JPH0829922B2 - 燃料電池用改質装置 - Google Patents
燃料電池用改質装置Info
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- JPH0829922B2 JPH0829922B2 JP61180086A JP18008686A JPH0829922B2 JP H0829922 B2 JPH0829922 B2 JP H0829922B2 JP 61180086 A JP61180086 A JP 61180086A JP 18008686 A JP18008686 A JP 18008686A JP H0829922 B2 JPH0829922 B2 JP H0829922B2
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- 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
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- H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01B—BOILING; BOILING APPARATUS ; EVAPORATION; EVAPORATION APPARATUS
- B01B1/00—Boiling; Boiling apparatus for physical or chemical purposes ; Evaporation in general
- B01B1/005—Evaporation for physical or chemical purposes; Evaporation apparatus therefor, e.g. evaporation of liquids for gas phase reactions
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- 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
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- Y02E60/50—Fuel cells
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は燃料電池における燃料改質装置に関するもの
である。
である。
燃料電池は、主として燃料を水素に変換する改質装置
と、この改質装置で発生した水素を空気（酸素）と反応
させて水と電気に変える燃料電池本体とからなってい
る。改質装置は蒸発器によって燃料（例えばメタノール
と水との混合液）を気化し、その気化した燃料ガスを反
応器の触媒層に通して水素ガス主体の改質ガスに変化さ
せ、それを燃料電池本体へ送るようになっている。
と、この改質装置で発生した水素を空気（酸素）と反応
させて水と電気に変える燃料電池本体とからなってい
る。改質装置は蒸発器によって燃料（例えばメタノール
と水との混合液）を気化し、その気化した燃料ガスを反
応器の触媒層に通して水素ガス主体の改質ガスに変化さ
せ、それを燃料電池本体へ送るようになっている。
上記改質装置では、触媒を充填した反応器が加熱空間
内に設置される構造になっているが、この反応器全体に
対し加熱空間に供給される加熱ガスを均一に伝熱させる
ということが重要課題になっている。もし、反応器に対
する伝熱が不十分で、触媒層に対する熱分布が不均一で
あると副反応が増加し、反応効率を低下する原因になる
からである。
内に設置される構造になっているが、この反応器全体に
対し加熱空間に供給される加熱ガスを均一に伝熱させる
ということが重要課題になっている。もし、反応器に対
する伝熱が不十分で、触媒層に対する熱分布が不均一で
あると副反応が増加し、反応効率を低下する原因になる
からである。
また、改質装置の運転を一時的に停止したのち再スタ
ートする場合は、出来るだけ短時間に触媒層を所定の温
度にするように加熱することが望ましい。もし、所定温
度に達していない触媒層では反応性が低く、副反応生成
物を多く発生し、燃料を無駄に消費することになるから
である。
ートする場合は、出来るだけ短時間に触媒層を所定の温
度にするように加熱することが望ましい。もし、所定温
度に達していない触媒層では反応性が低く、副反応生成
物を多く発生し、燃料を無駄に消費することになるから
である。
本発明の目的は、触媒層に対する伝熱性を向上して均
