JPS6054902A - リフオ−マ - Google Patents
リフオ−マInfo
- Publication number
- JPS6054902A JPS6054902A JP58161835A JP16183583A JPS6054902A JP S6054902 A JPS6054902 A JP S6054902A JP 58161835 A JP58161835 A JP 58161835A JP 16183583 A JP16183583 A JP 16183583A JP S6054902 A JPS6054902 A JP S6054902A
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- JP
- Japan
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- gas
- steam
- reaction tube
- heat
- exhaust
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-
- H—ELECTRICITY
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はり７オーマに係り、特に業務用燃料電池システ
ム等の小形化、高効率化に好適なリフオーマと熱交換器
との複合化を図ったリフオーマに関するものでるる。
ム等の小形化、高効率化に好適なリフオーマと熱交換器
との複合化を図ったリフオーマに関するものでるる。
業務用燃料電池システムは、小形で熱損失の小さいこと
が条件で、その構成要素であるリフオーマと周辺機器お
よび熱交換器の複合化が検討されている。
が条件で、その構成要素であるリフオーマと周辺機器お
よび熱交換器の複合化が検討されている。
まず、従来のリフオーマについて第１図を参照して説明
する。
する。
第１図は、従来のす７オーマの縦断面図および周辺機器
とガスの流れを示す系統図である。図において実線矢印
は天然ガス、破線矢印は水蒸気、２点鎖線矢印は燃焼ガ
スまたは燃焼排ガス、太い実線矢印は改質ガスのそれぞ
れの流れを示すものである。
とガスの流れを示す系統図である。図において実線矢印
は天然ガス、破線矢印は水蒸気、２点鎖線矢印は燃焼ガ
スまたは燃焼排ガス、太い実線矢印は改質ガスのそれぞ
れの流れを示すものである。
１はリフオーマ、２は反応管の外管、３は反応管の内管
で、外管２と内管３とで形成される円猿部を反応管と総
称する。反応管では、天然ガスと水蒸気との混合ガスを
加熱し、触媒４０作用で水蒸気改質反応を起させる。５
は、これら反応管を収容する胴体で、断熱材６を内張シ
し、反応のための熱が胴体から失なわれるのを防止して
いる。
で、外管２と内管３とで形成される円猿部を反応管と総
称する。反応管では、天然ガスと水蒸気との混合ガスを
加熱し、触媒４０作用で水蒸気改質反応を起させる。５
は、これら反応管を収容する胴体で、断熱材６を内張シ
し、反応のための熱が胴体から失なわれるのを防止して
いる。
７は混合ガスの吸気口、８は改質ガス室、９は改質ガス
の排気口、１０は燃焼排ガスの排気口を示す。
の排気口、１０は燃焼排ガスの排気口を示す。
１１は、反応質を加熱し触媒作用で水蒸気改質反応を起
させるだめの加熱手段に係るバーナである。
させるだめの加熱手段に係るバーナである。
１２はスチームスーパーヒータで、水蒸気の加熱を行う
。１３はエゼクタで、天然ガスと加熱された水蒸気とを
混合、昇圧するものである。１４は排ガスクーラである
。
。１３はエゼクタで、天然ガスと加熱された水蒸気とを
混合、昇圧するものである。１４は排ガスクーラである
。
次にこのような構成のリフオーマ１とその周辺機器の作
用を説明する。
用を説明する。
天然ガスと、スチームスーパーヒータ１２で加熱された
水蒸気とは、エゼクタ１３によシ混合、昇圧され、リフ
オーマ１へ送られる。リフオーマ１の吸気ロアから吸込
まれた混合ガスは反応管の外管２から内管３へ進む過程
で、バーナ１１で加熱され、触媒４の作用で水蒸気改質
反応を起こし水素を多量に含む改質ガスとなる。反応後
の改質ガスは改質ガス室８から排気口９を経て必要装置
、たとえば燃料電池本体に送られる。燃焼排ガスは排気
