JPH09241002A - 燃料電池発電装置の燃料改質器 - Google Patents
燃料電池発電装置の燃料改質器Info
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- JPH09241002A JPH09241002A JP8052179A JP5217996A JPH09241002A JP H09241002 A JPH09241002 A JP H09241002A JP 8052179 A JP8052179 A JP 8052179A JP 5217996 A JP5217996 A JP 5217996A JP H09241002 A JPH09241002 A JP H09241002A
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- catalyst tube
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- 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
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- 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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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】熱応力による触媒管の破損や触媒の圧壊を生じ
ることなく安全に使用でき、かつ軽量化構造の可能なも
のを得る。 【解決手段】原燃料入口４より導入された原燃料と水蒸
気を加熱器９に導いてバーナー２で加熱し、触媒管２０
に通流して水蒸気改質し、水素濃度の高い改質燃料ガス
を得る燃料改質器において、触媒管２０に収納する改質
触媒３を、触媒管２０の底板に支持された垂直方向に伸
縮するバネ２４を備え、内筒１１および外筒１０に対し
て移動可能に配された平板状の支持体２１Ａにより、下
方より支えて保持する。
ることなく安全に使用でき、かつ軽量化構造の可能なも
のを得る。 【解決手段】原燃料入口４より導入された原燃料と水蒸
気を加熱器９に導いてバーナー２で加熱し、触媒管２０
に通流して水蒸気改質し、水素濃度の高い改質燃料ガス
を得る燃料改質器において、触媒管２０に収納する改質
触媒３を、触媒管２０の底板に支持された垂直方向に伸
縮するバネ２４を備え、内筒１１および外筒１０に対し
て移動可能に配された平板状の支持体２１Ａにより、下
方より支えて保持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池発電装置
の燃料改質器に係わるもので、とくに、原燃料を触媒反
応により水蒸気改質させる改質触媒を収納する触媒管の
破損及び触媒の圧壊を防止する構造に関する。
の燃料改質器に係わるもので、とくに、原燃料を触媒反
応により水蒸気改質させる改質触媒を収納する触媒管の
破損及び触媒の圧壊を防止する構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池発電装置は、燃料電池本体の燃
料極に水素を、また空気極に酸素を送り、電気化学反応
により電力を得る装置で、通常、燃料極には炭化水素を
含む原燃料を水蒸気改質して得られる水素濃度の高い改
質燃料ガスが、また空気極には空気が送られる。
料極に水素を、また空気極に酸素を送り、電気化学反応
により電力を得る装置で、通常、燃料極には炭化水素を
含む原燃料を水蒸気改質して得られる水素濃度の高い改
質燃料ガスが、また空気極には空気が送られる。
【０００３】水蒸気改質により水素を得る方法は既に化
学プラントに用いられているが、化学プラントに用いら
れる改質器では、内部に生じる熱応力を緩和するため
に、約10[℃/h] の緩やかな速度で昇温させて約２日間
かけて起動し、一旦起動すれば通常１〜３年程度の長期
にわたって連続的に運転させる方法が採られている。こ
れに対して、燃料電池発電装置、とくに分散型の燃料電
池発電装置は、需要に応じて運転されることとなるの
で、用いられる燃料改質器も、起動操作を約２時間で完
了させて運転に入り、発電の停止とともに運転を停止す
る方法が採られる。また、自動車や汽車等の移動装置等
に用いる燃料電池発電装置の場合には、燃料改質器に対
しても軽量化が必要となる。
学プラントに用いられているが、化学プラントに用いら
れる改質器では、内部に生じる熱応力を緩和するため
に、約10[℃/h] の緩やかな速度で昇温させて約２日間
