JPH07257901A - Heat exchanger-type reformer - Google Patents

Heat exchanger-type reformer

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JPH07257901A
JPH07257901A JP4601994A JP4601994A JPH07257901A JP H07257901 A JPH07257901 A JP H07257901A JP 4601994 A JP4601994 A JP 4601994A JP 4601994 A JP4601994 A JP 4601994A JP H07257901 A JPH07257901 A JP H07257901A
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JP
Japan
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tube
catalyst
reformer
chamber
tube sheet
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Withdrawn
Application number
JP4601994A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuo Moriya
信男 守屋
Takuo Kawai
卓雄 河合
Hiroshi Yagi
宏 八木
Ryosuke Shimizu
良亮 清水
Yasumasa Morita
泰正 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chiyoda Corp
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Original Assignee
Chiyoda Corp
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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Publication date
Application filed by Chiyoda Corp, Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd filed Critical Chiyoda Corp
Priority to JP4601994A priority Critical patent/JPH07257901A/en
Publication of JPH07257901A publication Critical patent/JPH07257901A/en
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To provide the reformer capable of being easily scaled up, without the reformed gas being leaked into the process feed, with the pressure drop reduced, which is easily installed and with the catalyst easily packed by dividing the reformer into the combustion gas chamber, process feed chamber and reformed gas chamber with tube plates, fixing a bayonet catalyst tube to the first tube plate and seal-welding the base to the second tube plate through a thermal expansion absorbing bellows. CONSTITUTION:The shell 1 of this heat exchanger-type reformer for a fuel cell consists of a drum 1a and a lid 1b. The natural gas and steam as the raw materials are introduced into a process feed chamber 3 from an inlet 2, passed through the tubular space between the inner tube 4 and outer tube 5 constituting the bayonet catalyst tube and reformed into a gas contg. hydrogen by the catalyst 6 packed in the space, and the reformed gas is supplied to a fuel cell through a reformed gas chamber 19 and an outlet 8. A high-temp. combustion gas is introduced into a combustion gas chamber 10 from an inlet 9, passed outside the outer tube 5 to heat the catalyst 6 and then discharged from an outlet 11.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池用改質ガスを
製造するための改質器に関する。より詳しくは本発明
は、バヨネット型二重管式触媒管を有する熱交換器型改
質器にあって、缶内に燃焼ガス室、プロセスフィード室
及び改質ガス室の3室を有し、圧力損失が小さく、かつ
装置据付け時における当該触媒管への触媒の充填が容易
な改質器に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reformer for producing a reformed gas for a fuel cell. More specifically, the present invention relates to a heat exchanger type reformer having a bayonet type double tube type catalyst tube, having three chambers of a combustion gas chamber, a process feed chamber and a reformed gas chamber in a can, The present invention relates to a reformer that has a small pressure loss and that can easily fill a catalyst tube with a catalyst when the apparatus is installed.

【0002】[0002]

【従来の技術】燃料電池発電は、発電効率が高く環境に
対する影響が少ない発電方式として注目されている。燃
料電池は、原理的には、水素と酸素とをそれぞれ燃料極
(水素極)および空気極(酸素極)に連続的に供給し、
両極間に電解質を配置することによって、両極に接続し
た外部回路に直流の電流を取り出すものである。
2. Description of the Related Art Fuel cell power generation has been attracting attention as a power generation method that has high power generation efficiency and little influence on the environment. In principle, a fuel cell continuously supplies hydrogen and oxygen to a fuel electrode (hydrogen electrode) and an air electrode (oxygen electrode),
By arranging an electrolyte between both electrodes, a direct current is taken out to an external circuit connected to both electrodes.

