JP2013227161A - Multiple pipe type reformer - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multiple pipe type reformer capable of more uniformly heating a catalyst using flowing high temperature exhaust gas.SOLUTION: A multiple pipe type reformer 1 has: a cylindrical middle pipe 20; a cylindrical inside pipe 10 arranged in the middle pipe 20; inside fins 11 arranged in an inner peripheral surface 101 of the inside pipe 10 and protruding from the inner peripheral surface 101 of the inner pipe 10; an inside pipe inner space 121 formed by being surrounded by the inner peripheral surface 101 of the inside pipe 10; and a reaction space 201 formed between an inner peripheral surface 211 of the middle pipe 20 and an outer peripheral surface 102 of the inside pipe 10. A catalyst 202 is arranged in the reaction space 201, fuel and vapor flows through the reaction space, hydrogen is generated by the reaction of the fuel and the vapor on the catalyst 202 in the reaction space 201 under a high temperature, and high temperature gas G1 flows through the inside pipe inner space 121.

Description

本発明は、高温型燃料電池へ供給する水素を生成するための、重管型の改質器に関する。   The present invention relates to a heavy pipe type reformer for generating hydrogen to be supplied to a high temperature fuel cell.

燃料電池に供給する水素を生成するための触媒を備える改質器が知られている。改質器では、触媒上で化石燃料（例えば、メタン等）と蒸気とが反応することにより、水素が発生する（特許文献１参照）。この反応は、燃料の水蒸気改質反応（発熱反応）及び一酸化炭素（ＣＯ）シフト反応（吸熱反応）の平衡反応であり、略７００℃〜８００℃程度の高温下において、均一に触媒が加熱されることが要求される。   A reformer including a catalyst for generating hydrogen to be supplied to a fuel cell is known. In the reformer, hydrogen is generated when a fossil fuel (for example, methane or the like) reacts with steam on the catalyst (see Patent Document 1). This reaction is an equilibrium reaction of fuel steam reforming reaction (exothermic reaction) and carbon monoxide (CO) shift reaction (endothermic reaction), and the catalyst is heated uniformly at a high temperature of about 700 ° C to 800 ° C. It is required to be done.

特開２００３−２２６５０６号公報JP 2003-226506 A

改質器において略７００℃〜８００℃程度の高温下で燃料と蒸気との反応を行わせるために、例えば熱源として燃焼器等を用いることが考えられる。即ち、燃焼器における燃焼により生じた高温の排ガスを改質器に導いて改質器において熱交換を行い、改質器を高温にする。   In order to cause the reaction between fuel and steam at a high temperature of about 700 ° C. to 800 ° C. in the reformer, for example, a combustor or the like may be used as a heat source. That is, high-temperature exhaust gas generated by combustion in the combustor is guided to the reformer, heat is exchanged in the reformer, and the reformer is heated to a high temperature.

しかし、排ガスを用いて熱交換を行う場合には、流通する排ガスの上流側と下流側とでは温度が異なる。このため、流通する排ガスの上流側から下流側へと向かう方向において所定の長さを有する触媒を、均一に加熱することは困難である。   However, when heat exchange is performed using exhaust gas, the temperature differs between the upstream side and the downstream side of the flowing exhaust gas. For this reason, it is difficult to uniformly heat the catalyst having a predetermined length in the direction from the upstream side to the downstream side of the flowing exhaust gas.

本発明は、流通する高温の排ガスを用いて触媒をより均一に加熱することができる重管型の改質器を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a heavy tube type reformer capable of heating a catalyst more uniformly using a flowing high-temperature exhaust gas.

本発明は、筒状の中管と、筒状であり、前記中管の内方に設けられた内側管と、前記内側管の内周面に設けられ、前記内側管の内周面から突出する内側フィンと、前記内側管の内周面により囲まれて形成された内側管内空間と、前記中管の内周面と前記内側管の外周面との間に形成された反応空間と、を備え、前記反応空間には、触媒が配置され、燃料及び蒸気が流通し、前記反応空間内で高温下において燃料と蒸気とが前記触媒上で反応して水素が発生し、前記内側管内空間には、高温のガスが流通する重管型の改質器に関する。   The present invention is a cylindrical middle tube, a cylindrical shape, an inner tube provided inside the middle tube, an inner circumferential surface of the inner tube, and protruding from an inner circumferential surface of the inner tube. An inner fin, an inner tube inner space formed by being surrounded by an inner peripheral surface of the inner tube, and a reaction space formed between an inner peripheral surface of the middle tube and an outer peripheral surface of the inner tube. A catalyst is disposed in the reaction space, fuel and steam circulate, and fuel and steam react on the catalyst at a high temperature in the reaction space to generate hydrogen, and in the inner pipe inner space. Relates to a heavy tube type reformer through which high-temperature gas flows.

また、前記内側フィンは、板状であり、前記内側管の軸方向に所定の間隔で平行に複数枚設けられていることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said inner fin is plate shape and is provided with two or more parallel in the axial direction of the said inner pipe | tube at predetermined intervals.

また、前記内側フィンは、前記内側管の軸方向視で環を二分割した形状を有することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said inner fin has a shape which divided the ring into two by the axial direction view of the said inner side pipe | tube.

また、前記内側管の内周面は、前記内側管内空間に流れる高温のガスの流れの上流側に相当する内側管無フィン部であって前記内側フィンが設けられていない内側管無フィン部と、前記内側管内空間に流れる高温のガスの流れの下流側に相当する内側管有フィン部であって前記内側フィンが設けられている内側管有フィン部と、を有することが好ましい。   The inner peripheral surface of the inner pipe is an inner pipe no-fin part corresponding to the upstream side of the flow of the high-temperature gas flowing in the inner pipe inner space, and the inner pipe no-fin part not provided with the inner fin. It is preferable to have an inner tube-equipped fin portion corresponding to the downstream side of the flow of the high-temperature gas flowing in the inner tube inner space and provided with the inner fin.

また、前記内側管の軸方向における前記内側管の単位長さ当たりの前記内側フィンの数は、前記内側管の部分であって前記内側管内空間に流れる高温のガスの上流側の部分に相当する部分よりも、下流側の部分の方が多いことが好ましい。   Further, the number of the inner fins per unit length of the inner tube in the axial direction of the inner tube corresponds to a portion of the inner tube and an upstream portion of the high-temperature gas flowing in the inner tube inner space. It is preferable that there are more downstream portions than portions.

また、前記中管の外方に配置された外側管と、前記中管の前記外周面と前記外側管の内周面との間に形成され、高温のガスが流通する外側空間と、前記中管の外周面に設けられ、前記中管の外周面から突出する外側フィンと、を備えることが好ましい。   An outer tube disposed outside the middle tube; an outer space formed between the outer peripheral surface of the middle tube and the inner peripheral surface of the outer tube; It is preferable to include an outer fin provided on the outer peripheral surface of the tube and projecting from the outer peripheral surface of the middle tube.

また、前記外側フィンは、板状であり、前記中管の軸方向に所定の間隔で平行に複数枚設けられていることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said outer side fin is plate shape and is provided with two or more parallel in the axial direction of the said middle pipe | tube at predetermined intervals.

また、前記外側フィンは、前記中管の軸方向視で環を二分割した形状を有することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said outside fin has the shape which divided the ring into two by the axial direction view of the said middle pipe | tube.

また、前記中管の外周面は、前記外側空間に流れる高温のガスの流れの上流側に相当する中管無フィン部であって前記外側フィンが設けられていない中管無フィン部と、前記外側空間に流れる高温のガスの流れの下流側に相当する中管有フィン部であって前記外側フィンが設けられている中管有フィン部と、を有することが好ましい。   Further, the outer peripheral surface of the intermediate tube is an intermediate tube non-fin portion corresponding to the upstream side of the flow of high-temperature gas flowing in the outer space, and the intermediate tube non-fin portion where the outer fin is not provided, It is preferable to have an intermediate tube-equipped fin portion corresponding to the downstream side of the flow of the high-temperature gas flowing in the outer space, the intermediate tube-equipped fin portion provided with the outer fin.

また、前記中管の軸方向における前記中管の単位長さ当たりの前記外側フィンの数は、前記中管の部分であって、前記外側空間に流れる高温のガスの上流側の部分よりも、下流側の部分の方が多いことが好ましい。   Further, the number of the outer fins per unit length of the intermediate tube in the axial direction of the intermediate tube is a portion of the intermediate tube, and more than the upstream portion of the high-temperature gas flowing in the outer space, It is preferable that there are more downstream portions.

本発明は、流通する高温の排ガスを用いて触媒をより均一に加熱することができる重管型の改質器を提供することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a heavy tube type reformer that can heat a catalyst more uniformly using circulating high-temperature exhaust gas.

第１実施形態に係る重管型の改質器１を示す断面斜視図である。1 is a cross-sectional perspective view showing a heavy tube type reformer 1 according to a first embodiment. 第１実施形態に係る重管型の改質器１の内側フィン１１を示す平面図である。It is a top view which shows the inner side fin 11 of the heavy pipe | tube type reformer 1 which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態に係る重管型の改質器１Ａを示す断面斜視図である。It is a section perspective view showing heavy tube type reformer 1A concerning a 2nd embodiment. 第１実施形態に係る重管型の改質器１の変形例を示す断面斜視図である。It is a section perspective view showing the modification of heavy tube type reformer 1 concerning a 1st embodiment. 第２実施形態に係る重管型の改質器１Ａの変形例を示す断面斜視図である。It is a cross-sectional perspective view which shows the modification of the heavy pipe | tube type reformer 1A which concerns on 2nd Embodiment.

以下、本発明の第１実施形態に係る重管型の改質器について図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る重管型の改質器１を示す断面斜視図である。図２は、第１実施形態に係る重管型の改質器１の内側フィン１１を示す平面図である。   Hereinafter, a heavy tube type reformer according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a cross-sectional perspective view showing a heavy tube type reformer 1 according to the first embodiment. FIG. 2 is a plan view showing the inner fins 11 of the heavy tube type reformer 1 according to the first embodiment.

