密仕切板 １５ｃ 連通仕切板 １６ａ〜１６ｅ マニホールド １７ａ，１７ｂ 穴 １８ａ，１８ｂ 穴 １９ 開口 ２０ 燃料予熱チャンバー ２１ 共通隔壁 Ｒｅ 改質室 Ｃｏ 燃焼室
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の燃焼室と改質室が交互に伝熱隔壁
を隔てて積層され、各燃焼室は、単一の分散室とこれを
挟んで位置する一対の燃焼触媒室とからなり、各改質室
は、単一の予熱室とこれを挟んで位置する一対の改質触
媒室とからなる矩形平板状のプレート型改質器であっ
て、 矩形面の全体が、４辺のうちの１辺に接する矩形領域Ａ
と、この辺に対向する１辺に接する矩形領域Ｂと、領域
Ａ，Ｂ間に位置しそれぞれ別の辺に接する矩形領域Ｃ，
Ｄに区分され、更に、領域Ｂは、領域Ｃに接する矩形領
域Ｂ1 と、領域Ｄに接する矩形領域Ｂ2 に区分され、領
域Ｄは、領域Ａに接する矩形領域Ｄ1 、領域Ｂに接する
矩形領域Ｄ3 、及び領域Ｄ1 とＤ3 の間の矩形領域Ｄ2
に区分され、 領域Ａの対向する外面には、領域Ｄ側に原料ガスマニホ
ールド、領域Ｂ側に改質ガスマニホールドがそれぞれ外
壁を貫通する開口を介して連通して設けられ、領域Ｄ1
の外面には空気マニホールド、領域Ｃの領域Ｄ1 に対向
する外面には排ガスマニホールドがそれぞれ外壁を貫通
する開口を介して連通して設けられ、 更に、領域Ｄ2 ，Ｄ3 ，Ｂ2 の共通する外面には、燃料
予熱チャンバーが領域Ｄ2 の外壁を貫通する開口を介し
て連通して設けられ、この燃料予熱チャンバーには燃料
ガスマニホールドが連通しており、 領域Ｃ，Ｄ間には全体に共通隔壁が設けられ、 各分散室は、領域Ａ，Ｃ間及び領域Ｄ1 ，Ｄ2 間に気密
仕切板が設けられ、かつ領域Ｄ2 の燃焼触媒室との隔壁
に複数の燃料噴射穴が設けられ、 各燃焼触媒室は、領域Ａ，Ｃ間及び領域Ａ，Ｄ1 間に気
密仕切板、領域Ｄ1 ，Ｄ2 間に貫通穴を有する連通仕切
板が設けられ、かつ領域Ｂ，Ｃ，Ｄ2 ，Ｄ3 には燃焼触
媒が充填されており、 各予熱室は、領域Ａ，Ｄ1 間及び領域Ｂ1 ，Ｂ2 間に気
密仕切板が設けられ、かつ領域Ｂ1 の改質触媒室との隔
壁に複数の原料ガス噴射穴が設けられ、 各改質触媒室は、領域Ａ，Ｃ間及び領域Ｃ，Ｂ1 間に気
密仕切板が設けられ、領域Ｄ1 ，Ｄ2 間及び領域Ｄ3 ，
Ｂ2 間に連通仕切板が設けられ、かつ領域Ｄ2及びＤ3
には改質触媒が充填されている、ことを特徴とする予熱
機能付きプレート型改質器。 - 【請求項２】 領域Ｃの領域Ｄ1 に対向する分散室と燃
焼触媒室間の隔壁に、前記燃料噴射穴よりも小さい燃料
排出穴が設けられ、該燃料排出穴を通して少量の燃料ガ
スを隣接する燃焼触媒室に導く、ことを特徴とする請求
項１に記載の予熱機能付きプレート型改質器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05246495A JP3555704B2 (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 予熱機能付きプレート型改質器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05246495A JP3555704B2 (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 予熱機能付きプレート型改質器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08250146A true JPH08250146A (ja) | 1996-09-27 |
| JP3555704B2 JP3555704B2 (ja) | 2004-08-18 |
Family
ID=12915448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05246495A Expired - Fee Related JP3555704B2 (ja) | 1995-03-13 | 1995-03-13 | 予熱機能付きプレート型改質器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3555704B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002034383A1 (en) * | 2000-10-27 | 2002-05-02 | Uop Llc | Process and apparatus using plate arrangement for reactant heating and preheating |
| JP2003522087A (ja) * | 1998-10-14 | 2003-07-22 | アイダテック・エルエルシー | 燃料処理装置 |
| US7976592B2 (en) | 2005-04-13 | 2011-07-12 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Plate type reformer and fuel cell system including the reformer |
-
1995
- 1995-03-13 JP JP05246495A patent/JP3555704B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003522087A (ja) * | 1998-10-14 | 2003-07-22 | アイダテック・エルエルシー | 燃料処理装置 |
| WO2002034383A1 (en) * | 2000-10-27 | 2002-05-02 | Uop Llc | Process and apparatus using plate arrangement for reactant heating and preheating |
| US7976592B2 (en) | 2005-04-13 | 2011-07-12 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Plate type reformer and fuel cell system including the reformer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3555704B2 (ja) | 2004-08-18 |
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Legal Events
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