JPH11139801A - 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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- JPH11139801A JPH11139801A JP9319040A JP31904097A JPH11139801A JP H11139801 A JPH11139801 A JP H11139801A JP 9319040 A JP9319040 A JP 9319040A JP 31904097 A JP31904097 A JP 31904097A JP H11139801 A JPH11139801 A JP H11139801A
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- reforming
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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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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属フィルターによって、導入された改質ガ
スを均一に拡散して、改質触媒を有効に作用させるとと
もに、コンパクト化および高応答化を可能にすること。 【解決手段】 改質ガスがケース１内に導入される導入
口２と、前記導入口２と金属フィルター３との間に形成
され金属フィルター４によって区画され、導入された前
記改質ガスが供給される入口空間部３と、導入された前
記改質ガスを拡散する金属フィルター４と、該金属フィ
ルター４によって拡散された前記改質ガスを改質する改
質触媒層５と、前記改質触媒層５と排出口７との間に形
成され該改質触媒層５によって改質されたガスが供給さ
れる出口空間部６と、改質されたガスをケース１外に排
出する排出口７とから成る燃料電池用改質装置。
スを均一に拡散して、改質触媒を有効に作用させるとと
もに、コンパクト化および高応答化を可能にすること。 【解決手段】 改質ガスがケース１内に導入される導入
口２と、前記導入口２と金属フィルター３との間に形成
され金属フィルター４によって区画され、導入された前
記改質ガスが供給される入口空間部３と、導入された前
記改質ガスを拡散する金属フィルター４と、該金属フィ
ルター４によって拡散された前記改質ガスを改質する改
質触媒層５と、前記改質触媒層５と排出口７との間に形
成され該改質触媒層５によって改質されたガスが供給さ
れる出口空間部６と、改質されたガスをケース１外に排
出する排出口７とから成る燃料電池用改質装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、改質ガスがケース
内に導入される導入口と、導入された前記改質ガスを拡
散する金属フィルターと、該金属フィルターによって拡
散された前記改質ガスを改質する改質触媒層と、改質さ
れたガスをケース外に排出する排出口とから成り、前記
金属フィルターによって、導入された前記改質ガスを均
一に拡散して、前記改質触媒を有効に作用させるととも
に、コンパクト化および高応答化を可能にする燃料電池
用改質装置に関する。
内に導入される導入口と、導入された前記改質ガスを拡
散する金属フィルターと、該金属フィルターによって拡
散された前記改質ガスを改質する改質触媒層と、改質さ
れたガスをケース外に排出する排出口とから成り、前記
金属フィルターによって、導入された前記改質ガスを均
一に拡散して、前記改質触媒を有効に作用させるととも
に、コンパクト化および高応答化を可能にする燃料電池
用改質装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の燃料電池用改質装置は、プラント
その他の定置型の例が多く、触媒容積もかなりの安全率
を見込んで充填されており、水素発生量に対して触媒容
積も多かった。車両その他の移動体や、可搬型に適用す
る場合は、小型化が要求されるため、効率良く触媒を働
かせる必要がある。
その他の定置型の例が多く、触媒容積もかなりの安全率
を見込んで充填されており、水素発生量に対して触媒容
積も多かった。車両その他の移動体や、可搬型に適用す
る場合は、小型化が要求されるため、効率良く触媒を働
かせる必要がある。
【０００３】従来の原料ガス改質器（特開平８−１５５
２９１）は、図８に示されるように熱源Ｈに連接した第
１筒体１Ｃの外側に配置された径の異なる第２および第
３筒体２Ｃ、３Ｃとの間に中空円筒状に触媒Ｓが載置さ
れ、該触媒Ｓの一方の軸端部に原料ガスＧが供給され改
質後他方の軸端部から排出されるように構成されてい
る。
２９１）は、図８に示されるように熱源Ｈに連接した第
１筒体１Ｃの外側に配置された径の異なる第２および第
３筒体２Ｃ、３Ｃとの間に中空円筒状に触媒Ｓが載置さ
れ、該触媒Ｓの一方の軸端部に原料ガスＧが供給され改
質後他方の軸端部から排出されるように構成されてい
る。
【０００４】従来の水素発生装置（国際公開ＷＯ９６／
００１８６）は、図９に示されるように中空円筒体の多
孔質セラミックＴによって、ガス拡散を行うものであっ
た。
００１８６）は、図９に示されるように中空円筒体の多
孔質セラミックＴによって、ガス拡散を行うものであっ
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の原料ガス改