図１に示すように、第１実施形態に係る重管型の改質器１は、内側管１０と中管２０と外側管３０と内側フィン１１と外側フィン２３とを有している。説明の便宜上、内側管１０の軸方向において、内側管１０の端部側であって、後述のように流通する排ガスＧ１の流入口側の端部側を上側と定義し、その反対側の端部側である図１の内側管１０の下端部側を下側と定義する。   As shown in FIG. 1, the heavy tube type reformer 1 according to the first embodiment includes an inner tube 10, an intermediate tube 20, an outer tube 30, an inner fin 11, and an outer fin 23. For convenience of explanation, in the axial direction of the inner pipe 10, the end side of the inner pipe 10, which is the end side on the inlet side of the exhaust gas G <b> 1 that circulates as described later, is defined as the upper side, and the opposite end The lower end side of the inner pipe 10 in FIG.

内側管１０は、ステンレス鋼からなる円筒状であり、その内周面１０１によって内側管内空間１２１が形成されている。内側管内空間１２１には、燃焼器（図示せず）において燃料が燃焼されて生成された、略７００℃〜８００℃程度の高温の排ガスＧ１が流通可能である。排ガスＧ１は、図１に示す内側管内空間１２１の上端から流入し、下端から内側管内空間１２１の外方へ排出される。   The inner tube 10 has a cylindrical shape made of stainless steel, and an inner tube inner space 121 is formed by the inner peripheral surface 101 thereof. A high-temperature exhaust gas G1 of about 700 ° C. to 800 ° C., which is generated by burning fuel in a combustor (not shown), can flow through the inner pipe inner space 121. The exhaust gas G1 flows in from the upper end of the inner pipe inner space 121 shown in FIG. 1 and is discharged from the lower end to the outside of the inner pipe inner space 121.

内側フィン１１は、内側管１０の内周面１０１に設けられている。内側フィン１１は、内側管１０の内周面１０１から、内側管１０の径方向内方へ向かって突出している。
内側フィン１１は、側方視で平板状である。内側フィン１１は、平面視で、同一形状の中心角１２０°〜１８０°を有する略扇形の環の一部が線対称形状の位置関係で対をなして配置されたような形状を有している。本実施形態では、内側フィン１１は、あたかも環がその直径位置（中心角１８０°の位置）において二分割されたような形状を有して対をなしており、環の直径位置にある二分割線１１１、１１１同士が、１０ｍｍの間隔で離間して配置された位置関係を有する。 The inner fin 11 is provided on the inner peripheral surface 101 of the inner tube 10. The inner fin 11 protrudes from the inner peripheral surface 101 of the inner tube 10 inward in the radial direction of the inner tube 10.
The inner fin 11 has a flat plate shape when viewed from the side. The inner fin 11 has a shape in which a part of a substantially fan-shaped ring having a central angle of 120 ° to 180 ° of the same shape is arranged in pairs in a line-symmetrical positional relationship in plan view. Yes. In the present embodiment, the inner fin 11 has a shape in which the ring is divided into two at its diameter position (a center angle of 180 °) and forms a pair, and is divided into two at the diameter position of the ring. The lines 111 and 111 have a positional relationship in which the lines 111 and 111 are spaced apart at an interval of 10 mm.

内側フィン１１は、図１に示すように、平行な位置関係を有する平坦な上面１１２と平坦な下面１１３とを有しており、上面１１２及び下面１１３は、それぞれ、内側管１０の径方向に平行な面、即ち、水平面に対して１０°の角度をなして交差する位置関係を有して傾斜している。また、各内側フィン１１同士においても、その上面１１２と上面１１２とは互いに平行な位置関係を有しており、下面１１３と下面１１３とは、互いに平行な位置関係を有している。
上述のように傾斜している内側フィン１１、１１の部分であって、二分割線１１１（１１１Ａ）、１１１（１１１Ａ）、１１１（１１１Ｂ）、１１１（１１１Ｂ）のうちの一方の対をなす二分割線１１１Ａ、１１１Ａを有する部分は、内側フィン１１、１１においては、上下方向において最も上に位置する部分であり、二分割線１１１Ｂ、１１１Ｂを有する部分は、内側フィン１１、１１においては、上下方向において最も下に位置する部分である。内側フィン１１は、内側管１０の上端部近傍から、後述する触媒２０２の下端に対向する位置に至るまで、内側管１０の軸方向に１０ｍｍ間隔で２３対設けられている。 As shown in FIG. 1, the inner fin 11 has a flat upper surface 112 and a flat lower surface 113 having a parallel positional relationship, and the upper surface 112 and the lower surface 113 are respectively in the radial direction of the inner tube 10. They are inclined with a parallel relationship, that is, with a positional relationship that intersects the horizontal plane at an angle of 10 °. Also, in each inner fin 11, the upper surface 112 and the upper surface 112 have a parallel positional relationship with each other, and the lower surface 113 and the lower surface 113 have a parallel positional relationship with each other.
The inner fins 11 and 11 are inclined as described above, and form two pairs of the two dividing lines 111 (111A), 111 (111A), 111 (111B), and 111 (111B). The part having the dividing lines 111A and 111A is the part located at the top in the vertical direction in the inner fins 11 and 11, and the part having the two dividing lines 111B and 111B is the upper and lower parts in the inner fins 11 and 11. It is the part located at the bottom in the direction. The inner fins 11 are provided in 23 pairs at intervals of 10 mm in the axial direction of the inner tube 10 from the vicinity of the upper end portion of the inner tube 10 to a position facing the lower end of the catalyst 202 described later.

中管２０は、内側中管２１と外側中管２２とを有する。内側中管２１は、円筒状であり、内側管１０の外方において内側管１０と同芯状に配置されている。従って、内側管１０は、内側中管２１の内方に中管２０と同芯状に配置されている。内側管１０の軸方向において、内側中管２１の下端は、内側管１０の下端よりも上方に位置している。内側管１０の軸方向において、内側中管２１の上端は、内側管１０の上端よりも下方に位置している。   The middle tube 20 has an inner middle tube 21 and an outer middle tube 22. The inner inner tube 21 has a cylindrical shape and is arranged concentrically with the inner tube 10 outside the inner tube 10. Accordingly, the inner tube 10 is disposed concentrically with the middle tube 20 inside the inner middle tube 21. In the axial direction of the inner tube 10, the lower end of the inner middle tube 21 is located above the lower end of the inner tube 10. In the axial direction of the inner tube 10, the upper end of the inner middle tube 21 is positioned below the upper end of the inner tube 10.

内側中管２１の内周面２１１及び内側管１０の外周面１０２は、反応空間２０１の一部を形成している。反応空間２０１は、後述する都市ガスと蒸気との混合ガスＧ２が反応空間２０１に配置された後述の触媒２０２中を通過することにより、燃料である都市ガスの水蒸気改質反応（発熱反応）及び一酸化炭素（ＣＯ）シフト反応（吸熱反応）の平衡反応が行われ、水素ガスＧ２が生成される空間である。反応空間２０１の下半分には、触媒２０２が設けられている。触媒２０２は、反応空間２０１内において、内側中管２１の内周面２１１と内側管１０の外周面１０２との間に充填されるように配置されている。   The inner peripheral surface 211 of the inner inner tube 21 and the outer peripheral surface 102 of the inner tube 10 form a part of the reaction space 201. The reaction space 201 passes through a later-described catalyst 202 disposed in the reaction space 201 through a later-described mixed gas G2 of city gas and steam, thereby causing a steam reforming reaction (exothermic reaction) of the city gas as fuel and This is a space where hydrogen gas G2 is generated by performing an equilibrium reaction of carbon monoxide (CO) shift reaction (endothermic reaction). A catalyst 202 is provided in the lower half of the reaction space 201. The catalyst 202 is disposed in the reaction space 201 so as to be filled between the inner peripheral surface 211 of the inner inner tube 21 and the outer peripheral surface 102 of the inner tube 10.

外側中管２２は、円筒状であり、内側中管２１の外方において内側中管２１と同芯状に配置されている。内側管１０の軸方向において、外側中管２２の下端は、内側中管２１の下端よりも下方に位置し、且つ、内側管１０の下端と一致した位置関係を有している。外側中管２２の下端と内側管１０の下端とは、中管下壁２４によって接続されている。内側中管２１の外周面２１２及び外側中管２２の内周面２２１は、反応空間２０１の一部を形成している。反応空間２０１は、中管下壁２４によって、内側管１０の軸方向における下端において閉塞されている。また、内側中管２１の下端において、反応空間２０１の部分であって、内側中管２１の外周面２１２及び外側中管２２の内周面２２１により形成されている部分と、内側中管２１の内周面２１１及び内側管１０の外周面１０２により形成されている部分とは、互いに連通している。   The outer middle tube 22 has a cylindrical shape, and is arranged concentrically with the inner middle tube 21 outside the inner middle tube 21. In the axial direction of the inner tube 10, the lower end of the outer intermediate tube 22 is positioned below the lower end of the inner intermediate tube 21 and has a positional relationship that coincides with the lower end of the inner tube 10. The lower end of the outer middle tube 22 and the lower end of the inner tube 10 are connected by a middle tube lower wall 24. The outer peripheral surface 212 of the inner inner tube 21 and the inner peripheral surface 221 of the outer intermediate tube 22 form part of the reaction space 201. The reaction space 201 is closed at the lower end in the axial direction of the inner tube 10 by the middle tube lower wall 24. Further, at the lower end of the inner intermediate tube 21, a portion of the reaction space 201, which is formed by the outer peripheral surface 212 of the inner intermediate tube 21 and the inner peripheral surface 221 of the outer intermediate tube 22, and the inner intermediate tube 21. A portion formed by the inner peripheral surface 211 and the outer peripheral surface 102 of the inner tube 10 communicates with each other.

