JPS6339622A - 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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Classifications
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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
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01B—BOILING; BOILING APPARATUS ; EVAPORATION; EVAPORATION APPARATUS
- B01B1/00—Boiling; Boiling apparatus for physical or chemical purposes ; Evaporation in general
- B01B1/005—Evaporation for physical or chemical purposes; Evaporation apparatus therefor, e.g. evaporation of liquids for gas phase reactions
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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
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は燃料電池における燃料改質装置に関するもので
ある。
ある。
燃料電池は、主として燃料を水素に変換する改質装置と
、この改質装置で発生した水素を空気（酸素）と反応さ
せて水と電気に変える燃料電池本体とからなっている。
、この改質装置で発生した水素を空気（酸素）と反応さ
せて水と電気に変える燃料電池本体とからなっている。
改質装置は蒸発器によって燃料（例えばメタノールと水
との混合液）を気化し、その気化した燃料ガスを反応器
の触媒層に通して水素ガス主体の改質ガスに変化させ、
それを燃料電池本体へ送るようになっている。
との混合液）を気化し、その気化した燃料ガスを反応器
の触媒層に通して水素ガス主体の改質ガスに変化させ、
それを燃料電池本体へ送るようになっている。
上記改質装置では、触媒層を充填した反応器が加熱空間
内に設置される構造になっているが、その反応器全体に
対し加熱空間に供給される加熱ガスを均一に伝熱させる
ということが重要課題になっている。もし、反応器に対
する伝熱が不十分で、触媒層に対する熱分布が不均一で
あると副反応が増加し、反応効率を低下する原因になる
からである。
内に設置される構造になっているが、その反応器全体に
対し加熱空間に供給される加熱ガスを均一に伝熱させる
ということが重要課題になっている。もし、反応器に対
する伝熱が不十分で、触媒層に対する熱分布が不均一で
あると副反応が増加し、反応効率を低下する原因になる
からである。
また、改質装置の運転を一時的に停止したのち再スター
トする場合は、出来るだけ短時間に触媒層を所定の温度
にするように加熱することが望ましい。もし、所定温度
に達していない触媒層では反応性が低く、副反応生成物
を多く発生し、燃料を無駄に消費することになるからで
ある。
トする場合は、出来るだけ短時間に触媒層を所定の温度
にするように加熱することが望ましい。もし、所定温度
に達していない触媒層では反応性が低く、副反応生成物
を多く発生し、燃料を無駄に消費することになるからで
ある。
本発明の目的は、触媒層に対する伝熱性を向上して均一
な熱分布が得られるようにすると共に、再スタート時に
は短時間で所定の温度に安定させることができる燃料電
池用改質装置を提供することにある。
な熱分布が得られるようにすると共に、再スタート時に
は短時間で所定の温度に安定させることができる燃料電
池用改質装置を提供することにある。
上記目的を達成する本発明の燃料電池用改質装置は、触
媒層を充填した反応器が内設された加熱空間の外、側に
隔壁を介して排気通路を設け、この排気通路と前記加熱
空間とを加熱空間上端部に設けた連通口を介して連通さ
せ、排気通路の排気口を前記連通口より下方に設けたこ
とを特徴とするものである。
媒層を充填した反応器が内設された加熱空間の外、側に
隔壁を介して排気通路を設け、この排気通路と前記加熱
空間とを加熱空間上端部に設けた連通口を介して連通さ
せ、排気通路の排気口を前記連通口より下方に設けたこ
とを特徴とするものである。
図に示す実施例において、１は燃料を気化するための蒸
発器で、その下部にはバーナ２が加熱器として配置され
、そのバーナ２の外側を囲むケースにはファン２６が接
続されて燃焼用空気が強制送風されるようになっている
。蒸発器１は環状に形成され、その内部は燃料液体を気
化するための蒸発部１ａと、その気化された燃料ガスを
スーパーヒートさせる過熱部１ｂとの二つに区分されて
いる。