口１０から排気され給湯、空調等に利用される。
水蒸気とは、エゼクタ１３によシ混合、昇圧され、リフ
オーマ１へ送られる。リフオーマ１の吸気ロアから吸込
まれた混合ガスは反応管の外管２から内管３へ進む過程
で、バーナ１１で加熱され、触媒４の作用で水蒸気改質
反応を起こし水素を多量に含む改質ガスとなる。反応後
の改質ガスは改質ガス室８から排気口９を経て必要装置
、たとえば燃料電池本体に送られる。燃焼排ガスは排気
口１０から排気され給湯、空調等に利用される。
第１図かられかるように、従来のリフオーマはバーナ１
１からの高温（約８００〜１４００Ｃ程度）の燃焼ガス
が直接胴体５の内壁の断熱材６と接触するため胴体５外
部への熱損失が多い欠点があった。
１からの高温（約８００〜１４００Ｃ程度）の燃焼ガス
が直接胴体５の内壁の断熱材６と接触するため胴体５外
部への熱損失が多い欠点があった。
また、リフオーマ１に必要とするシステム、たとえば燃
料電池システム等において、リフオーマ１を作動させる
ために、スチームスーパーヒータ１２を別に設ける必要
があること、また、高温（約６００〜８００Ｃ程度）の
燃焼排ガスの熱を利用するために排ガスクーラ１４を設
ける必要があることなどから、システムの設置空間が大
きくなること、熱損失が大きいことなどの欠点がめった
。
料電池システム等において、リフオーマ１を作動させる
ために、スチームスーパーヒータ１２を別に設ける必要
があること、また、高温（約６００〜８００Ｃ程度）の
燃焼排ガスの熱を利用するために排ガスクーラ１４を設
ける必要があることなどから、システムの設置空間が大
きくなること、熱損失が大きいことなどの欠点がめった
。
本発明は、従来技術の問題点を解決する穴めになされた
もので、リフオーマと熱交換器との複合化によシ熱効率
を向上させ、リフオーマが使用されるシステムの設置空
間が小さくなシ、熱損失が少なく高効率のリフオーマを
提供することを、その目的としている。
もので、リフオーマと熱交換器との複合化によシ熱効率
を向上させ、リフオーマが使用されるシステムの設置空
間が小さくなシ、熱損失が少なく高効率のリフオーマを
提供することを、その目的としている。
本発明に係るリフオーマの構成は、天然ガスと水蒸気と
の混合ガスを加熱し触媒の作用で水蒸気改質反応を起さ
せる反応管と、その反応管を加熱する加熱手段と、前記
反志管を収容し断熱材を内張シした胴体とからなるリフ
オーマにおいて、前記反応管を囲繞する熱交換器を配設
したもので、さらに峰細にいえば、前記反応管の周囲に
遮蔽筒を設け、その遮蔽筒と胴体との間を排熱回収領域
とし、その領域に環状熱交換器を配設したものである。
の混合ガスを加熱し触媒の作用で水蒸気改質反応を起さ
せる反応管と、その反応管を加熱する加熱手段と、前記
反志管を収容し断熱材を内張シした胴体とからなるリフ
オーマにおいて、前記反応管を囲繞する熱交換器を配設
したもので、さらに峰細にいえば、前記反応管の周囲に
遮蔽筒を設け、その遮蔽筒と胴体との間を排熱回収領域
とし、その領域に環状熱交換器を配設したものである。
なお、付記すれば、リフオーマの内部に高温反応部を覆
うように熱交換器を配置することによシ、改質反応に必
要な水蒸気のスーパーヒートとともに燃焼排ガスからの
熱回収を行い、また、リフオーマからの熱損失を少なく
しようとするものである。
うように熱交換器を配置することによシ、改質反応に必
要な水蒸気のスーパーヒートとともに燃焼排ガスからの
熱回収を行い、また、リフオーマからの熱損失を少なく
しようとするものである。
以下、本発明の一実施例を第２図を参照して説明する。
第２図は、本発明の一実施例に係るリフオーマの縦断面
図および周辺機器とガスの流れを示す系統図である。第
２図において、第１図と同一符号のものは従来技術と同
等部分を示す。また、実、′線矢印は天然ガス、破線矢
印は水蒸気、２点鎖線矢印は燃焼ガスまたは燃焼排ガス
、太い実線矢印は改質ガスのそれぞれの流れを示すもの
である。
図および周辺機器とガスの流れを示す系統図である。第
２図において、第１図と同一符号のものは従来技術と同
等部分を示す。また、実、′線矢印は天然ガス、破線矢
印は水蒸気、２点鎖線矢印は燃焼ガスまたは燃焼排ガス
、太い実線矢印は改質ガスのそれぞれの流れを示すもの