また、内側管１０の軸方向において、外側中管２２の上端は、内側中管２１の上端と一致している。外側中管２２の上端と内側管１０の外周面１０２とは、中管上壁２５によって接続されている。中管上壁２５によって、内側管１０の軸方向における上端において、反応空間２０１は閉塞されている。また、内側中管２１の上端において、反応空間２０１の部分であって、内側中管２１の外周面２１２及び外側中管２２の内周面２２１により形成されている部分と、内側中管２１の内周面２１１及び内側管１０の外周面１０２により形成されている部分とは、連通しておらず遮断されている。   Further, the upper end of the outer middle tube 22 coincides with the upper end of the inner middle tube 21 in the axial direction of the inner tube 10. The upper end of the outer middle tube 22 and the outer peripheral surface 102 of the inner tube 10 are connected by the middle tube upper wall 25. The reaction space 201 is closed by the middle tube upper wall 25 at the upper end in the axial direction of the inner tube 10. Further, at the upper end of the inner middle tube 21, a portion of the reaction space 201, which is formed by the outer circumferential surface 212 of the inner middle tube 21 and the inner circumferential surface 221 of the outer middle tube 22, and the inner middle tube 21. A portion formed by the inner peripheral surface 211 and the outer peripheral surface 102 of the inner tube 10 is not communicated and is blocked.

中管上壁２５には、貫通孔２５１が形成されている。貫通孔２５１の開口部には、当該開口部を取り囲み、中管上壁２５から内側管１０の軸方向且つ上方へ延びる燃料蒸気流入管部２５２が設けられている。また、外側中管２２の側面の上端部には、貫通孔２５３が形成されており、貫通孔２５３の開口部には、当該開口部を取り囲み、当該外側中管２２の側面の上端部から外側中管２２の径方向外方へ延びる燃料蒸気排出管部２５４が設けられている。   A through hole 251 is formed in the middle tube upper wall 25. A fuel vapor inflow pipe 252 that surrounds the opening and extends from the middle pipe upper wall 25 in the axial direction and upward of the inner pipe 10 is provided in the opening of the through hole 251. Further, a through hole 253 is formed at the upper end portion of the side surface of the outer intermediate tube 22, and the opening portion of the through hole 253 surrounds the opening portion, and the outer end portion extends from the upper end portion of the side surface of the outer intermediate tube 22. A fuel vapor discharge pipe portion 254 extending outward in the radial direction of the middle pipe 22 is provided.

外側管３０は、円筒状であり、外側中管２２の外方において外側中管２２と同芯状に配置されている。内側管１０の軸方向において、外側管３０の下端は、内側管１０の下端よりも下方に位置している。
外側管３０の下端は、外側管下壁３１によって閉塞されている。外側管３０の内周面３０１及び外側中管２２の外周面２２２は、外側空間３０３を形成している。内側管内空間１２１は、外側管下壁３１の上面と、中管下壁２４の下面との間の空間を介して、外側空間３０３に連通している。 The outer tube 30 has a cylindrical shape, and is disposed concentrically with the outer middle tube 22 outside the outer middle tube 22. In the axial direction of the inner tube 10, the lower end of the outer tube 30 is located below the lower end of the inner tube 10.
The lower end of the outer tube 30 is closed by the outer tube lower wall 31. An inner peripheral surface 301 of the outer tube 30 and an outer peripheral surface 222 of the outer intermediate tube 22 form an outer space 303. The inner tube inner space 121 communicates with the outer space 303 through a space between the upper surface of the outer tube lower wall 31 and the lower surface of the middle tube lower wall 24.

また、内側管１０の軸方向において、外側管３０の上端は、外側中管２２の燃料蒸気排出管部２５４よりも下方に位置している。外側管３０の上端と外側中管２２の外周面２２２とは、外側管上壁３２によって接続されている。外側管上壁３２によって外側空間３０３は、内側管１０の軸方向上端において閉塞されている。
外側管３０の外周面３０２の上端部には、貫通孔３０４が形成されており、貫通孔３０４の開口部には、当該開口部を取り囲み、当該外側管３０の外周面３０２の上端部から外側管３０の径方向外方へ延びる排ガス排出管部３０５が設けられている。 Further, in the axial direction of the inner pipe 10, the upper end of the outer pipe 30 is positioned below the fuel vapor discharge pipe portion 254 of the outer middle pipe 22. The upper end of the outer tube 30 and the outer peripheral surface 222 of the outer intermediate tube 22 are connected by an outer tube upper wall 32. The outer space 303 is closed at the upper end in the axial direction of the inner tube 10 by the outer tube upper wall 32.
A through hole 304 is formed at the upper end portion of the outer peripheral surface 302 of the outer tube 30, and the opening portion of the through hole 304 surrounds the opening portion, and is outside from the upper end portion of the outer peripheral surface 302 of the outer tube 30. An exhaust gas discharge pipe portion 305 extending outward in the radial direction of the pipe 30 is provided.

外側フィン２３は、外側中管２２の外周面２２２に設けられている。外側フィン２３は、外側中管２２の外周面２２２から、内側管１０の径方向外方へ向かって突出している。
内側フィン１１と同様に、外側フィン２３は、側方視で平板状である。外側フィン２３は、平面視で、同一形状の中心角１２０°〜１８０°を有する略扇形の環の一部が線対称形状の位置関係で対をなして配置されたような形状を有している。本実施形態では、外側フィン２３は、あたかも環がその直径位置（中心角１８０°の位置）において二分割されたような形状を有して対をなしており、環の直径位置にある二分割線２３１、２３１同士が、１５ｍｍの間隔で離間して配置された位置関係を有する。なお、図１においては、対をなす外側フィン２３のうちの一方のみが現れている。 The outer fins 23 are provided on the outer peripheral surface 222 of the outer middle tube 22. The outer fins 23 protrude from the outer peripheral surface 222 of the outer intermediate tube 22 outward in the radial direction of the inner tube 10.
Similar to the inner fin 11, the outer fin 23 has a flat plate shape when viewed from the side. The outer fins 23 have a shape in which a part of a substantially fan-shaped ring having a central angle of 120 ° to 180 ° of the same shape is arranged in pairs in a line-symmetrical positional relationship in plan view. Yes. In the present embodiment, the outer fins 23 have a shape in which the ring is divided into two at its diameter position (center angle 180 ° position) and form a pair, and the two are located at the diameter position of the ring. The lines 231 and 231 have a positional relationship in which the lines 231 and 231 are spaced apart at an interval of 15 mm. In FIG. 1, only one of the paired outer fins 23 appears.

外側フィン２３は、図１に示すように、平行な位置関係を有する平坦な上面２３２と平坦な下面２３３とを有しており、上面２３２及び下面２３３は、それぞれ、外側管３０の径方向に平行な面、即ち、水平面に対して１２°の角度をなして交差する位置関係を有して傾斜している。また、各外側フィン２３同士においても、その上面２３２と上面２３２とは互いに平行な位置関係を有しており、下面２３３と下面２３３とは、互いに平行な位置関係を有している。
上述のように傾斜している外側フィン２３、２３の部分であって、二分割線２３１（２３１Ａ）、２３１（２３１Ａ）、２３１（２３１Ｂ）、２３１（２３１Ｂ）のうちの一方の対をなす二分割線２３１Ａ、２３１Ａを有する部分は、外側フィン２３、２３においては、上下方向において最も上に位置する部分であり、二分割線２３１Ｂ、２３１Ｂを有する部分は、外側フィン２３、２３においては、上下方向において最も下に位置する部分である。外側フィン２３は、外側中管２２の下端部近傍から、外側管３０の上端部近傍であって外側管３０の排ガス排出管部３０５よりも下の部分に相当する部分に至るまで、内側管１０の軸方向に２０ｍｍ間隔で１４対設けられている。 As shown in FIG. 1, the outer fin 23 has a flat upper surface 232 and a flat lower surface 233 having a parallel positional relationship, and the upper surface 232 and the lower surface 233 are respectively in the radial direction of the outer tube 30. They are inclined with a parallel relationship, that is, with a positional relationship that intersects the horizontal plane at an angle of 12 °. Also, in each of the outer fins 23, the upper surface 232 and the upper surface 232 have a mutually parallel positional relationship, and the lower surface 233 and the lower surface 233 have a mutually parallel positional relationship.
The outer fins 23 and 23 are inclined as described above, and form two pairs of the two dividing lines 231 (231A), 231 (231A), 231 (231B), and 231 (231B). The part having the dividing lines 231A and 231A is the uppermost part of the outer fins 23 and 23, and the part having the dividing lines 231B and 231B is the upper and lower parts of the outer fins 23 and 23. It is the part located at the bottom in the direction. The outer fin 23 extends from the vicinity of the lower end portion of the outer intermediate tube 22 to the portion near the upper end portion of the outer tube 30 and corresponding to the portion below the exhaust gas discharge pipe portion 305 of the outer tube 30. 14 pairs are provided at intervals of 20 mm in the axial direction.

次に、重管型の改質器１の動作について説明する。図１に示すように、重管型の改質器１の内側管内空間１２１には、燃焼器（図示せず）における燃焼により生成された高温の排ガスＧ１が供給される。また、重管型の改質器１の反応空間２０１には、都市ガスのガス栓から供給された都市ガスと、濾過膜モジュール（図示せず）の濾過膜（例えば、逆浸透膜、ナノ濾過膜）によりろ過された水が加熱されて得られた蒸気との混合ガスＧ２が供給される。   Next, the operation of the heavy tube type reformer 1 will be described. As shown in FIG. 1, high-temperature exhaust gas G <b> 1 generated by combustion in a combustor (not shown) is supplied to the inner pipe inner space 121 of the heavy pipe type reformer 1. Further, in the reaction space 201 of the heavy tube type reformer 1, city gas supplied from a city gas gas stopper and a filtration membrane (not shown) of a filtration membrane module (not shown) (for example, reverse osmosis membrane, nanofiltration) A mixed gas G2 with steam obtained by heating the water filtered by the membrane) is supplied.

