JPH09255304A - プレート形改質装置 - Google Patents
プレート形改質装置Info
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- JPH09255304A JPH09255304A JP8059784A JP5978496A JPH09255304A JP H09255304 A JPH09255304 A JP H09255304A JP 8059784 A JP8059784 A JP 8059784A JP 5978496 A JP5978496 A JP 5978496A JP H09255304 A JPH09255304 A JP H09255304A
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- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
- H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
- H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コンパクトであって熱効率の高いプレート形
改質装置を提供する。 【解決手段】 伝熱隔壁（２）を挟んで隣接した改質用
触媒（５）が収納されてなる改質室（３）と燃焼用触媒
（６）が収納されてなる燃焼室（４）とを有し、燃焼室
で発生する燃焼熱を用いて改質室における改質反応を行
わせるプレート形改質装置において、改質室に関して燃
焼室とは反対側に位置し改質室と伝熱仕切壁（３１）に
より仕切られて形成され、内部を改質室から流出する改
質ガス（１１）が流れる改質ガス排出室（３０）を備
え、改質ガス排出室の上流側端部（３０ａ）と改質室の
下流側端部（３ａ）とは連通していることを特徴とす
る。
改質装置を提供する。 【解決手段】 伝熱隔壁（２）を挟んで隣接した改質用
触媒（５）が収納されてなる改質室（３）と燃焼用触媒
（６）が収納されてなる燃焼室（４）とを有し、燃焼室
で発生する燃焼熱を用いて改質室における改質反応を行
わせるプレート形改質装置において、改質室に関して燃
焼室とは反対側に位置し改質室と伝熱仕切壁（３１）に
より仕切られて形成され、内部を改質室から流出する改
質ガス（１１）が流れる改質ガス排出室（３０）を備
え、改質ガス排出室の上流側端部（３０ａ）と改質室の
下流側端部（３ａ）とは連通していることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素ガスに水
蒸気を混合したガス（以降、改質原料ガス）を加熱し
て、触媒を用いた改質反応により水素を主成分とするガ
ス（以降、改質ガス）に改質するプレート形改質装置に
係り、特に、燃料電池発電システムに使用するのに適し
たコンパクト化と高効率化を図ったプレート形改質装置
に関する。
蒸気を混合したガス（以降、改質原料ガス）を加熱し
て、触媒を用いた改質反応により水素を主成分とするガ
ス（以降、改質ガス）に改質するプレート形改質装置に
係り、特に、燃料電池発電システムに使用するのに適し
たコンパクト化と高効率化を図ったプレート形改質装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池システムは、一般に燃料電池本
体、改質装置、電力変換装置、制御装置およびいくつか
の熱交換器類によって構成されている。
体、改質装置、電力変換装置、制御装置およびいくつか
の熱交換器類によって構成されている。
【０００３】図４は従来の燃料電池発電システムにおけ
る改質装置（プレート形改質装置）を中心とする概略系
統図であり、図５には従来の一般的なプレート形改質装
置１の例として混合燃焼プレート形改質装置の構造を示
す。
る改質装置（プレート形改質装置）を中心とする概略系
統図であり、図５には従来の一般的なプレート形改質装
置１の例として混合燃焼プレート形改質装置の構造を示