である。
図において、２０はリフオーマで、その中心部に反応管
の外管２と内管３および触媒４からなる反応管が配設さ
れている。２１は遮蔽筒で、前記反応管の周囲に反応管
を囲むように配置され、反応管外熱領域２２と、排熱回
収領域２３とを仕切るように構成されている。
の外管２と内管３および触媒４からなる反応管が配設さ
れている。２１は遮蔽筒で、前記反応管の周囲に反応管
を囲むように配置され、反応管外熱領域２２と、排熱回
収領域２３とを仕切るように構成されている。
２４は熱交換器で、前記遮蔽筒２１と断熱材１６を内張
シした胴体１５との間の領域、すなわち前記排熱回収領
域２３に配設されており、要するに前記反応管を要りよ
うに囲繞する環状の熱交換器である。１７は水蒸気の吸
気口で、熱交換器２４に直結している。１８は加熱され
た水蒸気の排気口で、熱交換器２４に直結している。す
なわち、環状熱交換器２４を構成する配管は、天然ガス
と水蒸気との混合する前の水蒸気を流通させる配管（破
線部）に接続している。１９は燃焼排ガスの排気口で、
排熱回収領域２３に開口している。
シした胴体１５との間の領域、すなわち前記排熱回収領
域２３に配設されており、要するに前記反応管を要りよ
うに囲繞する環状の熱交換器である。１７は水蒸気の吸
気口で、熱交換器２４に直結している。１８は加熱され
た水蒸気の排気口で、熱交換器２４に直結している。す
なわち、環状熱交換器２４を構成する配管は、天然ガス
と水蒸気との混合する前の水蒸気を流通させる配管（破
線部）に接続している。１９は燃焼排ガスの排気口で、
排熱回収領域２３に開口している。
その他の構成は従来技術と同等であるから説明を省略す
る。
る。
次に、このような構成のリフオーマ２０とその周辺機器
の作用を説明する。
の作用を説明する。
反応管における反応は、先に説明した従来技術と同様で
ある。リフオーマ２０の吸気ロアから吸込まれた天然ガ
スと水蒸気との混合ガスは、反応管の外管２から内管３
へ進む過程で、バーナ１１で加熱され、触媒４０作用で
水蒸気改質反応を起こし水素を多量に含む改質ガスとな
る。改質ガスは改質ガス室８から排気口９を経て必要装
置、たとえば燃料電池へ送られる。
ある。リフオーマ２０の吸気ロアから吸込まれた天然ガ
スと水蒸気との混合ガスは、反応管の外管２から内管３
へ進む過程で、バーナ１１で加熱され、触媒４０作用で
水蒸気改質反応を起こし水素を多量に含む改質ガスとな
る。改質ガスは改質ガス室８から排気口９を経て必要装
置、たとえば燃料電池へ送られる。
一方、従来スチームスーパーヒータで加熱されていた水
蒸気は、本実施例ではスチームスーパーヒータを用いず
、リフオーマ２０の吸気口１７から、排熱回収領域２３
に配設された環状熱交換器２４に導かれ、その水蒸気は
、第２図の２点鎖線矢印に示すように反応管外熱領域２
２から排熱回収領域２３に流通する高温（約６００〜５
ｏｏＣ程度）の燃焼排ガスと熱交換し、スーパーヒート
され、破線矢印のように導かれ、エゼクタ１３によって
天然ガスと混合、昇圧される。その混合ガスはリフオー
マ２０に送られ先に述べた水蒸気改質反応が行われる。
蒸気は、本実施例ではスチームスーパーヒータを用いず
、リフオーマ２０の吸気口１７から、排熱回収領域２３
に配設された環状熱交換器２４に導かれ、その水蒸気は
、第２図の２点鎖線矢印に示すように反応管外熱領域２
２から排熱回収領域２３に流通する高温（約６００〜５
ｏｏＣ程度）の燃焼排ガスと熱交換し、スーパーヒート
され、破線矢印のように導かれ、エゼクタ１３によって
天然ガスと混合、昇圧される。その混合ガスはリフオー
マ２０に送られ先に述べた水蒸気改質反応が行われる。
このときの反応に必要な熱はバーナ１１によシ与えられ
るが、バーナ１１からの燃焼ガスは、反応管との熱交換
ののち遮蔽筒２１の外側に設けられた排熱回収領域２３
に導かれ、環状熱交換器２４と熱交換し熱を奪われて低
温となったのち、排気口１９からリフオーマ２０の外部
に排出される。燃焼排ガスは給湯、空調などに利用され
る。
るが、バーナ１１からの燃焼ガスは、反応管との熱交換
ののち遮蔽筒２１の外側に設けられた排熱回収領域２３
に導かれ、環状熱交換器２４と熱交換し熱を奪われて低
温となったのち、排気口１９からリフオーマ２０の外部
に排出される。燃焼排ガスは給湯、空調などに利用され