一な熱分布が得られるようにすると共に、再スタート時
には短時間で所定の温度に安定させることができる燃料
電池用改質装置を提供することにある。
一な熱分布が得られるようにすると共に、再スタート時
には短時間で所定の温度に安定させることができる燃料
電池用改質装置を提供することにある。
上記目的を達成する本発明は、バーナ上方に触媒を充
填した円筒状の反応器をその開口側を上下にして配置す
ると共に、該反応器の下端を前記バーナ近傍側に位置さ
せ、前記反応器の内側空間の上方を閉蓋して該内側空間
を加熱ガスによる加熱空間に形成し、前記反応器とバー
ナとの間に、燃料を気化して反応器に燃料ガスを供給す
る環状の蒸発器を介設し、前記反応器の下端を該蒸発器
に接続すると共に、前記反応器の上方側から改質ガスを
取り出す構成にし、前記反応器とその外周側に配設され
たケースとの間に隔壁を設け、該隔壁と前記反応器との
間の空間を加熱ガスの加熱通路に形成すると共に、前記
隔壁とケースとの間を加熱ガスの排気通路に形成し、前
記加熱空間と加熱通路とを連通する連通路を前記反応器
に触媒層を横断して上下かつ周方向に沿って複数配置
し、前記加熱通通路と排気通路とを連通する連通口を前
記隔壁上端部に形成し、該排気通路の排気口を前記連通
口よりも下方のケースに設け、前記蒸発器の内側空間を
前記バーナの加熱ガスを前記加熱空間に送る中央通路に
形成すると共に、該蒸発器を隔壁により区画された蒸発
部と過熱部とから構成し、該蒸発部を蒸発器の外周側、
前記反応器の下端に接続される該過熱部を前記中央通路
に面する内周側に配置すると共に、前記隔壁を蒸発器上
面から底面に向けて延在させて下部の連通口を介して前
記蒸発部と過熱部とを連通させ、かつ前記中央通路の内
径を前記加熱空間の内径よりも狭くして、前記蒸発器の
内周側を内側に突出する構成にしたことを特徴とするも
のである。
填した円筒状の反応器をその開口側を上下にして配置す
ると共に、該反応器の下端を前記バーナ近傍側に位置さ
せ、前記反応器の内側空間の上方を閉蓋して該内側空間
を加熱ガスによる加熱空間に形成し、前記反応器とバー
ナとの間に、燃料を気化して反応器に燃料ガスを供給す
る環状の蒸発器を介設し、前記反応器の下端を該蒸発器
に接続すると共に、前記反応器の上方側から改質ガスを
取り出す構成にし、前記反応器とその外周側に配設され
たケースとの間に隔壁を設け、該隔壁と前記反応器との
間の空間を加熱ガスの加熱通路に形成すると共に、前記
隔壁とケースとの間を加熱ガスの排気通路に形成し、前
記加熱空間と加熱通路とを連通する連通路を前記反応器
に触媒層を横断して上下かつ周方向に沿って複数配置
し、前記加熱通通路と排気通路とを連通する連通口を前
記隔壁上端部に形成し、該排気通路の排気口を前記連通
口よりも下方のケースに設け、前記蒸発器の内側空間を
前記バーナの加熱ガスを前記加熱空間に送る中央通路に
形成すると共に、該蒸発器を隔壁により区画された蒸発
部と過熱部とから構成し、該蒸発部を蒸発器の外周側、
前記反応器の下端に接続される該過熱部を前記中央通路
に面する内周側に配置すると共に、前記隔壁を蒸発器上
面から底面に向けて延在させて下部の連通口を介して前
記蒸発部と過熱部とを連通させ、かつ前記中央通路の内
径を前記加熱空間の内径よりも狭くして、前記蒸発器の
内周側を内側に突出する構成にしたことを特徴とするも
のである。
図に示す実施例において、１は燃料を気化するための
蒸発器で、その下部にはバーナ２が加熱器として配置さ
れ、そのバーナ２の外側を囲むケースにはファン26が接
続されて燃焼用空気が強制送風されるようになってい
る。蒸発器１は環状に形成され、その内部は燃料液体を
気化するための蒸発部1aと、その気化された燃料ガスを
スーパーヒートさせる過熱部1bとの二つに区分されてい
る。また、隔壁21は底面と対向する下端部分に連通口22
を形成し、この連通口22によって上記蒸発部1aと過熱部
1bとを連通させている。蒸発器１の内側空間がバーナ２
の加熱ガスを加熱空間７に送る中央通路20に形成され、
蒸発部1aが蒸発器１の外周側に配置されるのに対して、
反応器８の下端に接続部12を介して接続される過熱部1b
は、中央通路20に面する内周側に配置されている。中央
通路20の内径は加熱空間７の内径よりも狭く、蒸発器１
の内周側が内側に突出するようになっている。
蒸発器で、その下部にはバーナ２が加熱器として配置さ
れ、そのバーナ２の外側を囲むケースにはファン26が接
続されて燃焼用空気が強制送風されるようになってい
る。蒸発器１は環状に形成され、その内部は燃料液体を
気化するための蒸発部1aと、その気化された燃料ガスを