す。
【０００４】プレート形改質装置１は、球形の改質用触
媒５を充填した改質室３と球形の燃焼用触媒６を充填し
た燃焼室４を伝熱隔壁２を挾んで積層した構成となって
いる。燃料ガス７と空気８は、図示しない予熱器で予熱
された後、燃焼室４へ送られ、燃焼用触媒６どうしの間
を流れながら燃焼し、燃焼排ガス９となって流出する。
媒５を充填した改質室３と球形の燃焼用触媒６を充填し
た燃焼室４を伝熱隔壁２を挾んで積層した構成となって
いる。燃料ガス７と空気８は、図示しない予熱器で予熱
された後、燃焼室４へ送られ、燃焼用触媒６どうしの間
を流れながら燃焼し、燃焼排ガス９となって流出する。
【０００５】一方、炭化水素ガス、例えばメタンに水蒸
気を混合した改質原料ガス１０は、図示しない原料ガス
予熱器で３００℃程度まで予熱されてプレート形改質装
置１の改質室３に導入される。改質室３中の改質原料ガ
ス１０は改質用触媒５どうしの間を流れながら燃焼室４
で発生した燃焼熱によって７００℃程度まで加熱され、
水素を主成分とする改質ガス１１となる。改質室３を出
た改質ガス１１は、図示しない熱交換器や一酸化炭素変
成器などを経て燃料電池本体２０に送られる。
気を混合した改質原料ガス１０は、図示しない原料ガス
予熱器で３００℃程度まで予熱されてプレート形改質装
置１の改質室３に導入される。改質室３中の改質原料ガ
ス１０は改質用触媒５どうしの間を流れながら燃焼室４
で発生した燃焼熱によって７００℃程度まで加熱され、
水素を主成分とする改質ガス１１となる。改質室３を出
た改質ガス１１は、図示しない熱交換器や一酸化炭素変
成器などを経て燃料電池本体２０に送られる。
【０００６】図９に従来の他のプレート形改質装置分散
燃焼プレート形改質装置の構造を示す。
燃焼プレート形改質装置の構造を示す。
【０００７】図９に示す分散燃焼プレート形改質装置の
基本的構造は図５に示した予混合燃焼プレート形改質装
置のそれとほぼ同じであるが、燃焼方法が異なる。
基本的構造は図５に示した予混合燃焼プレート形改質装
置のそれとほぼ同じであるが、燃焼方法が異なる。
【０００８】この改質装置は、球形の改質用触媒５を充
填した改質室３と、球形の燃焼用触媒６を充填した燃焼
室４と、燃料ガス７を供給する燃料供給室１８とを有す
る。改質室３と燃焼室４とは伝熱隔壁２によって仕切ら
れ、燃焼室４と燃料供給室１８とは燃料分散板１９によ
って仕切られている。改質室３、燃焼室４、および燃料
供給室１８はこの順に積層されている。
填した改質室３と、球形の燃焼用触媒６を充填した燃焼
室４と、燃料ガス７を供給する燃料供給室１８とを有す
る。改質室３と燃焼室４とは伝熱隔壁２によって仕切ら
れ、燃焼室４と燃料供給室１８とは燃料分散板１９によ
って仕切られている。改質室３、燃焼室４、および燃料
供給室１８はこの順に積層されている。
【０００９】燃料ガス７は燃料供給室１８へ、空気８は
燃焼室４へ、改質原料ガス１０は改質室３へ送られる。
燃料供給室１８に供給された燃料ガス７は、燃料分散板
１９に開けられた多数の孔１７を通過して分散して燃焼
室４へ流入し、空気８と混合して燃焼する。燃焼室４で
生じた燃焼熱は伝熱隔壁２を介して改質室３へ伝えら
れ、改質室３における改質反応を促進する。
燃焼室４へ、改質原料ガス１０は改質室３へ送られる。
燃料供給室１８に供給された燃料ガス７は、燃料分散板
１９に開けられた多数の孔１７を通過して分散して燃焼
室４へ流入し、空気８と混合して燃焼する。燃焼室４で
生じた燃焼熱は伝熱隔壁２を介して改質室３へ伝えら
れ、改質室３における改質反応を促進する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来のプレート形改質
装置では、改質室３や燃焼室４の厚さは触媒の大きさに
よって決まるので、プレート形改質装置１を少しでもコ
ンパクトにするためには、触媒をできる限り小さくする
必要がある。しかし、触媒が小さ過ぎるとガスの流れに
よって飛散あるいは流動化してしまう恐れがあるので、
適当な大きさに焼き固められた触媒が使われている。こ