る。
本実施例によれば、反応に必要な水蒸気のスーパーヒー
トと燃焼排ガスからの排熱回収とがリフオーマ２０の排
熱回収領域２３で同時に行なわれるため、従来のような
スチームスーパーヒータや燃焼排ガスからの排熱回収の
ための排ガスクーラを別に設ける必要がない。
トと燃焼排ガスからの排熱回収とがリフオーマ２０の排
熱回収領域２３で同時に行なわれるため、従来のような
スチームスーパーヒータや燃焼排ガスからの排熱回収の
ための排ガスクーラを別に設ける必要がない。
その結果、リフオーマを使用する燃料電池システム等を
従来に比ベコンパクトにまとめることができるうえ、機
器界面積の減少によシシステムの熱効率も高くなる。
従来に比ベコンパクトにまとめることができるうえ、機
器界面積の減少によシシステムの熱効率も高くなる。
また、本実施例によれば、燃焼排ガスは温度が最も低下
した状態でリフオーマの胴体１５の内側に接することに
なる。したがって、リフオーマ２０（９） 外部と断熱材１６の内部との温就差が従来に比べ小さく
なるため熱損失が少ない。その結果、システムの効率を
向上させることが可能である。
した状態でリフオーマの胴体１５の内側に接することに
なる。したがって、リフオーマ２０（９） 外部と断熱材１６の内部との温就差が従来に比べ小さく
なるため熱損失が少ない。その結果、システムの効率を
向上させることが可能である。
なお、前記の実施例では、業務用燃料電池システムに使
用するり７オーマの例を説明したが、本発明は、燃料電
池システムのみに限らず、同等の効果が期待できるシス
テムに係るリフオーマの範囲で汎用的なものである。
用するり７オーマの例を説明したが、本発明は、燃料電
池システムのみに限らず、同等の効果が期待できるシス
テムに係るリフオーマの範囲で汎用的なものである。
以上述べたように、本発明によれば、リフオーマと熱交
換器との複合化によシ熱効率を向上させ、リフオーマが
使用されるシステムの設置空間が小さくなシ、熱損失が
少なく高効率のリフオーマを提供することができる。
換器との複合化によシ熱効率を向上させ、リフオーマが
使用されるシステムの設置空間が小さくなシ、熱損失が
少なく高効率のリフオーマを提供することができる。
第１図は、従来のリフオーマの縦断面図および周辺機器
とガスの流れを示す系統図、第２図は、本発明の一実施
例に係るリフオーマの縦断面図および周辺機器とガスの
流れを示す系統図である。 ２・・・外管（反応管）、３・・・内管（反応管）、４
・・・（１０） ・・・触媒、７・・・混合ガスの吸気口、９・・・改質
ガスの排気口、１１・・・バーナ、１３・・・エゼクタ
、１５・・・胴体、１６・・・断熱材、１７・・・水蒸
気の吸気口、１８・・・水蒸気の排気口、１９・・・燃
焼排ガスの排気口、２０・・・リフオーマ、２１・・・
遮蔽筒、２２・・・反応管外熱領域、２３・・・排熱回
収領域、２４・・・環状熱交換器。 代理人 弁理士 高橋明夫 （１１）
とガスの流れを示す系統図、第２図は、本発明の一実施
例に係るリフオーマの縦断面図および周辺機器とガスの
流れを示す系統図である。 ２・・・外管（反応管）、３・・・内管（反応管）、４
・・・（１０） ・・・触媒、７・・・混合ガスの吸気口、９・・・改質
ガスの排気口、１１・・・バーナ、１３・・・エゼクタ
、１５・・・胴体、１６・・・断熱材、１７・・・水蒸
気の吸気口、１８・・・水蒸気の排気口、１９・・・燃
焼排ガスの排気口、２０・・・リフオーマ、２１・・・
遮蔽筒、２２・・・反応管外熱領域、２３・・・排熱回
収領域、２４・・・環状熱交換器。 代理人 弁理士 高橋明夫 （１１）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、天然ガスと水蒸気との混合ガスを加熱し触媒の作用
で水蒸気改質反応を起させる反応管と、その反応管を加
熱する加熱手段と、前記反応管を収容し断熱材を内張シ
した胴体とからなるリフオーマにおいて、前記反応管を
囲繞する熱交換器を配設したことを特徴とするリフオー
マ。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、反応管
の周囲に遮蔽筒を設け、その遮蔽筒と胴体との間を排熱
回収領域として、その領域に環状熱交換器を配設したも