【0003】燃料電池には、電解質として何を用いるか
によって、アルカリ型(AFC)、リン酸型(PAF
C)、溶融炭酸塩型(MCFC)などの方式がある。こ
れらはいずれも燃料極に水素(純水素又は粗製水素)を
供給する点では同じであるが、当該水素に二酸化炭素あ
るいは一酸化炭素の混入が許されるかどうかという点に
おいて相違する。すなわち、アルカリ型の場合には、二
酸化炭素は電解質である水酸化カリウムの機能を低下さ
せ、一酸化炭素は触媒として用いられている白金を被毒
させることから、いずれも燃料電池の性能を劣化させる
ことになり、混入は許されない。このため、この型では
実質的に純水素を燃料ガスとして用いなくてはならない
という難点がある。一方、リン酸型の場合には、一酸化
炭素はやはり触媒として用いられている白金を被毒させ
るので混入が許されないが、二酸化炭素の混入は問題な
いため、一酸化炭素を一酸化炭素変成器でスチームと反
応させて二酸化炭素及び水素に変えることにより、粗製
水素が使用可能である。さらに、溶融炭酸塩型の場合に
は、白金触媒を用いないためいずれの混入も全く問題な
いばかりか、一酸化炭素は燃料極で生成される水分と上
記一酸化炭素変成反応により水素を発生するので燃料と
しても有効に利用される。溶融炭酸塩型にはこのほかに
も経済的に多くのメリットがあるため、中小規模の火力
発電の代替用として有望視されている。なお燃料電池と
しては、上記以外にも固体電解質型(SOFC)や高分
子型(PFC)などが知られており、それぞれ特徴を持
っているが、いずれも燃料極に水素を供給する点では同
じである。
In the fuel cell, alkaline type (AFC) and phosphoric acid type (PAF) are used depending on what is used as the electrolyte.
C), molten carbonate type (MCFC) and the like. These are the same in that hydrogen (pure hydrogen or crude hydrogen) is supplied to the fuel electrode, but differ in whether or not carbon dioxide or carbon monoxide can be mixed in the hydrogen. That is, in the case of the alkaline type, carbon dioxide deteriorates the function of potassium hydroxide as an electrolyte, and carbon monoxide poisons platinum used as a catalyst, so that the performance of the fuel cell deteriorates. It will be allowed and mixing is not allowed. For this reason, this type has a drawback that substantially pure hydrogen must be used as the fuel gas. On the other hand, in the case of the phosphoric acid type, carbon monoxide poisons platinum, which is also used as a catalyst, so mixing is not allowed, but mixing of carbon dioxide is not a problem, so carbon monoxide is converted to carbon monoxide. Crude hydrogen can be used by reacting it with steam in a vessel to convert it to carbon dioxide and hydrogen. Further, in the case of the molten carbonate type, since no platinum catalyst is used, any mixing is not a problem at all, and carbon monoxide generates hydrogen by the water produced at the fuel electrode and the carbon monoxide shift reaction. Therefore, it can be effectively used as fuel. Since the molten carbonate type has many other economical advantages, it is regarded as a promising alternative to small- and medium-sized thermal power generation. Other than the above, solid electrolyte type (SOFC) and polymer type (PFC) are known as fuel cells, and each has its own characteristics, but both are the same in that hydrogen is supplied to the fuel electrode. Is.

【0004】リン酸型や溶融炭酸塩型燃料電池の燃料極
に供給される粗製水素は、一般に天然ガス(主成分はメ
タン)を原料としてこれにスチームを反応させて作る。
このときの反応はたとえば次式(1)または(2)に従
うと考えられる。 CH4 + H2O → CO + 3H2 (1) CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2 (2) これらの反応は吸熱反応であり、通常は触媒の存在下に
600℃〜1000℃で行われる。上記反応を行わせる
装置が改質器であり、一般に触媒を充填した反応管に原
料ガス(天然ガスとスチーム)を流通させ、バーナーま
たは触媒燃焼による高温流体で外部から加熱する構造に
なっている。
Crude hydrogen supplied to the fuel electrode of a phosphoric acid type or molten carbonate type fuel cell is generally produced by reacting steam with natural gas (main component is methane) as a raw material.
The reaction at this time is considered to follow, for example, the following formula (1) or (2). CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2 (1) CH 4 + 2H 2 O → CO 2 + 4H 2 (2) These reactions are endothermic reactions and are usually 600 ° C to 1000 ° C in the presence of a catalyst. Done in. The apparatus for performing the above reaction is a reformer, and generally has a structure in which a raw material gas (natural gas and steam) is circulated in a reaction tube filled with a catalyst and heated from outside by a burner or a high temperature fluid by catalytic combustion. .