かけて起動し、一旦起動すれば通常１〜３年程度の長期
にわたって連続的に運転させる方法が採られている。こ
れに対して、燃料電池発電装置、とくに分散型の燃料電
池発電装置は、需要に応じて運転されることとなるの
で、用いられる燃料改質器も、起動操作を約２時間で完
了させて運転に入り、発電の停止とともに運転を停止す
る方法が採られる。また、自動車や汽車等の移動装置等
に用いる燃料電池発電装置の場合には、燃料改質器に対
しても軽量化が必要となる。
【０００４】図３は、従来の燃料電池発電装置の燃料改
質器の基本構成を模式的に示す断面図である。本燃料改
質器は、円筒状の外箱１４の中央部に、燃焼用燃料出口
５を備えたバーナー２と、原燃料入口４より導入された
原燃料と水蒸気を加熱するための加熱器９とを配し、耐
火物１７を備えた隔壁１５で隔てられた外側の空間に、
内部に改質触媒３を収納した中空円筒状の触媒管２０を
配して構成されている。触媒管２０の外筒１０と内筒１
１は軽量化をはかるために薄肉に構成されており、外筒
１０の外側、ならびに内筒１１の内側には、それぞれ熱
交換用のフィン１８が備えられている。また改質触媒３
は、外筒１０と内筒１１の壁面に溶接により固着された
ガス通流孔を備えた中空円板状の支持体２１により下方
より支えて保持されている。
質器の基本構成を模式的に示す断面図である。本燃料改
質器は、円筒状の外箱１４の中央部に、燃焼用燃料出口
５を備えたバーナー２と、原燃料入口４より導入された
原燃料と水蒸気を加熱するための加熱器９とを配し、耐
火物１７を備えた隔壁１５で隔てられた外側の空間に、
内部に改質触媒３を収納した中空円筒状の触媒管２０を
配して構成されている。触媒管２０の外筒１０と内筒１
１は軽量化をはかるために薄肉に構成されており、外筒
１０の外側、ならびに内筒１１の内側には、それぞれ熱
交換用のフィン１８が備えられている。また改質触媒３
は、外筒１０と内筒１１の壁面に溶接により固着された
ガス通流孔を備えた中空円板状の支持体２１により下方
より支えて保持されている。
【０００５】原燃料入口４より導入された原燃料と水蒸
気は、加熱器９においてバーナー２の燃焼ガス焔７によ
って加熱され、触媒管２０において改質触媒３の触媒反
応により水素濃度の高い改質燃料ガスに改質され、改質
燃料ガス出口６より燃料電池本体の燃料極へと送られ
る。なお、バーナー２で燃焼され、加熱器９を加熱した
燃焼ガスは、触媒管２０の内外のフィン１８の間を通っ
て触媒管２０を加熱したのち、燃焼ガス出口８より排出
される。
気は、加熱器９においてバーナー２の燃焼ガス焔７によ
って加熱され、触媒管２０において改質触媒３の触媒反
応により水素濃度の高い改質燃料ガスに改質され、改質
燃料ガス出口６より燃料電池本体の燃料極へと送られ
る。なお、バーナー２で燃焼され、加熱器９を加熱した
燃焼ガスは、触媒管２０の内外のフィン１８の間を通っ
て触媒管２０を加熱したのち、燃焼ガス出口８より排出
される。
【０００６】図４は、図３の燃料改質器の図中にＢとし
て示した部分を拡大して示す要部断面図であり、図３は
触媒管２０の原燃料供給用の配管の接続部の断面を表示
しているのに対して、本図は配管の非接続部の断面を表
示している。複数のガス通流孔２２を備えた支持体２１
は、触媒管の外筒１０と内筒１１の壁面に溶接部２３に
より固着されており、その上部に改質触媒３が配されて
いる。加熱器９において加熱された原燃料と水蒸気は、
触媒管２０の底板１９の図示しない入口より入り、支持
体２１のガス通流孔２２を通して改質触媒３の収納部分
へと達し、触媒反応により水素濃度の高い改質燃料ガス
に改質される。
て示した部分を拡大して示す要部断面図であり、図３は
触媒管２０の原燃料供給用の配管の接続部の断面を表示
しているのに対して、本図は配管の非接続部の断面を表
示している。複数のガス通流孔２２を備えた支持体２１
は、触媒管の外筒１０と内筒１１の壁面に溶接部２３に
より固着されており、その上部に改質触媒３が配されて
いる。加熱器９において加熱された原燃料と水蒸気は、
触媒管２０の底板１９の図示しない入口より入り、支持
体２１のガス通流孔２２を通して改質触媒３の収納部分
へと達し、触媒反応により水素濃度の高い改質燃料ガス
に改質される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、燃料電
池発電装置の燃料改質器は約２時間で起動操作を完了さ
せて運転に入り、発電の停止とともに運転を停止する方
法が採られるので、温度の上昇、下降のサイクルを頻繁
に受けることとなる。一方、触媒管２０の容器が相対的
に熱膨張係数が大きい金属材料より構成されているのに
対して、改質触媒３は熱膨張係数の小さいセラミックス
材料からなり、さらに、上記のごとき急激な温度変化に