排ガスＧ１は、内側管内空間１２１を上側から下側へと流れる。このとき、排ガスＧ１の一部は、内側フィン１１に衝突し、内側フィン１１に熱を十分に伝達する。内側フィン１１に伝達された熱は、内側管１０を通して反応空間２０１内の触媒２０２や混合ガスＧ２へ伝達される。内側管内空間１２１の下端に至った排ガスＧ１は、外側管下壁３１の上面と中管下壁２４の下面との間の空間を通って、外側空間３０３の下端から外側空間３０３内に流入する。そして、外側空間３０３内を下側から上側へと流れる。このとき、排ガスＧ１の一部は、外側フィン２３に衝突し、外側フィン２３に熱を十分に伝達する。外側フィン２３に伝達された熱は、外側中管２２を通して、後述の反応空間２０１内を流れる水素ガスＧ２であって、混合ガスＧ２から生成された水素ガスＧ２へ伝達される。   The exhaust gas G1 flows through the inner pipe inner space 121 from the upper side to the lower side. At this time, a part of the exhaust gas G <b> 1 collides with the inner fin 11 and sufficiently transfers heat to the inner fin 11. The heat transferred to the inner fin 11 is transferred to the catalyst 202 and the mixed gas G2 in the reaction space 201 through the inner tube 10. The exhaust gas G1 reaching the lower end of the inner pipe inner space 121 flows into the outer space 303 from the lower end of the outer space 303 through the space between the upper surface of the outer pipe lower wall 31 and the lower surface of the middle pipe lower wall 24. . Then, it flows in the outer space 303 from the lower side to the upper side. At this time, part of the exhaust gas G <b> 1 collides with the outer fins 23 and sufficiently transfers heat to the outer fins 23. The heat transferred to the outer fins 23 is transferred to the hydrogen gas G2 generated from the mixed gas G2 through the outer middle tube 22 and flowing in the reaction space 201 described later.

混合ガスＧ２は、燃料蒸気流入管部２５２から反応空間２０１内に流入し、反応空間２０１を上側から下側へと流れる。そして、均一に加熱された触媒２０２の中を通過することにより、燃料である都市ガスの水蒸気改質反応（発熱反応）及び一酸化炭素（ＣＯ）シフト反応（吸熱反応）の平衡反応が、略７００℃〜８００℃程度の高温下において行われ、水素ガスＧ２が生成される。水素ガスＧ２は、反応空間２０１の部分であって、内側中管２１の外周面２１２及び外側中管２２の内周面２２１により形成されている部分を、下側から上側へと流れ、外側フィン２３によって加熱され、燃料蒸気排出管部２５４から排出される。   The mixed gas G2 flows into the reaction space 201 from the fuel vapor inflow pipe portion 252 and flows through the reaction space 201 from the upper side to the lower side. Then, by passing through the uniformly heated catalyst 202, the equilibrium reaction of the steam reforming reaction (exothermic reaction) and the carbon monoxide (CO) shift reaction (endothermic reaction) of the city gas as the fuel is substantially reduced. The hydrogen gas G2 is generated at a high temperature of about 700 ° C. to 800 ° C. The hydrogen gas G2 flows from the lower side to the upper side in the part of the reaction space 201, which is formed by the outer peripheral surface 212 of the inner inner tube 21 and the inner peripheral surface 221 of the outer intermediate tube 22, and the outer fin. 23 is heated and discharged from the fuel vapor discharge pipe portion 254.

次に、本発明の第２実施形態に係る重管型の改質器１Ａについて図３を参照しながら説明する。第２実施形態に係る重管型の改質器１Ａにおいては、中管２０Ａ等の構成が異なることにより、反応空間２０１Ａの構成や排ガスＧ１や混合ガスＧ２の流れる方向が、第１実施形態に係る重管型の改質器１とは異なる。   Next, a heavy tube type reformer 1A according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the heavy tube type reformer 1A according to the second embodiment, the configuration of the reaction tube 201A and the flow direction of the exhaust gas G1 and the mixed gas G2 are different from those of the first embodiment because the configuration of the middle tube 20A and the like are different. This is different from the heavy pipe type reformer 1.

図３に示すように、第２実施形態に係る重管型の改質器１Ａは、内側管１０Ａと中管２０Ａと外側管３０Ａと内側フィン１１と外側フィン２３とを有している。内側管１０Ａ、中管２０Ａ、外側管３０Ａ、内側フィン１１、及び外側フィン２３は、第１実施形態のものと同一の材料により構成されている。説明の便宜上、内側管１０Ａの軸方向において後述のように流通する排ガスＧ１の上流側を上側と定義し、下流側を下側と定義する。   As shown in FIG. 3, the heavy tube type reformer 1 </ b> A according to the second embodiment includes an inner tube 10 </ b> A, an intermediate tube 20 </ b> A, an outer tube 30 </ b> A, an inner fin 11, and an outer fin 23. The inner tube 10A, the middle tube 20A, the outer tube 30A, the inner fin 11 and the outer fin 23 are made of the same material as that of the first embodiment. For convenience of explanation, the upstream side of the exhaust gas G1 flowing in the axial direction of the inner pipe 10A as described later is defined as the upper side, and the downstream side is defined as the lower side.

内側管１０Ａは、円筒状であり、その内周面１０１Ａによって内側管内空間１２１Ａが形成されている。内側管内空間１２１Ａには、燃焼器（図示せず）において燃料が燃焼されて生成された、略７００℃〜８００℃程度の高温の排ガスＧ１が流通可能である。排ガスＧ１は、後述する排ガス流入管部１５を通して内側管内空間１２１Ａの上方から流通してきて、内側管内空間１２１Ａの上端から流入し、内側管１０Ａの下端から内側管１０Ａ外へ排出される。   The inner tube 10A has a cylindrical shape, and an inner tube inner space 121A is formed by the inner peripheral surface 101A thereof. High-temperature exhaust gas G1 of about 700 ° C. to 800 ° C. generated by burning fuel in a combustor (not shown) can flow through the inner pipe inner space 121A. The exhaust gas G1 flows from above the inner pipe inner space 121A through the exhaust gas inflow pipe portion 15 described later, flows in from the upper end of the inner pipe inner space 121A, and is discharged out of the inner pipe 10A from the lower end of the inner pipe 10A.

内側管１０Ａの内周面１０１Ａには、内側フィン１１が設けられている。内側フィン１１は、内側管１０Ａの内周面１０１Ａから、内側管１０Ａの径方向内方へ向かって突出している。各内側フィン１１の構成については、第１実施形態の内側フィン１１と同一であるため説明を省略する。
内側フィン１１は、内側管１０Ａの上端部近傍から、後述する触媒２０２Ａの下端に対向する位置に至るまで、内側管１０Ａの軸方向に１５ｍｍ間隔で１６対設けられている。 Inner fins 11 are provided on the inner peripheral surface 101A of the inner tube 10A. The inner fin 11 protrudes from the inner peripheral surface 101A of the inner tube 10A toward the radially inner side of the inner tube 10A. About the structure of each inner fin 11, since it is the same as the inner fin 11 of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.
Sixteen pairs of inner fins 11 are provided at intervals of 15 mm in the axial direction of the inner tube 10A from the vicinity of the upper end portion of the inner tube 10A to a position facing the lower end of the catalyst 202A described later.

中管２０Ａは、内側中管２１Ａと外側中管２２Ａとを有する。内側中管２１Ａは、円筒状であり、内側管１０Ａの外方において内側管１０Ａと同芯状に配置されている。従って、内側中管２１Ａの内方には、内側管１０Ａが中管２０Ａと同芯状に配置されている。内側管１０Ａの軸方向において、内側中管２１Ａの下端は、内側管１０Ａの下端よりも上方に位置している。内側管１０Ａの軸方向において、内側中管２１Ａの上端は、内側管１０Ａの上端よりも下方に位置している。   The middle tube 20A has an inner middle tube 21A and an outer middle tube 22A. The inner inner tube 21A has a cylindrical shape and is arranged concentrically with the inner tube 10A outside the inner tube 10A. Therefore, the inner tube 10A is disposed concentrically with the middle tube 20A inside the inner middle tube 21A. In the axial direction of the inner tube 10A, the lower end of the inner middle tube 21A is located above the lower end of the inner tube 10A. In the axial direction of the inner tube 10A, the upper end of the inner middle tube 21A is positioned below the upper end of the inner tube 10A.

外側中管２２Ａは、円筒状であり、内側中管２１Ａの外方において内側中管２１Ａと同芯状に配置されている。内側管１０Ａの軸方向において、外側中管２２Ａの下端は、内側中管２１Ａの下端と一致した位置関係を有している。外側中管２２Ａの下端と内側中管２１Ａの下端と内側管１０Ａの外周面１０２Ａとは、中管下壁２４Ａによって接続されている。   The outer intermediate tube 22A has a cylindrical shape, and is arranged concentrically with the inner intermediate tube 21A outside the inner intermediate tube 21A. In the axial direction of the inner tube 10A, the lower end of the outer intermediate tube 22A has a positional relationship that coincides with the lower end of the inner intermediate tube 21A. The lower end of the outer intermediate tube 22A, the lower end of the inner intermediate tube 21A, and the outer peripheral surface 102A of the inner tube 10A are connected by an intermediate tube lower wall 24A.

反応空間２０１Ａは、内側中管２１Ａの外周面２１２Ａと外側中管２２Ａの内周面２２１Ａとで形成される空間と、内側中管２１Ａの内周面２１１Ａと内側管１０Ａの外周面１０２Ａとで形成される空間とにより構成されている。反応空間２０１Ａは、中管下壁２４Ａによって、内側管１０Ａの軸方向下端において閉塞されている。また、反応空間２０１Ａの部分であって、内側中管２１Ａの外周面２１２Ａと外側中管２２Ａの内周面２２１Ａとで形成される部分は、反応空間２０１Ａの部分であって、内側中管２１Ａの内周面２１１Ａと内側管１０Ａの外周面１０２Ａとで形成される部分に、内側中管２１Ａの上端において連通している。   The reaction space 201A includes a space formed by the outer peripheral surface 212A of the inner inner tube 21A and the inner peripheral surface 221A of the outer intermediate tube 22A, and the inner peripheral surface 211A of the inner intermediate tube 21A and the outer peripheral surface 102A of the inner tube 10A. And a space to be formed. The reaction space 201A is closed at the lower end in the axial direction of the inner tube 10A by the middle tube lower wall 24A. Further, a portion of the reaction space 201A, which is formed by the outer peripheral surface 212A of the inner inner tube 21A and the inner peripheral surface 221A of the outer intermediate tube 22A, is a portion of the reaction space 201A, and the inner intermediate tube 21A. The inner circumferential surface 211A communicates with the outer circumferential surface 102A of the inner tube 10A at the upper end of the inner inner tube 21A.