発器で、その下部にはバーナ２が加熱器として配置され
、そのバーナ２の外側を囲むケースにはファン２６が接
続されて燃焼用空気が強制送風されるようになっている
。蒸発器１は環状に形成され、その内部は燃料液体を気
化するための蒸発部１ａと、その気化された燃料ガスを
スーパーヒートさせる過熱部１ｂとの二つに区分されて
いる。
上記蒸発器１上面の外周には、環状の分配管４が接触又
は近接するように配置されている。
は近接するように配置されている。
分配管４には外部から燃料供給管３が接続され、またこ
の分配管４からは複数の燃料吐出管５゜−，５が円周に
沿って所定間隔に分岐され、それぞれの端部を蒸発部ｌ
ａ内に貫通させて、メタノールと水との混合燃料を吐出
するようになっている。
の分配管４からは複数の燃料吐出管５゜−，５が円周に
沿って所定間隔に分岐され、それぞれの端部を蒸発部ｌ
ａ内に貫通させて、メタノールと水との混合燃料を吐出
するようになっている。
蒸発器１は外殻となるケース６の中に収納され、その上
方には加熱空間７が形成され、さらにその上方に隔壁１
０を介して、反応後の改質ガスを集める集合室１１が設
けられている。加熱空間７には環状に形成した反応器８
が設けられ、その反応器内部に触媒層９が充填されてい
る。この反応器８は下端を接続部１２を介して蒸発器１
に連通し、また上端を集合室１１に直接連通させている
。
方には加熱空間７が形成され、さらにその上方に隔壁１
０を介して、反応後の改質ガスを集める集合室１１が設
けられている。加熱空間７には環状に形成した反応器８
が設けられ、その反応器内部に触媒層９が充填されてい
る。この反応器８は下端を接続部１２を介して蒸発器１
に連通し、また上端を集合室１１に直接連通させている
。
反応器８には、環状の内周側から外周側へ抜ける多数の
連通管１６、−、 １６が上下方向に多段にわたると共
に、円周方向に並んで設けられている。このような連通
管１６を有する反応器８の外周壁とケース６との間は隔
壁１３によって内外二つに区分され、それぞれ環状の加
熱通路１４と排気通路１５を形成し、この両道路１４．
１５は、隔壁１３の上端部に設けた多数の連通口１７．
−・−２１７によって互いに連通している。また、この
連通口１７より下方の位置に、排気通路１５の排気口１
８が設けられている。この排気口１８の位置は連通口１
７より下方であれば任意でよいが、好ましくは反応器８
の高さの１／２より下側にすることが望ましい。
連通管１６、−、 １６が上下方向に多段にわたると共
に、円周方向に並んで設けられている。このような連通
管１６を有する反応器８の外周壁とケース６との間は隔
壁１３によって内外二つに区分され、それぞれ環状の加
熱通路１４と排気通路１５を形成し、この両道路１４．
１５は、隔壁１３の上端部に設けた多数の連通口１７．
−・−２１７によって互いに連通している。また、この
連通口１７より下方の位置に、排気通路１５の排気口１
８が設けられている。この排気口１８の位置は連通口１
７より下方であれば任意でよいが、好ましくは反応器８
の高さの１／２より下側にすることが望ましい。
上記構成において、蒸発器１の蒸発部１ｂで気化した燃
料ガスは、過熱部１ｂを通過する際にスーパーヒートさ
れて反応器８に入り、触媒層９において水素主体の改質
ガスに変化したのち上方の集合室１１に入り、次いで図
示しない燃料電池本体に送られる。
料ガスは、過熱部１ｂを通過する際にスーパーヒートさ
れて反応器８に入り、触媒層９において水素主体の改質
ガスに変化したのち上方の集合室１１に入り、次いで図
示しない燃料電池本体に送られる。
一方、バーナ２で発生した加熱ガスは、蒸発器ｌで燃料
の気化およびスーパーヒートを行ったのち、中央通路２
０から加熱空間７の中央部に入り、上昇する間に反応器
８を加熱しながら多段の連通管１６を順次通り抜け、最
後に加熱通路１４の上端部の連通口１７から下方へ折り
返し、排気通路１５を下降して排気口１８から外部へ排
気される。
の気化およびスーパーヒートを行ったのち、中央通路２
０から加熱空間７の中央部に入り、上昇する間に反応器
８を加熱しながら多段の連通管１６を順次通り抜け、最
後に加熱通路１４の上端部の連通口１７から下方へ折り
返し、排気通路１５を下降して排気口１８から外部へ排
気される。
すなわち、上記改質装置では、加熱ガスが加熱空間上端
部の連通口１７を抜けたのち、下方へ向けて折り返すよ
うに流されるため、その加熱ガスは途中で横方向にバイ
パスしてしまうことがなく、加熱空間上端部まで十分に
充満した状態となる。そのため、加熱ガスは反応器８の
高さ方向全体に均一な熱分布となるように伝熱を行うこ
とができ、その結果、反応効率を向上することができる
。
部の連通口１７を抜けたのち、下方へ向けて折り返すよ
うに流されるため、その加熱ガスは途中で横方向にバイ
パスしてしまうことがなく、加熱空間上端部まで十分に
充満した状態となる。そのため、加熱ガスは反応器８の
高さ方向全体に均一な熱分布となるように伝熱を行うこ
とができ、その結果、反応効率を向上することができる
。
この効果は、加熱ガスの折り返し点となる連通口１７に
対し、排気口１８の位置を反応器８の高さの１／２より