【0005】改質器としては、従来からバヨネット型二
重管式触媒管を有するものがよく用いられている。その
代表的な構造の一例を図1に示す。図1において、原料
となる天然ガスとスチームは缶体1の一端(図では頂
部)のプロセスフィード入口2から缶体内部のプロセス
フィード室3に導入され、バヨネット型二重管式触媒管
を構成する内管4と外管5の間の管状空間を通過して流
れる。当該空間には改質触媒6が充填されており、この
間に天然ガスとスチームが反応して水素を含む改質ガス
となる。次いで、生成した改質ガスは内管4内を通過
し、マニホールド7から改質ガス出口8を経て燃料電池
(図示せず)に供給される。缶体1の他端(図では底
部)に設けられた燃焼ガス入口9からはバーナーや触媒
燃焼器などの供熱装置(図示せず)で生成された高温の
燃焼ガスが燃焼ガス室10に導入される。燃焼ガスは外
管5の外側(シェル側)を流れ、該触媒6を外側から加
熱した後、燃焼排ガス出口11より排出される。内管4
はエキスパンジョンジョイント12及びフランジ13を
介してマニホールド7に接続しているが、その重量は内
管外側面に溶接された数枚のフィン14を図のように管
板15の上に載置することによって支持される。一方、
外管5はその上部が管板15に溶接されて支持される。
このように両管の固定部は熱膨張に際して互いに拘束し
ないので、外管と内管との熱膨張の程度の違い(一般に
外管の方が高温になる)による応力を逃がすことがで
き、これが頻繁な起動停止や負荷変化を要求される燃料
電池用改質器においてバヨネット型触媒管を採用する1
つのメリットとなっている。
As the reformer, one having a bayonet type double tube type catalyst tube has been often used conventionally. An example of the typical structure is shown in FIG. In FIG. 1, raw material natural gas and steam are introduced from a process feed inlet 2 at one end (top in the figure) of a can body 1 into a process feed chamber 3 inside the can body to form a bayonet-type double-tube catalyst tube. Flow through the tubular space between the inner tube 4 and the outer tube 5. The reforming catalyst 6 is filled in the space, and the natural gas and the steam react with each other during this period to become a reformed gas containing hydrogen. Next, the generated reformed gas passes through the inner pipe 4, and is supplied from the manifold 7 to the fuel cell (not shown) through the reformed gas outlet 8. From the combustion gas inlet 9 provided at the other end (bottom portion in the figure) of the can body 1, high temperature combustion gas generated by a heat supply device (not shown) such as a burner or a catalytic combustor is supplied to the combustion gas chamber 10. be introduced. The combustion gas flows outside (shell side) of the outer pipe 5, heats the catalyst 6 from the outside, and is then discharged from the combustion exhaust gas outlet 11. Inner tube 4
Is connected to the manifold 7 via an expansion joint 12 and a flange 13, and its weight is such that a few fins 14 welded to the outer surface of the inner pipe are placed on the pipe sheet 15 as shown in the figure. Supported by. on the other hand,
The upper portion of the outer tube 5 is welded to and supported by the tube sheet 15.
In this way, the fixed parts of both pipes do not restrain each other during thermal expansion, so the stress due to the difference in the degree of thermal expansion between the outer pipe and the inner pipe (generally, the outer pipe becomes hotter) can be released. Adopting a bayonet-type catalyst tube in a fuel cell reformer that requires frequent start-stops and load changes 1
It has one advantage.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにマニホールドで改質ガスを集める方法は、装置容量
が拡大して触媒管の本数が多くなると(例えば出力5M
Wの燃料電池発電プラント用では20〜30本にな
る)、マニホールドの構造が複雑になり物理的に適用が
困難になる。また、フランジで内管とマニホールドを結
合するこの構造では加熱によりフランジ締結ボルトが伸
びてフランジ接合部が緩むため、プロセスフィードと改
質ガスの圧力差によるガスリークが避けられない。この
点を解決すべく考案されたのが図2に示す構造である。
図2の装置では、各内管はマニホールドに接続されるの
ではなく、ヘアピン管16により直接改質ガスヘッダー
17に接続される。ここでヘアピン構造を採用するのは
内管の熱膨張を吸収するためである。この装置はマニホ
ールドを用いていないためスケールアップにからむ上記
問題は生じないが、ヘアピン管16は細管からなるので
圧力損失が大きく、この点で低い圧力損失が要求される
常圧型燃料電池には適しないという別の問題が生ずる。
However, in the method of collecting the reformed gas by the manifold as described above, when the apparatus capacity is increased and the number of catalyst tubes is increased (for example, the output is 5M).
In the case of W fuel cell power plant, the number is 20 to 30), which makes the structure of the manifold complicated and makes physical application difficult. Further, in this structure in which the inner pipe and the manifold are connected by the flange, the flange fastening bolt extends and the flange joint is loosened by heating, so that gas leakage due to the pressure difference between the process feed and the reformed gas cannot be avoided. The structure shown in FIG. 2 was devised to solve this problem.
In the apparatus of FIG. 2, each inner tube is not directly connected to the manifold but is directly connected to the reformed gas header 17 by the hairpin tube 16. The hairpin structure is adopted here to absorb the thermal expansion of the inner tube. Since this device does not use a manifold, the above problems associated with scale-up do not occur, but since the hairpin tube 16 is a thin tube, it has a large pressure loss, and in this respect it is suitable for a normal pressure fuel cell that requires a low pressure loss. The other problem of not occurring arises.

