JPH11199202A - 変成装置及びその変成装置を用いた燃料電池発電装置 - Google Patents
変成装置及びその変成装置を用いた燃料電池発電装置Info
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- JPH11199202A JPH11199202A JP10006820A JP682098A JPH11199202A JP H11199202 A JPH11199202 A JP H11199202A JP 10006820 A JP10006820 A JP 10006820A JP 682098 A JP682098 A JP 682098A JP H11199202 A JPH11199202 A JP H11199202A
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- 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
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 変成装置において、価格の低減及び装置の小
型軽量化を図るとともに、起動時間を短縮する。又、そ
のような変成装置を用いて、低価格化及び小型化を図り
得る燃料電池発電装置を提供する。 【解決手段】 処理室３２内に、冷媒が通流する冷媒通
流部Ｐと変成触媒とが充填され、変成触媒が充填された
箇所を被変成ガスが通流するとともに、その被変成ガス
中の一酸化炭素ガスが二酸化炭素ガスに変成処理される
ように構成された変成装置において、冷媒通流部Ｐが、
冷媒通流用の流路を備えた伝熱板３４にて構成されてい
る。
型軽量化を図るとともに、起動時間を短縮する。又、そ
のような変成装置を用いて、低価格化及び小型化を図り
得る燃料電池発電装置を提供する。 【解決手段】 処理室３２内に、冷媒が通流する冷媒通
流部Ｐと変成触媒とが充填され、変成触媒が充填された
箇所を被変成ガスが通流するとともに、その被変成ガス
中の一酸化炭素ガスが二酸化炭素ガスに変成処理される
ように構成された変成装置において、冷媒通流部Ｐが、
冷媒通流用の流路を備えた伝熱板３４にて構成されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、処理室内に、冷媒
が通流する冷媒通流部と変成触媒とが充填され、変成触
媒が充填された箇所を被変成ガスが通流するとともに、
その被変成ガス中の一酸化炭素ガスが二酸化炭素ガスに
変成処理されるように構成された変成装置、及び、その
変成装置を用いた燃料電池発電装置に関する。
が通流する冷媒通流部と変成触媒とが充填され、変成触
媒が充填された箇所を被変成ガスが通流するとともに、
その被変成ガス中の一酸化炭素ガスが二酸化炭素ガスに
変成処理されるように構成された変成装置、及び、その
変成装置を用いた燃料電池発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】かかる変成装置において、従来は、図８
及び図９に示すように、冷媒通流部Ｐを、冷媒通流用の
複数の蛇行状の伝熱管２１を処理室３２内の全体に広が
るように配置した蛇管式に構成したり、あるいは、図１
０及び図１１に示すように、冷媒通流用の複数の直線状
の伝熱管２２を、夫々の長手方向を被変成ガスの通流方
向に向けた状態で処理室３２内に分散配置した多管式に
構成していた。尚、各図中、３３は処理室３２内に充填
した変成触媒を示す。
及び図９に示すように、冷媒通流部Ｐを、冷媒通流用の
複数の蛇行状の伝熱管２１を処理室３２内の全体に広が
るように配置した蛇管式に構成したり、あるいは、図１
０及び図１１に示すように、冷媒通流用の複数の直線状
の伝熱管２２を、夫々の長手方向を被変成ガスの通流方
向に向けた状態で処理室３２内に分散配置した多管式に
構成していた。尚、各図中、３３は処理室３２内に充填
した変成触媒を示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、蛇管式
及び多管式のいずれにおいても、冷却に必要な伝熱面積
を確保するためには、多数の伝熱管が必要であるため部
品数が多くなって、装置構成が複雑となり、しかも、処
理室の容積が大きくなるため変成触媒の充填量が多くな
る。従って、装置が大型化並びに重量化するばかりか、
価格が高くなるという問題があった。又、特に、多管式
の場合、伝熱管１本当たりの伝熱面積を広くするため
に、伝熱管の径を大きくする必要があり、その結果、複
数の伝熱管に保有される冷媒の量が多くなって熱容量が
大きくなるため、装置の起動時に処理室内を所望の温度
にまで昇温させるのに要する時間が長くなる、即ち起動
時間が長くなるという問題があった。又、そのような変
成装置を用いた燃料電池発電装置も、大型化するばかり
か、価格が高くなるという問題があった。
及び多管式のいずれにおいても、冷却に必要な伝熱面積
を確保するためには、多数の伝熱管が必要であるため部
品数が多くなって、装置構成が複雑となり、しかも、処
理室の容積が大きくなるため変成触媒の充填量が多くな
る。従って、装置が大型化並びに重量化するばかりか、
価格が高くなるという問題があった。又、特に、多管式
の場合、伝熱管１本当たりの伝熱面積を広くするため
に、伝熱管の径を大きくする必要があり、その結果、複
数の伝熱管に保有される冷媒の量が多くなって熱容量が
大きくなるため、装置の起動時に処理室内を所望の温度
にまで昇温させるのに要する時間が長くなる、即ち起動
時間が長くなるという問題があった。又、そのような変
成装置を用いた燃料電池発電装置も、大型化するばかり
か、価格が高くなるという問題があった。
【０００４】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、変成装置において、価格の低減
及び装置の小型軽量化を図るとともに、起動時間を短縮
すること、及び、そのような変成装置を用いて、低価格
化及び小型化を図り得る燃料電池発電装置を提供するこ
とにある。
のであり、その目的は、変成装置において、価格の低減
及び装置の小型軽量化を図るとともに、起動時間を短縮
すること、及び、そのような変成装置を用いて、低価格
化及び小型化を図り得る燃料電池発電装置を提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の特徴構
成によれば、冷媒通流部が、冷媒通流用の流路を備えた
伝熱板にて構成されている。即ち、冷媒通流部を、冷媒
通流用の流路を備えた伝熱板にて構成することにより、
冷媒通流部を伝熱管にて構成する場合と比べて、冷媒通
流部における単位体積当たりの伝熱面積を広くすること
ができ、しかも、伝熱板は１枚当たりの伝熱面積が広い
ので、従来のように伝熱管を設ける場合と比べて、部品
数を少なくすることができるとともに、処理室の容積を
小さくすることができる。従って、従来に比べて部品数
を少なくするとともに、処理室の容積を小さくして変成
触媒の充填量を少なくすることができるため、従来に比
べて、価格の低減及び装置の小型軽量化を図ることがで
きるようになった。又、従来の多管式に比べて、装置内
に保有する冷媒の量を少なくすることができるので、熱
容量が小さくなり、起動時間を短縮することができるよ
うになった。
成によれば、冷媒通流部が、冷媒通流用の流路を備えた
伝熱板にて構成されている。即ち、冷媒通流部を、冷媒
通流用の流路を備えた伝熱板にて構成することにより、
冷媒通流部を伝熱管にて構成する場合と比べて、冷媒通
流部における単位体積当たりの伝熱面積を広くすること
ができ、しかも、伝熱板は１枚当たりの伝熱面積が広い
ので、従来のように伝熱管を設ける場合と比べて、部品
数を少なくすることができるとともに、処理室の容積を
小さくすることができる。従って、従来に比べて部品数
を少なくするとともに、処理室の容積を小さくして変成
触媒の充填量を少なくすることができるため、従来に比
べて、価格の低減及び装置の小型軽量化を図ることがで
きるようになった。又、従来の多管式に比べて、装置内
に保有する冷媒の量を少なくすることができるので、熱
容量が小さくなり、起動時間を短縮することができるよ
うになった。
【０００６】請求項２に記載の特徴構成によれば、冷媒
通流部が、伝熱板の複数を互いに間隔を隔てて向かい合
う状態で並置して構成されている。従って、伝熱板同士
の間を、各伝熱板の伝熱面に沿って被変成ガスを流すこ
とにより、処理室の容積を極力小さくしながら、処理室
内を効率よく冷却して、効率よく変成処理することがで
きるので、更に、価格の低減及び装置の小型軽量化を図
ることができる。
通流部が、伝熱板の複数を互いに間隔を隔てて向かい合
う状態で並置して構成されている。従って、伝熱板同士
の間を、各伝熱板の伝熱面に沿って被変成ガスを流すこ
とにより、処理室の容積を極力小さくしながら、処理室
内を効率よく冷却して、効率よく変成処理することがで
きるので、更に、価格の低減及び装置の小型軽量化を図
ることができる。
【０００７】請求項３に記載の特徴構成によれば、伝熱
板が、２枚の板状体をそれらの間に流路を蛇行状に形成
すべく部分的に接合して構成されている。従って、冷媒
が蛇行状の流路を通流することによって、伝熱板の広範
囲にわたって効率よく熱交換させることができるので、
伝熱板の設置枚数を更に少なくすることができる。又、
伝熱板を製作するに当たっては、蛇行状の流路を形成す
べく蛇行状の凸状部分が存在するように凹凸状にプレス
成形加工した２枚の板状体を重ね合わせて、２枚の板状
体の凹状部分同士を接合することにより、簡単に製作す
ることができる。従って、部品数を少なくするできるこ
とに加えて、伝熱板の製造コストを低減することができ
るので、更に、価格の低減及び装置の小型軽量化を図る
ことができる。
板が、２枚の板状体をそれらの間に流路を蛇行状に形成
すべく部分的に接合して構成されている。従って、冷媒
が蛇行状の流路を通流することによって、伝熱板の広範
囲にわたって効率よく熱交換させることができるので、
伝熱板の設置枚数を更に少なくすることができる。又、
伝熱板を製作するに当たっては、蛇行状の流路を形成す
べく蛇行状の凸状部分が存在するように凹凸状にプレス
成形加工した２枚の板状体を重ね合わせて、２枚の板状
体の凹状部分同士を接合することにより、簡単に製作す
ることができる。従って、部品数を少なくするできるこ
とに加えて、伝熱板の製造コストを低減することができ
るので、更に、価格の低減及び装置の小型軽量化を図る
ことができる。
【０００８】請求項４に記載の特徴構成によれば、被変
成ガスが、処理室内を、伝熱板の冷媒出口が位置する側
から、伝熱板の冷媒入口が位置する側に向かって通流す
るように構成されている。つまり、被変成ガスは、処理
室内を通流する過程で変成処理されるので、被変成ガス
が保有する熱量は被変成ガスの通流方向下手側ほど多く
なる。そこで、被変成ガスを、処理室内において、冷媒
の温度が高くて冷却能力が小さい伝熱板の冷媒出口が位
置する側から、冷媒の温度が低くて冷却能力が大きい伝
熱板の冷媒入口が位置する側に向かって通流させること
により、処理室内における被変成ガスの通流方向での温
度分布を小さくすることができる。従って、処理室内を
広範囲において、効率よく変成処理することができるの
で、処理室の容積を一層小さくすることができて、更
に、価格の低減及び装置の小型軽量化を図ることができ
る。
成ガスが、処理室内を、伝熱板の冷媒出口が位置する側
から、伝熱板の冷媒入口が位置する側に向かって通流す
るように構成されている。つまり、被変成ガスは、処理
室内を通流する過程で変成処理されるので、被変成ガス
が保有する熱量は被変成ガスの通流方向下手側ほど多く
なる。そこで、被変成ガスを、処理室内において、冷媒
の温度が高くて冷却能力が小さい伝熱板の冷媒出口が位
置する側から、冷媒の温度が低くて冷却能力が大きい伝
熱板の冷媒入口が位置する側に向かって通流させること
により、処理室内における被変成ガスの通流方向での温
度分布を小さくすることができる。従って、処理室内を
広範囲において、効率よく変成処理することができるの
で、処理室の容積を一層小さくすることができて、更
に、価格の低減及び装置の小型軽量化を図ることができ
る。
【０００９】請求項５に記載の特徴構成によれば、改質
部において、原燃料ガスが水素ガスと一酸化炭素ガスを
含むガスに改質処理され、その改質装置にて改質処理さ
れたガスが被改質ガスとして、請求項１〜４にいずれか
１項に記載の改質装置によって処理され、処理後のガス
が燃料ガスとして発電部に供給される。従って、燃料電
池発電装置の変成装置として、従来よりも価格の低減及
び小型軽量化が図られた変成装置を用いることができる
ので、燃料電池発電装置の価格の低減及び小型化を図る
ことができるようになった。
部において、原燃料ガスが水素ガスと一酸化炭素ガスを
含むガスに改質処理され、その改質装置にて改質処理さ
れたガスが被改質ガスとして、請求項１〜４にいずれか
１項に記載の改質装置によって処理され、処理後のガス
が燃料ガスとして発電部に供給される。従って、燃料電
池発電装置の変成装置として、従来よりも価格の低減及
び小型軽量化が図られた変成装置を用いることができる
ので、燃料電池発電装置の価格の低減及び小型化を図る
ことができるようになった。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明を
燃料電池発電装置に設けられた変成装置に適用した場合
の実施の形態を説明する。図１は、燃料電池発電装置の
全体構成を示し、燃料電池発電装置には、供給される天
然ガス等の炭化水素ガス系の原燃料ガスを脱硫する脱硫
装置１と、その脱硫装置１で脱硫された脱硫原燃料ガス
と水蒸気とを改質反応させて、水素ガス及び一酸化炭素
ガスを含有する改質ガスを生成する改質装置２と、その
改質ガス中の一酸化炭素ガスと水蒸気とを変成反応させ
ることにより、水素ガス及び二酸化炭素ガスを含有する
変成ガスを生成する変成装置３と、その変成ガスが燃料
ガスとして供給されて、その燃料ガス中の水素と別途供
給される空気中の酸素とを電気化学反応させて発電する
発電部５と、変成装置３及び発電部５の夫々に循環供給
される冷却水から水蒸気を分離する気水分離装置６とを
設けてある。
燃料電池発電装置に設けられた変成装置に適用した場合
の実施の形態を説明する。図１は、燃料電池発電装置の
全体構成を示し、燃料電池発電装置には、供給される天
然ガス等の炭化水素ガス系の原燃料ガスを脱硫する脱硫
装置１と、その脱硫装置１で脱硫された脱硫原燃料ガス
と水蒸気とを改質反応させて、水素ガス及び一酸化炭素
ガスを含有する改質ガスを生成する改質装置２と、その
改質ガス中の一酸化炭素ガスと水蒸気とを変成反応させ
ることにより、水素ガス及び二酸化炭素ガスを含有する
変成ガスを生成する変成装置３と、その変成ガスが燃料
ガスとして供給されて、その燃料ガス中の水素と別途供
給される空気中の酸素とを電気化学反応させて発電する
発電部５と、変成装置３及び発電部５の夫々に循環供給
される冷却水から水蒸気を分離する気水分離装置６とを
設けてある。
【００１１】発電部５は、図示は省略するが、リン酸電
