JPS5864202A - 水素発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水素発生装置に係り、特に触媒燃焼式の２重管
構造の反応管を有する水素発生装置に関する。

従来燃料電池用水素発生装置に要求される各種条件に合
致させるため触媒燃焼式の２重管構造の反応管を有する
装置かあ〕、その構造を第１図に示す。第１図において
、適切に断熱され九外筒１内に反応管外管２が管板３に
接触されて設置され、その内部には反応管内管４が原料
ガス入口ヘッダ５に接訛されて挿入されている。反応管
外管２と反応管内管４の関−には改質触媒６が充填され
ている。外筒１と反応管外管２の空隙には燃焼触媒７が
充填され、この燃焼触媒はグレーＪイング８：二よって
支持されている。原料ガスは原料ガス入口ノズル９を通
して原料ガス入口ヘッダー５に導かれ、複数の反応管内
管４に分配され、予熱され友後、改質触媒６を通過時外
部から受熱して改質反応を起し生成した改質ガスは改質
ガス出口ノズルＩＯを介して取出される。燃料は燃料人
口ノズル１１を通して導入され燃焼触媒７を通過しつつ
燃焼し反応管外管２を介して燃焼熱を改質ガス側に与え
る。燃焼ガスはグレーテイング８會通過し燃焼ガス出口
ノズル１２を介して排出される。

このような装置において管板３はその上面側は２重管構
造内で生成した高温の改質ガス（約８００〜８５０℃）
と接触し、管板３の下面側は低温の燃焼ガス（約１００
〜４００℃）と接しているため、管板３の上下両面の温
度差が大きくなシ、熱膨張差による変形等構造上の問題
がある。ま九改質触＃＆６は定期的に交換する必要があ
るが、反応管内管４各管毎に原料ガス入口へラダ５に接
続されている丸め反応管内管４の支持が困峻であるばか
りでなく抜出操作が面倒であるという問題がある。

本発明の目的は上記した従来技術の問題点を解消し、装
置の変形等を防止し、改質触媒の交換を容易にするとと
もに生成高温ガスの熱を有効に利用することができる水
嵩発生装置を提供することにある。

本発明は、反応管外管および反応管内管をそれぞれ独立
した別個の管板に接続シ、これらの管板の開−から生成
高温ガスを４ｊＤ出すようにして上記目的を達成せしめ
たものである。

以下、添付図面に示す実施例によって本発明を説明する
。

第２図は本発明の一例を示し、反応管内管４の上端社管
板１３に接続され、管板３と管板１３との間に位置する
反応管内管４の外周面にはフィン■４が取シ付けられて
ｈる。管板３と管板１３との間の外筒１の部分に改質ガ
ス出口ノズル１５が設けられ、管板１３上方の外筒１の
部分に原料ガス入口ノズル１６が設けられ、管板１３は
７ランジによって外筒１に城フ付けられている。なお第
２図中、第１図と同一符号は同一部材を示してシ・する
。

このような水素発生装置において、原料ガスは原料がス
入口ノズル１６を介して空間部ムに導入され丸後、各反
応管内管４を通り抜け、予熱され九後改質触ｔｓ６を通
過時、外部から受熱して改質反応を起し、生成した改質
ガスは空間部Ｂ゛に導入された後、改質ガス出口ノズル
１５を介し七取り出される。燃料ガスの導入゛および排
出は従来と岡じである。

ここで改質ガスは約ＳＯＯ〜ｓｓｏ℃と高温であるが、
この改質が□スは、空間部ムに一時滞留し、かつ反応管
内管４を通り抜ける約１００〜４００され丸管板１３、
反応管内管４およびフィン１４によシ低温化される。こ
の結果空間部Ｂに一時滞留する改質ガスの温度が低下す
るので、管板３および管板１３のそれぞれの両面の温度
差が小さくなり、熱−膨張差による装置の変形が防止さ
れる。

また原料ガス入口ノズル１６がら空間部ム−および反応
管内管４を通り抜ける原料ガス（約１００〜４　ｉｌ　
（℃程度）は、管板１３およびフィン１４によって効果
的に予熱されるため、改質沫応が効率的に進行する。

改質触媒６の交換操作時には、管板１３のノッンジを取
り外して、複数本の反応管内管４を管板１３と一体的に
取り出すことができるので操作が極めて容易となる。

第３図は本発明のさらに他の例を示し、第２図に示す反
応管内管４の上部側を管板１３上に突出するようにして
設は丸ものであり、他の構成部材祉第２図と同じでめる
ので省略してｂる。

本実施例において、反応管内？＃４の突出部の高さを任
意に選定することによって複数の反応管内管４への原−
料ガスの分配を均一化することができるので改質反応が
効率的に行なわれる。さらに管板！３上に複数の反応管
内管４の突出部を設けることによって、管板１３におけ
るフィンとしての機能を有するので、空間部ム内の原料
ガスの予熱と空間部Ｂ内の改質ガスの低温化を図ること
ができ、管板３および管板１３の熱膨張差による変形を
防止することができる。

以上のように本発明によれば、２重管板内の＾温改質ガ
スをこのガスよシ低い温度のがスで挾みこむので管板自
体の温度を下げることができ、したがって熱膨張差によ
る管板の変形を防止で色る。

また触媒の交換時には複数の第ンの管体を管板と一体的
に取り出すことができるのでメンテナンスが容易であり
、かつ第２の管体の支持も容易となる。さらに高温ガス
からの熱回収を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の燃料電池用水素発生装置の概略断面図、
第２図は本発明の一例を示す概略断面図、第３図線本発
明の他の例を示す要部説明図である。 １・・・外筒　　　　　　　２・・・反応管外管３．１
３・・・管板　　　　４・・・反応管内管５・・・原料
ガス入口へラダ６・・・改質触媒７・・・燃焼触媒　　
　　　８・・・グレーティング９・・・原料ガス入口ノ
ズル １０・・・改質ガス出口ノズル １１・・・燃料入口ノズル　１２・・・燃焼ガス出ロノ
スル１４・・・フィン　　　　　　１５・・・叔質力゛
ス尤’ｃＪ）ズ゛ル１６・・・Ｒ刹」゛〉入ロノス゛ル 代理人　　　鵜　　沼　　辰　　之 ：ｒ、　　Ｉ　」・１ ゴ、２１１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　下部が有底であシ、上部に開口部を有する第
   １の管体の上端周縁部が管板と接続され、ｋ　’の管体
   と前記管板とによって筒体を上部およびト部１電区−し
   、第１の管体内に上部およびＦ部か開口部を有する第２
   の管体を挿入するとともに前記筒体の下部および第１と
   第２の管体の間隙部にそれぞれ触媒を充填し九水索発生
   装置において、第２の管体の上部周縁部が前記筒体に着
   脱自在に支持され友管板に接続され、この管板と前記管
   板とによって前記筒体の上部内を区画し九ことを％黴と
   する水素発生装置。
2. （２）２枚の管板によって区画された区域に位置する第
   ２の管体の部分にフィンを設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の水素発生装置。
3. （３）第２の管体の上部が管板より突出していることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の水素発生装置。