下方になるようにすることにより、環状の排気通路１５
により上記加熱空間７および加熱通路１４からの放熱が
抑制されるため一層効果的にすることができる。
対し、排気口１８の位置を反応器８の高さの１／２より
下方になるようにすることにより、環状の排気通路１５
により上記加熱空間７および加熱通路１４からの放熱が
抑制されるため一層効果的にすることができる。
また、上述した改質装置では、加熱空間に加熱ガスが上
端部まで十分に充満した状態になるので、途中で一時的
に運転を中断したのち再スタートした場合には、触媒層
の温度を短時間で所定の温度に達するようにすることが
でき、燃料の無駄をなくすことができる。
端部まで十分に充満した状態になるので、途中で一時的
に運転を中断したのち再スタートした場合には、触媒層
の温度を短時間で所定の温度に達するようにすることが
でき、燃料の無駄をなくすことができる。
上述したように本発明の燃料電池用改質装置は、加熱空
間とこの加熱空間の外側に隔壁を介して設けた排気通路
との間を、加熱空間の上端部に設けた連通口を介して連
通させ、かつ排気通路の排気口を前記連通口より下方に
設けた構成にしたので、加熱空間内の加熱ガスが途中で
横方向にバイパスせず、上端部まで十分に充満した状態
になる。そのため、反、応器を全長にわたり均一な熱分
布となるように加熱することができ、それによって反応
効率を向上することができる。
間とこの加熱空間の外側に隔壁を介して設けた排気通路
との間を、加熱空間の上端部に設けた連通口を介して連
通させ、かつ排気通路の排気口を前記連通口より下方に
設けた構成にしたので、加熱空間内の加熱ガスが途中で
横方向にバイパスせず、上端部まで十分に充満した状態
になる。そのため、反、応器を全長にわたり均一な熱分
布となるように加熱することができ、それによって反応
効率を向上することができる。
また、装置の運転を一時的に中断したのち再スタートす
る時には、触媒温度を短時間のうちに所定の温度に到達
させることができ、燃料の無駄をなくすことができる。
る時には、触媒温度を短時間のうちに所定の温度に到達
させることができ、燃料の無駄をなくすことができる。
第１図は本発明の実施例による燃料電池用改質装置であ
り、第２図は第１図のｎ−ｎ矢視図である。 １・・・蒸発器、 ２・・・バーナ、 ７・・・加熱空
間、８・・・反応器、 ９・・・触媒層、 １３・・
・隔壁、１４・・・加熱通路、 １５・・・排気通路
、 １７・・・連通口、 １８・・・排気口。
り、第２図は第１図のｎ−ｎ矢視図である。 １・・・蒸発器、 ２・・・バーナ、 ７・・・加熱空
間、８・・・反応器、 ９・・・触媒層、 １３・・
・隔壁、１４・・・加熱通路、 １５・・・排気通路
、 １７・・・連通口、 １８・・・排気口。
Claims (2)
- （１）触媒層を充填した反応器が内設された加熱空間の
外側に隔壁を介して排気通路を設け、この排気通路と前
記加熱空間とを加熱空間上端部に設けた連通口を介して
連通させ、排気通路の排気口を前記連通口より下方に設
けたことを特徴とする燃料電池用改質装置。 - （２）排気通路の排気口が反応器の高さの１／２より下
側に位置している特許請求の範囲第１項記載の燃料電池
用改質装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61180086A JPH0829922B2 (ja) | 1986-08-01 | 1986-08-01 | 燃料電池用改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61180086A JPH0829922B2 (ja) | 1986-08-01 | 1986-08-01 | 燃料電池用改質装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6339622A true JPS6339622A (ja) | 1988-02-20 |
| JPH0829922B2 JPH0829922B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=16077203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61180086A Expired - Fee Related JPH0829922B2 (ja) | 1986-08-01 | 1986-08-01 | 燃料電池用改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829922B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014520750A (ja) * | 2011-07-07 | 2014-08-25 | デイヴィッド・ジェイ・エドランド | 水素発生アセンブリおよび水素純化デバイス |
| US9616389B2 (en) | 2012-08-30 | 2017-04-11 | Element 1 Corp. | Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices |
| US9914641B2 (en) | 2012-08-30 | 2018-03-13 | Element 1 Corp. | Hydrogen generation assemblies |
| US10717040B2 (en) | 2012-08-30 | 2020-07-21 | Element 1 Corp. | Hydrogen purification devices |
| US11738305B2 (en) | 2012-08-30 | 2023-08-29 | Element 1 Corp | Hydrogen purification devices |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5850921A (ja) * | 1982-01-06 | 1983-03-25 | 株式会社日立製作所 | 電気掃除機 |
-
1986
- 1986-08-01 JP JP61180086A patent/JPH0829922B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5850921A (ja) * | 1982-01-06 | 1983-03-25 | 株式会社日立製作所 | 電気掃除機 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10391458B2 (en) | 2011-07-07 | 2019-08-27 | Element 1 Corp. | Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices |
| JP2015180602A (ja) * | 2011-07-07 | 2015-10-15 | エレメント・ワン・コーポレーション | 水素発生アセンブリおよび水素純化デバイス |
| US9656215B2 (en) | 2011-07-07 | 2017-05-23 | Element 1 Corp. | Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices |
| JP2014520750A (ja) * | 2011-07-07 | 2014-08-25 | デイヴィッド・ジェイ・エドランド | 水素発生アセンブリおよび水素純化デバイス |
| US11364473B2 (en) | 2011-07-07 | 2022-06-21 | Element 1 Corp | Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices |
| US9616389B2 (en) | 2012-08-30 | 2017-04-11 | Element 1 Corp. | Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices |
| US9914641B2 (en) | 2012-08-30 | 2018-03-13 | Element 1 Corp. | Hydrogen generation assemblies |
| US10166506B2 (en) | 2012-08-30 | 2019-01-01 | Element 1 Corp. | Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices |
| US10702827B2 (en) | 2012-08-30 | 2020-07-07 | Element 1 Corp. | Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices |
| US10710022B2 (en) | 2012-08-30 | 2020-07-14 | Element 1 Corp. | Hydrogen generation assemblies |
| US10717040B2 (en) | 2012-08-30 | 2020-07-21 | Element 1 Corp. | Hydrogen purification devices |
| US11141692B2 (en) | 2012-08-30 | 2021-10-12 | Element 1 Corp | Hydrogen generation assemblies and hydrogen purification devices |
| US11738305B2 (en) | 2012-08-30 | 2023-08-29 | Element 1 Corp | Hydrogen purification devices |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0829922B2 (ja) | 1996-03-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |