JPH0967102A - 改質器 - Google Patents
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- JPH0967102A JPH0967102A JP7221387A JP22138795A JPH0967102A JP H0967102 A JPH0967102 A JP H0967102A JP 7221387 A JP7221387 A JP 7221387A JP 22138795 A JP22138795 A JP 22138795A JP H0967102 A JPH0967102 A JP H0967102A
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- chamber
- gas
- heat
- combustion
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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
- 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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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃焼室Ｃｏを改質室Ｒｅより少なくして燃焼
室Ｃｏの制御を容易とする。また改質室Ｒｅの出口にお
ける改質ガスの温度低下を少なくする。さらに改質室Ｒ
ｅの幅両端における温度低下を少なくする。 【構成】 アノード排ガス５と空気２を燃焼触媒１５で
燃焼し燃焼ガス７を生成する燃焼器１２と、水蒸気を含
む原料ガス１を改質触媒２０により改質反応を行い改質
ガス３を生成する改質室１６と、改質室１６と仕切壁２
２を隔てて設けられ燃焼ガス７を導入して改質室１６を
加熱し改質反応を行わせる熱交換室２３とを備える。
室Ｃｏの制御を容易とする。また改質室Ｒｅの出口にお
ける改質ガスの温度低下を少なくする。さらに改質室Ｒ
ｅの幅両端における温度低下を少なくする。 【構成】 アノード排ガス５と空気２を燃焼触媒１５で
燃焼し燃焼ガス７を生成する燃焼器１２と、水蒸気を含
む原料ガス１を改質触媒２０により改質反応を行い改質
ガス３を生成する改質室１６と、改質室１６と仕切壁２
２を隔てて設けられ燃焼ガス７を導入して改質室１６を
加熱し改質反応を行わせる熱交換室２３とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室で発生した
燃焼ガスの加熱により改質室で原料ガスを改質して改質
ガスを生成する改質器に関する。
燃焼ガスの加熱により改質室で原料ガスを改質して改質
ガスを生成する改質器に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は、高効率で環境
への影響が少ないなど、従来の発電装置にない特徴を有
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、現在鋭意研究が進められている。
への影響が少ないなど、従来の発電装置にない特徴を有
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、現在鋭意研究が進められている。
【０００３】図４は溶融炭酸塩型燃料電池システムにお
ける改質器１０と燃料電池１１との関係を単純化して示
したフロー図である。原料ガス１は都市ガスに水蒸気を
添加したもので、主にＣＨ4 とＨ2 Ｏよりなり改質器１
０の改質室Ｒｅに導入される。原料ガス１は改質室Ｒｅ
で改質触媒と燃焼室Ｃｏからの加熱により水素を主体と
する改質ガス３に変換され、燃料電池１１の燃料として
アノードＡに供給される。アノードＡでは発電により水
素が消費され、アノード排ガス５を排出する。アノード
排ガス５は未燃分の水素を含み、Ｈ2 ＋ＣＯ＋ＣＯ2 ＋
Ｈ2 Ｏよりなる。一方、改質器１０の燃焼室Ｃｏではア
ノード排ガス５中の未反応水素を燃料とし、燃焼支燃ガ
スとして空気２を加え燃焼触媒を用いて燃焼させること
で、その燃焼熱を改質室Ｒｅの改質反応の熱源として利