伴って触媒管２０の容器と改質触媒３との間の温度差も
大きくなるので、これらの間の熱膨張量に大きな差異が
生じる。
池発電装置の燃料改質器は約２時間で起動操作を完了さ
せて運転に入り、発電の停止とともに運転を停止する方
法が採られるので、温度の上昇、下降のサイクルを頻繁
に受けることとなる。一方、触媒管２０の容器が相対的
に熱膨張係数が大きい金属材料より構成されているのに
対して、改質触媒３は熱膨張係数の小さいセラミックス
材料からなり、さらに、上記のごとき急激な温度変化に
伴って触媒管２０の容器と改質触媒３との間の温度差も
大きくなるので、これらの間の熱膨張量に大きな差異が
生じる。
【０００８】すなわち、起動時の温度上昇時には、触媒
管２０の容器の方がより多量に熱膨張するので、容器と
改質触媒３との間に空隙が生じる。空隙が生じると、改
質触媒３は自重により下方へと移動し、再配列して空隙
を埋めることとなる。急速に温度上昇させると、触媒管
２０の容器の温度上昇に遅れて改質触媒３の温度が上昇
することとなるので、触媒管２０の容器の温度が定常値
に達したのち、遅れて改質触媒３の温度が飽和に達する
こととなる。したがって、触媒管２０の容器は、再配列
した改質触媒３の熱膨張により径方向の応力を受け、逆
に改質触媒３は触媒管２０の容器による径方向の圧縮力
を受けることとなる。
管２０の容器の方がより多量に熱膨張するので、容器と
改質触媒３との間に空隙が生じる。空隙が生じると、改
質触媒３は自重により下方へと移動し、再配列して空隙
を埋めることとなる。急速に温度上昇させると、触媒管
２０の容器の温度上昇に遅れて改質触媒３の温度が上昇
することとなるので、触媒管２０の容器の温度が定常値
に達したのち、遅れて改質触媒３の温度が飽和に達する
こととなる。したがって、触媒管２０の容器は、再配列
した改質触媒３の熱膨張により径方向の応力を受け、逆
に改質触媒３は触媒管２０の容器による径方向の圧縮力
を受けることとなる。
【０００９】一方、運転停止に伴って温度が低下する
と、熱膨張係数の大きい触媒管２０の容器の熱収縮量
は、熱膨張係数の小さい改質触媒３に比べて大きくなる
ので、触媒管２０の容器と改質触媒３との間には多大な
応力が生じる。容器の改質触媒３の収納部の中央部分で
は容器の器壁が比較的容易に撓むことができるので径方
向の応力が緩和されるが、図４に示した支持体２１を配
置した部分においては、溶接部２３により接合された支
持体２１によって外筒１０と内筒１１の変形が制限され
るので、特に大きな応力を生じ、過大な応力集中による
容器の破損を引き起こす危険性がある。容器の破損を防
止するためには、容器の器壁の厚さを増して強度を高く
することが一方策と考えられるが、本方策をとると、容
器の重量が重くなるので移動装置等に用いる燃料電池発
電装置の燃料改質器としては望ましくない。また、容器
の強度を上げると収納された改質触媒３への圧縮力が増
大するので、圧力による割れ、すなわち圧壊が生じる危
険性が増大するという問題点がある。
と、熱膨張係数の大きい触媒管２０の容器の熱収縮量
は、熱膨張係数の小さい改質触媒３に比べて大きくなる
ので、触媒管２０の容器と改質触媒３との間には多大な
応力が生じる。容器の改質触媒３の収納部の中央部分で
は容器の器壁が比較的容易に撓むことができるので径方
向の応力が緩和されるが、図４に示した支持体２１を配
置した部分においては、溶接部２３により接合された支
持体２１によって外筒１０と内筒１１の変形が制限され
るので、特に大きな応力を生じ、過大な応力集中による
容器の破損を引き起こす危険性がある。容器の破損を防
止するためには、容器の器壁の厚さを増して強度を高く
することが一方策と考えられるが、本方策をとると、容
器の重量が重くなるので移動装置等に用いる燃料電池発
電装置の燃料改質器としては望ましくない。また、容器
の強度を上げると収納された改質触媒３への圧縮力が増
大するので、圧力による割れ、すなわち圧壊が生じる危
険性が増大するという問題点がある。
【００１０】特公平６−８５８６６号公報は、かかる難
点を解消するものとして開示されたもので、改質触媒を
収納する円環状触媒管の外筒と内筒に触媒保持手段を設
け、通流したガスを内筒の内部に還流して外筒と内筒の
温度変化に時間差を設けることにより、立ち上げ時と立
ち下げ時の触媒保持手段を変えて改質触媒を上下方向に
駆動し、径方向の応力を緩和せんとするものである。し
かしながら、本方式において所定の応力緩和を達成する
には、ガスを外筒と内筒との間および内筒の内部を通流
するように構成し、さらに還流するガスによって外筒と
内筒の温度が所望の時間差をもって変化するよう構成す
る必要があるので、所定の性能を備えたものとして構成
するのは容易でない。