【0007】また別の構造も提案されている。図3に示
す装置は実開平5−719号公報に開示されるものであ
る。図3の装置は、マニホールドを用いる代わりに内管
支持用の第2の管板18を配備し、プロセスフィード室
3の上に改質ガス室19を設けたものである。内管4は
この第2の管板に溶接等で固定されることにより支持さ
れ、同時にプロセスフィード室3と改質ガス室19との
間の気密が達成される。しかしながら、このように缶体
内を3つの室に分けた場合には装置据付け時における触
媒6の充填に問題が生ずる。通常、改質器は横に寝かせ
て運搬されるため、触媒は据付け時に充填される。とこ
ろが、図3のような構造の場合には、第2の管板18を
設置し、これに内管4を溶接等で固定した後でなければ
内管4と外管5の間の環状空間に触媒を充填することが
できないことから、この触媒充填作業が著しく困難とな
るのである。図3の装置では、この困難を解消するた
め、第2の管板に触媒充填用の孔20を設けているが、
この触媒充填孔20はかなりの面積を占めることから、
単位管板面積当りの触媒管密度が低下し、装置がコンパ
クトにならないという問題がある。また、触媒充填用の
孔をメクラフランジで塞ぐものとすれば、前記したフラ
ンジ締結ボルトの熱膨張によるプロセスフィード室から
改質ガス室へのガスのリークの問題が生ずる。
Another structure has also been proposed. The apparatus shown in FIG. 3 is disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-719. The apparatus of FIG. 3 has a second tube sheet 18 for supporting an inner tube instead of using a manifold, and a reformed gas chamber 19 provided on the process feed chamber 3. The inner tube 4 is supported by being fixed to the second tube sheet by welding or the like, and at the same time, airtightness between the process feed chamber 3 and the reformed gas chamber 19 is achieved. However, in the case where the inside of the can is divided into three chambers in this way, there arises a problem in filling the catalyst 6 when the apparatus is installed. Usually, the reformer is laid sideways and transported, so that the catalyst is filled at the time of installation. However, in the case of the structure as shown in FIG. 3, the annular space between the inner tube 4 and the outer tube 5 must be provided after the second tube sheet 18 is installed and the inner tube 4 is fixed thereto by welding or the like. Since the catalyst cannot be filled in the catalyst, the catalyst filling work becomes extremely difficult. In the apparatus of FIG. 3, in order to eliminate this difficulty, the second tube sheet is provided with a hole 20 for catalyst loading.
Since the catalyst filling hole 20 occupies a considerable area,
There is a problem in that the density of catalyst tubes per unit tube sheet area decreases, and the apparatus cannot be made compact. Further, if the catalyst filling hole is closed with a blind flange, there is a problem of gas leakage from the process feed chamber to the reformed gas chamber due to the thermal expansion of the flange fastening bolt.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明では、バヨネット
型触媒管を有する燃料電池用熱交換器型改質器におい
て、缶体の内部に第1の管板及び第2の管板が配備さ
れ、これにより缶内が燃焼ガス室、プロセスフィード室
及び改質ガス室に区分され、該第1の管板は該燃焼ガス
室と該プロセスフィード室を仕切り、該第2の管板は取
り外し可能であって該プロセスフィード室と該改質ガス
室を仕切り、該触媒管の外管はその基部が該第1の管板
に固定されて支持され、該触媒管の内管はその重量が該
第1の管板によって支持される一方、その基部と該第2
の管板とが熱膨張吸収用のベローズを介してシール溶接
により接合されている改質器を提供し、これにより上記
問題を解決するものである。
According to the present invention, in a heat exchanger type reformer for a fuel cell having a bayonet type catalyst tube, a first tube sheet and a second tube sheet are provided inside a can body. , Whereby the inside of the can is divided into a combustion gas chamber, a process feed chamber and a reformed gas chamber, the first tube plate partitions the combustion gas chamber and the process feed chamber, and the second tube plate is removable. The process feed chamber and the reformed gas chamber are partitioned from each other, the outer tube of the catalyst tube is supported with its base fixed to the first tube sheet, and the inner tube of the catalyst tube has the weight thereof. While supported by the first tubesheet, the base and the second
The above-mentioned problem is solved by providing a reformer in which the above-mentioned tube sheet is joined by seal welding through a bellows for absorbing thermal expansion.

【0009】[0009]

【作用及び実施例】以下、図4に示す好適な実施例に基
づき、本発明の作用を説明する。図4において、缶体1
内は第1の管板15及び第2の管板18により燃焼ガス
室10、プロセスフィード室3及び改質ガス室19の3
室に区分されている。また缶体1は胴部1aと蓋部1b
とからなる。原料となる天然ガスとスチームは缶体側面
にあるプロセスフィード入口2から缶体内部のプロセス
フィード室3に導入され、バヨネット型二重管式触媒管
を構成する内管4と外管5の間の管状空間を通過し、当
該空間に充填された改質触媒6の作用により天然ガスと
スチームが反応して水素を含む改質ガスとなる。生成し
た改質ガスは内管4内を通過して改質ガス室19に入
り、改質ガス出口8を経て燃料電池(図示せず)に供給
される。同様に缶体側面にある燃焼ガス入口9からは高
温の燃焼ガスが燃焼ガス室10に導入される。この燃焼
ガスは外管5の外側を流れ、該触媒6を外側から加熱し
た後、燃焼排ガス出口11より排出される。内管4の重
量は内管外側面に溶接された数枚のフィン14を図のよ
うに第1の管板15の上に載置することによって支持さ
れ、内管の基部はベローズ21を介して第2の管板18
にシール溶接されている。一方、外管5はその上部が第
1の管板15に溶接され、これによりその重量が支持さ
れている。第1の管板15は缶体胴部1aに溶接されて
いるが、第2の管板18はフランジにより缶体胴部1a
と缶体蓋部1bの間に挟持されているだけであり現場で
の取付け/取外しが可能である。
Operation and Embodiments The operation of the present invention will be described below with reference to the preferred embodiment shown in FIG. In FIG. 4, the can body 1
The inside of the combustion gas chamber 10, the process feed chamber 3 and the reformed gas chamber 19 are formed by the first tube sheet 15 and the second tube sheet 18.
It is divided into rooms. The can body 1 has a body portion 1a and a lid portion 1b.
Consists of. The raw material natural gas and steam are introduced into the process feed chamber 3 inside the can through the process feed inlet 2 on the side of the can, and between the inner pipe 4 and the outer pipe 5 forming the bayonet type double-tube catalyst pipe. The natural gas and steam react with each other by the action of the reforming catalyst 6 that has passed through the tubular space to produce a reformed gas containing hydrogen. The generated reformed gas passes through the inner pipe 4 and enters the reformed gas chamber 19, and is supplied to the fuel cell (not shown) through the reformed gas outlet 8. Similarly, the high temperature combustion gas is introduced into the combustion gas chamber 10 through the combustion gas inlet 9 on the side surface of the can body. This combustion gas flows outside the outer pipe 5, heats the catalyst 6 from the outside, and is then discharged from the combustion exhaust gas outlet 11. The weight of the inner tube 4 is supported by placing several fins 14 welded to the outer surface of the inner tube on the first tube sheet 15 as shown in the figure, and the base of the inner tube is supported by the bellows 21. Second tube sheet 18
Seal welded to. On the other hand, the outer tube 5 has its upper portion welded to the first tube sheet 15 to support its weight. The first tube sheet 15 is welded to the can body portion 1a, while the second tube sheet 18 is flanged to the can body portion 1a.
It is only sandwiched between the can lid 1b and the can lid 1b, and can be mounted / removed on site.