用する。燃焼室Ｃｏから排出される燃焼排ガス４には炭
酸ガスと水蒸気が含まれ、炭酸ガスは燃料電池１１のカ
ソード側の炭酸ガス原料としてカソードＣへ空気２とと
もに供給される。カソードＣからはカソード排ガス６が
排出される。
ける改質器１０と燃料電池１１との関係を単純化して示
したフロー図である。原料ガス１は都市ガスに水蒸気を
添加したもので、主にＣＨ4 とＨ2 Ｏよりなり改質器１
０の改質室Ｒｅに導入される。原料ガス１は改質室Ｒｅ
で改質触媒と燃焼室Ｃｏからの加熱により水素を主体と
する改質ガス３に変換され、燃料電池１１の燃料として
アノードＡに供給される。アノードＡでは発電により水
素が消費され、アノード排ガス５を排出する。アノード
排ガス５は未燃分の水素を含み、Ｈ2 ＋ＣＯ＋ＣＯ2 ＋
Ｈ2 Ｏよりなる。一方、改質器１０の燃焼室Ｃｏではア
ノード排ガス５中の未反応水素を燃料とし、燃焼支燃ガ
スとして空気２を加え燃焼触媒を用いて燃焼させること
で、その燃焼熱を改質室Ｒｅの改質反応の熱源として利
用する。燃焼室Ｃｏから排出される燃焼排ガス４には炭
酸ガスと水蒸気が含まれ、炭酸ガスは燃料電池１１のカ
ソード側の炭酸ガス原料としてカソードＣへ空気２とと
もに供給される。カソードＣからはカソード排ガス６が
排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図４に示す装置は燃焼
室Ｃｏを改質室Ｒｅごとに設けている。改質ガス３を多
量に発生するためには改質室Ｒｅも多数必要となり、燃
焼室Ｃｏも同数必要となる。燃焼室Ｃｏでは燃焼効率が
最高となるようアノード排ガス５や空気２の配合、燃焼
触媒の配置などを定める必要があるが、複数の燃焼室Ｃ
ｏの燃焼効率が最高となるように制御することは極めて
困難であった。また、改質室ＲｅよりアノードＡに供給
される改質ガス３の温度はアノードＡ入口で、例えば５
８０℃というように規定されるが、改質室Ｒｅ出口での
温度低下が大きく規定温度で供給できないという問題が
あった。また、改質ガス３の流れ方向と直角方向を改質
室Ｒｅの幅方向とすると、幅の両端では温度低下が大き
く十分な改質反応が行われないという問題があった。
室Ｃｏを改質室Ｒｅごとに設けている。改質ガス３を多
量に発生するためには改質室Ｒｅも多数必要となり、燃
焼室Ｃｏも同数必要となる。燃焼室Ｃｏでは燃焼効率が
最高となるようアノード排ガス５や空気２の配合、燃焼
触媒の配置などを定める必要があるが、複数の燃焼室Ｃ
ｏの燃焼効率が最高となるように制御することは極めて
困難であった。また、改質室ＲｅよりアノードＡに供給
される改質ガス３の温度はアノードＡ入口で、例えば５
８０℃というように規定されるが、改質室Ｒｅ出口での
温度低下が大きく規定温度で供給できないという問題が
あった。また、改質ガス３の流れ方向と直角方向を改質
室Ｒｅの幅方向とすると、幅の両端では温度低下が大き
く十分な改質反応が行われないという問題があった。
【０００５】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、本発明は燃焼室Ｃｏを改質室Ｒｅより少なくして
燃焼室Ｃｏの制御を容易とした改質器を提供することを
目的とする。また改質室Ｒｅの出口における改質ガスの
温度低下を少なくした改質器を提供することを目的とす
る。さらに改質室Ｒｅの幅両端における温度低下を少な
くした改質器を提供することを目的とする。
ので、本発明は燃焼室Ｃｏを改質室Ｒｅより少なくして
燃焼室Ｃｏの制御を容易とした改質器を提供することを
目的とする。また改質室Ｒｅの出口における改質ガスの
温度低下を少なくした改質器を提供することを目的とす
る。さらに改質室Ｒｅの幅両端における温度低下を少な
くした改質器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、燃料ガスと燃焼支燃ガスを燃
焼触媒で燃焼し燃焼ガスを生成する燃焼器と、水蒸気を
含む原料ガスを改質触媒により改質反応を行い改質ガス
を生成する改質室と、該改質室と仕切壁を隔てて設けら
れ前記燃焼ガスを導入して改質室を加熱し改質反応を行
わせる熱交換室とを備える。
め、請求項１の発明では、燃料ガスと燃焼支燃ガスを燃
焼触媒で燃焼し燃焼ガスを生成する燃焼器と、水蒸気を
含む原料ガスを改質触媒により改質反応を行い改質ガス