のであるり７オーマ。 ３．４！許請求の範囲第１項または第２項記載のものの
いずれかにおいて、熱交換器を構成する配管な、天然ガ
スと水蒸気との混合する前の水蒸気を流通せしめる配管
に接続したものでおるリフオーマ。 ４、％許請求の範囲第１項または第３項記載のものの匹
ずれかにおいて、熱交換器を配設した排熱回収領域に燃
焼排ガスの排気口を開口したものであるリフオーマっ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58161835A JPS6054902A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | リフオ−マ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58161835A JPS6054902A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | リフオ−マ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6054902A true JPS6054902A (ja) | 1985-03-29 |
| JPH0372563B2 JPH0372563B2 (ja) | 1991-11-19 |
Family
ID=15742830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58161835A Granted JPS6054902A (ja) | 1983-09-05 | 1983-09-05 | リフオ−マ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6054902A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62165804A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-22 | 日本特殊陶業株式会社 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
| US6998096B2 (en) | 2001-03-15 | 2006-02-14 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Fuel reformer for use in fuel cell |
| CN1303714C (zh) * | 2004-06-30 | 2007-03-07 | 三星Sdi株式会社 | 重整器和具有其的燃料电池系统 |
-
1983
- 1983-09-05 JP JP58161835A patent/JPS6054902A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62165804A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-22 | 日本特殊陶業株式会社 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
| US6998096B2 (en) | 2001-03-15 | 2006-02-14 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Fuel reformer for use in fuel cell |
| DE10211354B4 (de) * | 2001-03-15 | 2006-11-16 | Aisin Seiki K.K., Kariya | Brennstoffreformer |
| CN1303714C (zh) * | 2004-06-30 | 2007-03-07 | 三星Sdi株式会社 | 重整器和具有其的燃料电池系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0372563B2 (ja) | 1991-11-19 |
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