JPH082901A - 燃料電池用改質装置 - Google Patents

燃料電池用改質装置

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JPH082901A
JPH082901A JP6132810A JP13281094A JPH082901A JP H082901 A JPH082901 A JP H082901A JP 6132810 A JP6132810 A JP 6132810A JP 13281094 A JP13281094 A JP 13281094A JP H082901 A JPH082901 A JP H082901A
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JP
Japan
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fuel cell
heating chamber
reforming
heating
gas
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JP6132810A
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English (en)
Inventor
Masanori Kawazoe
政宣 川添
Kenkichi Kagawa
謙吉 香川
Nobuki Matsui
伸樹 松井
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612Combination 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
    • H01M8/0625Combination 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
    • H01M8/0631Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 反応温度の均一化をより低コストな構成で達
成する。 【構成】 改質触媒6が充填され且つ上下方向に向けて
配置された反応管2の外壁面に沿って加熱室10を形成
するとともに、該加熱室10の下方位置に燃焼器7を備
えた燃料電池用改質装置において、該加熱室10内に、
加熱により熱輻射を行う熱輻射部材20を配置するとと
もに、該熱輻射部材20の形状を、加熱ガス下流側ほど
上記反応管2との形態係数が大きくなるように設定す
る。かかる構成とすることで、形態係数が大きい加熱ガ
ス下流側においては形態係数が小さい加熱ガス上流側よ
りも熱輻射部材20からの輻射伝熱量が大きくなり、熱
伝達による温度勾配が是正され、改質触媒6の温度は原
料ガスの流れ方向において可及的に均一化され、改質反
応室5内における原料ガスの改質反応の反応効率が向上
することになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、燃料電池用改質装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】燃料電池は、天然ガス等の燃料を改質し
て得られる水素を主体とした改質ガスを空気中の酸素と
電気化学的に反応させて発電するものであって、燃料電
池用改質装置は上記改質ガスを得るためのものである。
即ち、この燃料電池用改質装置は、触媒を充填した反応
管内に原料ガスを流通させ、高温で改質反応を起こさせ
て改質ガスを生成する装置である。
【0003】ところで、このような反応管内の改質反応
は吸熱反応であるため、所定の反応熱が維持されている
ことが条件となる。しかし、上記反応管の加熱は、その
下端側に配置した燃焼器により発生せしめられた高温の
加熱ガスを該反応管の下端側から上端側へ流通させるこ
とで、該加熱ガスと反応管の管壁との接触による熱伝達
により行わせるのが一般的であるが、かかる加熱方式に
よれば、加熱ガスの温度が下流に移行するに従って次第
に低下することは回避し難いことから、該反応管の管壁
を介して加熱される改質触媒の温度は、加熱ガス上流側