のため改質室３や燃焼室４の厚さを薄くすることができ
ず、おのずと改質装置１のコンパクト化には限界があっ
た。
装置では、改質室３や燃焼室４の厚さは触媒の大きさに
よって決まるので、プレート形改質装置１を少しでもコ
ンパクトにするためには、触媒をできる限り小さくする
必要がある。しかし、触媒が小さ過ぎるとガスの流れに
よって飛散あるいは流動化してしまう恐れがあるので、
適当な大きさに焼き固められた触媒が使われている。こ
のため改質室３や燃焼室４の厚さを薄くすることができ
ず、おのずと改質装置１のコンパクト化には限界があっ
た。
【００１１】また、こうした触媒を使用した場合、燃料
ガス７は燃焼用触媒６と燃焼用触媒６の間あるいは燃焼
用触媒６と伝熱隔壁２との間を流れ、また、改質原料ガ
ス１０は改質用触媒５と改質用触媒５との間あるいは改
質用触媒５と伝熱隔壁２との間を流れる。したがって、
燃焼用触媒６の表面で生じた燃焼熱が改質用触媒５の表
面に伝わるためには、燃焼ガス７や改質原料ガス１０を
媒介として熱を伝達する必要があり、一般にガス媒体は
伝熱媒体として大きな熱抵抗を有するので、熱伝効率が
低下してしまうという問題があった。
ガス７は燃焼用触媒６と燃焼用触媒６の間あるいは燃焼
用触媒６と伝熱隔壁２との間を流れ、また、改質原料ガ
ス１０は改質用触媒５と改質用触媒５との間あるいは改
質用触媒５と伝熱隔壁２との間を流れる。したがって、
燃焼用触媒６の表面で生じた燃焼熱が改質用触媒５の表
面に伝わるためには、燃焼ガス７や改質原料ガス１０を
媒介として熱を伝達する必要があり、一般にガス媒体は
伝熱媒体として大きな熱抵抗を有するので、熱伝効率が
低下してしまうという問題があった。
【００１２】また図５に示したような予混合燃焼プレー
ト形改質装置では、燃焼ガス７と空気８が予混合されて
いるので、燃焼室４入口近傍の燃焼用触媒６に燃料混合
ガスが接触して燃焼反応を開始し、急激な火炎燃焼に移
行する。このため、燃焼室４の入口近傍において燃焼反
応が完結してしまい、燃焼ガス温度は入口近傍で必要以
上に高くなり、燃焼用触媒を劣化させてしまうばかり
か、熱応力の原因にもなるという問題があった。
ト形改質装置では、燃焼ガス７と空気８が予混合されて
いるので、燃焼室４入口近傍の燃焼用触媒６に燃料混合
ガスが接触して燃焼反応を開始し、急激な火炎燃焼に移
行する。このため、燃焼室４の入口近傍において燃焼反
応が完結してしまい、燃焼ガス温度は入口近傍で必要以
上に高くなり、燃焼用触媒を劣化させてしまうばかり
か、熱応力の原因にもなるという問題があった。
【００１３】一方、図９に示したような分散燃焼プレー
ト形改質装置は、燃焼室４に燃料ガス７と空気８を別々
に、しかも、燃料ガス７を分散して供給することによっ
て、燃焼ガス７の温度を制御しようとするものである。
ト形改質装置は、燃焼室４に燃料ガス７と空気８を別々
に、しかも、燃料ガス７を分散して供給することによっ
て、燃焼ガス７の温度を制御しようとするものである。
【００１４】しかしながら、燃焼室４には燃焼用触媒６
が充填されているので、燃料ガス７と空気８との混合が
充分でなく、燃焼むらができてしまう。この結果、燃焼
効率が低下し改質原料ガスの転換率が低下してしまうと
いう問題があった。
が充填されているので、燃料ガス７と空気８との混合が
充分でなく、燃焼むらができてしまう。この結果、燃焼
効率が低下し改質原料ガスの転換率が低下してしまうと
いう問題があった。
【００１５】さらに、従来のプレート形改質装置には、
次のような問題があった。
次のような問題があった。
【００１６】すなわち、燃料電池本体の温度は、例えば
燐酸型では２００℃程度、固体高分子型では１００℃程
度であり、これらと比較すると改質装置から流出する改
質ガス温度は７００℃程度と非常に高い。このため、通
常は、改質ガスは改質装置に送られる前の燃料ガスや水
蒸気などと熱交換して適当な温度まで冷却された後、燃
料電池本体に送られる。従って、熱交換器や途中の配管
における放熱のために大きなエネルギー損失が生じるこ