質器は、径の異なる第２および第３筒体２Ｃ、３Ｃとの
間に中空円筒状に載置された前記触媒Ｓの一方の軸端部
に原料ガスＧが供給され、改質後他方の軸端部から排出
されるように構成されているので、拡散して前記触媒Ｓ
の広い面積に亘り供給するものでないため、前記触媒Ｓ
の容積が多くなり、大型になるという問題があった。
質器は、径の異なる第２および第３筒体２Ｃ、３Ｃとの
間に中空円筒状に載置された前記触媒Ｓの一方の軸端部
に原料ガスＧが供給され、改質後他方の軸端部から排出
されるように構成されているので、拡散して前記触媒Ｓ
の広い面積に亘り供給するものでないため、前記触媒Ｓ
の容積が多くなり、大型になるという問題があった。
【０００６】上記従来の水素発生装置は、中空円筒体の
多孔質セラミックＴによって、ガス拡散を行うものであ
るが、多孔質セラミックは、０．２ｋｇ・ｆ／ｃｍ2 以
上と圧損が大きく、金属との接合が困難であり、強度が
小さい等の問題があった。
多孔質セラミックＴによって、ガス拡散を行うものであ
るが、多孔質セラミックは、０．２ｋｇ・ｆ／ｃｍ2 以
上と圧損が大きく、金属との接合が困難であり、強度が
小さい等の問題があった。
【０００７】本発明者は、ケース内に導入された改質ガ
スを金属フィルターによって拡散し、該金属フィルター
によって拡散された前記改質ガスを改質触媒層によって
改質され、改質されたガスをケース外に排出するという
本発明の技術的思想に着眼し、研究開発を重ねた結果、
前記金属フィルターによって、導入された前記改質ガス
を均一に拡散して、前記改質触媒を有効に作用させると
ともに、コンパクト化および高応答化を可能にするとい
う目的を達成する本発明に到達した。
スを金属フィルターによって拡散し、該金属フィルター
によって拡散された前記改質ガスを改質触媒層によって
改質され、改質されたガスをケース外に排出するという
本発明の技術的思想に着眼し、研究開発を重ねた結果、
前記金属フィルターによって、導入された前記改質ガス
を均一に拡散して、前記改質触媒を有効に作用させると
ともに、コンパクト化および高応答化を可能にするとい
う目的を達成する本発明に到達した。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）の燃料電池用改質装置は、改質ガスがケー
ス内に導入される導入口と、導入された前記改質ガスを
拡散する金属フィルターと、該金属フィルターによって
拡散された前記改質ガスを改質する改質触媒層と、改質
されたガスをケース外に排出する排出口とから成るもの
である。
の第１発明）の燃料電池用改質装置は、改質ガスがケー
ス内に導入される導入口と、導入された前記改質ガスを
拡散する金属フィルターと、該金属フィルターによって
拡散された前記改質ガスを改質する改質触媒層と、改質
されたガスをケース外に排出する排出口とから成るもの
である。
【０００９】本発明（請求項２に記載の第２発明）の燃
料電池用改質装置は、前記第１発明において、前記導入
口と前記金属フィルターとの間に形成され該金属フィル
ターによって区画され、導入された前記改質ガスが供給
される入口空間部と、前記改質触媒層と前記排出口との
間に形成され該改質触媒層によって改質されたガスが供
給される出口空間部とを備えているものである。
料電池用改質装置は、前記第１発明において、前記導入
口と前記金属フィルターとの間に形成され該金属フィル
ターによって区画され、導入された前記改質ガスが供給
される入口空間部と、前記改質触媒層と前記排出口との
間に形成され該改質触媒層によって改質されたガスが供
給される出口空間部とを備えているものである。
【００１０】本発明（請求項３に記載の第３発明）の燃
料電池用改質装置は、前記第２発明において、前記金属
フィルターが、金網の積層体によって構成されているも
のである。
料電池用改質装置は、前記第２発明において、前記金属
フィルターが、金網の積層体によって構成されているも
のである。
【００１１】本発明（請求項４に記載の第４発明）の燃
料電池用改質装置は、前記第３発明において、前記金属
フィルターおよび改質触媒層が、大きな表面積を有する
ものである。
料電池用改質装置は、前記第３発明において、前記金属
フィルターおよび改質触媒層が、大きな表面積を有する
ものである。
【００１２】本発明（請求項５に記載の第５発明）の燃
料電池用改質装置は、前記第４発明において、前記ケー
スが、筒状体によって構成され、前記改質触媒層が、筒
状に形成され前記入口空間部を包囲する前記金属フィル
ターと前記出口空間部を形成する触媒保持部材との間に
中空円筒状に形成されているものである。
料電池用改質装置は、前記第４発明において、前記ケー
スが、筒状体によって構成され、前記改質触媒層が、筒
状に形成され前記入口空間部を包囲する前記金属フィル
ターと前記出口空間部を形成する触媒保持部材との間に
中空円筒状に形成されているものである。
【００１３】本発明（請求項６に記載の第６発明）の燃
料電池用改質装置は、前記第４発明において、前記ケー
スが、筒状体によって構成され、前記改質触媒層が、薄
肉の円盤状に形成された前記金属フィルターと触媒保持
部材との間に厚肉の円盤状に形成されているものであ
る。
料電池用改質装置は、前記第４発明において、前記ケー
スが、筒状体によって構成され、前記改質触媒層が、薄
肉の円盤状に形成された前記金属フィルターと触媒保持
部材との間に厚肉の円盤状に形成されているものであ
る。
【００１４】本発明（請求項７に記載の第７発明）の燃
料電池用改質装置は、前記第５発明において、前記ケー
スが、筒状体によって構成され、前記改質触媒層が、筒