反応空間２０１Ａの上半分には、触媒２０２Ａが設けられている。触媒２０２Ａは、内側中管２１Ａの外周面２１２Ａと外側中管２２Ａの内周面２２１Ａとの間に充填されるように配置されている。
また、内側管１０Ａの軸方向において、外側中管２２Ａの上端は、内側中管２１Ａの上端よりも上方に位置している。内側管１０Ａの軸方向において、外側中管２２Ａの上端と内側管１０Ａの上端とは、一致した位置関係を有している。外側中管２２Ａの上端と内側管１０Ａの上端とは、中管上壁２５Ａによって接続されている。反応空間２０１Ａは、中管下壁２４Ａによって、内側管１０Ａの軸方向下端において閉塞されている。 A catalyst 202A is provided in the upper half of the reaction space 201A. The catalyst 202A is disposed so as to be filled between the outer peripheral surface 212A of the inner inner tube 21A and the inner peripheral surface 221A of the outer intermediate tube 22A.
Further, in the axial direction of the inner tube 10A, the upper end of the outer intermediate tube 22A is located above the upper end of the inner intermediate tube 21A. In the axial direction of the inner tube 10A, the upper end of the outer middle tube 22A and the upper end of the inner tube 10A have a coincident positional relationship. The upper end of the outer intermediate tube 22A and the upper end of the inner tube 10A are connected by an intermediate tube upper wall 25A. The reaction space 201A is closed at the lower end in the axial direction of the inner tube 10A by the middle tube lower wall 24A.

外側中管２２Ａの外周面２２２Ａには、外側フィン２３が設けられている。外側フィン２３は、外側中管２２Ａの外周面２２２Ａから、内側管１０Ａの径方向外方へ向かって突出している。各外側フィン２３の構成については、第１実施形態の外側フィン２３と同一であるため説明を省略する。外側フィン２３は、触媒２０２Ａの上端に相当する部分から、外側中管２２Ａの下端部近傍であって後述の外側管３０Ａの排ガス排出管部３０５Ａよりも上の部分に相当する部分に至るまで、内側管１０Ａの軸方向に１７ｍｍ間隔で１６対設けられている。   Outer fins 23 are provided on the outer peripheral surface 222A of the outer intermediate tube 22A. The outer fins 23 protrude from the outer peripheral surface 222A of the outer middle tube 22A outward in the radial direction of the inner tube 10A. About the structure of each outer fin 23, since it is the same as the outer fin 23 of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted. The outer fin 23 extends from the portion corresponding to the upper end of the catalyst 202A to the portion corresponding to the portion near the lower end portion of the outer intermediate tube 22A and above the exhaust gas discharge pipe portion 305A of the outer tube 30A described later. Sixteen pairs are provided at an interval of 17 mm in the axial direction of the inner tube 10A.

外側管３０Ａは、円筒状であり、外側中管２２Ａの外方において外側中管２２Ａと同芯状に配置されている。内側管１０Ａの軸方向において、外側管３０Ａの下端は、内側中管２１Ａの下端及び外側中管２２Ａの下端と一致する位置関係を有している。外側管３０Ａの下端は、中管下壁２４Ａによって内側中管２１Ａの下端及び外側中管２２Ａの下端と接続されている。外側管３０Ａの下端は、中管下壁２４Ａによって閉塞されている。外側管３０Ａの内周面３０１Ａ及び外側中管２２Ａの外周面２２２Ａは、外側空間３０３Ａを形成している。   The outer tube 30A has a cylindrical shape, and is arranged concentrically with the outer middle tube 22A outside the outer middle tube 22A. In the axial direction of the inner tube 10A, the lower end of the outer tube 30A has a positional relationship that coincides with the lower end of the inner inner tube 21A and the lower end of the outer intermediate tube 22A. The lower end of the outer tube 30A is connected to the lower end of the inner intermediate tube 21A and the lower end of the outer intermediate tube 22A by the intermediate tube lower wall 24A. The lower end of the outer tube 30A is closed by the middle tube lower wall 24A. An inner peripheral surface 301A of the outer tube 30A and an outer peripheral surface 222A of the outer middle tube 22A form an outer space 303A.

また、内側管１０Ａの軸方向において、外側管３０Ａの上端は、中管上壁２５Ａよりも上方に位置しており、上壁（図示せず）によって閉塞されている。上壁の中央には、貫通孔（図示せず）が形成されており、貫通孔の開口部には、当該開口部を取り囲み、上方へ延びる排ガス流入管部１５が設けられている。排ガス流入管部１５の下端と内側管１０Ａの上端とは、所定の距離で離間しており、内側管内空間１２１Ａと外側空間３０３Ａとは、中管上壁２５Ａ上で連通している。   Further, in the axial direction of the inner tube 10A, the upper end of the outer tube 30A is located above the middle tube upper wall 25A and is closed by an upper wall (not shown). A through-hole (not shown) is formed in the center of the upper wall, and an exhaust gas inflow pipe portion 15 that surrounds the opening and extends upward is provided at the opening of the through-hole. The lower end of the exhaust gas inflow pipe portion 15 and the upper end of the inner pipe 10A are separated by a predetermined distance, and the inner pipe inner space 121A and the outer space 303A communicate with each other on the middle pipe upper wall 25A.

外側管３０Ａの側面の下端部には、貫通孔３０４Ａが形成されており、貫通孔３０４Ａの開口部には、当該開口部を取り囲み、当該外側管３０Ａの外周面３０２Ａの下端部から内側管１０Ａの径方向且つ外側管３０Ａの外方へ延びる排ガス排出管部３０５Ａが設けられている。
中管下壁２４Ａには、貫通孔２５１Ａが形成されている。貫通孔２５１Ａは、中管下壁２４Ａの部分であって、反応空間２０１Ａを構成している空間、即ち、内側中管２１Ａの外周面２１２Ａ及び外側中管２２Ａの内周面２２１Ａにより形成されている空間に対向する部分に形成されている。貫通孔２５１Ａの開口部には、当該開口部を取り囲み、中管下壁２４Ａから内側管１０Ａの軸方向且つ下方へ延びる燃料蒸気流入管部２５２Ａが設けられている。
また、中管下壁２４Ａには、貫通孔２５３Ａが形成されている。貫通孔２５３Ａは、中管下壁２４Ａの部分であって、反応空間２０１Ａを構成している空間、即ち、内側中管２１Ａの内周面２１１Ａ及び内側管１０Ａの外周面１０２Ａにより形成されている空間に対向する部分に形成されている。貫通孔２５３Ａの開口部には、当該開口部を取り囲み、中管下壁２４Ａから内側管１０Ａの軸方向且つ下方へ延びる燃料蒸気排出管部２５４Ａが設けられている。 A through hole 304A is formed at the lower end of the side surface of the outer tube 30A. The opening of the through hole 304A surrounds the opening, and the inner tube 10A extends from the lower end of the outer peripheral surface 302A of the outer tube 30A. An exhaust gas exhaust pipe portion 305A extending in the radial direction and outward of the outer pipe 30A is provided.
A through hole 251A is formed in the middle tube lower wall 24A. The through-hole 251A is a part of the middle tube lower wall 24A, and is formed by a space constituting the reaction space 201A, that is, the outer circumferential surface 212A of the inner middle tube 21A and the inner circumferential surface 221A of the outer middle tube 22A. It is formed in a part facing the existing space. A fuel vapor inflow pipe portion 252A is provided in the opening portion of the through-hole 251A, and surrounds the opening portion and extends in the axial direction and downward from the inner tube lower wall 24A.
Further, a through hole 253A is formed in the middle tube lower wall 24A. The through-hole 253A is a part of the middle tube lower wall 24A, and is formed by the space constituting the reaction space 201A, that is, the inner circumferential surface 211A of the inner middle tube 21A and the outer circumferential surface 102A of the inner tube 10A. It is formed in a portion facing the space. A fuel vapor discharge pipe part 254A is provided at the opening part of the through hole 253A and extends from the middle pipe lower wall 24A in the axial direction and downward to the inner pipe 10A.

次に、重管型の改質器１Ａの動作について説明する。重管型の改質器１Ａの内側管内空間１２１Ａには、図３に示すように、燃焼器（図示せず）における燃焼により生成された高温の排ガスＧ１が、排ガス流入管部１５を通して供給される。
具体的には、排ガスＧ１は、内側管内空間１２１Ａを上側から下側へと流れる。このとき、排ガスＧ１の一部は、内側フィン１１に衝突し、内側フィン１１に熱を十分に伝達する。内側フィン１１に伝達された熱は、内側管１０Ａを通して、反応空間を構成する空間、即ち内側管１０Ａの外周面１０２Ａと内側中管２１Ａの内周面２１１Ａとの間の空間に流通する水素ガスＧ２であって、混合ガスＧ２から生成された水素ガスＧ２へ伝達される。そして、排ガスＧ１は、内側管１０Ａの下端から排出される。 Next, the operation of the heavy pipe type reformer 1A will be described. As shown in FIG. 3, high-temperature exhaust gas G1 generated by combustion in a combustor (not shown) is supplied to the inner pipe inner space 121A of the double-pipe reformer 1A through the exhaust gas inflow pipe portion 15. The
Specifically, the exhaust gas G1 flows through the inner pipe inner space 121A from the upper side to the lower side. At this time, a part of the exhaust gas G <b> 1 collides with the inner fin 11 and sufficiently transfers heat to the inner fin 11. The heat transferred to the inner fin 11 passes through the inner tube 10A to form a reaction space, that is, hydrogen gas flowing into the space between the outer peripheral surface 102A of the inner tube 10A and the inner peripheral surface 211A of the inner inner tube 21A. G2 is transmitted to the hydrogen gas G2 generated from the mixed gas G2. Then, the exhaust gas G1 is discharged from the lower end of the inner pipe 10A.