点を解消するものとして開示されたもので、改質触媒を
収納する円環状触媒管の外筒と内筒に触媒保持手段を設
け、通流したガスを内筒の内部に還流して外筒と内筒の
温度変化に時間差を設けることにより、立ち上げ時と立
ち下げ時の触媒保持手段を変えて改質触媒を上下方向に
駆動し、径方向の応力を緩和せんとするものである。し
かしながら、本方式において所定の応力緩和を達成する
には、ガスを外筒と内筒との間および内筒の内部を通流
するように構成し、さらに還流するガスによって外筒と
内筒の温度が所望の時間差をもって変化するよう構成す
る必要があるので、所定の性能を備えたものとして構成
するのは容易でない。
【００１１】本発明は上記のごとき従来技術の問題点を
考慮してなされたもので、本発明の目的は、燃料電池発
電装置を短時間で起動させる際にも、熱応力による損傷
を生じることなく安全に使用でき、かつ軽量化構造の可
能な燃料改質器を提供することにある。
考慮してなされたもので、本発明の目的は、燃料電池発
電装置を短時間で起動させる際にも、熱応力による損傷
を生じることなく安全に使用でき、かつ軽量化構造の可
能な燃料改質器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、 (1) 炭化水素を含む原燃料を水蒸気とともに導入して加
熱し、改質触媒を収納する触媒管に通流させて触媒反応
により水蒸気改質させ、水素濃度の高い改質燃料ガスを
発生させて燃料電池本体に供給する燃料電池発電装置の
燃料改質器において、触媒管中の改質触媒を、触媒管の
壁面に対して拘束されることなく配設されたフレキシブ
ル支持体により、下方より支えて保持することとする。
めに、本発明においては、 (1) 炭化水素を含む原燃料を水蒸気とともに導入して加
熱し、改質触媒を収納する触媒管に通流させて触媒反応
により水蒸気改質させ、水素濃度の高い改質燃料ガスを
発生させて燃料電池本体に供給する燃料電池発電装置の
燃料改質器において、触媒管中の改質触媒を、触媒管の
壁面に対して拘束されることなく配設されたフレキシブ
ル支持体により、下方より支えて保持することとする。
【００１３】(2) さらに、上記のフレキシブル支持体
を、下端が触媒管の底面に支えられた垂直方向に伸縮す
るバネを備えた平板、あるいは、触媒管の壁面に固着さ
れたサポート上に端部を下方より支えて配され、水平方
向に屈伸可能な波状板により構成することとする。 このように、例えば下端が触媒管の底面に支えられた垂
直方向に伸縮するバネを備えた平板、あるいは、触媒管
の壁面に固着されたサポート上に端部を下方より支えて
配され、水平方向に屈伸可能な支持体のごとき、触媒管
の壁面に対して拘束されることなく配設されたフレキシ
ブル支持体により、触媒管中の改質触媒を下方より支え
て保持することとすれば、温度の上昇に伴い触媒管中の
改質触媒の再配列が起こり、温度の下降に伴い熱応力が
加わる事態となっても、支持体は触媒管の壁面に固着さ
れていないので、応力集中が生じる恐れがなく、触媒管
の壁面の撓みにより応力は緩和されるので、触媒管の破
損、あるいは触媒の圧壊が回避されることとなる。
を、下端が触媒管の底面に支えられた垂直方向に伸縮す
るバネを備えた平板、あるいは、触媒管の壁面に固着さ
れたサポート上に端部を下方より支えて配され、水平方
向に屈伸可能な波状板により構成することとする。 このように、例えば下端が触媒管の底面に支えられた垂
直方向に伸縮するバネを備えた平板、あるいは、触媒管
の壁面に固着されたサポート上に端部を下方より支えて
配され、水平方向に屈伸可能な支持体のごとき、触媒管
の壁面に対して拘束されることなく配設されたフレキシ
ブル支持体により、触媒管中の改質触媒を下方より支え
て保持することとすれば、温度の上昇に伴い触媒管中の
改質触媒の再配列が起こり、温度の下降に伴い熱応力が
加わる事態となっても、支持体は触媒管の壁面に固着さ
れていないので、応力集中が生じる恐れがなく、触媒管
の壁面の撓みにより応力は緩和されるので、触媒管の破
損、あるいは触媒の圧壊が回避されることとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の燃料電池発電装
置の燃料改質器の実施の形態を示す第１の実施例の基本
構成図で、（ａ）は燃料改質器全体の構成を示す断面
図、（ｂ）は（ａ）中にＡで表示した部分の要部拡大断
面図である。燃料改質器は、（ａ）に示したように、円
筒状の外箱１４の中央部に、バーナー２と、原燃料入口
４より導入された原燃料と水蒸気を加熱するための加熱
器９とを配し、耐火物１７を備えた隔壁１５で隔てられ
た外側の空間に、内部に改質触媒３を収納した中空円筒
状の触媒管２０を配して構成されており、その構成は図