解質層の一方の面に燃料極を付設し且つ他方の面に酸素
極を付設して構成したセルの複数を積層状に並置して構
成してある。図中の５ａは、前記セル夫々の前記燃料極
に燃料ガスを供給するように設けた燃料ガス供給部であ
り、５ｂは、前記セル夫々の前記燃料極から燃料ガスが
排出されるように設けた燃料ガス排出部であり、５ｃ
は、前記セル夫々の前記酸素極に空気を供給するように
設けた空気供給部であり、５ｄは、前記セル夫々の前記
酸素極から空気が排出されるように設けた空気排出部で
ある。
解質層の一方の面に燃料極を付設し且つ他方の面に酸素
極を付設して構成したセルの複数を積層状に並置して構
成してある。図中の５ａは、前記セル夫々の前記燃料極
に燃料ガスを供給するように設けた燃料ガス供給部であ
り、５ｂは、前記セル夫々の前記燃料極から燃料ガスが
排出されるように設けた燃料ガス排出部であり、５ｃ
は、前記セル夫々の前記酸素極に空気を供給するように
設けた空気供給部であり、５ｄは、前記セル夫々の前記
酸素極から空気が排出されるように設けた空気排出部で
ある。
【００１２】原燃料ガスは、原燃料ガス路７を通じて脱
硫装置１に供給し、その脱硫装置１にて脱硫した後、脱
硫ガス路８を通じてエジェクタ９に供給し、エジェクタ
９において、気水分離装置６から水蒸気路１０を通じて
送られてくる水蒸気と混合した後、被改質ガス路１１を
通じて改質装置２に送る。改質装置２において生成され
た改質ガスは、被変成ガスとして被変成ガス路１２を通
じて変成装置３に送り、変成装置３において生成された
変成ガスは、燃料ガスとして燃料ガス路１３を通じて発
電部５の燃料ガス供給部５ａに供給する。改質装置２に
は、原燃料ガスと水蒸気との改質反応に必要な熱量を与
えるためのバーナ２ａを設けてあり、発電部５の燃料ガ
ス排出部５ｂに排出された排燃料ガスをバーナ２ａで燃
焼させるために、燃料ガス排出部５ｂとバーナ２ａとを
排燃料ガス路１４にて接続してある。発電部５に対する
空気の供給は、ブロア４により空気流路１５を通じて行
う。
硫装置１に供給し、その脱硫装置１にて脱硫した後、脱
硫ガス路８を通じてエジェクタ９に供給し、エジェクタ
９において、気水分離装置６から水蒸気路１０を通じて
送られてくる水蒸気と混合した後、被改質ガス路１１を
通じて改質装置２に送る。改質装置２において生成され
た改質ガスは、被変成ガスとして被変成ガス路１２を通
じて変成装置３に送り、変成装置３において生成された
変成ガスは、燃料ガスとして燃料ガス路１３を通じて発
電部５の燃料ガス供給部５ａに供給する。改質装置２に
は、原燃料ガスと水蒸気との改質反応に必要な熱量を与
えるためのバーナ２ａを設けてあり、発電部５の燃料ガ
ス排出部５ｂに排出された排燃料ガスをバーナ２ａで燃
焼させるために、燃料ガス排出部５ｂとバーナ２ａとを
排燃料ガス路１４にて接続してある。発電部５に対する
空気の供給は、ブロア４により空気流路１５を通じて行
う。
【００１３】発電部３の冷媒通流部５ｅの冷媒入口、及
び、変成装置２の冷媒通流部Ｐの冷媒入口３４Ｉ夫々と
気水分離装置６とを、ポンプ１６を介装した冷媒往路１
７にて接続し、並びに、発電部３の冷媒通流部５ｅの冷
媒出口、及び、変成装置２の冷媒通流部Ｐの冷媒出口３
４Ｏ夫々と気水分離装置６とを、冷媒復路１８にて接続
して、発電部３の冷媒通流部５ｅ及び変成装置２の冷媒
通流部Ｐ夫々に、冷媒として冷却水を循環供給するよう
に構成してある。
び、変成装置２の冷媒通流部Ｐの冷媒入口３４Ｉ夫々と
気水分離装置６とを、ポンプ１６を介装した冷媒往路１
７にて接続し、並びに、発電部３の冷媒通流部５ｅの冷
媒出口、及び、変成装置２の冷媒通流部Ｐの冷媒出口３
４Ｏ夫々と気水分離装置６とを、冷媒復路１８にて接続
して、発電部３の冷媒通流部５ｅ及び変成装置２の冷媒
通流部Ｐ夫々に、冷媒として冷却水を循環供給するよう
に構成してある。
【００１４】次に、脱硫装置１について説明を加える。
脱硫装置１では、約２００°Ｃに加熱した脱硫触媒を作
用させて、原燃料ガス中の硫黄分と水素ガスとを下記の
反応式にて反応させて硫化水素を生成し、その硫化水素
を酸化亜鉛等に吸着させる。 Ｈ2 ＋Ｓ→Ｈ2
脱硫装置１では、約２００°Ｃに加熱した脱硫触媒を作
用させて、原燃料ガス中の硫黄分と水素ガスとを下記の
反応式にて反応させて硫化水素を生成し、その硫化水素
を酸化亜鉛等に吸着させる。 Ｈ2 ＋Ｓ→Ｈ2
【００１５】改質装置２について説明を加える。改質装
置２では、バーナ２ａによる加熱下（例えば、７５０°
Ｃ）で、ニッケル、貴金属系等の改質触媒を作用させ
て、脱硫した原燃料ガスを下記反応式にて水蒸気と反応
させて、これにより、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素
を含有する改質ガスを生成する。 ＣＨ4 ＋２Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋４Ｈ2 ＣＨ4 ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ2
置２では、バーナ２ａによる加熱下（例えば、７５０°
Ｃ）で、ニッケル、貴金属系等の改質触媒を作用させ
て、脱硫した原燃料ガスを下記反応式にて水蒸気と反応
させて、これにより、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素
を含有する改質ガスを生成する。 ＣＨ4 ＋２Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋４Ｈ2 ＣＨ4 ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ2
【００１６】次に、変成装置３について説明を加える。
図１ないし図３に示すように、変成装置３は、ケーシン
グ３１にて形成される処理室３２内に、冷媒として冷却
水が通流する冷媒通流部Ｐと変成触媒３３を充填して、
変成触媒３３が充填された箇所を被変成ガスが通流する
とともに、その被変成ガス中の一酸化炭素ガスが二酸化
炭素ガスに変成処理されるように構成してある。冷媒通
流部Ｐは、図４にも示すように、冷媒通流用の流路３４
ａを備えた伝熱板３４の５枚を互いに間隔を隔てて向か
い合う状態で並置して構成してある。
図１ないし図３に示すように、変成装置３は、ケーシン
グ３１にて形成される処理室３２内に、冷媒として冷却
水が通流する冷媒通流部Ｐと変成触媒３３を充填して、
変成触媒３３が充填された箇所を被変成ガスが通流する
とともに、その被変成ガス中の一酸化炭素ガスが二酸化
炭素ガスに変成処理されるように構成してある。冷媒通
流部Ｐは、図４にも示すように、冷媒通流用の流路３４
ａを備えた伝熱板３４の５枚を互いに間隔を隔てて向か
い合う状態で並置して構成してある。
【００１７】図４ないし図７に基づいて、伝熱板３４に
ついて説明を加える。伝熱板３４は、２枚の板状体３４
Ａ，３４Ｂをそれらの間に流路３４ａを蛇行状に形成す
べく部分的に接合して構成してある。２枚の板状体３４
Ａ，３４Ｂは、蛇行状の流路３４ａを形成すべく蛇行状
の凸状部分が面対称状に存在するように凹凸状にプレス
成形加工してある。そして、それら２枚の板状体３４
Ａ，３４Ｂを重ね合わせて、夫々の凹状部分を溶接する
ことにより、伝熱板３４を形成してある。更に、２枚の
板状体３４Ａ，３４Ｂにおいて、蛇行状の流路３４ａの
幅方向の略中央部に対応する部分同士を、通流方向に沿
って間隔を開けて溶接してあり、これによって、伝熱板
３４の強度を強くしている。
ついて説明を加える。伝熱板３４は、２枚の板状体３４
Ａ，３４Ｂをそれらの間に流路３４ａを蛇行状に形成す
べく部分的に接合して構成してある。２枚の板状体３４
Ａ，３４Ｂは、蛇行状の流路３４ａを形成すべく蛇行状
の凸状部分が面対称状に存在するように凹凸状にプレス
成形加工してある。そして、それら２枚の板状体３４
Ａ，３４Ｂを重ね合わせて、夫々の凹状部分を溶接する
ことにより、伝熱板３４を形成してある。更に、２枚の
板状体３４Ａ，３４Ｂにおいて、蛇行状の流路３４ａの
幅方向の略中央部に対応する部分同士を、通流方向に沿
って間隔を開けて溶接してあり、これによって、伝熱板
３４の強度を強くしている。
【００１８】蛇行状の流路３４ａは、伝熱板３４の一側
縁の一端部から始まり、同じ側縁の他端部で終わるよう
に形成してある。そして、２枚の板状体３４Ａ，３４Ｂ
に対して、２個の筒状の接続部材３４Ｉ，３４Ｏを、夫
々が蛇行状の流路３４ａの両端部夫々と連通する状態で
取り付けてある。
縁の一端部から始まり、同じ側縁の他端部で終わるよう
に形成してある。そして、２枚の板状体３４Ａ，３４Ｂ
に対して、２個の筒状の接続部材３４Ｉ，３４Ｏを、夫
々が蛇行状の流路３４ａの両端部夫々と連通する状態で
取り付けてある。
【００１９】図２及び図３に示すように、ケーシング３
１内の下方部分に、その底板と間隔を開けて、フィルタ
３５を配設して、そのフィルタ３５によって、ケーシン
グ３１内を、上方に位置する処理室３２と、下方に位置
して変成処理後の変成ガスを排出させるための排出室３
６とに区画してある。そして、ケーシング３１の上板を
介して改質ガス路１２を処理室３２に連通接続し、並び
に、ケーシング３１の側板の下方部を介して燃料ガス路
１３を排出室３６に連通接続してある。
１内の下方部分に、その底板と間隔を開けて、フィルタ
３５を配設して、そのフィルタ３５によって、ケーシン
グ３１内を、上方に位置する処理室３２と、下方に位置
して変成処理後の変成ガスを排出させるための排出室３
６とに区画してある。そして、ケーシング３１の上板を
介して改質ガス路１２を処理室３２に連通接続し、並び
に、ケーシング３１の側板の下方部を介して燃料ガス路
１３を排出室３６に連通接続してある。
【００２０】ケーシング３１の一側板には、処理室３２
の下部に対応する部分に位置させて、半円柱形状のヘッ
ダ形成用部材３７を、処理室３２の上部に対応する部分
に位置させてヘッダ形成用部材３８夫々を取り付けて、
ヘッダ形成用部材３７とケーシング３１の側板とにより
冷媒供給室３９を形成し、ヘッダ形成用部材３８とケー
シング３１の側板とにより冷媒排出室４０を形成してあ
る。
の下部に対応する部分に位置させて、半円柱形状のヘッ