スーパーヒートさせる過熱部1bとの二つに区分されてい
る。また、隔壁21は底面と対向する下端部分に連通口22
を形成し、この連通口22によって上記蒸発部1aと過熱部
1bとを連通させている。蒸発器１の内側空間がバーナ２
の加熱ガスを加熱空間７に送る中央通路20に形成され、
蒸発部1aが蒸発器１の外周側に配置されるのに対して、
反応器８の下端に接続部12を介して接続される過熱部1b
は、中央通路20に面する内周側に配置されている。中央
通路20の内径は加熱空間７の内径よりも狭く、蒸発器１
の内周側が内側に突出するようになっている。
上記蒸発器１上面の外周には、環状の分配管４が接触
又は近接するように配置されている。分配管４には外部
から燃料供給管３が接続され、またこの分配管４からは
複数の燃料吐出管5,…,5が円周に沿って所定間隔に分岐
され、それぞれの端部を蒸発部1a内に貫通させて、メタ
ノールと水との混合燃料を吐出するようになっている。
又は近接するように配置されている。分配管４には外部
から燃料供給管３が接続され、またこの分配管４からは
複数の燃料吐出管5,…,5が円周に沿って所定間隔に分岐
され、それぞれの端部を蒸発部1a内に貫通させて、メタ
ノールと水との混合燃料を吐出するようになっている。
蒸発器１は外殻となるケース６の中に収納され、その
上方には加熱空間７が形成され、さらにその上方に隔壁
10を介して、反応後の改質ガスを集める集合室11が設け
られている。バーナ２上方に触媒を充填した円筒状の反
応器８がその開口側を上下にして配置され、反応器８の
下端はバーナ２近傍側に位置し、この反応器８の下端に
接続部12を介して蒸発器１の過熱部1bが接続されてい
る。反応器８の内側空間の上方が隔壁10で閉塞され、そ
の内側空間が加熱ガスによる加熱空間７に形成されてい
る。反応器８の上端が集合質11に直接連通し、反応器上
方側から改質ガスを取り出す構成になっている。
上方には加熱空間７が形成され、さらにその上方に隔壁
10を介して、反応後の改質ガスを集める集合室11が設け
られている。バーナ２上方に触媒を充填した円筒状の反
応器８がその開口側を上下にして配置され、反応器８の
下端はバーナ２近傍側に位置し、この反応器８の下端に
接続部12を介して蒸発器１の過熱部1bが接続されてい
る。反応器８の内側空間の上方が隔壁10で閉塞され、そ
の内側空間が加熱ガスによる加熱空間７に形成されてい
る。反応器８の上端が集合質11に直接連通し、反応器上
方側から改質ガスを取り出す構成になっている。
反応器８には、加熱空間７がある内周側から外周側へ
抜ける多数の連通管（連通路）16,…,16が上下方向に多
段にわたると共に、円周方向に並んで設けられている。
各段の連通管16は、図に示すように平面視で重なるよう
にしてもよく、またオフセットさせた位置関係にしても
よい。このような連通管16を有する反応器８の外周壁と
ケース６との間は隔壁13によって内外二つに区分され、
それぞれ環状の加熱通路14と排気通路15を形成し、この
両通路14,15は、隔壁13の上端部に設けた多数の連通口1
7,…,17によって互いに連通している。また、この連通
口17より下方の位置に、排気通路15の排気口18が設けら
れている。この排気口18の位置は連通口17より下方であ
れば任意でよいが、好ましくは反応器８の高さの1/2よ
り下側にすることが望ましい。この実施例では、ケース
６の下部に排気口18が設けられている。
抜ける多数の連通管（連通路）16,…,16が上下方向に多
段にわたると共に、円周方向に並んで設けられている。
各段の連通管16は、図に示すように平面視で重なるよう
にしてもよく、またオフセットさせた位置関係にしても
よい。このような連通管16を有する反応器８の外周壁と
ケース６との間は隔壁13によって内外二つに区分され、
それぞれ環状の加熱通路14と排気通路15を形成し、この
両通路14,15は、隔壁13の上端部に設けた多数の連通口1
7,…,17によって互いに連通している。また、この連通
口17より下方の位置に、排気通路15の排気口18が設けら
れている。この排気口18の位置は連通口17より下方であ
れば任意でよいが、好ましくは反応器８の高さの1/2よ
り下側にすることが望ましい。この実施例では、ケース
６の下部に排気口18が設けられている。
上記構成において、蒸発器１の蒸発器1aで気化した燃
料ガスは、過熱部1bを通過する際にスーパーヒートされ
て反応器８に入り、触媒層９において水素主体の改質ガ
スに変化したのち上方の集合室11に入り、次いで図示し
ない燃料電池本体に送られる。