状に形成され前記入口空間部を包囲する前記金属フィル
ターと混合室を形成する触媒保持部材との間に環状に形
成され、前記改質触媒層によって改質された水素リッチ
ガスが供給される前記混合室に追加空気導入口が形成さ
れ、ＣＯ酸化触媒層が、前記混合室を包囲する外側の金
属フィルターと前記ケースの内周壁との間に環状に形成
されているものである。
料電池用改質装置は、前記第５発明において、前記ケー
スが、筒状体によって構成され、前記改質触媒層が、筒
状に形成され前記入口空間部を包囲する前記金属フィル
ターと混合室を形成する触媒保持部材との間に環状に形
成され、前記改質触媒層によって改質された水素リッチ
ガスが供給される前記混合室に追加空気導入口が形成さ
れ、ＣＯ酸化触媒層が、前記混合室を包囲する外側の金
属フィルターと前記ケースの内周壁との間に環状に形成
されているものである。
【００１５】
【発明の作用および効果】上記構成より成る第１発明の
燃料電池用改質装置は、改質ガスが前記導入口を介して
ケース内に導入され、導入された前記改質ガスが前記金
属フィルターによって拡散され、該金属フィルターによ
って拡散された前記改質ガスが前記改質触媒層によって
改質され、改質されたガスが前記排出口を介して前記ケ
ース外に排出されるので、前記金属フィルターによっ
て、導入された前記改質ガスを均一に拡散して、前記改
質触媒を有効に作用させるとともに、装置のコンパクト
化および高応答化を可能にするという効果を奏する。
燃料電池用改質装置は、改質ガスが前記導入口を介して
ケース内に導入され、導入された前記改質ガスが前記金
属フィルターによって拡散され、該金属フィルターによ
って拡散された前記改質ガスが前記改質触媒層によって
改質され、改質されたガスが前記排出口を介して前記ケ
ース外に排出されるので、前記金属フィルターによっ
て、導入された前記改質ガスを均一に拡散して、前記改
質触媒を有効に作用させるとともに、装置のコンパクト
化および高応答化を可能にするという効果を奏する。
【００１６】上記構成より成る第２発明の燃料電池用改
質装置は、前記第１発明において、前記導入口と前記金
属フィルターとの間に形成され該金属フィルターによっ
て区画された前記入口空間部に供給された前記改質ガス
が、前記金属フィルターの全面に供給され、前記金属フ
ィルターによって拡散され、前記改質触媒層によって改
質され、改質されたガスが前記改質触媒層と前記排出口
との間に形成された前記出口空間部に該改質触媒層の排
出側全体によって供給されるので、前記改質触媒層の全
体を改質に有効に利用することが出来、コンパクト化を
可能にするという効果を奏する。
質装置は、前記第１発明において、前記導入口と前記金
属フィルターとの間に形成され該金属フィルターによっ
て区画された前記入口空間部に供給された前記改質ガス
が、前記金属フィルターの全面に供給され、前記金属フ
ィルターによって拡散され、前記改質触媒層によって改
質され、改質されたガスが前記改質触媒層と前記排出口
との間に形成された前記出口空間部に該改質触媒層の排
出側全体によって供給されるので、前記改質触媒層の全
体を改質に有効に利用することが出来、コンパクト化を
可能にするという効果を奏する。
【００１７】上記構成より成る第３発明の燃料電池用改
質装置は、前記第２発明において、前記金属フィルター
が、金網の積層体によって構成されているので、供給さ
れた改質ガスを均一に拡散して前記改質触媒層に供給す
るという効果を奏する。
質装置は、前記第２発明において、前記金属フィルター
が、金網の積層体によって構成されているので、供給さ
れた改質ガスを均一に拡散して前記改質触媒層に供給す
るという効果を奏する。
【００１８】上記構成より成る第４発明の燃料電池用改
質装置は、前記第３発明において、前記金属フィルター
および改質触媒層が、大きな表面積を有するので、多量
の改質ガスの導入および改質を可能にするという効果を
奏する。
質装置は、前記第３発明において、前記金属フィルター
および改質触媒層が、大きな表面積を有するので、多量
の改質ガスの導入および改質を可能にするという効果を
奏する。
【００１９】上記構成より成る第５発明の燃料電池用改
質装置は、前記第４発明において、筒状体の前記ケース
内で、前記改質触媒層が、筒状に形成され前記入口空間
部を包囲する前記金属フィルターと前記出口空間部を形
成する触媒保持部材との間に中空円筒状に形成されてい
るので、前記金属フィルターによって拡散された改質ガ
スが内周壁から導入され、断面積が放射状に拡大する前
記改質触媒層において改質され外周壁より排出されるた
め、改質ガスの有効な改質を可能にするという効果を奏
する。
質装置は、前記第４発明において、筒状体の前記ケース
内で、前記改質触媒層が、筒状に形成され前記入口空間
部を包囲する前記金属フィルターと前記出口空間部を形
成する触媒保持部材との間に中空円筒状に形成されてい
るので、前記金属フィルターによって拡散された改質ガ
スが内周壁から導入され、断面積が放射状に拡大する前
記改質触媒層において改質され外周壁より排出されるた
め、改質ガスの有効な改質を可能にするという効果を奏
する。
【００２０】上記構成より成る第６発明の燃料電池用改
質装置は、前記第４発明において、筒状体の前記ケース
内で、前記改質触媒層が、薄肉の円盤状に形成された前
記金属フィルターと触媒保持部材との間に厚肉の円盤状
に形成されているので、前記金属フィルターおよび改質
触媒層が、大きな表面積を有するので、多量の改質ガス
の導入および改質を可能にするという効果を奏する。
質装置は、前記第４発明において、筒状体の前記ケース
内で、前記改質触媒層が、薄肉の円盤状に形成された前