とになるという問題があった。
燐酸型では２００℃程度、固体高分子型では１００℃程
度であり、これらと比較すると改質装置から流出する改
質ガス温度は７００℃程度と非常に高い。このため、通
常は、改質ガスは改質装置に送られる前の燃料ガスや水
蒸気などと熱交換して適当な温度まで冷却された後、燃
料電池本体に送られる。従って、熱交換器や途中の配管
における放熱のために大きなエネルギー損失が生じるこ
とになるという問題があった。
【００１７】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
有する問題を解消し、コンパクトであって熱効率の高い
プレート形改質装置を提供することである。
有する問題を解消し、コンパクトであって熱効率の高い
プレート形改質装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるプレート形改質装置は、伝熱隔壁を挟
んで隣接した改質用触媒が収納されてなる改質室と燃焼
用触媒が収納されてなる燃焼室とを有し、前記燃焼室で
発生する燃焼熱を用いて前記改質室における改質反応を
行わせるプレート形改質装置において、前記改質用触媒
または前記燃焼用触媒の少なくとも一方を粉末状あるい
は微細粒子状に形成するととともに粉末状あるいは微細
粒子状にした触媒を多孔質体内に保持して前記改質室ま
たは前記燃焼室に収納したことを特徴とする。
に、本発明によるプレート形改質装置は、伝熱隔壁を挟
んで隣接した改質用触媒が収納されてなる改質室と燃焼
用触媒が収納されてなる燃焼室とを有し、前記燃焼室で
発生する燃焼熱を用いて前記改質室における改質反応を
行わせるプレート形改質装置において、前記改質用触媒
または前記燃焼用触媒の少なくとも一方を粉末状あるい
は微細粒子状に形成するととともに粉末状あるいは微細
粒子状にした触媒を多孔質体内に保持して前記改質室ま
たは前記燃焼室に収納したことを特徴とする。
【００１９】また、伝熱隔壁を挟んで隣接した改質用触
媒が収納されてなる改質室と燃焼用触媒が収納されてな
る燃焼室とを有し、前記燃焼室で発生する燃焼熱を用い
て前記改質室における改質反応を行わせるプレート形改
質装置において、前記燃焼室に関して前記改質室とは反
対側に位置し、前記燃焼室と仕切壁により仕切られて形
成され、内部に燃料混合ガスが収納される燃料混合ガス
収納室を備え、前記仕切壁には、前記燃焼室と前記燃料
混合ガス収納室とを連通させる複数の孔が配設されてい
ることを特徴とする。
媒が収納されてなる改質室と燃焼用触媒が収納されてな
る燃焼室とを有し、前記燃焼室で発生する燃焼熱を用い
て前記改質室における改質反応を行わせるプレート形改
質装置において、前記燃焼室に関して前記改質室とは反
対側に位置し、前記燃焼室と仕切壁により仕切られて形
成され、内部に燃料混合ガスが収納される燃料混合ガス
収納室を備え、前記仕切壁には、前記燃焼室と前記燃料
混合ガス収納室とを連通させる複数の孔が配設されてい
ることを特徴とする。
【００２０】また、伝熱隔壁を挟んで隣接した改質用触
媒が収納されてなる改質室と燃焼用触媒が収納されてな
る燃焼室とを有し、前記燃焼室で発生する燃焼熱を用い
て前記改質室における改質反応を行わせるプレート形改
質装置において、前記改質室に関して前記燃焼室とは反
対側に位置し前記改質室と伝熱仕切壁により仕切られて
形成され、内部を前記改質室から流出する改質ガスが流
れる改質ガス排出室を備え、前記改質ガス排出室の上流
側端部と前記改質室の下流側端部とは連通していること
を特徴とする。
媒が収納されてなる改質室と燃焼用触媒が収納されてな
る燃焼室とを有し、前記燃焼室で発生する燃焼熱を用い
て前記改質室における改質反応を行わせるプレート形改
質装置において、前記改質室に関して前記燃焼室とは反
対側に位置し前記改質室と伝熱仕切壁により仕切られて
形成され、内部を前記改質室から流出する改質ガスが流
れる改質ガス排出室を備え、前記改質ガス排出室の上流