また、中管上壁２５Ａ上を通り、内側管１０Ａの径方向外方へ流れた排ガスＧ１は、外側空間３０３Ａの上端から外側空間３０３Ａ内に流入する。そして、外側空間３０３Ａを上側から下側へと流れる。このとき、排ガスＧ１の一部は、外側フィン２３に衝突し、外側フィン２３に熱を十分に伝達する。外側フィン２３に伝達された熱は、外側中管２２Ａを通して、触媒２０２Ａと、後述のように反応空間２０１Ａ内を流れる混合ガスＧ２とへそれぞれ伝達される。外側空間３０３Ａの下端に至った排ガスＧ１は、排ガス排出管部３０５Ａから排出される。   Further, the exhaust gas G1 that has passed over the middle pipe upper wall 25A and flowed radially outward of the inner pipe 10A flows into the outer space 303A from the upper end of the outer space 303A. The outer space 303A flows from the upper side to the lower side. At this time, part of the exhaust gas G <b> 1 collides with the outer fins 23 and sufficiently transfers heat to the outer fins 23. The heat transferred to the outer fins 23 is transferred to the catalyst 202A and the mixed gas G2 flowing in the reaction space 201A as will be described later through the outer middle tube 22A. The exhaust gas G1 reaching the lower end of the outer space 303A is discharged from the exhaust gas discharge pipe portion 305A.

重管型の改質器１Ａの反応空間２０１Ａには、図３に示すように、都市ガスと蒸気との混合ガスＧ２が供給される。
具体的には、混合ガスＧ２は、燃料蒸気流入管部２５２Ａから反応空間２０１Ａ内に流入し、反応空間２０１Ａを構成する空間、即ち、内側中管２１Ａの外周面２１２Ａ及び外側中管２２Ａの内周面２２１Ａにより形成されている空間において、下側から上側へと流れる。そして、均一に加熱された触媒２０２Ａの中を通過することにより、燃料である都市ガスの水蒸気改質反応（発熱反応）及び一酸化炭素（ＣＯ）シフト反応（吸熱反応）の平衡反応が、略７００℃〜８００℃程度の高温下において行われ、水素が生成される。そして、反応空間２０１Ａの上端において、反応空間２０１Ａの部分、即ち、内側管１０Ａの外周面１０２Ａと内側中管２１Ａの内周面２１１Ａとにより形成される部分空間に流入し、上側から下側へ流れ、燃料蒸気排出管部２５４Ａから排出される。 As shown in FIG. 3, a mixed gas G2 of city gas and steam is supplied to the reaction space 201A of the double-pipe reformer 1A.
Specifically, the mixed gas G2 flows into the reaction space 201A from the fuel vapor inflow pipe portion 252A, and forms the reaction space 201A, that is, the outer peripheral surface 212A of the inner inner tube 21A and the outer inner tube 22A. In the space formed by the peripheral surface 221A, it flows from the lower side to the upper side. Then, by passing through the uniformly heated catalyst 202A, the equilibrium reaction of the steam reforming reaction (exothermic reaction) and the carbon monoxide (CO) shift reaction (endothermic reaction) of the city gas that is the fuel is substantially reduced. Hydrogen is produced at a high temperature of about 700 ° C. to 800 ° C. Then, at the upper end of the reaction space 201A, it flows into the partial space formed by the portion of the reaction space 201A, that is, the outer peripheral surface 102A of the inner tube 10A and the inner peripheral surface 211A of the inner inner tube 21A, from the upper side to the lower side. It is discharged from the fuel vapor discharge pipe portion 254A.

上記本実施形態の重管型の改質器１、１Ａによれば、以下のような効果を得ることができる。
内側管１０、１０Ａの内周面１０１、１０１Ａには、内周面１０１、１０１Ａから突出する内側フィン１１が設けられているため、内側管１０、１０Ａ内に流れる高温の排ガスＧ１の熱を、触媒２０２、２０２Ａ、混合ガスＧ２、及び水素ガスＧ２に均一に伝達することができる。このため、触媒２０２、２０２Ａ上における燃料と蒸気との反応に均一に効果的に導くことができる。同様に、中管２０、２０Ａを構成する外側中管２２、２２Ａの外周面２２２、２２２Ａには、外側中管２２、２２Ａの外周面２２２、２２２Ａから突出する外側フィン２３が設けられているため、外側空間３０３、３０３Ａ内に流れる高温の排ガスＧ１の熱を、触媒２０２、２０２Ａ、混合ガスＧ２、及び水素ガスＧ２に均一に伝達することができる。このため、触媒２０２、２０２Ａ上における燃料と蒸気との反応に均一に効果的に導くことができる。このため、均一な反応により効率よく水素を発生させることができる。
この結果、ＳＯＦＣ（固体酸化物形燃料電池）のような高温型の燃料電池に、均一な反応により効率よく発生させた高温の水素を供給することができる。また、排ガスＧ１から混合ガスＧ２へ低圧損で高効率な熱交換を可能とすることができる。 According to the heavy tube type reformer 1, 1A of the present embodiment, the following effects can be obtained.
Since the inner peripheral surfaces 101, 101A of the inner tubes 10, 10A are provided with the inner fins 11 protruding from the inner peripheral surfaces 101, 101A, the heat of the high-temperature exhaust gas G1 flowing in the inner tubes 10, 10A, The catalyst 202, 202A, the mixed gas G2, and the hydrogen gas G2 can be uniformly transmitted. For this reason, it is possible to uniformly and effectively lead to the reaction between fuel and steam on the catalysts 202 and 202A. Similarly, the outer peripheral surfaces 222 and 222A of the outer intermediate tubes 22 and 22A constituting the intermediate tubes 20 and 20A are provided with outer fins 23 protruding from the outer peripheral surfaces 222 and 222A of the outer intermediate tubes 22 and 22A. The heat of the high-temperature exhaust gas G1 flowing in the outer spaces 303 and 303A can be uniformly transmitted to the catalysts 202 and 202A, the mixed gas G2, and the hydrogen gas G2. For this reason, it is possible to uniformly and effectively lead to the reaction between fuel and steam on the catalysts 202 and 202A. For this reason, hydrogen can be efficiently generated by a uniform reaction.
As a result, high-temperature hydrogen efficiently generated by a uniform reaction can be supplied to a high-temperature fuel cell such as a SOFC (solid oxide fuel cell). Further, highly efficient heat exchange can be performed from the exhaust gas G1 to the mixed gas G2 with a low pressure loss.

また、内側フィン１１は、板状であり、内側管１０、１０Ａの軸方向に所定の間隔で平行に複数枚設けられているため、高温の排ガスＧ１を、内側フィン１１の上面１１２及び下面１１３に広く当てることができると共に、スムーズに内側管１０、１０Ａの軸方向へ流すことができる。同様に、外側フィン２３は、板状であり、中管２０、２０Ａの軸方向に所定の間隔で平行に複数枚設けられているため、高温の排ガスＧ１を外側フィン２３の上面２３２及び下面２３３に広く当てることができると共に、スムーズに内側管１０、１０Ａの軸方向へ流すことができる。   The inner fins 11 are plate-shaped, and a plurality of inner fins 11 are provided in parallel in the axial direction of the inner tubes 10 and 10A at predetermined intervals. And can smoothly flow in the axial direction of the inner tubes 10 and 10A. Similarly, the outer fins 23 are plate-shaped, and a plurality of the outer fins 23 are provided in parallel in the axial direction of the middle tubes 20 and 20A at a predetermined interval. And can smoothly flow in the axial direction of the inner tubes 10 and 10A.

また、内側フィン１１は、内側管１０、１０Ａの軸方向視で環を二分割した形状を有するため、内側管１０、１０Ａ内において、高温の排ガスＧ１を内側管１０、１０Ａの軸方向へスムーズに流すことができる。同様に、外側フィン２３は、内側管１０、１０Ａの軸方向視で環を二分割した形状を有するため、外側空間３０３、３０３Ａ内において、高温の排ガスＧ１を内側管１０、１０Ａの軸方向へスムーズに流すことができる。   Further, since the inner fin 11 has a shape in which the ring is divided into two when viewed from the axial direction of the inner tubes 10 and 10A, the high-temperature exhaust gas G1 is smoothly passed in the axial direction of the inner tubes 10 and 10A in the inner tubes 10 and 10A. Can be shed. Similarly, since the outer fin 23 has a shape in which the ring is divided into two when viewed from the axial direction of the inner tubes 10 and 10A, the high-temperature exhaust gas G1 is moved in the axial direction of the inner tubes 10 and 10A in the outer spaces 303 and 303A. It can flow smoothly.

また、前述のように、内側フィン１１の上面１１２及び下面１１３は、それぞれ、内側管１０、１０Ａの径方向に平行な面に対して１０°の角度をなして交差する位置関係を有する。また、外側フィン２３の上面２３２及び下面２３３は、それぞれ、内側管１０、１０Ａの径方向に平行な面に対して１２°の角度をなして交差する位置関係を有する。このため、内側フィン１１、外側フィン２３の破損を低減することができ、また、内側フィン１１、外側フィン２３の伝熱面積を大きくすることができる。   Further, as described above, the upper surface 112 and the lower surface 113 of the inner fin 11 have a positional relationship that intersects the surface parallel to the radial direction of the inner tubes 10 and 10A at an angle of 10 °. In addition, the upper surface 232 and the lower surface 233 of the outer fin 23 have a positional relationship that intersects the surface parallel to the radial direction of the inner tubes 10 and 10A at an angle of 12 °. For this reason, damage to the inner fin 11 and the outer fin 23 can be reduced, and the heat transfer area of the inner fin 11 and the outer fin 23 can be increased.