記金属フィルターと触媒保持部材との間に厚肉の円盤状
に形成されているので、前記金属フィルターおよび改質
触媒層が、大きな表面積を有するので、多量の改質ガス
の導入および改質を可能にするという効果を奏する。
【００２１】上記構成より成る第７発明の燃料電池用改
質装置は、前記第５発明において、筒状体の前記ケース
内で、筒状に形成され前記入口空間部を包囲する前記金
属フィルターと混合室を形成する触媒保持部材との間に
形成された中空円筒状の前記改質触媒層が、改質ガスを
水素リッチガスに改質され、前記改質触媒層によって改
質された水素リッチガスおよび追加空気導入口を介して
追加導入された空気が前記混合室に供給され、前記混合
室を包囲する外側の金属フィルターと前記ケースの内周
壁との間に形成された中空円筒状の前記ＣＯ酸化触媒層
が、改質ガスをＣＯを低減した水素リッチなガスに改質
して、前記排出口を介して排出されるので、前記改質ガ
ス中のＣＯを低減して、水素リッチな改質ガスの改質を
可能にするという効果を奏する。
質装置は、前記第５発明において、筒状体の前記ケース
内で、筒状に形成され前記入口空間部を包囲する前記金
属フィルターと混合室を形成する触媒保持部材との間に
形成された中空円筒状の前記改質触媒層が、改質ガスを
水素リッチガスに改質され、前記改質触媒層によって改
質された水素リッチガスおよび追加空気導入口を介して
追加導入された空気が前記混合室に供給され、前記混合
室を包囲する外側の金属フィルターと前記ケースの内周
壁との間に形成された中空円筒状の前記ＣＯ酸化触媒層
が、改質ガスをＣＯを低減した水素リッチなガスに改質
して、前記排出口を介して排出されるので、前記改質ガ
ス中のＣＯを低減して、水素リッチな改質ガスの改質を
可能にするという効果を奏する。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につき、
図面を用いて説明する。
図面を用いて説明する。
【００２３】（第１実施形態）本第１実施形態の燃料電
池用改質装置は、図１および図２に示されるように改質
ガスがケース１内に導入される導入口２と、前記導入口
２と金属フィルター４との間に形成され該金属フィルタ
ー４によって区画され、導入された前記改質ガスが供給
される入口空間部３と、導入された前記改質ガスを拡散
する金属フィルター４と、該金属フィルター４によって
拡散された前記改質ガスを改質する改質触媒層５と、前
記改質触媒層５と前記排出口７との間に形成され該改質
触媒層５によって改質されたガスが供給される出口空間
部６と、改質されたガスをケース１外に排出する排出口
７とから成るものである。
池用改質装置は、図１および図２に示されるように改質
ガスがケース１内に導入される導入口２と、前記導入口
２と金属フィルター４との間に形成され該金属フィルタ
ー４によって区画され、導入された前記改質ガスが供給
される入口空間部３と、導入された前記改質ガスを拡散
する金属フィルター４と、該金属フィルター４によって
拡散された前記改質ガスを改質する改質触媒層５と、前
記改質触媒層５と前記排出口７との間に形成され該改質
触媒層５によって改質されたガスが供給される出口空間
部６と、改質されたガスをケース１外に排出する排出口
７とから成るものである。
【００２４】前記ケース１は、図１および図２に示され
るようにステンレス製の中空円筒体１０によって構成さ
れ、中心部の上部に前記導入口２を構成する導入管２０
が同軸的に配設されている。
るようにステンレス製の中空円筒体１０によって構成さ
れ、中心部の上部に前記導入口２を構成する導入管２０
が同軸的に配設されている。
【００２５】前記金属フィルター４は、図３に示される
ように径およびピッチの異なるステンレスその他の金網
を複数積層して焼結した厚さ２ｍｍ以下の積層体によっ
て構成され、第１層は直接基本金網を保護する保護金網
であり、第２層は濾過の基本濾孔金網を構成する基本メ
ッシュ金網であり、第３層は直接基本金網を保護する保
護金網で、第４層および第５層金網への分流効果を果た
すものであり、第４層および第５層は補強金網で、パン
チング材を必要としないよう畳織金網で補強される。
ように径およびピッチの異なるステンレスその他の金網
を複数積層して焼結した厚さ２ｍｍ以下の積層体によっ
て構成され、第１層は直接基本金網を保護する保護金網
であり、第２層は濾過の基本濾孔金網を構成する基本メ
ッシュ金網であり、第３層は直接基本金網を保護する保
護金網で、第４層および第５層金網への分流効果を果た
すものであり、第４層および第５層は補強金網で、パン
チング材を必要としないよう畳織金網で補強される。
【００２６】第２層の濾過の基本濾過金網を構成する基
本メッシュ金網の孔径は、本第１実施形態においては一
例として５μｍに設定した。フィルターの孔径は、図４
に示されるように流すべく流体の流量と付加する圧力損
失から決定される。現在付加する圧力損失は、１０ｍｍ
Ｈ2 Ｏ（０．００１ｋｇ・ｆ／ｃｍ2 ）以上有れば均一
にガスを拡散できる。
本メッシュ金網の孔径は、本第１実施形態においては一
例として５μｍに設定した。フィルターの孔径は、図４
に示されるように流すべく流体の流量と付加する圧力損
失から決定される。現在付加する圧力損失は、１０ｍｍ
Ｈ2 Ｏ（０．００１ｋｇ・ｆ／ｃｍ2 ）以上有れば均一
にガスを拡散できる。
【００２７】前記金属フィルター４は、図１および図２
に示されるように小径の筒状に形成され、前記ケース１
内の中央部に同軸的に配設され、上下方向の両端で前記
ケース１の上下面の内壁に固着される。
に示されるように小径の筒状に形成され、前記ケース１