に対応する部分においては高く、下流側に対応する部分
においては低くなり、大きな温度勾配が生じる。従っ
て、この改質触媒内にその下端側から上端側に向けて原
料ガスを流して改質反応を起こさせる場合、加熱ガス下
流側においては十分な反応熱が得られず、反応効率が低
下するとともに、改質ガス中の副生物の量も多くなり該
原料ガスを用いた発電効率の低下を招来する等の問題が
生じることになる。
【0004】かかる問題を解決するため、例えば、特開
昭62−138307号公報には、反応管の管壁に、加
熱ガスの流れ方向に向かって次第に面積が大きくなるよ
うに形成したフィンを取り付け、フィンを介しての熱伝
導により反応管側に取り込まれる熱量を加熱ガス上流側
よりも下流側の方が多くなるようにし、もって反応管の
軸長方向における温度勾配を可及的に均一化する技術が
提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、改質装置は
改質時の反応温度が800℃〜900℃と高温であるこ
とから一般に難加工性の耐熱材で構成されており、この
ため上記公知例の如き反応管にフィンを取り付ける方法
では、熱伝導性を確保する必要上フィンと反応管とを溶
接等により密着固定する必要があることから、かかる加
工そのものが困難で、例えこれが実現されたとしてもコ
ストが非常に高くつくという問題がある。
【0006】そこで本願発明は、反応管内における反応
温度の均一化をより低コストで確実に達成し得るように
した燃料電池用改質装置を提供せんとしてなされたもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として次のような構成を採
用している。
【0008】本願の第1の発明では、図1〜図9に例示
するように、改質触媒6が充填され且つ上下方向に向け
て配置された反応管2の外壁面に沿って加熱室10を形
成するとともに、該加熱室10の下方位置に燃焼器7を
備え、該燃焼器7により生成された加熱ガスを上記加熱
室10に対してその下端側から上端側へ向けて流通させ
て上記反応管2内の上記改質触媒6を加熱し、上記反応
管2内に供給される原料ガスを改質反応により改質して
改質ガスを得るようにした燃料電池用改質装置におい
て、上記加熱室10内に、加熱により熱輻射を行う熱輻
射部材20を配置するとともに、該熱輻射部材20の形
状を、加熱ガス下流側ほど上記反応管2との形態係数が
大きくなるように設定したことを特徴としている。
【0009】本願の第2の発明では、図1〜図3に例示
するように、第1の発明にかかる燃料電池用改質装置に
おいて、上記熱輻射部材20を円錐筒状に形成し、且つ
その大径側端部を上記加熱室10の上端側に、小径側端
部を上記加熱室10の下端側に、それぞれ位置せしめた
状態で配置したことを特徴としている。
【0010】本願の第3の発明では、図4に例示するよ
うに、第1の発明にかかる燃料電池用改質装置におい
て、上記熱輻射部材20を、その軸方向において順次段
階的に径寸法が変化する段付筒状に形成し、且つその大
径側端部を上記加熱室10の上端側に、小径側端部を上
記加熱室10の下端側に、それぞれ位置せしめた状態で
配置したことを特徴としている。
【0011】本願の第4の発明では、図5及び図6に例
示するように、第1の発明にかかる燃料電池用改質装置
において、上記熱輻射部材20を、その軸方向において
板幅が順次変化する板状体で形成し、且つその広幅側端
部を上記加熱室10の上端側に、細幅側端部を上記加熱
室10の下端側に、それぞれ位置せしめた状態で配置し
たことを特徴としている。
【0012】本願の第5の発明では、図7及び図8に例
示するように、第1の発明にかかる燃料電池用改質装置
において、上記熱輻射部材20を、内部に空間部を有す
るとともにその軸方向において該軸方向に直交する方向
における幅寸法が順次変化する中空板状体に形成し、且
つその広幅側端部を上記加熱室10の上端側に、細幅側
端部を上記加熱室10の下端側に、それぞれ位置せしめ
た状態で配置したことを特徴としている。
【0013】本願の第6の発明では、第1,第2,第
3,第4または第5の発明にかかる燃料電池用改質装置
において、上記熱輻射部材20を通気性材料で構成した
ことを特徴としている。
【0014】本願の第7の発明では、第6の発明にかか