ダ形成用部材３７を、処理室３２の上部に対応する部分
に位置させてヘッダ形成用部材３８夫々を取り付けて、
ヘッダ形成用部材３７とケーシング３１の側板とにより
冷媒供給室３９を形成し、ヘッダ形成用部材３８とケー
シング３１の側板とにより冷媒排出室４０を形成してあ
る。
【００２１】５枚の伝熱板３４を、処理室３２内に、夫
々の板面を上下方向に向けて互いに間隔を隔てて向かい
合う状態で横方向に並置するとともに、各伝熱板３の下
方の接続部材３４Ｉをケーシング３１の側板を介して冷
媒供給室３９に連通接続し、各伝熱板３４の上方の接続
部材３４Ｏをケーシング３１の側板を介して冷媒排出室
４０に連通接続してある。又、冷媒往路１７をヘッダ形
成用部材３７を介して冷媒供給室３９に連通接続し、並
びに、冷媒復路１８をヘッダ形成用部材３８を介して冷
媒排出室４０に連通接続してあり、もって、５枚の伝熱
板３４夫々の蛇行状の流路３４ａを冷媒往路１７及び冷
媒復路１８に対して接続してある。従って、下方の接続
部材３４Ｉが伝熱板３４の冷媒入口として、上方の接続
部材３４Ｏが伝熱板３４の冷媒出口として機能する。
々の板面を上下方向に向けて互いに間隔を隔てて向かい
合う状態で横方向に並置するとともに、各伝熱板３の下
方の接続部材３４Ｉをケーシング３１の側板を介して冷
媒供給室３９に連通接続し、各伝熱板３４の上方の接続
部材３４Ｏをケーシング３１の側板を介して冷媒排出室
４０に連通接続してある。又、冷媒往路１７をヘッダ形
成用部材３７を介して冷媒供給室３９に連通接続し、並
びに、冷媒復路１８をヘッダ形成用部材３８を介して冷
媒排出室４０に連通接続してあり、もって、５枚の伝熱
板３４夫々の蛇行状の流路３４ａを冷媒往路１７及び冷
媒復路１８に対して接続してある。従って、下方の接続
部材３４Ｉが伝熱板３４の冷媒入口として、上方の接続
部材３４Ｏが伝熱板３４の冷媒出口として機能する。
【００２２】粒状の変成触媒３３を、処理室３２内にお
ける空隙部分に充填してある。尚、変成触媒３３は、酸
化鉄又は銅亜鉛の触媒を粒状のセラミックの表面に担持
させることにより、粒状に形成してある。
ける空隙部分に充填してある。尚、変成触媒３３は、酸
化鉄又は銅亜鉛の触媒を粒状のセラミックの表面に担持
させることにより、粒状に形成してある。
【００２３】つまり、冷媒往路１７により送られてきた
冷却水が、各伝熱板３４の冷媒入口３４Ｉから各伝熱板
３４の蛇行状の流路３４ａに流入して、各流路３４ａを
上方側に通流した後、各冷媒出口３４Ｏから冷媒復路１
８に対して流出する。一方、改質ガス路１２により送ら
れてきた被変成ガスは、上部から処理室３２に流入し
て、処理室３２内における伝熱板３４同士の間や、ケー
シング３１の側板と伝熱板３４との間等の変成触媒３３
の充填箇所を下方に向かって通流した後、排出室３６か
ら燃料ガス路１３に対して流出する。従って、被変成ガ
スが、処理室３２内を、伝熱板３４の冷媒出口３４Ｏが
位置する側から、伝熱板３４の冷媒入口３４Ｉが位置す
る側に向かって通流するように構成してある。
冷却水が、各伝熱板３４の冷媒入口３４Ｉから各伝熱板
３４の蛇行状の流路３４ａに流入して、各流路３４ａを
上方側に通流した後、各冷媒出口３４Ｏから冷媒復路１
８に対して流出する。一方、改質ガス路１２により送ら
れてきた被変成ガスは、上部から処理室３２に流入し
て、処理室３２内における伝熱板３４同士の間や、ケー
シング３１の側板と伝熱板３４との間等の変成触媒３３
の充填箇所を下方に向かって通流した後、排出室３６か
ら燃料ガス路１３に対して流出する。従って、被変成ガ
スが、処理室３２内を、伝熱板３４の冷媒出口３４Ｏが
位置する側から、伝熱板３４の冷媒入口３４Ｉが位置す
る側に向かって通流するように構成してある。
【００２４】処理室３４内の変成触媒３３は、伝熱板３
４の冷却作用によって変成反応に適した温度（例えば、
２００〜４００°Ｃ）に維持され、被変成ガスが変成触
媒３３の充填箇所を通流する過程で、被変成ガス中の一
酸化炭素と水蒸気とを下記の反応式にて変成反応させ
て、一酸化炭素を二酸化炭素に変成処理する。 ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋Ｈ2
４の冷却作用によって変成反応に適した温度（例えば、
２００〜４００°Ｃ）に維持され、被変成ガスが変成触
媒３３の充填箇所を通流する過程で、被変成ガス中の一
酸化炭素と水蒸気とを下記の反応式にて変成反応させ
て、一酸化炭素を二酸化炭素に変成処理する。 ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋Ｈ2
【００２５】尚、上述のように構成すると、処理室３４
の容積を図８及び図９にて示す従来の蛇管式のものの略
半分にしても、従来の蛇管式のものと略同様の性能を得
ることができ、価格の低減及び装置の小型化、並びに、
起動時間を短縮の面で効果が大きいことが確認できた。
の容積を図８及び図９にて示す従来の蛇管式のものの略
半分にしても、従来の蛇管式のものと略同様の性能を得
ることができ、価格の低減及び装置の小型化、並びに、