内の中央部に同軸的に配設され、上下方向の両端で前記
ケース１の上下面の内壁に固着される。
【００２８】前記出口空間部６を形成する触媒保持部材
６１は、図１および図２に示されるように改質ガスが通
過し得る大径筒状の部材で形成され、前記改質触媒層５
が充分な容積を確保出来るように前記ケース１内の周縁
部に同軸的に配設され、上下方向の両端で前記ケース１
の上下面の内壁に固着される。
６１は、図１および図２に示されるように改質ガスが通
過し得る大径筒状の部材で形成され、前記改質触媒層５
が充分な容積を確保出来るように前記ケース１内の周縁
部に同軸的に配設され、上下方向の両端で前記ケース１
の上下面の内壁に固着される。
【００２９】前記改質触媒層５は、図１および図２に示
されるように筒状に形成され前記入口空間部３を包囲す
る前記金属フィルター４と前記出口空間部６を形成する
触媒保持部材６１との間に中空円筒状の部屋内にペレッ
ト（粒状）の触媒が収容されることにより形成されてい
る。
されるように筒状に形成され前記入口空間部３を包囲す
る前記金属フィルター４と前記出口空間部６を形成する
触媒保持部材６１との間に中空円筒状の部屋内にペレッ
ト（粒状）の触媒が収容されることにより形成されてい
る。
【００３０】前記触媒は、金属あるいはセラミックで作
られたモノリス上に触媒を担持するものでも良い。
られたモノリス上に触媒を担持するものでも良い。
【００３１】前記金属フィルター４および前記改質触媒
層５の内外周壁は、その全体で大きな表面積を有するよ
うに設定されている。
層５の内外周壁は、その全体で大きな表面積を有するよ
うに設定されている。
【００３２】前記出口空間部６は、図１および図２に示
されるように前記ケース１の内周壁に接近して配置され
た大径筒状の部材で構成された前記触媒保持部材６１と
前記ケース１の内周壁との間に形成される。
されるように前記ケース１の内周壁に接近して配置され
た大径筒状の部材で構成された前記触媒保持部材６１と
前記ケース１の内周壁との間に形成される。
【００３３】前記排出口７は、図１に示されるように前
記出口空間部６を形成する前記ケース１の底面の複数箇
所に配設された改質ガスをケース１外に排出する排出管
７０によって構成される。
記出口空間部６を形成する前記ケース１の底面の複数箇
所に配設された改質ガスをケース１外に排出する排出管
７０によって構成される。
【００３４】上記構成より成る第１実施形態の燃料電池
用改質装置は、燃料源となる水素リッチガスを生成する
ものであって、メタノール等の炭化水素化合物に水（水
蒸気改質）、場合によっては空気を含む（部分酸化改
質）における改質ガスが、前記導入管２０を介して前記
ケース１内に導入され、前記入口空間部３に供給された
前記改質ガスが、前記金属フィルター４の全面に供給さ
れ、該改質ガスが前記金属フィルター４によって拡散さ
れる。
用改質装置は、燃料源となる水素リッチガスを生成する
ものであって、メタノール等の炭化水素化合物に水（水
蒸気改質）、場合によっては空気を含む（部分酸化改
質）における改質ガスが、前記導入管２０を介して前記
ケース１内に導入され、前記入口空間部３に供給された
前記改質ガスが、前記金属フィルター４の全面に供給さ
れ、該改質ガスが前記金属フィルター４によって拡散さ
れる。
【００３５】前記金属フィルター４によって拡散された
前記改質ガスが前記改質触媒層５によって改質され水素
リッチなガスが、前記改質触媒層５と前記排出口７との
間に形成された前記出口空間部６に該改質触媒層５の排
出側全体によって供給される改質されたガスが該排出口
７を構成する排出管７０を介して前記ケース１外に排出
される。
前記改質ガスが前記改質触媒層５によって改質され水素
リッチなガスが、前記改質触媒層５と前記排出口７との
間に形成された前記出口空間部６に該改質触媒層５の排
出側全体によって供給される改質されたガスが該排出口
７を構成する排出管７０を介して前記ケース１外に排出
される。
【００３６】上記作用を奏する第１実施形態の燃料電池
用改質装置は、前記金属フィルター４によって、導入さ
れた前記改質ガスを均一に拡散して、前記改質触媒層５
全体に供給するので、前記改質触媒層５を有効に作用さ
せるとともに、装置のコンパクト化および高応答化を可
能にするという効果を奏する。したがって、車両その他
の移動体や可搬型への適用が可能になる。
用改質装置は、前記金属フィルター４によって、導入さ
れた前記改質ガスを均一に拡散して、前記改質触媒層５
全体に供給するので、前記改質触媒層５を有効に作用さ
せるとともに、装置のコンパクト化および高応答化を可
能にするという効果を奏する。したがって、車両その他
の移動体や可搬型への適用が可能になる。
【００３７】また第１実施形態の燃料電池用改質装置
は、前記導入口２と前記金属フィルター４との間に形成
された前記入口空間部３に供給された前記改質ガスが、
前記金属フィルター４の全面に供給され、前記金属フィ
ルター４によって拡散され、前記改質触媒層５によって
改質され、改質されたガスが前記改質触媒層５と前記排
出口７との間に形成された前記出口空間部６に該改質触
媒層５の排出側全体によって供給されるので、前記改質
触媒層５の全体を改質に有効に利用することが出来、コ
ンパクト化を可能にするという効果を奏する。
は、前記導入口２と前記金属フィルター４との間に形成
された前記入口空間部３に供給された前記改質ガスが、
前記金属フィルター４の全面に供給され、前記金属フィ
ルター４によって拡散され、前記改質触媒層５によって
改質され、改質されたガスが前記改質触媒層５と前記排
出口７との間に形成された前記出口空間部６に該改質触