料ガスは、過熱部1bを通過する際にスーパーヒートされ
て反応器８に入り、触媒層９において水素主体の改質ガ
スに変化したのち上方の集合室11に入り、次いで図示し
ない燃料電池本体に送られる。
一方、バーナ２で発生した加熱ガスは、蒸発器１で燃
料の気化およびスーパーヒートを行ったのち、中央通路
20から加熱空間７に入り、上昇する間に反応器８を加熱
しながら触媒層９を横断する上下及び周方向に沿って複
数配置した連通管16を順次通り抜け、最後に加熱，通路
14の上端部の連通口17から下方へ折り返し、排気通路15
を下降して排気口18から外部へ排気される。
料の気化およびスーパーヒートを行ったのち、中央通路
20から加熱空間７に入り、上昇する間に反応器８を加熱
しながら触媒層９を横断する上下及び周方向に沿って複
数配置した連通管16を順次通り抜け、最後に加熱，通路
14の上端部の連通口17から下方へ折り返し、排気通路15
を下降して排気口18から外部へ排気される。
すなわち、上記改質装置では、加熱ガスが加熱通路14
の上端部の連通口17を抜けたのち、下方へ向けて折り返
すように流されるため、その加熱ガスは途中で横方向に
バイパスしてしまうことがなく、反応器８の外周側を加
熱する加熱通路14の上端部まで十分に充満した状態とな
る。そのため、加熱ガスは反応器８の高さ方向全体に均
一な熱分布となるように伝熱を行うことができ、その結
果、反応効率を向上することができる。
の上端部の連通口17を抜けたのち、下方へ向けて折り返
すように流されるため、その加熱ガスは途中で横方向に
バイパスしてしまうことがなく、反応器８の外周側を加
熱する加熱通路14の上端部まで十分に充満した状態とな
る。そのため、加熱ガスは反応器８の高さ方向全体に均
一な熱分布となるように伝熱を行うことができ、その結
果、反応効率を向上することができる。
この効果は、加熱ガスの折り返し点となる連通口17に
対し、排気口18の位置を反応器８の高さの1/2より下方
になるようにすることにより、環状の排気通路15により
上記加熱空間７および加熱通路14からの放熱が抑制され
るため一層効果的にすることができる。
対し、排気口18の位置を反応器８の高さの1/2より下方
になるようにすることにより、環状の排気通路15により
上記加熱空間７および加熱通路14からの放熱が抑制され
るため一層効果的にすることができる。
また、上述した改質装置では、加熱空間に加熱ガスが
上端部まで十分に充満した状態になるので、途中で一時
的に運転を中断したのち再スタートした場合には、触媒
層の温度を短時間で所定の温度に達するようにすること
ができ、燃料の無駄をなくすことができる。
上端部まで十分に充満した状態になるので、途中で一時
的に運転を中断したのち再スタートした場合には、触媒
層の温度を短時間で所定の温度に達するようにすること
ができ、燃料の無駄をなくすことができる。
また、反応器８に供給された燃料ガスと触媒とが反応
して、燃料ガスが改質ガスに改質される際に吸熱反応を
行うが、この吸熱反応を開始する際に、充分な熱を供給
しないと反応効率が低下する。本発明では、反応器８の
下端をバーナ２近傍側に位置させているため、反応器８
の下端から供給される燃料ガスが吸熱反応を開始する際
に、バーナ２から充分な熱を得ることができるので、反
応効率を高く保つことができる。
して、燃料ガスが改質ガスに改質される際に吸熱反応を
行うが、この吸熱反応を開始する際に、充分な熱を供給
しないと反応効率が低下する。本発明では、反応器８の
下端をバーナ２近傍側に位置させているため、反応器８
の下端から供給される燃料ガスが吸熱反応を開始する際
に、バーナ２から充分な熱を得ることができるので、反
応効率を高く保つことができる。
また、加熱通路14の外周側に排気通路15を設けたの
で、その排気通路15を通過する加熱ガスにより内側を保
温し、排出される熱の有効利用を図ることができる。
で、その排気通路15を通過する加熱ガスにより内側を保
温し、排出される熱の有効利用を図ることができる。
上述した燃料改質装置によると、燃料の分配管４がケ
ース６の内側に設けられているため、分配管４に供給さ
れた燃料は排気通路15を下降する加熱ガスによって加熱
され、また蒸発器１の外壁に接触または近接することに
より、その蒸発器１からも加熱される。すなわち、燃料
供給管３から分配管４に供給された燃料はここで予熱さ
れ、その予熱ののち複数の燃料吐出管５に分配されて蒸
発部1aへ吐出される。
ース６の内側に設けられているため、分配管４に供給さ
れた燃料は排気通路15を下降する加熱ガスによって加熱
され、また蒸発器１の外壁に接触または近接することに