る燃料電池用改質装置において、上記通気性材料を発砲
金属としたことを特徴としている。
【0015】本願の第8の発明では、第6の発明にかか
る燃料電池用改質装置において、上記通気性材料をパン
チングメタルとしたことを特徴としている。
【0016】本願の第9の発明では、第6の発明にかか
る燃料電池用改質装置において、上記通気性材料を金網
としたことを特徴としている。
【0017】本願の第10の発明では、第1,第2また
は第3の発明にかかる燃料電池用改質装置において、上
記熱輻射部材20を非通気性材料で構成したことを特徴
としている。
【0018】
【発明の作用・効果】本願発明ではかかる構成とするこ
とにより次のような作用・効果が得られる。
【0019】 本願の第1の発明にかかる燃料電池用
改質装置によれば、加熱室10内に熱輻射部材20を配
置しているので、加熱ガスは直接熱伝達により反応管2
を加熱するとともに、上記熱輻射部材20を加熱して該
熱輻射部材20に熱輻射を生じさせその輻射熱によって
上記反応管2を間接的に加熱する。この場合、熱伝達に
よる直接加熱では加熱ガスの温度そのものがその上流側
よりも下流側の方が低いことから、加熱ガスの流れ方向
に沿って改質触媒6に大きな温度勾配が生じる。ところ
が、上記熱輻射部材20の形状を、加熱ガス下流側ほど
上記反応管2との形態係数が大きくなるように設定して
いるので、上記形態係数が大きい加熱ガス下流側におい
ては形態係数が小さい加熱ガス上流側よりも熱輻射部材
20からの輻射伝熱量が大きくなる。この輻射伝熱量の
相違によって上記の直接的な熱伝達による温度勾配が是
正され、改質触媒6の温度は原料ガスの流れ方向におい
て可及的に均一化されることとなる。
【0020】この結果、上記改質触媒6内における原料
ガスの改質反応の反応効率が向上するとともに、温度勾
配に起因する反応管材質の劣化が抑制され装置全体とし
ての耐久性及び信頼性が向上するものである。また、熱
輻射を利用して温度勾配を是正するものであるため、上
掲公知例のようにフィンを反応管の管壁に密着接合させ
るような必要もなく、それだけ加工コストが低くなり安
価な燃料電池用改質装置の提供が可能となるものであ
る。
【0021】 本願の第2の発明にかかる燃料電池用
改質装置によれば、熱輻射部材20を円錐筒状に形成
し、且つその大径側端部を上記加熱室10の上端側に、
小径側端部を上記加熱室10の下端側に、それぞれ位置
せしめた状態で配置することで、該熱輻射部材20の反
応管2に対する形態係数は、加熱ガス下流側が大きく、
上流側が小さくなる。この結果、上記記載と同様の作
用効果が奏せられるものである。
【0022】 本願の第3の発明にかかる燃料電池用
改質装置によれば、熱輻射部材20を、その軸方向にお
いて順次段階的に径寸法が変化する段付筒状に形成し、
且つその大径側端部を上記加熱室10の上端側に、小径
側端部を上記加熱室10の下端側に、それぞれ位置せし
めた状態で配置することで、該熱輻射部材20の反応管
2に対する形態係数は、加熱ガス下流側が大きく、上流
側が小さくなる。この結果、上記記載と同様の作用効
果が奏せられるものである。
【0023】 本願の第4の発明にかかる燃料電池用
改質装置によれば、熱輻射部材20を、その軸方向にお
いて板幅が順次変化する板状体で形成し、且つその広幅
側端部を上記加熱室10の上端側に、細幅側端部を上記
加熱室10の下端側に、それぞれ位置せしめた状態で配
置することで、該熱輻射部材20の反応管2に対する形
態係数は、加熱ガス下流側が大きく、上流側が小さくな
る。この結果、上記記載と同様の作用効果が奏せられ
るものである。
【0024】 本願の第5の発明にかかる燃料電池用
改質装置によれば、熱輻射部材20を、内部に空間部を
有するとともにその軸方向において該軸方向に直交する
方向における幅寸法が順次変化する中空板状体に形成
し、且つその広幅側端部を上記加熱室10の上端側に、
細幅側端部を上記加熱室10の下端側に、それぞれ位置
せしめた状態で配置することで、該熱輻射部材20の反
応管2に対する形態係数は、加熱ガス下流側が大きく、
上流側が小さくなる。この結果、上記記載と同様の作
用効果が奏せられるものである。
【0025】 本願の第6の発明にかかる燃料電池用
改質装置によれば、上記熱輻射部材20を通気性材料で
構成することで、これが非通気性材である場合に比して
上記熱輻射部材20の加熱がより迅速となり、効果的な
熱輻射によって改質触媒6の温度勾配の是正がより確実
となるものである。また、この通気性材として、本願の
第7の発明では発砲金属を採用し、本願の第8の発明で
はパンチングメタルを採用し、さらに本願の第9の発明
では金網を採用しているが、いずれの材質を使用しても
上記効果が得られるものである。
【0026】 本願の第10の発明にかかる燃料電池
用改質装置によれば、熱輻射部材20を非通気性材料で
構成しているので、基本的には上記に記載したと同様
の作用効果が得られるのに加えて、加熱ガス下流側にお
いては反応管2の管壁と熱輻射部材20の外周の間隔が
狭くなっているので、該熱輻射部材20の外周側を通っ
て上昇する加熱ガスの流速はその下流側において速くな
り、該加熱ガスの熱伝達による改質触媒6の加熱作用が
より一層促進され、加熱ガスの温度変化に起因する改質
触媒6の温度勾配が可及的に少ならしめられ、結果的に
改質触媒6の温度の均一化がさらに促進されるものであ
る。
【0027】
【実施例】以下、本願発明の燃料電池用改質装置を添付
図面に基づいて具体的に説明する。
【0028】第1実施例 図1には、本願発明の第1実施例にかかる燃料電池用改
質装置Zが示されており、同図において符号1は密閉状
の容器本体1である。この容器本体1の内部の中段から
上段にかけての位置には、該容器本体1の内壁に沿って
反応管2が取り付けられている。この反応管2の内部
は、その最下端に位置する原料ガス室3と最上端に位置
する改質ガス室4とこれらの間に位置する改質反応室5
とに区画されている。そして、上記改質反応室5の内部
には、改質触媒6が充填されている。また、上記原料ガ
ス室3には、原料ガス入口15が、上記改質ガス室4に
は改質ガス出口16がそれぞれ取り付けられている。
【0029】一方、上記反応管2の内周側は、その下端
から上端に亙って上下方向に延びる加熱室10とされる
とともに、該加熱室10の上端には上記容器本体1側に
設けた排ガス出口17が臨ましめられている。さらに、
上記加熱室10の下端の下方位置は燃焼室11とされ、
該燃焼室11内には燃焼器7が配置されている。
【0030】また、上記加熱室10の内部には、次述す
る本願発明の要旨たる熱輻射部材20が配置されてい
る。この熱輻射部材20は、通気性をもつ材質、例え
ば、発砲金属、パンチングメタル、金網等によって有底
円錐筒状に一体形成され、且つその大径側端部20aを
上方に向けた状態で上記加熱室10内に同軸状に配置さ
れている。従って、この熱輻射部材20の配置状態にお
いては、該熱輻射部材20の上記反応管2に対する形態
係数は、該反応管2の上端部2a寄りが下端部2b寄り
よりも大きくなっている。
【0031】かかる構造の改質装置Zにおいては、上記
燃焼器7を燃焼させて高温の加熱ガスを加熱室10内に
その下端側から供給して上記反応管2内の改質触媒6を
加熱する一方、上記原料ガス入口15から原料ガス室3
内に燃料と水蒸気の混合ガスでなる原料ガスを供給し、
この原料ガスを該原料ガス室3から改質反応室5を通し
て上記改質ガス室4に流通させる間に上記改質触媒6部
分においてこれを改質反応により改質し、水素を主とす
る改質ガスを得て、これを改質ガス出口16から燃料電
池本体(図示省略)へ供給する。
【0032】この原料ガスの改質反応室5内での改質反
応は吸熱反応であるため反応熱が供給され、所定の反応
温度(800℃〜900℃)が維持されることが条件と
なり、これが維持されない場合には反応効率が低下する
ことは既述の通りである。このため、この実施例のもの
においては、上述のように加熱室10内に熱輻射部材2
0を配置することで上記改質反応室5内の改質触媒6の
温度を、その下端側(即ち、加熱ガス及び原料ガスの上
流側部分)から上端側(即ち、加熱ガス及び原料ガスの
下流側部分)の全域にかけて可及的に均一化し、該改質
反応室5のどの位置においての所定の反応温度が確保さ
れるようにしている。
【0033】即ち、加熱ガスは加熱室10内を上昇する
間に上記反応管2の内壁との接触による熱伝達で改質触
媒6を加熱するが、その加熱ガス温度は下流側ほど低く