媒層５の排出側全体によって供給されるので、前記改質
触媒層５の全体を改質に有効に利用することが出来、コ
ンパクト化を可能にするという効果を奏する。
【００３８】さらに第１実施形態の燃料電池用改質装置
は、前記金属フィルター４が、金網の積層体によって構
成されているので、供給された改質ガスを均一に拡散し
て広い入口面積を有する前記改質触媒層５全体に供給す
るという効果を奏する。
は、前記金属フィルター４が、金網の積層体によって構
成されているので、供給された改質ガスを均一に拡散し
て広い入口面積を有する前記改質触媒層５全体に供給す
るという効果を奏する。
【００３９】また第１実施形態の燃料電池用改質装置
は、前記金属フィルター４および改質触媒層５が、大き
な表面積を有するので、多量の改質ガスの導入および改
質を可能にするという効果を奏する。
は、前記金属フィルター４および改質触媒層５が、大き
な表面積を有するので、多量の改質ガスの導入および改
質を可能にするという効果を奏する。
【００４０】さらに第１実施形態の燃料電池用改質装置
は、筒状体の前記ケース１内で、前記改質触媒層５が、
筒状に形成され前記入口空間部３を包囲する前記金属フ
ィルター４と前記出口空間部６を形成する前記触媒保持
部材６１との間に中空円筒状に形成されているので、前
記金属フィルター４によって拡散された改質ガスが内周
壁から導入され、断面積が放射状に拡大する前記改質触
媒層５において改質され外周壁より排出されるため、改
質ガスの有効な改質を可能にするという効果を奏する。
は、筒状体の前記ケース１内で、前記改質触媒層５が、
筒状に形成され前記入口空間部３を包囲する前記金属フ
ィルター４と前記出口空間部６を形成する前記触媒保持
部材６１との間に中空円筒状に形成されているので、前
記金属フィルター４によって拡散された改質ガスが内周
壁から導入され、断面積が放射状に拡大する前記改質触
媒層５において改質され外周壁より排出されるため、改
質ガスの有効な改質を可能にするという効果を奏する。
【００４１】また第１実施形態の燃料電池用改質装置
は、前記ケース１および金属フィルター４のいずれもス
テンレスによって構成したので、溶接その他の固着が容
易且つ確実であり、強度が大きく移動体への適用が可能
であって、設置が容易であり、２ｍｍ以下の厚さの金属
フィルターで構成されているためフィルター自体の容積
が小さいとともに、高効率反応を可能にし、触媒全体を
使用して反応させるため装置全体の小型化を可能にする
という効果を奏する。
は、前記ケース１および金属フィルター４のいずれもス
テンレスによって構成したので、溶接その他の固着が容
易且つ確実であり、強度が大きく移動体への適用が可能
であって、設置が容易であり、２ｍｍ以下の厚さの金属
フィルターで構成されているためフィルター自体の容積
が小さいとともに、高効率反応を可能にし、触媒全体を
使用して反応させるため装置全体の小型化を可能にする
という効果を奏する。
【００４２】（第２実施形態）本第２実施形態の燃料電
池用改質装置は、図５に示されるように中空円筒体によ
って構成されたケース２１において、薄肉の円盤状に形
成された前記金属フィルター２４と触媒保持部材２６１
とが一定の間隔を隔てて水平に配設され、改質触媒層２
５が、前記金属フィルター２４と前記触媒保持部材２６
１との間に厚肉の円盤状に形成されているものである。
池用改質装置は、図５に示されるように中空円筒体によ
って構成されたケース２１において、薄肉の円盤状に形
成された前記金属フィルター２４と触媒保持部材２６１
とが一定の間隔を隔てて水平に配設され、改質触媒層２
５が、前記金属フィルター２４と前記触媒保持部材２６
１との間に厚肉の円盤状に形成されているものである。
【００４３】上記構成より成る第２実施形態の燃料電池
用改質装置は、改質ガスが前記導入管２２０を介して前
記ケース２１内に導入され、筒状の前記金属フィルター
２４によって区画された前記入口空間部２３に供給され
た前記改質ガスが、前記金属フィルター２４の全面に供
給され、該改質ガスが円盤状の前記金属フィルター２４
によって拡散される。
用改質装置は、改質ガスが前記導入管２２０を介して前
記ケース２１内に導入され、筒状の前記金属フィルター
２４によって区画された前記入口空間部２３に供給され
た前記改質ガスが、前記金属フィルター２４の全面に供
給され、該改質ガスが円盤状の前記金属フィルター２４
によって拡散される。
【００４４】前記金属フィルター２４によって拡散され
た前記改質ガスが円盤状の前記改質触媒層２５によって
改質され水素リッチなガスが、前記改質触媒層２５と前
記排出口２７との間に形成された前記出口空間部２６に
該改質触媒層２５の排出側全体によって供給される改質
されたガスが該排出口２７を構成する排出管２７０を介
して前記ケース１外に排出される。
た前記改質ガスが円盤状の前記改質触媒層２５によって
改質され水素リッチなガスが、前記改質触媒層２５と前
記排出口２７との間に形成された前記出口空間部２６に
該改質触媒層２５の排出側全体によって供給される改質
されたガスが該排出口２７を構成する排出管２７０を介
して前記ケース１外に排出される。
【００４５】上記作用を奏する第２実施形態の燃料電池
用改質装置は、中空円筒体の前記ケース２１内で、前記
改質触媒層２５が、薄肉の円盤状に形成された前記金属
フィルター２４と触媒保持部材２６１との間に厚肉の円
盤状に形成されているので、前記金属フィルター２４お
よび改質触媒層２５が、シンプルな構成でありコストダ
ウンを可能にするとともに、大きな表面積を有するた
め、多量の改質ガスの導入および改質を可能にするとい
う効果を奏する。