側端部と前記改質室の下流側端部とは連通していること
を特徴とする。
【００２１】上述の発明において、触媒を粉末状あるい
は微細粒子状に形成し多孔質体に保持させるので、触媒
層を非常に薄くすることができ、かつ、触媒の飛散ある
いは流動化を防止できる。多孔質体はプレスされて非常
に薄くなっているが、適当な空隙率を有するので、燃料
ガスや改質原料ガスはこの空隙を通過して触媒表面に到
達し、反応の妨げになることはない。さらに、触媒を保
持した多孔質体は伝熱隔壁に直接接触しているので、燃
焼室で生じた燃焼熱は改質室の改質用触媒に効率よく伝
わり熱効率を向上させることができる。
は微細粒子状に形成し多孔質体に保持させるので、触媒
層を非常に薄くすることができ、かつ、触媒の飛散ある
いは流動化を防止できる。多孔質体はプレスされて非常
に薄くなっているが、適当な空隙率を有するので、燃料
ガスや改質原料ガスはこの空隙を通過して触媒表面に到
達し、反応の妨げになることはない。さらに、触媒を保
持した多孔質体は伝熱隔壁に直接接触しているので、燃
焼室で生じた燃焼熱は改質室の改質用触媒に効率よく伝
わり熱効率を向上させることができる。
【００２２】また、燃料混合ガス収納室を設けたので、
燃料ガスと空気とを充分混合した燃料混合ガスを燃焼室
に分散して供給し、燃焼室全体において均一に燃焼反応
を生じさせ、改質室に均等に熱を供給することができ
る。この結果、燃焼効率や改質原料ガスの転化率を向上
させるとともに、燃焼ガスを適当な温度以下に保持でき
燃焼用触媒の劣化や熱応力を小さく押さえることができ
る。
燃料ガスと空気とを充分混合した燃料混合ガスを燃焼室
に分散して供給し、燃焼室全体において均一に燃焼反応
を生じさせ、改質室に均等に熱を供給することができ
る。この結果、燃焼効率や改質原料ガスの転化率を向上
させるとともに、燃焼ガスを適当な温度以下に保持でき
燃焼用触媒の劣化や熱応力を小さく押さえることができ
る。
【００２３】また、改質ガス排出室を設けたので、改質
室から流出した直後の改質ガスと改質室中の改質原料ガ
スとの熱交換を対向流的に行い、改質ガスが有する余分
の顕熱を改質反応に有効に利用することができる。ま
た、改質装置から流出する改質ガスの温度はすでに低下
しているので、一酸化炭素変成器や燃料電池本体に送ら
れる途中の熱交換器や配管における放熱を小さくでき、
この結果、熱エネルギー損失を小さくでき燃料電池シス
テムの熱効率を向上させることができる。
室から流出した直後の改質ガスと改質室中の改質原料ガ
スとの熱交換を対向流的に行い、改質ガスが有する余分
の顕熱を改質反応に有効に利用することができる。ま
た、改質装置から流出する改質ガスの温度はすでに低下
しているので、一酸化炭素変成器や燃料電池本体に送ら
れる途中の熱交換器や配管における放熱を小さくでき、
この結果、熱エネルギー損失を小さくでき燃料電池シス
テムの熱効率を向上させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明の
プレート形改質装置の実施形態について説明する。
プレート形改質装置の実施形態について説明する。
【００２５】まず、図１乃至図３を参照して第１の実施
形態について説明する。
形態について説明する。
【００２６】図１および図２は第１の実施形態の第１実
施例を説明する図であり、図１は第１の実施形態に係る
プレート形改質装置の断面図であり、図２は図１におけ
るＡ−Ａ′における断面図である。本実施形態のプレー
ト形改質装置１は、伝熱隔壁２を挾んで隣接した偏平形
状の改質室３と偏平形状の燃焼室４を一ユニットとし、
このユニットを多数積層した構成となっている。
施例を説明する図であり、図１は第１の実施形態に係る
プレート形改質装置の断面図であり、図２は図１におけ
るＡ−Ａ′における断面図である。本実施形態のプレー
ト形改質装置１は、伝熱隔壁２を挾んで隣接した偏平形
状の改質室３と偏平形状の燃焼室４を一ユニットとし、
このユニットを多数積層した構成となっている。
【００２７】図２に示すように、改質用触媒５と燃焼用