より、その蒸発器１からも加熱される。すなわち、燃料
供給管３から分配管４に供給された燃料はここで予熱さ
れ、その予熱ののち複数の燃料吐出管５に分配されて蒸
発部1aへ吐出される。
したがって、上記改質装置では、分配管４自体が予熱
器として作用するため、従来のような特別の予熱器を設
けることが不要になる。そのため部品点数を低減し、か
つ装置をコンパクトにすることができる。
器として作用するため、従来のような特別の予熱器を設
けることが不要になる。そのため部品点数を低減し、か
つ装置をコンパクトにすることができる。
また、上述した燃料改質装置によると、環状の反応器
８の触媒層９に、その内側と外側とを貫通するようにし
た多数の連結管16,……,16を設け、この連結管16に加熱
ガスが通過するようにしているため、触媒層９の全体に
対する伝熱性が向上し、かつ均一な熱分布を得ることが
できる。したがって、触媒層９における燃料ガスの反応
性を向上し、副反応の少ない高い反応効率を達成できる
ようになる。
８の触媒層９に、その内側と外側とを貫通するようにし
た多数の連結管16,……,16を設け、この連結管16に加熱
ガスが通過するようにしているため、触媒層９の全体に
対する伝熱性が向上し、かつ均一な熱分布を得ることが
できる。したがって、触媒層９における燃料ガスの反応
性を向上し、副反応の少ない高い反応効率を達成できる
ようになる。
また、上述した燃料改質装置によると、蒸発器１が内
部の隔壁21によって蒸発部1aと過熱部1bとに区分される
ことによって、その過熱部1bを蒸発器自身に一体化して
いるから、別個に過熱部を設けた従来の装置に比べてコ
ンパクト化し、かつこの過熱部を設けながら部品点数を
少なくすることができる。
部の隔壁21によって蒸発部1aと過熱部1bとに区分される
ことによって、その過熱部1bを蒸発器自身に一体化して
いるから、別個に過熱部を設けた従来の装置に比べてコ
ンパクト化し、かつこの過熱部を設けながら部品点数を
少なくすることができる。
しかも、上記隔壁21は蒸発器内部の上面から底面に向
けて延び、その下端部分に連通口22を形成しているか
ら、蒸発部1aで気化した燃料ガスは上昇したのち、再び
連通口22に向けて下降するため、バーナ２で直接加熱さ
れた底面に再び接触するようになり、極めて効果的にス
ーパヒートされることになる。すなわち、隔壁21の上述
のような構成によって、装置をコンパクトにしても、過
熱部1bの機能を何ら低下させることはない。
けて延び、その下端部分に連通口22を形成しているか
ら、蒸発部1aで気化した燃料ガスは上昇したのち、再び
連通口22に向けて下降するため、バーナ２で直接加熱さ
れた底面に再び接触するようになり、極めて効果的にス
ーパヒートされることになる。すなわち、隔壁21の上述
のような構成によって、装置をコンパクトにしても、過
熱部1bの機能を何ら低下させることはない。
また、上記構成において、過熱部1bはバーナ２の加熱
ガスが上方へ通過する側、すなわち第１図の実施例では
中央通路20側に配置するため、一層スーパヒート効果を
顕著にすることができる。
ガスが上方へ通過する側、すなわち第１図の実施例では
中央通路20側に配置するため、一層スーパヒート効果を
顕著にすることができる。
また、中央通路20の内径を加熱空間７の内径よりも狭
くして、蒸発器１の内周側を内側に突出するようにした
ことにより、蒸発部1aと過熱部1bとを一体化して蒸発器
１を構成するようにしても、蒸発部1aと過熱部1bの容積
をそれぞれ確保しながら、バーナ２により蒸発部1aと過
熱部1bに充分な熱を付与することができる。
くして、蒸発器１の内周側を内側に突出するようにした
ことにより、蒸発部1aと過熱部1bとを一体化して蒸発器
１を構成するようにしても、蒸発部1aと過熱部1bの容積
をそれぞれ確保しながら、バーナ２により蒸発部1aと過
熱部1bに充分な熱を付与することができる。
上述したように本発明は、バーナ上方に触媒を充填し
た円筒状の反応器をその開口側を上下にして配置すると
共に、該反応器の下端を前記バーナ近傍側に位置させ、
前記反応器の内側空間の上方を閉塞して該内側空間を加
熱ガスによる加熱空間に形成し、前記反応器とバーナと
の間に、燃料を気化して反応器に燃料ガスを供給する環
状の蒸発器を介設し、前記反応器の下端を該蒸発器に接
続すると共に、前記反応器の上方側から改質ガスを取り
出す構成にし、前記反応器とその外周側に配設されたケ
ースとの間に隔壁を設け、該隔壁と前記反応器との間の
空間を加熱ガスの加熱通路に形成すると共に、前記隔壁
とケースとの間を加熱ガスの排気通路に形成し、前記過