用改質装置は、中空円筒体の前記ケース２１内で、前記
改質触媒層２５が、薄肉の円盤状に形成された前記金属
フィルター２４と触媒保持部材２６１との間に厚肉の円
盤状に形成されているので、前記金属フィルター２４お
よび改質触媒層２５が、シンプルな構成でありコストダ
ウンを可能にするとともに、大きな表面積を有するた
め、多量の改質ガスの導入および改質を可能にするとい
う効果を奏する。
【００４６】（第３実施形態）本第３実施形態の燃料電
池用改質装置は、図６および図７に示されるように中空
円筒体によって構成されたケース３１と、該ケース３１
の中央部に導入管３２０と同軸的に形成された入口空間
部３３と、前記入口空間部３３を包囲する中空円筒体の
前記金属フィルター３４と、該金属フィルター３４に対
して一定間隔を隔てて同軸的に配設された中空円筒体の
触媒保持部材３６１と、前記金属フィルター３４と触媒
保持部材３６１との間に介挿された改質触媒層３５が、
該触媒保持部材３６１に対して一定間隔を隔てて同軸的
に配設された中空円筒体の外側の金属フィルター３８
と、前記触媒保持部材３６１と前記外側の金属フィルタ
ー３８との間に形成され複数の追加空気導入口３６２が
形成された混合室３６と、前記外側の金属フィルター３
８と前記ケース３１の内周壁との間に形成され前記排出
口３７を構成する排出管３７０が配設されたＣＯ酸化触
媒層３９とから成る。
池用改質装置は、図６および図７に示されるように中空
円筒体によって構成されたケース３１と、該ケース３１
の中央部に導入管３２０と同軸的に形成された入口空間
部３３と、前記入口空間部３３を包囲する中空円筒体の
前記金属フィルター３４と、該金属フィルター３４に対
して一定間隔を隔てて同軸的に配設された中空円筒体の
触媒保持部材３６１と、前記金属フィルター３４と触媒
保持部材３６１との間に介挿された改質触媒層３５が、
該触媒保持部材３６１に対して一定間隔を隔てて同軸的
に配設された中空円筒体の外側の金属フィルター３８
と、前記触媒保持部材３６１と前記外側の金属フィルタ
ー３８との間に形成され複数の追加空気導入口３６２が
形成された混合室３６と、前記外側の金属フィルター３
８と前記ケース３１の内周壁との間に形成され前記排出
口３７を構成する排出管３７０が配設されたＣＯ酸化触
媒層３９とから成る。
【００４７】上記構成より成る第３実施形態の燃料電池
用改質装置は、前記ケース３１内において、前記入口空
間部３３を包囲する前記金属フィルター３４と前記混合
室３６を形成する前記触媒保持部材３６１との間に形成
された中空円筒状の前記改質触媒層３５によって、改質
ガスが水素リッチガスに改質される。
用改質装置は、前記ケース３１内において、前記入口空
間部３３を包囲する前記金属フィルター３４と前記混合
室３６を形成する前記触媒保持部材３６１との間に形成
された中空円筒状の前記改質触媒層３５によって、改質
ガスが水素リッチガスに改質される。
【００４８】前記改質触媒層３５によって改質された水
素リッチガスおよび前記追加空気導入口３６２を介して
追加導入された空気が、前記混合室３６内に供給混合さ
れ、混合された改質ガスが前記外側の金属フィルター３
８によって拡散され、前記ＣＯ酸化触媒層３９が、拡散
された改質ガス中のＣＯを低減した水素リッチな改質ガ
スを、前記排出口３７を介して排出され、排出管３７０
を介して燃料電池の水素極に供給される。
素リッチガスおよび前記追加空気導入口３６２を介して
追加導入された空気が、前記混合室３６内に供給混合さ
れ、混合された改質ガスが前記外側の金属フィルター３
８によって拡散され、前記ＣＯ酸化触媒層３９が、拡散
された改質ガス中のＣＯを低減した水素リッチな改質ガ
スを、前記排出口３７を介して排出され、排出管３７０
を介して燃料電池の水素極に供給される。
【００４９】上記作用を奏する第３実施形態の燃料電池
用改質装置は、前記ＣＯ酸化触媒層３９により、前記改
質ガス中のＣＯを低減して、改質ガスの水素リッチな改
質を可能にして、燃料電池に水素リッチなガスの供給を
可能にするという効果を奏する。
用改質装置は、前記ＣＯ酸化触媒層３９により、前記改
質ガス中のＣＯを低減して、改質ガスの水素リッチな改
質を可能にして、燃料電池に水素リッチなガスの供給を
可能にするという効果を奏する。
【００５０】上述の実施形態は、説明のために例示した
もので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。
もので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【図１】本発明の第１実施形態の燃料電池用改質装置を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図２】本第１実施形態装置を示す図１中Ａ−Ａ線に沿
う横断面図である。
う横断面図である。
【図３】本第１実施形態装置における金属フィルターの
積層構造を示す断面図である。
積層構造を示す断面図である。
【図４】本第１実施形態における金属フィルターの流量
と圧力損失との関係を示す線図である。
と圧力損失との関係を示す線図である。
【図５】本発明の第２実施形態の燃料電池用改質装置を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態の燃料電池用改質装置を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図７】本第３実施形態装置を示す図６中Ｂ−Ｂ線に沿
う横断面図である。
う横断面図である。
【図８】従来の原料ガス改質器を示す断面図である。