触媒６は粉末状あるいは微細粒子状に形成されている。
ここで、粉末状あるいは微細粒子状に形成するのは改質
用触媒５、燃焼用触媒６の少なくとも一方であればよ
い。この粉末状の改質用触媒５と燃焼用触媒６は、多孔
質体であるメッシュ１２に包まれて保持されており、そ
れぞれ改質室３内と燃焼室４内に収納されている。メッ
シュ１２の片側面には断面正弦波状の溝１３が形成され
ており、溝１３の上端は隣接する伝熱隔壁２面との間に
空隙が形成されている。メッシュ１２の他側面は平面状
に形成されており、伝熱隔壁２面に接触している。改質
用触媒５、燃焼用触媒６はそれぞれメッシュ１２の上下
の両面から挟まれ、プレスして挟まれて保持されてい
る。一つの伝熱隔壁２を挟んで反対側にも、溝１３が伝
熱隔壁２に対し対称に位置するようにメッシュ１２が配
設されている。
触媒６は粉末状あるいは微細粒子状に形成されている。
ここで、粉末状あるいは微細粒子状に形成するのは改質
用触媒５、燃焼用触媒６の少なくとも一方であればよ
い。この粉末状の改質用触媒５と燃焼用触媒６は、多孔
質体であるメッシュ１２に包まれて保持されており、そ
れぞれ改質室３内と燃焼室４内に収納されている。メッ
シュ１２の片側面には断面正弦波状の溝１３が形成され
ており、溝１３の上端は隣接する伝熱隔壁２面との間に
空隙が形成されている。メッシュ１２の他側面は平面状
に形成されており、伝熱隔壁２面に接触している。改質
用触媒５、燃焼用触媒６はそれぞれメッシュ１２の上下
の両面から挟まれ、プレスして挟まれて保持されてい
る。一つの伝熱隔壁２を挟んで反対側にも、溝１３が伝
熱隔壁２に対し対称に位置するようにメッシュ１２が配
設されている。
【００２８】燃焼室４に流入した燃料ガス７、空気８、
および改質室３に流入した改質原料ガス１０は、メッシ
ュ１２に形成された溝１３に沿って図２において紙面に
垂直方向だけでなく、他の方向にも流れる。紙面に垂直
な方向以外の方向に流れる成分は、波状の溝１３からメ
ッシュ１２内に浸入し触媒５、６の表面に到達し、そこ
で、それぞれ燃焼反応、改質反応が行われる。
および改質室３に流入した改質原料ガス１０は、メッシ
ュ１２に形成された溝１３に沿って図２において紙面に
垂直方向だけでなく、他の方向にも流れる。紙面に垂直
な方向以外の方向に流れる成分は、波状の溝１３からメ
ッシュ１２内に浸入し触媒５、６の表面に到達し、そこ
で、それぞれ燃焼反応、改質反応が行われる。
【００２９】本実施形態では、改質用触媒５、燃焼用触
媒６はメッシュ１２の中に保持されているので、粉末状
あるいは微細粒子状に形成したにもかかわらず、ガスの
流れによって飛散あるいは流動化することを防止するこ
とができる。
媒６はメッシュ１２の中に保持されているので、粉末状
あるいは微細粒子状に形成したにもかかわらず、ガスの
流れによって飛散あるいは流動化することを防止するこ
とができる。
【００３０】また、改質用触媒５、燃焼用触媒６を粉末
状あるいは微細粒子状に形成したので粉末状粒子間の隙
間を小さくできる。この結果、薄く構成した改質室３や
燃焼室４に触媒を収納しても、必要な所定量の触媒表面
積を確保することができる。したがって、改質室３や燃
焼室４を薄く構成することが可能になり、装置のコンパ
クト化を図ることができる。また、改質用触媒５、燃焼
用触媒６はメッシュ１２内にプレスして保持されている
ので、メッシュ１２の厚さを薄くすることができ、改質
室３や燃焼室４を薄く構成することができる。
状あるいは微細粒子状に形成したので粉末状粒子間の隙
間を小さくできる。この結果、薄く構成した改質室３や
燃焼室４に触媒を収納しても、必要な所定量の触媒表面
積を確保することができる。したがって、改質室３や燃
焼室４を薄く構成することが可能になり、装置のコンパ
クト化を図ることができる。また、改質用触媒５、燃焼
用触媒６はメッシュ１２内にプレスして保持されている
ので、メッシュ１２の厚さを薄くすることができ、改質
室３や燃焼室４を薄く構成することができる。
【００３１】また、メッシュ１２の表面に波状の溝１３