なっている。このため、加熱ガスから改質触媒6への熱
伝達量は、加熱ガス上流側から下流側に向かうに伴って
減少し、この熱伝達による改質反応室5内の温度分布
は、その下端側(即ち、原料ガス上流側)が高く、上端
側(即ち、原料ガス下流側)が低い状態となり、大きな
温度勾配を生じることとなる。
【0034】一方、上記加熱ガスは、加熱室10内に配
置された熱輻射部材20に接触することで該熱輻射部材
20を加熱しこれを昇温せしめるが、この昇温した熱輻
射部材20からはその周囲に向かって熱輻射が行われ、
この輻射熱によって上記改質触媒6が加熱される。この
場合、この熱輻射部材20の反応管2に対する形態係数
がその上端寄りほど大きくなるように設定されているの
で、反応管2への輻射伝熱量(即ち、改質触媒6への輻
射伝熱量)は、その上端側が最も多く、下端側へ移行す
るに従って次第に少なくなる。このため、この輻射熱に
基づく上記改質反応室5内の温度分布は、その上端側
(即ち、原料ガス下流側)が高く、下端側(即ち、原料
ガス下流側)が低くなり、丁度、加熱ガスからの熱伝達
による温度勾配とは逆の形態となる。この結果、加熱ガ
スからの熱伝達による温度勾配と熱輻射部材20からの
輻射熱による温度勾配とが相殺され、改質反応室5内の
温度分布はその全域において可及的に均一化されること
となる。
【0035】従って、改質反応室5の下端側から上端側
に向けて原料ガスを流してこれを改質反応により改質さ
せる場合、ガス温度がその流通経路のどの位置において
もほぼ均一な所定の反応温度以上に維持されることか
ら、改質反応の反応効率が向上するものである。
【0036】また、この実施例の如く加熱室10内に設
けた熱輻射部材20の輻射熱を利用して改質反応室5内
の温度勾配の是正を図る構造の場合には、例えば上掲公
知例の如く難加工性の耐熱材で構成される反応管の外周
面にフィンを密着固定するような必要がないことから、
その加工が容易であり、低コスト化が可能となるもので
ある。
【0037】第2実施例 図2には、本願発明の第2実施例にかかる改質装置Zが
示されている。この実施例の改質装置Zは、上記第1実
施例の改質装置Zと同様の基本構成をもつものにおい
て、上記熱輻射部材20の構造のみが異なるものであ
る。従って、ここではこの熱輻射部材20の構造及び特
有の作用効果等についてのみ説明する。
【0038】上記熱輻射部材20は、非通気性の材料に
より無底円錐筒状に一体形成されており、その大径側端
部20aを上記加熱室10の上端寄りに、小径側端部2
0bを下端寄りに、それぞれ位置せしめた状態で配置さ
れている。従って、この熱輻射部材20の配置状態にお
ける該熱輻射部材20の反応管2に対する形態係数は、
該反応管2の上端寄りが大きく、下端寄りが小さくなっ
ている。また、この熱輻射部材20の上端20aは、上
記容器本体1の上面1aから離間し、該上面1aとの間
に加熱ガスの流通路となる所定の隙間12を形成してい
る。
【0039】このような構成とすることで、加熱ガスか
らの熱伝達による改質反応室5内の温度勾配が、上記熱
輻射部材20からの輻射熱による温度勾配で是正され可
及的に均一化された温度分布状態が達成され、高い反応
効率が実現できることは上記第1実施例の場合と同様で
あるが、これに加えてこの実施例のものにおいては次の
ような特有の作用効果がある。即ち、この実施例の改質
装置Zにおいては、上記熱輻射部材20が非通気性材料
で構成され且つ害熱輻射部材20の外周と上記反応管2
の内周との間の環状通路が加熱ガス下流側程狭くなって
いることから、この下流側においては加熱ガスの流速が
速くなる。このため、例え加熱ガスの温度が同じであっ
ても流速が速い分だけ加熱ガスから反応管2側への熱伝
達量が増加し、加熱ガスの温度がその下流側程低いこと
に基づく改質反応室5内の温度勾配が可及的に小ならし
められ、熱輻射部材20からの輻射熱による改質反応室
5内の温度分布の均一化がさらに促進されるものであ
る。
【0040】第3実施例 図3には、本願発明の第3実施例にかかる改質装置Zが
示されている。この実施例の改質装置Zは、上記第1実
施例の改質装置Zと第2実施例の改質装置Zとの特徴を
兼ね備えたものである。即ち、この実施例の改質装置Z
においては、熱輻射部材20を通気性材料により円錐筒
状に形成するとともに、該熱輻射部材20の上端20a
と上記容器本体1の上面1aとの間に隙間12を形成
し、加熱ガスを熱輻射部材20の周壁を貫流させるとと
もにその外周側をも流通させるようにしたものである。
【0041】かかる構成とすることで、加熱ガスの上流
側と下流側との間の温度偏位に基づく改質反応室5内の
温度勾配が加熱ガスの流速調整により抑制されることか
ら、熱輻射部材20からの輻射熱による温度勾配の是正
作用がより実効あるものとなり、改質反応室5内の温度
分布の均一化がさらに促進されるものである。
【0042】第4実施例 図4には、本願発明の第4実施例にかかる改質装置Zが
示されている。この実施例の改質装置Zは、上記各実施
例における熱輻射部材20が円錐筒状に形成されていた
のに対して、これを段階的に径寸法が変化する「タケノ
コ状」に形成したものである。かかる構造の熱輻射部材
20であっても、これを図4に示すように、その大径端
部側を加熱室10の下流側に位置させた倒立状態で配置
することで、該熱輻射部材20の反応管2に対する形態
係数を加熱室10の下流側程大きくすることができ、結
果的に上記各実施例の改質装置Zと同様の作用効果が期
待できるものである。
【0043】第5実施例 図5及び図6には、本願発明の第5実施例にかかる改質
装置Zが示されている。この実施例の改質装置Zは、上
記各実施例のものとは異なって、熱輻射部材20を、長
高の台形プレート体を十字状に組み合わせた形状とし、
且つこれをその広幅の底辺側を加熱室10の下流側に位
置せしめた状態で配置している。
【0044】かかる構造においても、熱輻射部材20の
反応管2に対する形態係数は加熱室10の上流側ほど大
きくなることから、上記各実施例のものと同様の作用効
果が期待できるものであるが、それに加えて該熱輻射部
材20を上記各実施例の如く筒状に形成する場合に比し
てその製造が容易であることから低コスト化が実現され
るという利点もある。
【0045】第6実施例 図7及び図8には、本願発明の第6実施例にかかる改質
装置Zが示されている。この実施例の改質装置Zは、上
記第5実施例の展開例ともいうべきものであって、上記
第5実施例のものがその熱輻射部材20をプレート体で
十字断面を有する如く形成していたのに対して、その内
側に内部空間13を有し且つ長高台形状の中空板状体を
十字状に組み合わせた形状とし、且つこれをその広幅の
底辺側を加熱室10の下流側に位置せしめた状態で配置
したものである。尚、この熱輻射部材20は、通気性材
料で構成されている。
【0046】かかる構造においても、熱輻射部材20の
反応管2に対する形態係数は加熱室10の上流側ほど大
きくなることから、上記各実施例のものと同様の作用効
果が期待できるものであるが、
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の第1実施例にかかる燃料電池用改質
装置の縦断面図である。
【図2】本願発明の第2実施例にかかる燃料電池用改質
装置の縦断面図である。
【図3】本願発明の第3実施例にかかる燃料電池用改質
装置の縦断面図である。
【図4】本願発明の第4実施例にかかる燃料電池用改質
装置の縦断面図である。
【図5】本願発明の第5実施例にかかる燃料電池用改質
装置の縦断面図である。
【図6】図5のVI-VI断面図である。
【図7】本願発明の第6実施例にかかる燃料電池用改質
装置の縦断面図である。
【図8】図7のVIII-VIII断面図である。
【符号の説明】
1は容器本体、2は反応管、3は原料ガス室、4は改質
ガス室、5は改質反応室、6は改質触媒、7は燃焼器、
10は加熱室、11は燃焼室、15は原料ガス入口、1
6は改質ガス出口、17は排ガス出口、20は熱輻射部
材である。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 改質触媒(6)が充填され且つ上下方向
    に向けて配置された反応管(2)の外壁面に沿って加熱
    室(10)を形成するとともに、該加熱室(10)の下
    方位置に燃焼器(7)を備え、該燃焼器(7)により生
    成された加熱ガスを上記加熱室(10)に対してその下
    端側から上端側へ向けて流通させて上記反応管(2)内
    の上記改質触媒(6)を加熱し、上記反応管(2)内に
    供給される原料ガスを改質反応により改質して改質ガス
    を得るようにした燃料電池用改質装置であって、 上記加熱室(10)内に、加熱により熱輻射を行う熱輻
    射部材(20)を配置するとともに、該熱輻射部材(2
    0)の形状を、加熱ガス下流側ほど上記反応管(2)と
    の形態係数が大きくなるように設定したことを特徴とす
    る燃料電池用改質装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記熱輻射部材(2
    0)が円錐筒状に形成され、且つその大径側端部を上記
    加熱室(10)の上端側に、小径側端部を上記加熱室
    (10)の下端側に、それぞれ位置せしめた状態で配置
    されていることを特徴とする燃料電池用改質装置。
  3. 【請求項3】 請求項1において、上記熱輻射部材(2
    0)がその軸方向において順次段階的に径寸法が変化す
    る段付筒状に形成され、且つその大径側端部を上記加熱
    室(10)の上端側に、小径側端部を上記加熱室(1
    0)の下端側に、それぞれ位置せしめた状態で配置され
    ていることを特徴とする燃料電池用改質装置。
  4. 【請求項4】 請求項1において、上記熱輻射部材(2
    0)がその軸方向において板幅が順次変化する板状体で
    形成され、且つその広幅側端部を上記加熱室(10)の
    上端側に、細幅側端部を上記加熱室(10)の下端側
    に、それぞれ位置せしめた状態で配置されていることを
    特徴とする燃料電池用改質装置。
  5. 【請求項5】 請求項1において、上記熱輻射部材(2
    0)が、内部に空間部を有するとともにその軸方向にお
    いて該軸方向に直交する方向における幅寸法が順次変化
    する中空板状体に形成され、且つその広幅側端部を上記
    加熱室(10)の上端側に、細幅側端部を上記加熱室
    (10)の下端側に、それぞれ位置せしめた状態で配置
    されていることを特徴とする燃料電池用改質装置。
  6. 【請求項6】 請求項1,2,3,4または5におい
    て、上記熱輻射部材(20)が通気性材料で構成されて
    いることを特徴とする燃料電池用改質装置。
  7. 【請求項7】 請求項6において、上記通気性材料が発
    砲金属であることを特徴とする燃料電池用改質装置。
  8. 【請求項8】 請求項6において、上記通気性材料がパ
    ンチングメタルであることを特徴とする燃料電池用改質
    装置。
  9. 【請求項9】 請求項6において、上記通気性材料が金
    網であることを特徴とする燃料電池用改質装置。
  10. 【請求項10】 請求項1,2または3において、上記
    熱輻射部材(20)が非通気性材料で構成されているこ
    とを特徴とする燃料電池用改質装置。
JP6132810A 1994-06-15 1994-06-15 燃料電池用改質装置 Pending JPH082901A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006032175A (ja) * 2004-07-16 2006-02-02 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池用水素製造装置
US7146801B2 (en) 2003-01-09 2006-12-12 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel vaporizing device
JP2007320812A (ja) * 2006-06-01 2007-12-13 Mitsubishi Electric Corp 燃料処理装置
JP2011201729A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Jx Nippon Oil & Energy Corp 改質装置及び燃料電池システム

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