を生成する改質室と、該改質室と仕切壁を隔てて設けら
れ前記燃焼ガスを導入して改質室を加熱し改質反応を行
わせる熱交換室とを備える。
【０００７】上記構成により改質室ごとに熱交換室が設
けられ改質反応に必要な加熱が行われる。一方燃焼器は
改質室ごとに設ける必要なく燃焼制御が可能な数設けれ
ばよいので、高い燃焼効率が得られる。
けられ改質反応に必要な加熱が行われる。一方燃焼器は
改質室ごとに設ける必要なく燃焼制御が可能な数設けれ
ばよいので、高い燃焼効率が得られる。
【０００８】請求項２の発明では、前記改質室と前記熱
交換室は交互に積層されている。これにより改質室の数
が増加してもコンパクトな配置となり、積層することに
より改質室と熱交換室の外気と接する面積が減少するの
で熱損失が減少する。
交換室は交互に積層されている。これにより改質室の数
が増加してもコンパクトな配置となり、積層することに
より改質室と熱交換室の外気と接する面積が減少するの
で熱損失が減少する。
【０００９】請求項３の発明では、前記熱交換室には高
温側の熱を蓄積し低温側に放熱する熱蓄積粒子が充填さ
れている。燃焼ガスの熱を熱蓄積粒子により吸収し低温
側の改質室へ放熱することにより熱伝達を促進する。ま
た均一に熱蓄積粒子を充填することにより燃焼ガスの熱
を均一化して改質室へ伝熱することができる。
温側の熱を蓄積し低温側に放熱する熱蓄積粒子が充填さ
れている。燃焼ガスの熱を熱蓄積粒子により吸収し低温
側の改質室へ放熱することにより熱伝達を促進する。ま
た均一に熱蓄積粒子を充填することにより燃焼ガスの熱
を均一化して改質室へ伝熱することができる。
【００１０】請求項４の発明では、前記改質室の改質ガ
ス出口近傍には改質触媒に代えて高温側の熱を蓄積し低
温側に放熱する熱蓄積粒子が充填されている。これによ
り熱蓄積粒子が熱交換室からの熱を吸収し改質ガスに与
えるので、改質室の出口近傍での改質ガスの温度低下を
防止できる。
ス出口近傍には改質触媒に代えて高温側の熱を蓄積し低
温側に放熱する熱蓄積粒子が充填されている。これによ
り熱蓄積粒子が熱交換室からの熱を吸収し改質ガスに与
えるので、改質室の出口近傍での改質ガスの温度低下を
防止できる。
【００１１】請求項５の発明では、前記改質室の改質ガ
スの流れる幅は前記熱交換室の燃焼ガスの流れる幅より
狭く改質ガスの流れる幅の両側には断熱壁が設けられて
いる。これにより改質室の幅の両端近傍を流れる改質ガ
スの温度も中央部の温度と大差なくなり改質反応が幅全
体にわたり適切に行われる。
スの流れる幅は前記熱交換室の燃焼ガスの流れる幅より
狭く改質ガスの流れる幅の両側には断熱壁が設けられて
いる。これにより改質室の幅の両端近傍を流れる改質ガ
スの温度も中央部の温度と大差なくなり改質反応が幅全
体にわたり適切に行われる。
【００１２】請求項６の発明では、前記改質室の改質ガ
スの流れ方向が前記熱交換室の燃焼ガスの流れ方向と同
一方向である。改質ガスと燃焼ガスは交差せず同一方向
に流れるので熱伝達が十分行われる。
スの流れ方向が前記熱交換室の燃焼ガスの流れ方向と同
一方向である。改質ガスと燃焼ガスは交差せず同一方向
に流れるので熱伝達が十分行われる。
【００１３】請求項７の発明では、前記改質室の改質ガ
スの流れ方向が前記熱交換室の燃焼ガスの流れ方向と反
対方向である。これにより改質室出口側から燃焼ガスが
流れてくるので、出口側における改質ガスの温度低下の
防止に効果的となる。
スの流れ方向が前記熱交換室の燃焼ガスの流れ方向と反
対方向である。これにより改質室出口側から燃焼ガスが
流れてくるので、出口側における改質ガスの温度低下の
防止に効果的となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１及び図２は第１の実施
の形態の構成図を示し、図２は図１のＸ−Ｘ断面図であ
る。なお、図４の符号と同一符号は同一のものを表す。
図１の（Ａ）は改質室１６のガス流れ方向の原料ガス１
（改質ガス３）の温度分布と熱交換室２３の燃焼ガス７
の流れ方向の温度分布を示す。（Ｂ）は燃焼器１２、改
質室１６及び熱交換室２３の断面を示す模式図である。
て図面を参照して説明する。図１及び図２は第１の実施
の形態の構成図を示し、図２は図１のＸ−Ｘ断面図であ
る。なお、図４の符号と同一符号は同一のものを表す。
図１の（Ａ）は改質室１６のガス流れ方向の原料ガス１