３に示した従来例と基本的に同一であるので、重複する
説明は略する。本発明の燃料改質器の特徴は、（ｂ）に
示したように、下端が触媒管２０の底面１９に支えられ
た垂直方向に伸縮するバネ２４を備え、内筒１１と外筒
１０の壁面に対して拘束されることなく配された平板状
の支持体２１Ａによって、触媒管２０中に収納した改質
触媒３を下方より支えて保持する構成としたことにあ
る。なお、支持体２１Ａには、加熱器９により加熱され
た原燃料を改質触媒３の内部へと送り込むための複数の
ガス通流孔２２Ａを備えている。
置の燃料改質器の実施の形態を示す第１の実施例の基本
構成図で、（ａ）は燃料改質器全体の構成を示す断面
図、（ｂ）は（ａ）中にＡで表示した部分の要部拡大断
面図である。燃料改質器は、（ａ）に示したように、円
筒状の外箱１４の中央部に、バーナー２と、原燃料入口
４より導入された原燃料と水蒸気を加熱するための加熱
器９とを配し、耐火物１７を備えた隔壁１５で隔てられ
た外側の空間に、内部に改質触媒３を収納した中空円筒
状の触媒管２０を配して構成されており、その構成は図
３に示した従来例と基本的に同一であるので、重複する
説明は略する。本発明の燃料改質器の特徴は、（ｂ）に
示したように、下端が触媒管２０の底面１９に支えられ
た垂直方向に伸縮するバネ２４を備え、内筒１１と外筒
１０の壁面に対して拘束されることなく配された平板状
の支持体２１Ａによって、触媒管２０中に収納した改質
触媒３を下方より支えて保持する構成としたことにあ
る。なお、支持体２１Ａには、加熱器９により加熱され
た原燃料を改質触媒３の内部へと送り込むための複数の
ガス通流孔２２Ａを備えている。
【００１５】内筒１１と外筒１０を、それぞれ厚さ 1.5
mm と軽量化構造とし、運転温度を300℃として 20 min
で起動する運転操作を行い、従来例との比較を行った
ところ、図４に示した従来例の触媒管２０においては、
溶接部２３の近傍において容器の破損が生じたが、図１
に示した本発明の構成では、触媒管２０に何ら損傷は認
められず、また、内部の触媒にも圧壊は認められなかっ
た。支持体２１Ａが内筒１１と外筒１０の壁面に対して
フリーに配され、かつバネ２４によって垂直方向の応力
の吸収も可能であるため、この部分での応力集中がな
く、さらに効果的に応力が緩和されたことを示す。
mm と軽量化構造とし、運転温度を300℃として 20 min
で起動する運転操作を行い、従来例との比較を行った
ところ、図４に示した従来例の触媒管２０においては、
溶接部２３の近傍において容器の破損が生じたが、図１
に示した本発明の構成では、触媒管２０に何ら損傷は認
められず、また、内部の触媒にも圧壊は認められなかっ
た。支持体２１Ａが内筒１１と外筒１０の壁面に対して
フリーに配され、かつバネ２４によって垂直方向の応力
の吸収も可能であるため、この部分での応力集中がな
く、さらに効果的に応力が緩和されたことを示す。
【００１６】図２は、本発明の燃料電池発電装置の燃料
改質器の実施の形態を示す第２の実施例の要部拡大断面
図で、図１に示した第１の実施例の（ｂ）に対応する部
分の構成図である。本構成は、波状に形成された水平方
向に屈伸可能な支持体２１Ｂに複数のガス通流孔２２Ｂ
を設け、触媒管の内筒１１と外筒１０の壁面に固着され
たサポート２５の上に移動可能に配し、この支持体２１
Ｂによって改質触媒３を下方より支えて保持する構成と
したものである。
改質器の実施の形態を示す第２の実施例の要部拡大断面
図で、図１に示した第１の実施例の（ｂ）に対応する部
分の構成図である。本構成は、波状に形成された水平方
向に屈伸可能な支持体２１Ｂに複数のガス通流孔２２Ｂ
を設け、触媒管の内筒１１と外筒１０の壁面に固着され
たサポート２５の上に移動可能に配し、この支持体２１
Ｂによって改質触媒３を下方より支えて保持する構成と
したものである。
【００１７】本構成において、第１の実施例と同様に内
筒１１と外筒１０の厚さを 1.5 mmとし、運転温度を 30
0℃として 20 min で起動する運転操作を行ったが、触
媒管２０に何ら損傷は認められず、また、内部の触媒に
も圧壊は認められなかった。本構成においても、応力集
中が防止され、効果的に応力が緩和されたことを示して
いる。
筒１１と外筒１０の厚さを 1.5 mmとし、運転温度を 30
0℃として 20 min で起動する運転操作を行ったが、触
媒管２０に何ら損傷は認められず、また、内部の触媒に
も圧壊は認められなかった。本構成においても、応力集
中が防止され、効果的に応力が緩和されたことを示して
いる。
【００１８】
【発明の効果】上述のように、本発明においては、 (1) 炭化水素を含む原燃料を水蒸気とともに導入して加
熱し、改質触媒を収納する触媒管に通流させて触媒反応
により水蒸気改質させ、水素濃度の高い改質燃料ガスを
発生させて燃料電池本体に供給する燃料電池発電装置の
燃料改質器において、触媒管中の改質触媒を、触媒管の
壁面に対して拘束されることなく配設されたフレキシブ
ル支持体により、下方より支えて保持することとしたの
で、改質触媒を支持する触媒管中の支持体部分での応力
集中がなく、さらに効果的に応力が緩和されることとな
り、燃料電池発電装置を短時間で起動させる際にも、熱
応力による損傷を生じることなく安全に使用でき、かつ
軽量化構造の可能な燃料改質器を得ることができること
となった。
熱し、改質触媒を収納する触媒管に通流させて触媒反応
により水蒸気改質させ、水素濃度の高い改質燃料ガスを
発生させて燃料電池本体に供給する燃料電池発電装置の
燃料改質器において、触媒管中の改質触媒を、触媒管の
壁面に対して拘束されることなく配設されたフレキシブ
ル支持体により、下方より支えて保持することとしたの
で、改質触媒を支持する触媒管中の支持体部分での応力
集中がなく、さらに効果的に応力が緩和されることとな
り、燃料電池発電装置を短時間で起動させる際にも、熱
応力による損傷を生じることなく安全に使用でき、かつ
軽量化構造の可能な燃料改質器を得ることができること
となった。
【００１９】(2) さらに、上記のフレキシブル支持体
を、下端が触媒管の底面に支えられた垂直方向に伸縮す
るバネを備えた平板、あるいは、触媒管の壁面に固着さ
れたサポート上に端部を下方より支えて配され、水平方
向に屈伸可能な支持体により構成することとすれば、確
実に応力集中が回避され、応力が緩和されるので、熱応
力による損傷を生じることなく安全に使用でき、かつ軽
量化構造の可能な燃料改質器として好適である。
を、下端が触媒管の底面に支えられた垂直方向に伸縮す
るバネを備えた平板、あるいは、触媒管の壁面に固着さ
れたサポート上に端部を下方より支えて配され、水平方
向に屈伸可能な支持体により構成することとすれば、確
実に応力集中が回避され、応力が緩和されるので、熱応
力による損傷を生じることなく安全に使用でき、かつ軽
量化構造の可能な燃料改質器として好適である。
【図１】本発明の燃料電池発電装置の燃料改質器の実施
の形態を示す第１の実施例の基本構成図で、（ａ）は燃
料改質器全体の構成を示す断面図、（ｂ）は要部拡大断
面図
の形態を示す第１の実施例の基本構成図で、（ａ）は燃
料改質器全体の構成を示す断面図、（ｂ）は要部拡大断
面図
【図２】本発明の燃料電池発電装置の燃料改質器の実施
の形態を示す第２の実施例の要部拡大断面図
の形態を示す第２の実施例の要部拡大断面図
【図３】従来の燃料電池発電装置の燃料改質器の基本構
成を模式的に示す断面図
成を模式的に示す断面図
【図４】図３の燃料改質器の部分を拡大して示す要部断
面図
面図
２ バーナー ３ 改質触媒 ４ 原燃料入口 ５ 燃焼用燃料入口 ６ 改質燃料ガス出口 ８ 燃焼ガス出口 ９ 加熱器 １０ 外筒 １１ 内筒 １５ 隔壁 １７ 耐火物 １８ フィン １９ 底板 ２０ 触媒管 ２１ 支持体 ２１Ａ，２１Ｂ 支持体 ２２ ガス通流孔 ２２Ａ，２２Ｂ ガス通流孔 ２３ 溶接部 ２４ バネ ２５ サポート
Claims (3)
- 【請求項１】炭化水素を含む原燃料を水蒸気とともに導
入して加熱し、改質触媒を収納する触媒管に通流させて
触媒反応により水蒸気改質させ、水素濃度の高い改質燃
料ガスを発生させて燃料電池本体に供給する燃料電池発
電装置の燃料改質器において、触媒管中の改質触媒が、
触媒管の壁面に対して拘束されることなく配設されたフ
レキシブル支持体により、下方より支えて保持されてい
ることを特徴とする燃料電池発電装置の燃料改質器。 - 【請求項２】請求項１に記載の燃料電池発電装置の燃料
改質器において、前記フレキシブル支持体が、下端が触
媒管の底面に支えられた垂直方向に伸縮するバネを備え
た平板よりなることを特徴とする燃料電池発電装置の燃
料改質器。 - 【請求項３】請求項１に記載の燃料電池発電装置の燃料
改質器において、前記フレキシブル支持体が、触媒管の
壁面に固着されたサポート上に端部を下方より支えて配
され、水平方向に屈伸可能な波状板よりなることを特徴
とする燃料電池発電装置の燃料改質器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8052179A JPH09241002A (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 燃料電池発電装置の燃料改質器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8052179A JPH09241002A (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 燃料電池発電装置の燃料改質器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09241002A true JPH09241002A (ja) | 1997-09-16 |
Family
ID=12907592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8052179A Withdrawn JPH09241002A (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 燃料電池発電装置の燃料改質器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09241002A (ja) |
Cited By (6)
| 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 |
| JP2007527842A (ja) * | 2004-03-06 | 2007-10-04 | ヴェーエス リフォーマー ゲーエムベーハー | コンパクト蒸気改質装置 |
| KR100804693B1 (ko) * | 2006-09-11 | 2008-02-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지용 개질기의 일산화탄소 저감 장치 및 이를포함하는 연료 전지 시스템 |
| JP2009084079A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池用改質装置 |
| JP2011076850A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 燃料電池用燃料処理装置 |
| US8057560B2 (en) | 2006-05-26 | 2011-11-15 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Fuel processor having movable burner, method of operating the same, and fuel cell system having the same |
-
1996
- 1996-03-11 JP JP8052179A patent/JPH09241002A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| 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 |
| JP2007527842A (ja) * | 2004-03-06 | 2007-10-04 | ヴェーエス リフォーマー ゲーエムベーハー | コンパクト蒸気改質装置 |
| JP4857258B2 (ja) * | 2004-03-06 | 2012-01-18 | ヴェーエス リフォーマー ゲーエムベーハー | コンパクト蒸気改質装置 |
| US8057560B2 (en) | 2006-05-26 | 2011-11-15 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Fuel processor having movable burner, method of operating the same, and fuel cell system having the same |
| KR100804693B1 (ko) * | 2006-09-11 | 2008-02-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지용 개질기의 일산화탄소 저감 장치 및 이를포함하는 연료 전지 시스템 |
| JP2009084079A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池用改質装置 |
| JP2011076850A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 燃料電池用燃料処理装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040727 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040803 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20041004 |