本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的範囲において変形が可能である。例えば、上述の第１実施形態では、内側フィン１１は、内側管１０の上端部近傍から、触媒２０２の下端に対向する位置に至るまで、内側管１０の軸方向に１０ｍｍ間隔で２３対設けられていたが、この構成に限定されない。即ち、内側フィン１１の数や間隔の値は、本実施形態の数や値に限定されず、また、内側フィンは、内側管１０、１０Ａの上端部近傍から、触媒２０２、２０２Ａの下端に対向する位置に至るまで一様に設けられていなくてもよい。   The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified within the technical scope described in the claims. For example, in the first embodiment described above, 23 pairs of the inner fins 11 are provided at intervals of 10 mm in the axial direction of the inner tube 10 from the vicinity of the upper end portion of the inner tube 10 to the position facing the lower end of the catalyst 202. However, it is not limited to this configuration. That is, the number of inner fins 11 and the value of the interval are not limited to the number and values of the present embodiment, and the inner fins face the lower ends of the catalysts 202 and 202A from the vicinity of the upper ends of the inner tubes 10 and 10A. It does not need to be provided uniformly until reaching the position.

例えば、図４、図５にそれぞれ示すように、内側管１０、１０Ａの内周面１０１、１０１Ａは、内側管内空間１２１、１２１Ａに流れる高温のガスである排ガスＧ１の流れの上流側に相当する部分であって内側フィン１１が設けられていない内側管無フィン部１０５、１０５Ａと、内側管内空間１２１、１２１Ａに流れる排ガスＧ１の流れの下流側に相当する部分であって内側フィン１１が設けられている内側管有フィン部１０６、１０６Ａと、を有していてもよい。   For example, as shown in FIGS. 4 and 5, the inner peripheral surfaces 101 and 101A of the inner pipes 10 and 10A correspond to the upstream side of the flow of the exhaust gas G1, which is a high-temperature gas flowing in the inner pipe inner spaces 121 and 121A. The inner finless portions 105 and 105A that are not provided with the inner fins 11 and the portions corresponding to the downstream side of the flow of the exhaust gas G1 that flows in the inner pipe inner spaces 121 and 121A, and the inner fins 11 are provided. The inner tube-having fin portions 106 and 106A may be included.

同様に、中管２０、２０Ａの外側中管２２、２２Ａの外周面２２２、２２２Ａは、外側空間３０３、３０３Ａに流れる排ガスＧ１の流れの上流側に相当する部分であって外側フィン２３が設けられていない中管無フィン部２７、２７Ａと、外側空間３０３、３０３Ａに流れる排ガスＧ１の流れの下流側に相当する部分であって外側フィン２３が設けられている中管有フィン部２８、２８Ａと、を有していてもよい。   Similarly, the outer peripheral surfaces 222 and 222A of the outer intermediate tubes 22 and 22A of the intermediate tubes 20 and 20A are portions corresponding to the upstream side of the flow of the exhaust gas G1 flowing in the outer spaces 303 and 303A, and the outer fins 23 are provided. Middle tube-free fin portions 27, 27A, and intermediate tube-equipped fin portions 28, 28A corresponding to the downstream side of the flow of the exhaust gas G1 flowing in the outer spaces 303, 303A and provided with the outer fins 23, , May be included.

図４は、第１実施形態に係る重管型の改質器１の変形例を示す断面斜視図である。図４に示す第１実施形態の変形例は、内側フィン１１の数が異なる点、内側フィン１１の設けられている位置が異なる点、外側フィン２３の数が異なる点、及び外側フィン２３の設けられている位置が異なる点のみにおいて、第１実施形態とは異なる。
また、図５は、第２実施形態に係る重管型の改質器１Ａの変形例を示す断面斜視図である。図５に示す第２実施形態の変形例は、内側フィン１１の数が異なる点、内側フィン１１の設けられている位置が異なる点、外側フィン２３の数が異なる点、及び外側フィン２３の設けられている位置が異なる点のみにおいて、第２実施形態とは異なる。 FIG. 4 is a cross-sectional perspective view showing a modification of the heavy tube type reformer 1 according to the first embodiment. The modification of the first embodiment shown in FIG. 4 is that the number of the inner fins 11 is different, the position where the inner fins 11 are provided, the number of the outer fins 23 is different, and the provision of the outer fins 23. It differs from the first embodiment only in the point where the positions are different.
FIG. 5 is a cross-sectional perspective view showing a modification of the heavy tube type reformer 1A according to the second embodiment. The modification of the second embodiment shown in FIG. 5 is that the number of the inner fins 11 is different, the position where the inner fins 11 are provided, the number of the outer fins 23 is different, and the provision of the outer fins 23. The second embodiment is different from the second embodiment only in that the positions are different.

具体的には、第１実施形態の変形例では、図４に示すように、重管型の改質器１Ｂの内側管内空間１２１における排ガスＧ１の流れの上流側に相当する部分である図４の上側の略３分の２程度の部分には、内側フィン１１は設けられていない。内側管１０の内周面１０１であって、このように内側フィン１１が設けられていない部分は、内側管無フィン部１０５を構成する。これに対して内側管内空間１２１における排ガスＧ１の流れの下流側に相当する部分である図４の下側の略３分の１程度の部分には、内側フィン１１が１１ｍｍ間隔で９対設けられている。内側管１０の内周面１０１のこの部分は、内側管有フィン部１０６を構成する。   Specifically, in the modification of the first embodiment, as shown in FIG. 4, the portion corresponding to the upstream side of the flow of the exhaust gas G <b> 1 in the inner pipe inner space 121 of the heavy pipe type reformer 1 </ b> B is shown in FIG. 4. The inner fin 11 is not provided in a portion of about two-thirds of the upper side. The portion of the inner peripheral surface 101 of the inner tube 10 that is not provided with the inner fin 11 as described above constitutes an inner tube non-fin portion 105. On the other hand, nine pairs of inner fins 11 are provided at an interval of 11 mm in a portion corresponding to the downstream side of the flow of the exhaust gas G1 in the inner pipe inner space 121, which is approximately one third of the lower side of FIG. ing. This part of the inner peripheral surface 101 of the inner tube 10 constitutes an inner tube finned portion 106.

また、外側空間３０３における排ガスＧ１の流れの上流側に相当する部分である下側の略３分の１程度の部分には、外側フィン２３は設けられていない。外側中管２２の外周面２２２のこの部分は、中管無フィン部２７を構成する。これに対して外側空間３０３における排ガスＧ１の流れの下流側に相当する部分である上側の略３分の２程度の部分には、外側フィン２３が２２ｍｍ間隔で９対設けられている。外側中管２２の外周面２２２のこの部分は、中管有フィン部２８を構成する。   In addition, the outer fins 23 are not provided in the lower part of the outer space 303 corresponding to the upstream side of the flow of the exhaust gas G1, which is approximately one third of the lower side. This portion of the outer peripheral surface 222 of the outer intermediate tube 22 constitutes an intermediate tube non-fin portion 27. On the other hand, nine pairs of outer fins 23 are provided at intervals of 22 mm in an upper portion of about two-thirds, which is a portion corresponding to the downstream side of the flow of the exhaust gas G1 in the outer space 303. This portion of the outer peripheral surface 222 of the outer intermediate tube 22 constitutes an intermediate tube finned portion 28.

また、第２実施形態の変形例では、図５に示すように、重管型の改質器１Ｃの内側管内空間１２１Ａにおける排ガスＧ１の流れの上流側に相当する部分である図５の上側の略２分の１程度の部分には、内側フィン１１は設けられていない。内側管１０Ａの内周面１０１Ａのこの部分は、内側管無フィン部１０５Ａを構成する。これに対して内側管内空間１２１Ａにおける排ガスＧ１の流れの下流側に相当する部分である下側の略２分の１程度の部分には、内側フィン１１が１６ｍｍ間隔で９対設けられている。内側管１０Ａの内周面１０１Ａのこの部分は、内側管有フィン部１０６Ａを構成する。   Moreover, in the modification of 2nd Embodiment, as shown in FIG. 5, it is a part equivalent to the upstream of the flow of the waste gas G1 in the inner pipe | tube inner space 121A of the heavy pipe | tube type | mold reformer 1C. The inner fin 11 is not provided in a portion of about one half. This portion of the inner peripheral surface 101A of the inner tube 10A constitutes an inner tube non-fin portion 105A. On the other hand, nine pairs of inner fins 11 are provided at intervals of 16 mm in a lower portion of about a half corresponding to the downstream side of the flow of the exhaust gas G1 in the inner pipe inner space 121A. This portion of the inner peripheral surface 101A of the inner tube 10A constitutes an inner tube-equipped fin portion 106A.

また、外側空間３０３Ａにおける排ガスＧ１の流れの上流側に相当する部分である上側の略３分の１程度の部分には、外側フィン２３は設けられていない。外側中管２２Ａの外周面２２２Ａのこの部分は、中管無フィン部２７Ａを構成する。これに対して外側空間３０３Ａにおける排ガスＧ１の流れの下流側に相当する部分である下側の略３分の２程度の部分には、外側フィン２３が３０ｍｍ間隔で１２対設けられている。外側中管２２Ａの外周面２２２Ａのこの部分は、中管有フィン部２８Ａを構成する。   In addition, the outer fins 23 are not provided in the upper part of the outer space 303 </ b> A, which corresponds to the upstream side of the flow of the exhaust gas G <b> 1. This portion of the outer peripheral surface 222A of the outer intermediate tube 22A constitutes an intermediate tube non-fin portion 27A. On the other hand, 12 pairs of the outer fins 23 are provided at intervals of 30 mm in a lower portion of about 2/3 corresponding to the downstream side of the flow of the exhaust gas G1 in the outer space 303A. This portion of the outer peripheral surface 222A of the outer middle tube 22A constitutes a middle tube-equipped fin portion 28A.

排ガスＧ１は、流れてゆくに従い、その温度は低下する。また、蒸気及び燃料の混合ガスＧ２は、発熱反応、吸熱反応を繰り返すので、その温度は低下する。しかし、上述のように内側フィン１１及び外側フィン２３を配置させたため、当該排ガスＧ１の温度が低下した位置においても排ガスＧ１から熱を効果的に触媒２０２、２０２Ａに伝達させることができ、必要最小限のフィンの数で、熱を均一に触媒２０２、２０２Ａに伝達することができる。   As the exhaust gas G1 flows, its temperature decreases. Moreover, since the mixed gas G2 of steam and fuel repeats an exothermic reaction and an endothermic reaction, its temperature decreases. However, since the inner fins 11 and the outer fins 23 are arranged as described above, heat can be effectively transferred from the exhaust gas G1 to the catalysts 202 and 202A even at a position where the temperature of the exhaust gas G1 is reduced. With a limited number of fins, heat can be uniformly transferred to the catalysts 202 and 202A.