（改質ガス３）の温度分布と熱交換室２３の燃焼ガス７
の流れ方向の温度分布を示す。（Ｂ）は燃焼器１２、改
質室１６及び熱交換室２３の断面を示す模式図である。
【００１５】燃焼器１２は燃料ガスとしてのアノード排
ガス５と燃料支燃ガスとしての空気２を混合する混合器
１３と、燃焼室１４とからなり、燃焼室１４には燃焼触
媒１５が充填され、炭酸ガス、水蒸気を主とする水素の
希薄なアノード排ガス５を触媒燃焼させ燃焼ガス７を発
生する。改質室１６は改質室本体１７とこの改質室本体
１７の改質ガス３の出口側に設けられた出口室１８より
構成され、ガスを通過可能とする仕切板１９により仕切
られている。改質室本体１７には改質触媒２０が充填さ
れ、水素を主とし水蒸気を含む原料ガス１を加熱により
改質ガス３に改質してゆく。出口室１８には熱蓄積粒子
としてのアルミナボール２１が充填されている。アルミ
ナボール２１は熱交換室２３からの熱を吸収し、温度の
低い改質ガス３に伝熱する。これにより出口室１８の外
壁側より冷却されて改質ガス３の温度が低下するのを防
止できる。
ガス５と燃料支燃ガスとしての空気２を混合する混合器
１３と、燃焼室１４とからなり、燃焼室１４には燃焼触
媒１５が充填され、炭酸ガス、水蒸気を主とする水素の
希薄なアノード排ガス５を触媒燃焼させ燃焼ガス７を発
生する。改質室１６は改質室本体１７とこの改質室本体
１７の改質ガス３の出口側に設けられた出口室１８より
構成され、ガスを通過可能とする仕切板１９により仕切
られている。改質室本体１７には改質触媒２０が充填さ
れ、水素を主とし水蒸気を含む原料ガス１を加熱により
改質ガス３に改質してゆく。出口室１８には熱蓄積粒子
としてのアルミナボール２１が充填されている。アルミ
ナボール２１は熱交換室２３からの熱を吸収し、温度の
低い改質ガス３に伝熱する。これにより出口室１８の外
壁側より冷却されて改質ガス３の温度が低下するのを防
止できる。
【００１６】改質室１６と仕切壁２２を介して熱交換室
２３が設けられている。熱交換室２３は改質室１６とガ
スの流れ方向の長さは同一であり、全長にわたりアルミ
ナボール２１が均一に充填されている。燃焼ガス７は原
料ガス１と同一方向に流れアルミナボール２１に熱を吸
収されて温度が低下しながら燃焼排ガス４となって排出
され、図４に示すようにカソードＣに供給される。アル
ミナボール２１に蓄積された熱は仕切壁２２を介して改
質室１６に伝熱され、改質反応を促進する。アルミナボ
ール２１は均一に充填されており、温度にばらつきのあ
る燃焼ガス７の熱を均一に近づけて熱伝達する。
２３が設けられている。熱交換室２３は改質室１６とガ
スの流れ方向の長さは同一であり、全長にわたりアルミ
ナボール２１が均一に充填されている。燃焼ガス７は原
料ガス１と同一方向に流れアルミナボール２１に熱を吸
収されて温度が低下しながら燃焼排ガス４となって排出
され、図４に示すようにカソードＣに供給される。アル
ミナボール２１に蓄積された熱は仕切壁２２を介して改
質室１６に伝熱され、改質反応を促進する。アルミナボ
ール２１は均一に充填されており、温度にばらつきのあ
る燃焼ガス７の熱を均一に近づけて熱伝達する。
【００１７】改質室１６と熱交換室２３は交互に積層さ
れており、各改質室１６と熱交換室２３は上下の仕切壁
２２を通して熱伝達を行う。燃焼器１２は複数の熱交換
室２３に対して１個設けられる。このように燃焼器１２
は改質室１６の数に比して少ないので、アノード排ガス
５と空気２の混合の調整や燃焼触媒１５の充填などもき
め細かに管理でき高い燃焼効率を維持することができ
る。
れており、各改質室１６と熱交換室２３は上下の仕切壁
２２を通して熱伝達を行う。燃焼器１２は複数の熱交換
室２３に対して１個設けられる。このように燃焼器１２
は改質室１６の数に比して少ないので、アノード排ガス
５と空気２の混合の調整や燃焼触媒１５の充填などもき
め細かに管理でき高い燃焼効率を維持することができ
る。
【００１８】図１（Ａ）はガスの流れ方向の温度分布を
示す。熱交換室２３内の燃焼ガス７は入口より熱をアル
ミナボール２１に伝達しながら直線的に温度低下し出口
より燃焼排ガス４として排出される。また、改質室１６
内では原料ガス１は加熱され改質反応により改質ガス３
に成りながら、両ガス１、３が混在し改質室本体１７の
出口ではほぼ改質ガス３となる。この間ほぼ直線的に温
度上昇する。出口室１８に入ると外壁側からの冷却とア
ルミナボール２１からの加熱がほぼバランスしやや温度
を低下させながら出口から改質ガス３としてアノードＡ
に送出さる。
示す。熱交換室２３内の燃焼ガス７は入口より熱をアル
ミナボール２１に伝達しながら直線的に温度低下し出口
より燃焼排ガス４として排出される。また、改質室１６
内では原料ガス１は加熱され改質反応により改質ガス３
に成りながら、両ガス１、３が混在し改質室本体１７の
出口ではほぼ改質ガス３となる。この間ほぼ直線的に温
度上昇する。出口室１８に入ると外壁側からの冷却とア
ルミナボール２１からの加熱がほぼバランスしやや温度
を低下させながら出口から改質ガス３としてアノードＡ
に送出さる。
【００１９】図２（Ａ）は改質室１６の幅方向の温度分
布を示し、（Ｂ）は改質室１６と熱交換室２３の横断面
を示す。改質室１６の幅の両端には断熱壁２４が設けら
れ、断熱壁２４の外壁間の幅が熱交換室２３の幅と同じ
になっている。かかる構造により改質室１６の幅方向の
原料ガス１と改質ガス３の温度分布はほぼ一様となり、
幅近傍でも改質反応が適切に行われる。
布を示し、（Ｂ）は改質室１６と熱交換室２３の横断面
を示す。改質室１６の幅の両端には断熱壁２４が設けら
れ、断熱壁２４の外壁間の幅が熱交換室２３の幅と同じ
になっている。かかる構造により改質室１６の幅方向の
原料ガス１と改質ガス３の温度分布はほぼ一様となり、
幅近傍でも改質反応が適切に行われる。
【００２０】図３は第２の実施の形態を示し、（Ａ）は
熱交換室２３と改質室１６のガスの流れ方向の温度分布
を示し、（Ｂ）は燃焼器１２、改質室１６及び熱交換室
２３のガス流れ方向の断面を模式的に示す。本実施の形
態は第１の実施の形態に対して、原料ガス１と燃焼ガス
７との流れの方向が反対となった点とこれに伴い出口室
１８の長さが短くなっている点が相違し、他は同じであ
る。
熱交換室２３と改質室１６のガスの流れ方向の温度分布
を示し、（Ｂ）は燃焼器１２、改質室１６及び熱交換室
２３のガス流れ方向の断面を模式的に示す。本実施の形
態は第１の実施の形態に対して、原料ガス１と燃焼ガス
７との流れの方向が反対となった点とこれに伴い出口室
１８の長さが短くなっている点が相違し、他は同じであ
る。
【００２１】出口室１８の出口側から熱交換室２３への
燃焼ガス７は入ってくる。これにより、出口室１８には
高温の熱が熱交換室２３から伝達されるので、出口室１
８の長さは図１に示す第１の実施の形態の場合より短く
なり、その分改質室本体１７の長さを長くすることがで
きる。改質室本体１７の入口では燃焼ガス７の温度が最
も低くなる。原料ガス１に加わる最高温度は低くなるが
改質室本体１７が伸びるので、改質室本体１７に伝熱さ
れる熱量は第１の実施の形態とほぼ同じくなり、改質反
応の効率もほぼ同じである。なお、図２に示した改質室
１６と熱交換室２３の横断面も第１の実施の形態と同様
である。
燃焼ガス７は入ってくる。これにより、出口室１８には
高温の熱が熱交換室２３から伝達されるので、出口室１
８の長さは図１に示す第１の実施の形態の場合より短く
なり、その分改質室本体１７の長さを長くすることがで
きる。改質室本体１７の入口では燃焼ガス７の温度が最
も低くなる。原料ガス１に加わる最高温度は低くなるが
改質室本体１７が伸びるので、改質室本体１７に伝熱さ
れる熱量は第１の実施の形態とほぼ同じくなり、改質反
応の効率もほぼ同じである。なお、図２に示した改質室
１６と熱交換室２３の横断面も第１の実施の形態と同様
である。
【００２２】上述の第１、第２の実施の形態では熱蓄積
粒子としてアルミナボール２１を用いたが、高温部の熱
を吸収して蓄積し低温部へ熱伝達するものであれば使用
することができる。
粒子としてアルミナボール２１を用いたが、高温部の熱
を吸収して蓄積し低温部へ熱伝達するものであれば使用
することができる。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は以下の効果を奏する。 燃焼器を改質室とは独立に設けることにより燃焼を容
易に調整することができ燃焼効率を向上することができ
る。特に燃焼器の数を改質室の数より少なくすることに
より燃焼器をきめ細かく調整することが可能となり燃焼
効率を向上することができる。 改質室と熱交換室を交互に積層することにより改質室