起動時間を短縮の面で効果が大きいことが確認できた。
【００２６】〔別実施形態〕次に別実施形態を説明す
る。 （イ） 処理室３２内に設ける伝熱板３４の枚数は、上
記の実施形態において例示した５枚に限定されるもので
はなく、要求される変成処理量に応じて適宜設定するこ
とができ、複数枚に限らず１枚でもよい。
る。 （イ） 処理室３２内に設ける伝熱板３４の枚数は、上
記の実施形態において例示した５枚に限定されるもので
はなく、要求される変成処理量に応じて適宜設定するこ
とができ、複数枚に限らず１枚でもよい。
【００２７】（ロ） 処理室３２内における被変成ガス
の通流方向と、伝熱板３４の冷媒入口３４Ｉ及び冷媒出
口３４Ｏの位置との関係は、上記の実施形態において例
示した関係に限定されるものではなく、被変成ガスが、
伝熱板３４の冷媒出口３４Ｏ側から冷媒入口３４Ｉ側に
通流する関係を満たす状態で、適宜変更可能である。例
えば、上記の実施形態とは逆に、被変成ガスの通流方向
を上向きにし、冷媒出口３４Ｏを下側に、冷媒入口３４
Ｉを上側に夫々配置してもよい。あるいは、被変成ガス
の通流方向を横向きにし、冷媒出口３４Ｏ及び冷媒入口
３４Ｉを上記に関係を満たす状態で、横方向に並べて配
置してもよい。
の通流方向と、伝熱板３４の冷媒入口３４Ｉ及び冷媒出
口３４Ｏの位置との関係は、上記の実施形態において例
示した関係に限定されるものではなく、被変成ガスが、
伝熱板３４の冷媒出口３４Ｏ側から冷媒入口３４Ｉ側に
通流する関係を満たす状態で、適宜変更可能である。例
えば、上記の実施形態とは逆に、被変成ガスの通流方向
を上向きにし、冷媒出口３４Ｏを下側に、冷媒入口３４
Ｉを上側に夫々配置してもよい。あるいは、被変成ガス
の通流方向を横向きにし、冷媒出口３４Ｏ及び冷媒入口
３４Ｉを上記に関係を満たす状態で、横方向に並べて配
置してもよい。
【００２８】（ハ） 伝熱板３４の具体構成は、上記の
実施形態において例示した構成に限定されるものではな
く、種々の構成が可能である。例えば、樋状部材を、そ
の開口端縁にて１枚の板状体の板面に接合することによ
り、流路３４ａを備えさせる構成でもよい。あるいは、
管部材を１枚の板状体の板面に接合する構成でもよい。
尚、樋状部材や管部材は、板状体の片面に接合してもよ
いし、両面に接合してもよい。あるいは、対面配置した
２枚の板状体の間に管部材を設ける構成でもよい。ある
いは、溶融金属を鋳型に流し込んで形成する鋳物にて構
成してもよい。
実施形態において例示した構成に限定されるものではな
く、種々の構成が可能である。例えば、樋状部材を、そ
の開口端縁にて１枚の板状体の板面に接合することによ
り、流路３４ａを備えさせる構成でもよい。あるいは、
管部材を１枚の板状体の板面に接合する構成でもよい。
尚、樋状部材や管部材は、板状体の片面に接合してもよ
いし、両面に接合してもよい。あるいは、対面配置した
２枚の板状体の間に管部材を設ける構成でもよい。ある
いは、溶融金属を鋳型に流し込んで形成する鋳物にて構
成してもよい。
【００２９】（ニ） 伝熱板３４に備えさせる流路３４
ａの形態は、上記の実施形態において例示した蛇行状に
限定されるものではなく、種々の形態が可能である。例
えば、複数の流路構成部分を、並行状態に並べるととも
に、両端部夫々において合流させる形態でもよい。この
場合の流路構成部分は直線状、蛇行状のいずれでもよ
い。
ａの形態は、上記の実施形態において例示した蛇行状に
限定されるものではなく、種々の形態が可能である。例
えば、複数の流路構成部分を、並行状態に並べるととも
に、両端部夫々において合流させる形態でもよい。この
場合の流路構成部分は直線状、蛇行状のいずれでもよ
い。
【００３０】（ホ） 冷媒としては、上記の実施形態に
おいて例示した水以外に、フロン系の冷媒や油等を使用
することができる。 （ヘ） 上記の実施形態においては、本発明を燃料電池
発電装置用の変成装置に適用する場合について例示した
が、本発明は燃料電池発電装置以外の種々の用途の変成
装置に適用することができる。
おいて例示した水以外に、フロン系の冷媒や油等を使用
することができる。 （ヘ） 上記の実施形態においては、本発明を燃料電池
発電装置用の変成装置に適用する場合について例示した
が、本発明は燃料電池発電装置以外の種々の用途の変成
装置に適用することができる。
【図１】本発明にかかる変成装置を設けた燃料電池発電
装置のブロック図
装置のブロック図
【図２】変成装置の縦断面図
【図３】変成装置の横断面図
【図４】伝熱板の板面図
【図５】図４におけるイ−イ矢視図
【図６】図４におけるロ−ロ矢視図
【図７】図４におけるハ−ハ矢視図
【図８】従来の変成装置の縦断面図
【図９】従来の変成装置の横断面図
【図１０】従来の変成装置の縦断面図
【図１１】従来の変成装置の横断面図
２ 改質部 ５ 発電部 ３２ 処理室 ３４ 伝熱板 ３４ａ 流路 ３４Ａ 板状体 ３４Ｂ 板状体 ３４Ｉ 冷媒入口 ３４Ｏ 冷媒出口 Ｐ 冷媒通流部
Claims (5)
- 【請求項１】 処理室内に、冷媒が通流する冷媒通流部