熱空間と加熱通路とを連通する連通路を前記反応器に触
媒層を横断して上下かつ周方向に沿って複数配置し、前
記加熱通路と排気通路とを連通する連通口を前記隔壁上
端部に形成し、該排気通路の排気口を前記連通口よりも
下方のケースに設け、前記蒸発器の内側空間を前記バー
ナの加熱ガスを前記加熱空間に送る中央通路に形成する
と共に、該蒸発器を隔壁により区画された蒸発部と過熱
部とから構成し、該蒸発部を蒸発器の外周側、前記反応
器の下端に接続される該過熱部を前記中央通路に面する
内周側に配置すると共に、前記隔壁を蒸発器上面から底
面に向けて延在させて下部の連通口を介して前記蒸発部
と過熱部とを連通させ、前記中央通路の内径を前記加熱
空間の内径よりも狭くして、前記蒸発器の内周側を内側
に突出する構成にしたので、以下のような優れた効果を
奏するものである。
た円筒状の反応器をその開口側を上下にして配置すると
共に、該反応器の下端を前記バーナ近傍側に位置させ、
前記反応器の内側空間の上方を閉塞して該内側空間を加
熱ガスによる加熱空間に形成し、前記反応器とバーナと
の間に、燃料を気化して反応器に燃料ガスを供給する環
状の蒸発器を介設し、前記反応器の下端を該蒸発器に接
続すると共に、前記反応器の上方側から改質ガスを取り
出す構成にし、前記反応器とその外周側に配設されたケ
ースとの間に隔壁を設け、該隔壁と前記反応器との間の
空間を加熱ガスの加熱通路に形成すると共に、前記隔壁
とケースとの間を加熱ガスの排気通路に形成し、前記過
熱空間と加熱通路とを連通する連通路を前記反応器に触
媒層を横断して上下かつ周方向に沿って複数配置し、前
記加熱通路と排気通路とを連通する連通口を前記隔壁上
端部に形成し、該排気通路の排気口を前記連通口よりも
下方のケースに設け、前記蒸発器の内側空間を前記バー
ナの加熱ガスを前記加熱空間に送る中央通路に形成する
と共に、該蒸発器を隔壁により区画された蒸発部と過熱
部とから構成し、該蒸発部を蒸発器の外周側、前記反応
器の下端に接続される該過熱部を前記中央通路に面する
内周側に配置すると共に、前記隔壁を蒸発器上面から底
面に向けて延在させて下部の連通口を介して前記蒸発部
と過熱部とを連通させ、前記中央通路の内径を前記加熱
空間の内径よりも狭くして、前記蒸発器の内周側を内側
に突出する構成にしたので、以下のような優れた効果を
奏するものである。
即ち、反応器の外周側に設けられた隔壁と反応器との
間の空間を加熱ガスの加熱通路に形成し、この加熱通路
と反応器内側の加熱空間とを連通路で連通し、隔壁外側
に形成した排気通路と加熱通路とを隔壁上端部に設けた
連通口を介して連通し、かつ排気通路の排気口をその連
通口よりも下方に設けたので、加熱空間及び加熱通路内
の加熱ガスが途中で横方向にバイパスせず、上端部まで
十分に充満した状態になるため、反応器を全長にわたり
均一な熱分布となるように加熱することができ、それに
よって反応効率を向上することができる一方、装置の運
転を一時的に中断したのち再スタートする時には、触媒
温度を短時間のうちに所定の温度に到達させることがで
き、燃料の無駄をなくすことができる。
間の空間を加熱ガスの加熱通路に形成し、この加熱通路
と反応器内側の加熱空間とを連通路で連通し、隔壁外側
に形成した排気通路と加熱通路とを隔壁上端部に設けた
連通口を介して連通し、かつ排気通路の排気口をその連
通口よりも下方に設けたので、加熱空間及び加熱通路内
の加熱ガスが途中で横方向にバイパスせず、上端部まで
十分に充満した状態になるため、反応器を全長にわたり
均一な熱分布となるように加熱することができ、それに
よって反応効率を向上することができる一方、装置の運
転を一時的に中断したのち再スタートする時には、触媒
温度を短時間のうちに所定の温度に到達させることがで
き、燃料の無駄をなくすことができる。
また、燃料電池用改質装置にあっては、反応器内で吸
熱反応を開始する際に、充分な熱を供給しないと反応効
率が低下するが、反応器の下端をバーナ近傍側に位置さ
せているため、反応器の下端から供給される燃料ガスが
吸熱反応を開始する際に、バーナから充分な熱を供給す
ることができるので、効率良い反応を行うことができ
る。
熱反応を開始する際に、充分な熱を供給しないと反応効
率が低下するが、反応器の下端をバーナ近傍側に位置さ
せているため、反応器の下端から供給される燃料ガスが
吸熱反応を開始する際に、バーナから充分な熱を供給す
ることができるので、効率良い反応を行うことができ
る。
また、触媒を充填した円筒状の反応器に、上下かつ周
方向に沿って触媒層を横断する複数の連通路を配置した
ので、加熱ガスが触媒層を上下左右から囲むように流れ