の数が増加してもコンパクトな配置となり、積層するこ
とにより改質室と熱交換室の外気と接する面積が減少す
るので熱損失が減少する。 熱交換室には高温側の熱を蓄積し低温側に放熱する熱
蓄積粒子が充填されている。燃焼ガスの熱を熱蓄積粒子
により吸収し低温側の改質室へ放熱することにより熱伝
達を促進する。また均一に熱蓄積粒子を充填することに
より燃焼ガスの熱を均一化して改質室へ伝熱することが
できる。
は以下の効果を奏する。 燃焼器を改質室とは独立に設けることにより燃焼を容
易に調整することができ燃焼効率を向上することができ
る。特に燃焼器の数を改質室の数より少なくすることに
より燃焼器をきめ細かく調整することが可能となり燃焼
効率を向上することができる。 改質室と熱交換室を交互に積層することにより改質室
の数が増加してもコンパクトな配置となり、積層するこ
とにより改質室と熱交換室の外気と接する面積が減少す
るので熱損失が減少する。 熱交換室には高温側の熱を蓄積し低温側に放熱する熱
蓄積粒子が充填されている。燃焼ガスの熱を熱蓄積粒子
により吸収し低温側の改質室へ放熱することにより熱伝
達を促進する。また均一に熱蓄積粒子を充填することに
より燃焼ガスの熱を均一化して改質室へ伝熱することが
できる。
【００２４】改質室の改質ガス出口近傍には改質触媒
に代えて高温側の熱を蓄積し低温側に放熱する熱蓄積粒
子が充填されこれにより熱蓄積粒子が熱交換室からの熱
を吸収し改質ガスに与えるので、改質室の出口近傍での
改質ガスの温度低下を防止できる。 改質室の改質ガスの流れる幅は熱交換室の燃焼ガスの
流れる幅より狭く、改質ガスの流れる幅の両側には断熱
壁が設けられており、これにより改質室の幅の両端近傍
を流れる改質ガスの温度も中央部の温度と大差なくなり
改質反応が幅全体にわたり適切に行われる。 改質室の改質ガスの流れ方向が熱交換室の燃焼ガスの
流れ方向と同一方向であり、改質ガスと燃焼ガスは交差
せず同一方向に流れるので熱伝達が十分行われる。 改質室の改質ガスの流れ方向が熱交換室の燃焼ガスの
流れ方向と反対方向である。これにより改質室出口側か
ら燃焼ガスが流れてくるので、出口側における改質ガス
の温度低下の防止に効果的となる。
に代えて高温側の熱を蓄積し低温側に放熱する熱蓄積粒
子が充填されこれにより熱蓄積粒子が熱交換室からの熱
を吸収し改質ガスに与えるので、改質室の出口近傍での
改質ガスの温度低下を防止できる。 改質室の改質ガスの流れる幅は熱交換室の燃焼ガスの
流れる幅より狭く、改質ガスの流れる幅の両側には断熱
壁が設けられており、これにより改質室の幅の両端近傍
を流れる改質ガスの温度も中央部の温度と大差なくなり
改質反応が幅全体にわたり適切に行われる。 改質室の改質ガスの流れ方向が熱交換室の燃焼ガスの
流れ方向と同一方向であり、改質ガスと燃焼ガスは交差
せず同一方向に流れるので熱伝達が十分行われる。 改質室の改質ガスの流れ方向が熱交換室の燃焼ガスの
流れ方向と反対方向である。これにより改質室出口側か
ら燃焼ガスが流れてくるので、出口側における改質ガス
の温度低下の防止に効果的となる。
【図１】第１の実施の形態の構成を示し、（Ａ）は改質
室と熱交換室のガスの流れ方向のガスの温度分布を示
し、（Ｂ）は燃焼器、改質室及び熱交換室のガスの流れ
方向の断面を模式的に示した図である。
室と熱交換室のガスの流れ方向のガスの温度分布を示
し、（Ｂ）は燃焼器、改質室及び熱交換室のガスの流れ
方向の断面を模式的に示した図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面で、（Ａ）は改質室の横断面
のガスの温度分布を示し、（Ｂ）は改質室と熱交換室の
横断面図である。
のガスの温度分布を示し、（Ｂ）は改質室と熱交換室の
横断面図である。
【図３】第２の実施の形態の構成を示し、（Ａ）は改質
室と熱交換室のガスの流れ方向のガスの温度分布を示
し、（Ｂ）は燃焼器、改質室及び熱交換室のガスの流れ
方向の断面を模式的に示した図である。
室と熱交換室のガスの流れ方向のガスの温度分布を示
し、（Ｂ）は燃焼器、改質室及び熱交換室のガスの流れ
方向の断面を模式的に示した図である。
【図４】溶融炭酸塩型燃料電池システムにおける改質器
と燃料電池とを接続したフロー図である。
と燃料電池とを接続したフロー図である。
１ 原料ガス ２ 空気（燃焼支燃ガス） ３ 改質ガス ４ 燃焼排ガス ５ アノード排ガス（燃料ガス） ６ カソード排ガス ７ 燃焼ガス １０ 改質器 １１ 燃料電池 １２ 燃焼器 １３ 混合器 １４ 燃焼室 １５ 燃焼触媒 １６ 改質室 １７ 改質室本体 １８ 出口室 １９ 仕切板 ２０ 改質触媒 ２１ アルミナボール ２２ 仕切壁 ２３ 熱交換室 ２４ 断熱壁 Ａ アノード Ｃ カソード Ｃｏ 燃焼室 Ｒｅ 改質室
Claims (7)
- 【請求項１】 燃料ガスと燃焼支燃ガスを燃焼触媒で燃
焼し燃焼ガスを生成する燃焼器と、水蒸気を含む原料ガ
スを改質触媒により改質反応を行い改質ガスを生成する
改質室と、該改質室と仕切壁を隔てて設けられ前記燃焼
ガスを導入して改質室を加熱し改質反応を行わせる熱交
換室とを備えたことを特徴とする改質器。 - 【請求項２】 前記改質室と前記熱交換室は交互に積層
されていることを特徴とする請求項１記載の改質器。 - 【請求項３】 前記熱交換室には高温側の熱を蓄積し低
温側に放熱する熱蓄積粒子が充填されていることを特徴
とする請求項１記載の改質器。 - 【請求項４】 前記改質室の改質ガス出口近傍には改質
触媒に代えて高温側の熱を蓄積し低温側に放熱する熱蓄
積粒子が充填されていることを特徴とする請求項１記載
の改質器。 - 【請求項５】 前記改質室の改質ガスの流れる幅は前記
熱交換室の燃焼ガスの流れる幅より狭く改質ガスの流れ
る幅の両側には断熱壁が設けられていることを特徴とす
る請求項１記載の改質器。 - 【請求項６】 前記改質室の改質ガスの流れ方向が前記
熱交換室の燃焼ガスの流れ方向と同一方向であることを
特徴とする請求項１に記載の改質器。 - 【請求項７】 前記改質室の改質ガスの流れ方向が前記
熱交換室の燃焼ガスの流れ方向と反対方向であることを
特徴とする請求項１に記載の改質器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7221387A JPH0967102A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 改質器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7221387A JPH0967102A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 改質器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0967102A true JPH0967102A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=16765981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7221387A Pending JPH0967102A (ja) | 1995-08-30 | 1995-08-30 | 改質器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0967102A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006225206A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Tokyo Gas Co Ltd | 燃料改質器 |
-
1995
- 1995-08-30 JP JP7221387A patent/JPH0967102A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006225206A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Tokyo Gas Co Ltd | 燃料改質器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050415 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050420 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050810 |