また、上述の実施形態及び変形例では、内側フィン１１、外側フィン２３は、等間隔で配置されていたが、等間隔でなくてもよい。
例えば、内側管１０、１０Ａの軸方向における内側管１０、１０Ａの単位長さ当たりの内側フィン１１の数は、内側管１０、１０Ａの部分であって内側管内空間１２１、１２１Ａに流れる高温のガスである排ガスＧ１の上流側の部分に相当する部分よりも、下流側の部分の方が多く構成されていてもよい。同様に、中管２０、２０Ａの軸方向における中管２０、２０Ａの単位長さ当たりの外側フィン２３の数は、中管２０、２０Ａの部分であって、外側空間３０３、３０３Ａに流れる排ガスＧ１の上流側の部分よりも、下流側の部分の方が多く構成されていてもよい。 Moreover, in the above-mentioned embodiment and modification, although the inner side fin 11 and the outer side fin 23 were arrange | positioned at equal intervals, it does not need to be equal intervals.
For example, the number of the inner fins 11 per unit length of the inner tubes 10, 10 </ b> A in the axial direction of the inner tubes 10, 10 </ b> A is a portion of the inner tubes 10, 10 </ b> A and the hot gas flowing in the inner tube inner spaces 121, 121 </ b> A. There may be more downstream portions than portions corresponding to the upstream portion of the exhaust gas G1. Similarly, the number of outer fins 23 per unit length of the intermediate tubes 20 and 20A in the axial direction of the intermediate tubes 20 and 20A is the portion of the intermediate tubes 20 and 20A, and the exhaust gas G1 flowing into the outer spaces 303 and 303A. There may be more downstream portions than upstream portions.

前述のように排ガスＧ１は、流れてゆくに従い、排ガスＧ１の温度は低下する。また、蒸気及び燃料の混合ガスＧ２は、発熱反応、吸熱反応を繰り返すので、その温度は低下する。しかし、このように内側フィン１１及び外側フィン２３を配置させたため、当該温度が低下した位置において、排ガスＧ１からより多くの熱を効果的に触媒２０２、２０２Ａに伝達させることができ、熱を均一に触媒２０２、２０２Ａに伝達することができる。
また、上述の実施形態及び変形例では、中管２０、２０Ａは、外側中管２２、２２Ａ及び内側中管２１、２１Ａにより構成されているが、この構成に限定されない。また、改質器１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃにより生成された水素が用いられるのは、高温型燃料電池に限定されない。 As described above, as the exhaust gas G1 flows, the temperature of the exhaust gas G1 decreases. Moreover, since the mixed gas G2 of steam and fuel repeats an exothermic reaction and an endothermic reaction, its temperature decreases. However, since the inner fins 11 and the outer fins 23 are arranged in this manner, more heat can be effectively transferred from the exhaust gas G1 to the catalysts 202 and 202A at the position where the temperature is lowered, and the heat is evenly distributed. To the catalyst 202, 202A.
Moreover, in the above-mentioned embodiment and modification, although the middle tubes 20 and 20A are comprised by the outer side middle tubes 22 and 22A and the inner side middle tubes 21 and 21A, it is not limited to this structure. Further, the use of hydrogen generated by the reformers 1, 1A, 1B, 1C is not limited to a high-temperature fuel cell.

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 改質器
１０ 内側管
１１ 内側フィン
２０ 中管
２１ 内側中管
２２ 外側中管
２３ 外側フィン
３０ 外側管
１０１、２１１、２２１ 内周面
１０２、２１２、２２２ 外周面
１１２、２３２ 上面
１１３、２３３ 下面
Ｇ１ 排ガス
Ｇ２ 混合ガス（水素ガス）
２０１ 反応空間
２０２ 触媒
３０３ 外側空間 1, 1A, 1B, 1C reformer 10 inner tube 11 inner fin 20 middle tube 21 inner middle tube 22 outer middle tube 23 outer fin 30 outer tubes 101, 211, 221 inner peripheral surfaces 102, 212, 222 outer peripheral surface 112, 232 Upper surface 113, 233 Lower surface G1 Exhaust gas G2 Mixed gas (hydrogen gas)
201 reaction space 202 catalyst 303 outer space

Claims (10)

筒状の中管と、
筒状であり、前記中管の内方に設けられた内側管と、
前記内側管の内周面に設けられ、前記内側管の内周面から突出する内側フィンと、
前記内側管の内周面により囲まれて形成された内側管内空間と、
前記中管の内周面と前記内側管の外周面との間に形成された反応空間と、を備え、
前記反応空間には、触媒が配置され、燃料及び蒸気が流通し、前記反応空間内で高温下において燃料と蒸気とが前記触媒上で反応して水素が発生し、前記内側管内空間には、高温のガスが流通する重管型の改質器。 A cylindrical inner tube,
An inner tube that is cylindrical and provided inside the middle tube;
An inner fin provided on an inner peripheral surface of the inner tube and projecting from an inner peripheral surface of the inner tube;
An inner tube inner space formed by being surrounded by an inner peripheral surface of the inner tube;
A reaction space formed between the inner peripheral surface of the intermediate tube and the outer peripheral surface of the inner tube;
A catalyst is disposed in the reaction space, fuel and steam circulate, and fuel and steam react on the catalyst at a high temperature in the reaction space to generate hydrogen, and in the inner pipe inner space, A heavy tube type reformer with high-temperature gas circulation. 前記内側フィンは、板状であり、前記内側管の軸方向に所定の間隔で平行に複数枚設けられている請求項１に記載の重管型の改質器。   2. The heavy tube type reformer according to claim 1, wherein the inner fin has a plate shape, and a plurality of the inner fins are provided in parallel in the axial direction of the inner tube at a predetermined interval. 前記内側フィンは、前記内側管の軸方向視で環を二分割した形状を有する請求項２に記載の重管型の改質器。   The heavy pipe type reformer according to claim 2, wherein the inner fin has a shape in which a ring is divided into two when viewed in the axial direction of the inner pipe. 前記内側管の内周面は、前記内側管内空間に流れる高温のガスの流れの上流側に相当する内側管無フィン部であって前記内側フィンが設けられていない内側管無フィン部と、前記内側管内空間に流れる高温のガスの流れの下流側に相当する内側管有フィン部であって前記内側フィンが設けられている内側管有フィン部と、を有する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の重管型の改質器。   The inner peripheral surface of the inner tube is an inner tube non-fin portion corresponding to the upstream side of the flow of high-temperature gas flowing in the inner tube inner space, and the inner tube non-fin portion not provided with the inner fin, The inner tube-equipped fin portion corresponding to the downstream side of the flow of the high-temperature gas flowing in the inner tube inner space, wherein the inner tube-equipped fin portion is provided with the inner fin. A heavy tube type reformer according to claim 1. 前記内側管の軸方向における前記内側管の単位長さ当たりの前記内側フィンの数は、前記内側管の部分であって前記内側管内空間に流れる高温のガスの上流側の部分に相当する部分よりも、下流側の部分の方が多い請求項１〜請求項４のいずれかに記載の重管型の改質器。   The number of the inner fins per unit length of the inner tube in the axial direction of the inner tube is a portion of the inner tube, which corresponds to a portion corresponding to an upstream portion of the hot gas flowing in the inner tube space. The heavy pipe type reformer according to any one of claims 1 to 4, wherein there are more downstream portions. 前記中管の外方に配置された外側管と、
前記中管の前記外周面と前記外側管の内周面との間に形成され、高温のガスが流通する外側空間と、
前記中管の外周面に設けられ、前記中管の外周面から突出する外側フィンと、を備える請求項１〜請求項５のいずれかに記載の重管型の改質器。 An outer tube disposed outside the middle tube;
An outer space formed between the outer peripheral surface of the intermediate tube and the inner peripheral surface of the outer tube, through which high-temperature gas flows;
The heavy pipe type reformer according to any one of claims 1 to 5, further comprising an outer fin provided on an outer peripheral surface of the intermediate tube and protruding from an outer peripheral surface of the intermediate tube. 前記外側フィンは、板状であり、前記中管の軸方向に所定の間隔で平行に複数枚設けられている請求項６に記載の重管型の改質器。   The heavy pipe type reformer according to claim 6, wherein the outer fins are plate-shaped, and a plurality of the outer fins are provided in parallel in the axial direction of the middle pipe at a predetermined interval. 前記外側フィンは、前記中管の軸方向視で環を二分割した形状を有する請求項７に記載の重管型の改質器。   The heavy pipe type reformer according to claim 7, wherein the outer fin has a shape in which a ring is divided into two when viewed in the axial direction of the middle pipe. 前記中管の外周面は、前記外側空間に流れる高温のガスの流れの上流側に相当する中管無フィン部であって前記外側フィンが設けられていない中管無フィン部と、前記外側空間に流れる高温のガスの流れの下流側に相当する中管有フィン部であって前記外側フィンが設けられている中管有フィン部と、を有する請求項６〜請求項８のいずれかに記載の重管型の改質器。   The outer peripheral surface of the intermediate tube is an intermediate tube non-fin portion corresponding to the upstream side of the flow of high-temperature gas flowing in the outer space, and the outer tube is not provided with the intermediate tube fin-free portion. An intermediate tube-equipped fin portion corresponding to a downstream side of a flow of a high-temperature gas flowing through the intermediate tube-equipped fin portion provided with the outer fins. Heavy tube type reformer. 前記中管の軸方向における前記中管の単位長さ当たりの前記外側フィンの数は、前記中管の部分であって、前記外側空間に流れる高温のガスの上流側の部分よりも、下流側の部分の方が多い請求項６〜請求項９のいずれかに記載の重管型の改質器。   The number of the outer fins per unit length of the intermediate tube in the axial direction of the intermediate tube is a portion of the intermediate tube, which is downstream of the upstream portion of the high-temperature gas flowing in the outer space. The heavy pipe type reformer according to any one of claims 6 to 9, wherein there are more parts.
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