ることができ、そのため、触媒層全体に対する伝熱性を
高めてより均一な熱分布にすることができるので、副反
応の少ない一層高い反応効率を得ることが可能となる。
方向に沿って触媒層を横断する複数の連通路を配置した
ので、加熱ガスが触媒層を上下左右から囲むように流れ
ることができ、そのため、触媒層全体に対する伝熱性を
高めてより均一な熱分布にすることができるので、副反
応の少ない一層高い反応効率を得ることが可能となる。
また、隔壁とケースとの間を加熱ガスの排気通路に形
成し、改質装置の外周側をその排気通路で囲むようにし
たので、内側の加熱通路や反応器を保温し、排出される
熱の有効利用を図ることができる。
成し、改質装置の外周側をその排気通路で囲むようにし
たので、内側の加熱通路や反応器を保温し、排出される
熱の有効利用を図ることができる。
また、蒸発器を隔壁により蒸発部と過熱部とに区分し
て、過熱部を蒸発器内に一体化した構成とするため、別
個に温熱部を設けた従来の装置に比べてコンパクト化
し、更に、過熱部を設けながら部品点数を少なくするこ
とができる。
て、過熱部を蒸発器内に一体化した構成とするため、別
個に温熱部を設けた従来の装置に比べてコンパクト化
し、更に、過熱部を設けながら部品点数を少なくするこ
とができる。
また更に、隔壁を蒸発器上面から底面に向けて延在さ
せて下部の連通口を介して蒸発部と過熱部とを連通する
ため、蒸発部で気化した燃料ガスは内部で上昇した後、
再び下部の連通口まで下降し、バーナで加熱された温度
のより高い底面側を通って過熱部に流れ込むので、燃料
を効果的にスーパヒートさせることができ、コンパクト
化しても、過熱部における機能を何ら低下させることが
ない。
せて下部の連通口を介して蒸発部と過熱部とを連通する
ため、蒸発部で気化した燃料ガスは内部で上昇した後、
再び下部の連通口まで下降し、バーナで加熱された温度
のより高い底面側を通って過熱部に流れ込むので、燃料
を効果的にスーパヒートさせることができ、コンパクト
化しても、過熱部における機能を何ら低下させることが
ない。
しかも、過熱部を過熱ガスが通過する中央通路に面し
て配置したので、過熱部において気化した燃料ガスを一
層スーパヒートさせることができると共に、中央通路の
内径を加熱空間の内径よりも狭くして、蒸発器の内周側
を内側に突出する構成にしたので、蒸発部と過熱部とを
一体化して蒸発器を構成しても、該蒸発部と過熱部の容
積をそれぞれ確保しながら、充分な熱をバーナにより付
与することができる。
て配置したので、過熱部において気化した燃料ガスを一
層スーパヒートさせることができると共に、中央通路の
内径を加熱空間の内径よりも狭くして、蒸発器の内周側
を内側に突出する構成にしたので、蒸発部と過熱部とを
一体化して蒸発器を構成しても、該蒸発部と過熱部の容
積をそれぞれ確保しながら、充分な熱をバーナにより付
与することができる。
第１図は本発明の実施例による燃料電池用改質装置であ
り、第２図は第１図のII−II矢視図である。 １……蒸発器、1a……蒸発部、1b……過熱部、２……バ
ーナ、６……ケース、７……加熱空間、８……反応器、
９……触媒層、13……隔壁、14……加熱通路、15……排
気通路、16…連通管（連通路）、17……連通口、18……
排気口、20……中央通路、21……隔壁、22……連通口。
り、第２図は第１図のII−II矢視図である。 １……蒸発器、1a……蒸発部、1b……過熱部、２……バ
ーナ、６……ケース、７……加熱空間、８……反応器、
９……触媒層、13……隔壁、14……加熱通路、15……排
気通路、16…連通管（連通路）、17……連通口、18……
排気口、20……中央通路、21……隔壁、22……連通口。
Claims (1)
- 【請求項１】バーナ上方に触媒を充填した円筒状の反応
器をその開口側を上下にして配置すると共に、該反応器
の下端を前記バーナ近傍側に位置させ、前記反応器の内
側空間の上方を閉塞して該内側空間を加熱ガスによる加
熱空間に形成し、前記反応器とバーナとの間に、燃料を
気化して反応器に燃料ガスを供給する環状の蒸発器を介
設し、前記反応器の下端を該蒸発器に接続すると共に、
前記反応器の上方側から改質ガスを取り出す構成にし、
前記反応器とその外周側に配設されたケースとの間に隔
壁を設け、該隔壁と前記反応器との間の空間を加熱ガス
の加熱通路に形成すると共に、前記隔壁とケースとの間
を加熱ガスの排気通路に形成し、前記加熱空間と加熱通
路とを連通する連通路を前記反応器に触媒層を横断して
上下かつ周方向に沿って複数配置し、前記加熱通路と排
気通路とを連通する連通口を前記隔壁上端部に形成し、