【0010】図4の装置を現場で据え付ける場合には、
次の手順に従えばよい。まず、第1の管板15及び外管
5が内部に配備された缶体胴部1aを直立させて固定す
る。次に、外側面にフィン14が設けられた内管4をそ
れぞれの外管内に挿入しフィンを第1の管板15の上に
載置する。このとき図5に示すように、第1の管板15
の内管を挿入すべき孔の周りにフィン14の底部を載置
し、内管4が外管5と同心状に所定深さまで挿入される
ようにする。内管4を挿入した後、内管と外管との間の
環状空間に触媒6を充填する。なお、内管5の先端部
(底部)には触媒の落下を防ぐ支持部材(グレーティン
グ)が設けられている。触媒を充填した後、第2の管板
18を缶体胴部1aのフランジ上に載置する。このと
き、内管4の基部が第2の管板18に設けられた孔から
頭を出しているはずである。次いで、内管4の基部と第
2の管板18の孔とをそれぞれベローズ21を介してシ
ール溶接する。シール溶接というのはシールのみを目的
とし、当該部材の重量を支持することは目的としていな
い簡易溶接のことである。シール溶接後、缶体蓋部1b
を載せてフランジで固定すれば、改質器本体の据付けは
完了する。
When the apparatus shown in FIG. 4 is installed on site,
You can follow the steps below. First, the can body part 1a in which the first tube sheet 15 and the outer tube 5 are arranged is upright and fixed. Next, the inner pipes 4 having the fins 14 on the outer surface are inserted into the respective outer pipes, and the fins are placed on the first tube sheet 15. At this time, as shown in FIG. 5, the first tube sheet 15
The bottom portion of the fin 14 is placed around the hole into which the inner tube 4 is to be inserted so that the inner tube 4 is inserted concentrically with the outer tube 5 to a predetermined depth. After inserting the inner pipe 4, the catalyst 6 is filled in the annular space between the inner pipe and the outer pipe. A support member (grating) for preventing the catalyst from falling is provided at the tip (bottom) of the inner pipe 5. After the catalyst is filled, the second tube sheet 18 is placed on the flange of the can body 1a. At this time, the base of the inner tube 4 should be protruding from the hole provided in the second tube sheet 18. Next, the base of the inner tube 4 and the hole of the second tube sheet 18 are seal-welded via the bellows 21. The seal welding is a simple welding for the purpose of sealing only and not for supporting the weight of the member. After seal welding, can lid 1b
The reformer body is completely installed by mounting and fixing it with the flange.

【0011】[0011]

【発明の効果】本発明によれば、マニホールドを用いな
いため、触媒管本数が増加しても構造が複雑にならず、
スケールアップが容易である。また、缶体内にフランジ
がないため、プロセスフィードの改質ガス中へのリーク
が生じない。さらに、ヘアピン管のような細管構造をと
らないので圧力損失が小さい。以上のことから、本発明
の改質器は大容量常圧型燃料電池用に適する。そして、
本発明の改質器は3室構造をとるにも拘らず、据付け工
事特に触媒充填作業が容易である。なお、シール溶接部
は現場で切断することが可能なので、触媒の再充填など
も容易である。
According to the present invention, since no manifold is used, the structure does not become complicated even if the number of catalyst tubes is increased.
Easy to scale up. Further, since there is no flange inside the can, the process feed does not leak into the reformed gas. Further, since it does not have a thin tube structure such as a hairpin tube, pressure loss is small. From the above, the reformer of the present invention is suitable for a large capacity atmospheric pressure fuel cell. And
Although the reformer of the present invention has a three-chamber structure, the installation work, especially the catalyst filling work, is easy. Since the seal weld can be cut on site, refilling of the catalyst is easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来の改質器の代表的な構造の一例を示す。FIG. 1 shows an example of a typical structure of a conventional reformer.

【図2】従来提案された図1とは別の構造を示す。FIG. 2 shows a structure different from that of FIG. 1 which has been conventionally proposed.

【図3】従来提案されたさらに別の構造を示す。FIG. 3 shows yet another previously proposed structure.

【図4】本発明の改質器の好適な態様を示す。FIG. 4 shows a preferred embodiment of the reformer of the present invention.

