JP4617966B2 - 水素生成器 - Google Patents
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Description
料としての水が気化されたスチーム(水)である。供給されたメタンに水が液滴化されて混入し、液滴下された水は細かい水滴となってメタンの流れに乗り、メタンと相俟って気液混相体となって、原料蒸発導入部3に供給される。この気液混相体は原料蒸発導入部3を流下して行く過程で、気液混相体中の水滴が気化(蒸発)して気液混相体は混合原料ガスとなって、反応部2に供給される。
前記伝熱板及び前記補助伝熱板は、前記改質部内の触媒中を流れる原料ガスの流れ方向に平行に突出して構成され、前記補助伝熱板の板厚は、前記伝熱板の板厚より薄くする構成としている。このことにより、加熱部で発生した熱は、前記改質部内部に突出した伝熱板を通り改質部内の触媒全体に伝熱できる。
反応する様になる。原料と水蒸気が触媒の各部分に均一に流れた時、壁面に近い触媒は壁面から熱を十分に受けて原料と水蒸気は触媒により吸熱反応し、壁面から遠い触媒も同様に伝熱板から必要な熱を受けて原料と水蒸気は触媒により吸熱反応するため、反応に必要な熱量は足りて温度が低下せず維持できる。そのため、原料の触媒による水素改質反応は、触媒の各部分で十分に行われ、全てのガスは改質されて改質部から出て行くことになる。
図1は、本発明の第1の参考形態における水素生成器における改質部の断面図を示すものであり、図2は改質部の横断面図である。水素生成器全体は、図4に示した様に原料を供給する手段と、水を供給する手段と、加熱手段を有する改質部と、CO変成部と、CO除去部を順次接続した構成として、生成した水素ガスを燃料電池に接続して利用する。
を主成分とする触媒を表面に担持させた多数の触媒粒で充填した触媒層で、この触媒層12で原料ガス2を反応させることにより、水素と二酸化炭素および一酸化炭素からなる生成ガスを反応生成する。この生成反応は500〜700℃程度の高温で生じる吸熱反応である。このため、加熱手段として燃焼器5により高温の燃焼ガスを供給して水蒸気を含む原料ガスと触媒層12を加熱している。燃焼器5は、都市ガス(天然ガス)や燃料電池から排出されるオフガス(未反応水素ガス)、または都市ガスとオフガスを混合して燃料として燃料管13から供給してディストリビュータ14から噴出し、燃焼用空気は空気管15から供給して空気噴出部16から噴出することにより燃焼を行っている。18は、燃焼器5によって生じる火炎19が触媒容器11に直接触れることを避け、さらに燃焼ガス20の流路を規定するための燃焼筒である。燃焼ガス20は、触媒容器11の周囲に沿って流れ、排気管7より改質部8の外部に排出される。
図3は、本発明の第1の実施形態における水素生成器における改質部の断面図を示すものである。参考の形態1と異なるところは、伝熱板22は、伝熱板22の表面に凸となる補助伝熱板23を設けてあり、補助伝熱板23の板厚は伝熱板22の板厚より薄くして構成してある。本実施例では補助伝熱板23を円筒状として伝熱板22のおのおのと密着させてある。そして、加熱手段である燃焼器5に接した改質部8の触媒容器11壁面と伝熱板22を押し出し成型材等を用いて一体として構成してある。本実施例では、触媒容器11と伝熱板22と補助伝熱板23を一体の押し出し成型材で筒状に構成し、この上下を別部材を取り付けた構成を示している。
8 改質部
9 原料を供給する手段
10 水を供給する手段
11 触媒容器
12 触媒層
21 生成ガス出口
22 伝熱板
23 補助伝熱板
Claims (4)
- 原料を供給する手段と、水を供給する手段と、加熱手段と、触媒充填した改質部と、CO変成部と、CO除去部とを順次接続し、
前記加熱手段と前記改質部の接触部には、前記改質部内部に突出した伝熱板と、前記伝熱板の表面に凸となる補助伝熱板と、を設け、
前記伝熱板及び前記補助伝熱板は、前記改質部内の触媒中を流れる原料ガスの流れ方向に平行に突出して構成され、
前記補助伝熱板の板厚は、前記伝熱板の板厚より薄くして構成されている、水素生成器。 - 前記伝熱板は、前記改質部に概略等間隔として複数個構成した請求項1に記載の水素生成器。
- 前記伝熱板は、その表面を凸凹として構成した請求項1または2に記載の水素生成器。
- 前記加熱手段に接した前記改質部の壁面と前記伝熱板とを押し出し成型材等を用いて一体として構成した請求項1〜3のいずれか1項に記載の水素生成器。
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