【図９】従来の水素発生装置を示す断面図である。
１ ケース ２ 導入口 ３ 入口空間部 ４ 金属フィルター ５ 改質触媒層 ６ 出口空間部 ７ 排出口
Claims (7)
- 【請求項１】 改質ガスがケース内に導入される導入口
と、 導入された前記改質ガスを拡散する金属フィルターと、 該金属フィルターによって拡散された前記改質ガスを改
質する改質触媒層と、 改質されたガスをケース外に排出する排出口とから成る
ことを特徴とする燃料電池用改質装置。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記導入口と前記金属フィルターとの間に形成され該金
属フィルターによって区画され、導入された前記改質ガ
スが供給される入口空間部と、 前記改質触媒層と前記排出口との間に形成され該改質触
媒層によって改質されたガスが供給される出口空間部と
を備えていることを特徴とする燃料電池用改質装置。 - 【請求項３】 請求項２において、 前記金属フィルターが、金網の積層体によって構成され
ていることを特徴とする燃料電池用改質装置。 - 【請求項４】 請求項３において、 前記金属フィルターおよび改質触媒層が、大きな表面積
を有することを特徴とする燃料電池用改質装置。 - 【請求項５】 請求項４において、 前記ケースが、筒状体によって構成され、 前記改質触媒層が、筒状に形成され前記入口空間部を包
囲する前記金属フィルターと前記出口空間部を形成する
触媒保持部材との間に中空円筒状に形成されていること
を特徴とする燃料電池用改質装置。 - 【請求項６】 請求項４において、 前記ケースが、筒状体によって構成され、 前記改質触媒層が、薄肉の円盤状に形成された前記金属
フィルターと触媒保持部材との間に厚肉の円盤状に形成
されていることを特徴とする燃料電池用改質装置。 - 【請求項７】 請求項５において、 前記ケースが、筒状体によって構成され、 前記改質触媒層が、筒状に形成され前記入口空間部を包
囲する前記金属フィルターと混合室を形成する触媒保持
部材との間に環状に形成され、 前記改質触媒層によって改質された水素リッチガスが供
給される前記混合室に追加空気導入口が形成され、 ＣＯ酸化触媒層が、前記混合室を包囲する外側の金属フ
ィルターと前記ケースの内周壁との間に環状に形成され
ている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 |
|---|---|---|---|
| JP9319040A JPH11139801A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 燃料電池用改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9319040A JPH11139801A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 燃料電池用改質装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11139801A true JPH11139801A (ja) | 1999-05-25 |
Family
ID=18105851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9319040A Pending JPH11139801A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 燃料電池用改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11139801A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001297789A (ja) * | 2000-04-14 | 2001-10-26 | Honda Motor Co Ltd | 燃料改質装置 |
| JP2003192305A (ja) * | 2001-12-20 | 2003-07-09 | Daikin Ind Ltd | 改質装置 |
| JP2003206105A (ja) * | 2002-01-11 | 2003-07-22 | Honda Motor Co Ltd | 触媒反応器 |
| JP2010270005A (ja) * | 2010-08-25 | 2010-12-02 | Osaka Gas Co Ltd | 一酸化炭素除去器及びフィルタ |
-
1997
- 1997-11-04 JP JP9319040A patent/JPH11139801A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001297789A (ja) * | 2000-04-14 | 2001-10-26 | Honda Motor Co Ltd | 燃料改質装置 |
| JP2003192305A (ja) * | 2001-12-20 | 2003-07-09 | Daikin Ind Ltd | 改質装置 |
| JP2003206105A (ja) * | 2002-01-11 | 2003-07-22 | Honda Motor Co Ltd | 触媒反応器 |
| JP2010270005A (ja) * | 2010-08-25 | 2010-12-02 | Osaka Gas Co Ltd | 一酸化炭素除去器及びフィルタ |
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