【図5】本発明の改質器における内管支持構造の一例を
示す。 1 缶体 1a 缶体胴部 1b 缶体蓋部 2 プロセスフィード入口 3 プロセスフィード室 4 触媒管内管 5 触媒管外管 6 改質触媒 7 マニホールド 8 改質ガス出口 9 燃焼ガス入口 10 燃焼ガス室 11 燃焼ガス出口 12 エキスパンジョンジョイント 13 フランジ 14 フィン 15 管板(第1の管板) 16 ヘアピン管 17 改質ガス出口ヘッダー 18 第2の管板 19 改質ガス室 20 触媒充填孔 21 ベローズ
FIG. 5 shows an example of an inner pipe support structure in the reformer of the present invention. 1 can 1a can body 1b can lid 2 process feed inlet 3 process feed chamber 4 catalyst pipe inner pipe 5 catalyst pipe outer pipe 6 reforming catalyst 7 manifold 8 reforming gas outlet 9 combustion gas inlet 10 combustion gas chamber 11 Combustion gas outlet 12 Expansion joint 13 Flange 14 Fin 15 Tube plate (first tube sheet) 16 Hairpin tube 17 Reformed gas outlet header 18 Second tube sheet 19 Reformed gas chamber 20 Catalyst filling hole 21 Bellows

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 宏 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 1号 千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 清水 良亮 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 1号 千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 森田 泰正 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 1号 千代田化工建設株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hiroshi Yagi Inventor Hiroshi Yagi 12-12-1, Tsurumi Chuo, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Chiyoda Kako Construction Co., Ltd. (72) Ryosuke Shimizu Chuo, Tsurumi-ku, Tsurumi-ku, Yokohama, Kanagawa Chome 12-1 Chiyoda Kakoh Construction Co., Ltd. (72) Inventor Yasumasa Morita 2-12-1 Tsurumi Chuo, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Chiyoda Kakoh Construction Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 バヨネット型触媒管を有する燃料電池用
熱交換器型改質器において、缶体(1)の内部に第1の
管板(15)及び第2の管板(18)が配備され、これ
により缶内が燃焼ガス室(10)、プロセスフィード室
(3)及び改質ガス室(19)に区分され、該第1の管
板は該燃焼ガス室と該プロセスフィード室を仕切り、該
第2の管板は取外し可能であって該プロセスフィード室
と該改質ガス室を仕切り、該触媒管の外管(5)はその
基部が該第1の管板に固定されて支持され、該触媒管の
内管(4)はその重量が該第1の管板によって支持され
る一方、その基部と該第2の管板とが熱膨張吸収用のベ
ローズ(21)を介してシール溶接により接合されてい
ることを特徴とする改質器。
1. A heat exchanger type reformer for a fuel cell having a bayonet type catalyst tube, wherein a first tube sheet (15) and a second tube sheet (18) are provided inside a can body (1). As a result, the inside of the can is divided into a combustion gas chamber (10), a process feed chamber (3) and a reformed gas chamber (19), and the first tube sheet partitions the combustion gas chamber and the process feed chamber. , The second tube sheet is removable and separates the process feed chamber and the reformed gas room, and the outer tube (5) of the catalyst tube is supported at its base fixed to the first tube sheet. While the weight of the inner tube (4) of the catalyst tube is supported by the first tube sheet, its base and the second tube sheet are inserted through the bellows (21) for absorbing thermal expansion. A reformer characterized by being joined by seal welding.
【請求項2】 該内管の外側面にフィン(14)が設け
られ、該フィンが該第1の管板上に載置されることによ
り該内管の重量が支持される請求項1記載の改質器。
2. A fin (14) is provided on the outer surface of the inner tube, and the weight of the inner tube is supported by mounting the fin on the first tube sheet. Reformer.
【請求項3】 該缶体が胴部(1a)と蓋部(1b)と
からなり、該第2の管板が該胴部と該蓋部の間にフラン
ジにより挟持される請求項1記載の改質器。
3. The can according to claim 1, wherein the can body comprises a body portion (1a) and a lid portion (1b), and the second tube sheet is sandwiched by a flange between the body portion and the lid portion. Reformer.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005179127A (en) * 2003-12-19 2005-07-07 Kyocera Corp Fuel reformer-housing vessel and fuel reforming device
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US9863723B2 (en) 2011-08-25 2018-01-09 Silvio Giachetti Integrated pressure compensating heat exchanger and method
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