と変成触媒とが充填され、 変成触媒が充填された箇所を被変成ガスが通流するとと
もに、その被変成ガス中の一酸化炭素ガスが二酸化炭素
ガスに変成処理されるように構成された変成装置であっ
て、 前記冷媒通流部が、冷媒通流用の流路を備えた伝熱板に
て構成されている変成装置。 - 【請求項２】 前記冷媒通流部が、前記伝熱板の複数を
互いに間隔を隔てて向かい合う状態で並置して構成され
ている請求項１記載の変成装置。 - 【請求項３】 前記伝熱板が、２枚の板状体をそれらの
間に前記流路を蛇行状に形成すべく部分的に接合して構
成されている請求項１又は２記載の変成装置。 - 【請求項４】 被変成ガスが、前記処理室内を、前記伝
熱板の冷媒出口が位置する側から、前記伝熱板の冷媒入
口が位置する側に向かって通流するように構成されてい
る請求項１〜３のいずれか１項に記載の変成装置。 - 【請求項５】 原燃料ガスを水素ガスと一酸化炭素ガス
とを含むガスに改質処理する改質部と、水素ガスを含有
する燃料ガスと酸素含有ガスとの電気化学反応により発
電する発電部とが設けられ、 請求項１〜４のいずれか１項に記載の変成装置を用い
て、前記改質部にて改質処理されたガスが被改質ガスと
して処理され、処理後のガスが燃料ガスとして前記発電
部に供給されるように構成されている燃料電池発電装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10006820A JPH11199202A (ja) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | 変成装置及びその変成装置を用いた燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10006820A JPH11199202A (ja) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | 変成装置及びその変成装置を用いた燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11199202A true JPH11199202A (ja) | 1999-07-27 |
Family
ID=11648859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10006820A Pending JPH11199202A (ja) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | 変成装置及びその変成装置を用いた燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11199202A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004518598A (ja) * | 2000-08-28 | 2004-06-24 | モトローラ・インコーポレイテッド | セラミック技術を利用する水素発生装置 |
| US6846584B2 (en) | 2001-07-12 | 2005-01-25 | Co2 Solution Inc. | Process for generating electricity with a hydrogen fuel cell |
| JP2005239486A (ja) * | 2004-02-26 | 2005-09-08 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Ｃｏ変成器 |
| US7294157B2 (en) | 2004-02-25 | 2007-11-13 | Honda Motor Co., Ltd. | Carbon monoxide converter |
-
1998
- 1998-01-16 JP JP10006820A patent/JPH11199202A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004518598A (ja) * | 2000-08-28 | 2004-06-24 | モトローラ・インコーポレイテッド | セラミック技術を利用する水素発生装置 |
| US6846584B2 (en) | 2001-07-12 | 2005-01-25 | Co2 Solution Inc. | Process for generating electricity with a hydrogen fuel cell |
| US7294157B2 (en) | 2004-02-25 | 2007-11-13 | Honda Motor Co., Ltd. | Carbon monoxide converter |
| JP2005239486A (ja) * | 2004-02-26 | 2005-09-08 | Idemitsu Kosan Co Ltd | Ｃｏ変成器 |
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