該排気通路の排気口を前記連通口よりも下方のケースに
設け、前記蒸発器の内側空間を前記バーナの加熱ガスを
前記加熱空間に送る中央通路に形成すると共に、該蒸発
器を隔壁により区画された蒸発部と加熱部とから構成
し、該蒸発部を蒸発器の外周側、前記反応器の下端に接
続される該過熱部を前記中央通路に面する内周側に配置
すると共に、前記隔壁を蒸発器上面から底面に向けて延
在させて下部の連通口を介して前記蒸発部と過熱部とを
連通させ、かつ前記中央通路の内径を前記加熱空間の内
径よりも狭くして、前記蒸発器の内周側を内側に突出す
る構成にしたことを特徴とする燃料電池用改質装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61180086A JPH0829922B2 (ja) | 1986-08-01 | 1986-08-01 | 燃料電池用改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61180086A JPH0829922B2 (ja) | 1986-08-01 | 1986-08-01 | 燃料電池用改質装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6339622A JPS6339622A (ja) | 1988-02-20 |
| JPH0829922B2 true JPH0829922B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=16077203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61180086A Expired - Fee Related JPH0829922B2 (ja) | 1986-08-01 | 1986-08-01 | 燃料電池用改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829922B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240034270A (ko) * | 2022-08-26 | 2024-03-14 | 에스퓨얼셀(주) | 연료전지 개질기 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8961627B2 (en) | 2011-07-07 | 2015-02-24 | David J Edlund | Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices |
| US11738305B2 (en) | 2012-08-30 | 2023-08-29 | Element 1 Corp | Hydrogen purification devices |
| US9187324B2 (en) | 2012-08-30 | 2015-11-17 | Element 1 Corp. | Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices |
| US10717040B2 (en) | 2012-08-30 | 2020-07-21 | Element 1 Corp. | Hydrogen purification devices |
| US20140065020A1 (en) | 2012-08-30 | 2014-03-06 | David J. Edlund | Hydrogen generation assemblies |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5850921A (ja) * | 1982-01-06 | 1983-03-25 | 株式会社日立製作所 | 電気掃除機 |
-
1986
- 1986-08-01 JP JP61180086A patent/JPH0829922B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240034270A (ko) * | 2022-08-26 | 2024-03-14 | 에스퓨얼셀(주) | 연료전지 개질기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6339622A (ja) | 1988-02-20 |
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