を形成したので、燃料ガス７と空気８や改質原料ガス１
０と触媒との接触面積を増加することができ、反応特性
を向上させることができる。
を形成したので、燃料ガス７と空気８や改質原料ガス１
０と触媒との接触面積を増加することができ、反応特性
を向上させることができる。
【００３２】次に、図３を参照して、第１の実施形態に
おける第２実施例について説明する。
おける第２実施例について説明する。
【００３３】図３に示すプレート形改質装置もまた図１
に示した場合と同様に、伝熱隔壁２を挾んで隣接した改
質室３と燃焼室４を一ユニットとし、このユニットを多
数積層した構成となっている。
に示した場合と同様に、伝熱隔壁２を挾んで隣接した改
質室３と燃焼室４を一ユニットとし、このユニットを多
数積層した構成となっている。
【００３４】本実施例では、メッシュ１２は波状の溝１
３の形成された面のみを有し、粉末状あるいは微細粒子
状の改質用触媒５および燃焼用触媒６はそれぞれメッシ
ュ１２と伝熱隔壁２との間に充填してプレスされてい
る。
３の形成された面のみを有し、粉末状あるいは微細粒子
状の改質用触媒５および燃焼用触媒６はそれぞれメッシ
ュ１２と伝熱隔壁２との間に充填してプレスされてい
る。
【００３５】また伝熱隔壁２には突起状のフィン１４が
配列されている。メッシュ１２の表面には隣接するフィ
ン１４どうしの間の位置に断面正弦波状の溝１３が形成
されている。
配列されている。メッシュ１２の表面には隣接するフィ
ン１４どうしの間の位置に断面正弦波状の溝１３が形成
されている。
【００３６】以上説明したように、本発明に係わるプレ
ート形改質装置では、触媒層の厚さを非常に薄くするこ
とができるので、改質装置を非常にコンパクトにするこ
とができる。また、改質室と燃焼室との間の熱抵抗が小
さくなるので、燃焼室で生じた燃焼熱が有効に改質室に
伝わり、熱効率を向上させることができる。
ート形改質装置では、触媒層の厚さを非常に薄くするこ
とができるので、改質装置を非常にコンパクトにするこ
とができる。また、改質室と燃焼室との間の熱抵抗が小
さくなるので、燃焼室で生じた燃焼熱が有効に改質室に
伝わり、熱効率を向上させることができる。
【００３７】伝熱隔壁２に突起状のフィン１４を設けた
ので、改質原料ガス１０等と改質用触媒５等との接触面
積および伝熱隔壁の表面積を増加させることができ、反
応特性や伝熱特性をさらに向上させることができる。
ので、改質原料ガス１０等と改質用触媒５等との接触面
積および伝熱隔壁の表面積を増加させることができ、反
応特性や伝熱特性をさらに向上させることができる。
【００３８】また、本実施例においても、図２に示した
実施例と同様に粉末状あるいは微細粒子状の触媒はメッ
シュ１２の中に保持されているので、ガスの流れによっ
て粉末触媒が飛散あるいは流動化することを防止するこ
とができ、改質室３や燃焼室４を薄く構成することがで
き、装置のコンパクト化を図ることができる。
実施例と同様に粉末状あるいは微細粒子状の触媒はメッ
シュ１２の中に保持されているので、ガスの流れによっ
て粉末触媒が飛散あるいは流動化することを防止するこ
とができ、改質室３や燃焼室４を薄く構成することがで
き、装置のコンパクト化を図ることができる。
【００３９】また、燃焼用触媒６と改質用触媒５が伝熱
隔壁２に直接接触しているので、燃焼用触媒６の表面で
生じた燃焼熱を改質室３の改質用触媒５に効率よく伝え
ることができ、熱効率を向上させることができる。
隔壁２に直接接触しているので、燃焼用触媒６の表面で
生じた燃焼熱を改質室３の改質用触媒５に効率よく伝え
ることができ、熱効率を向上させることができる。
【００４０】次に、図６乃至図８を参照して第２の実施
形態について説明する。
形態について説明する。
【００４１】図６は、本発明の第２の実施形態の第１実
施例を示す断面図である。
施例を示す断面図である。
【００４２】図６において、本実施例のプレート形改質
装置は、球形の改質用触媒５を充填した改質室３と、球
形の燃焼用触媒６を充填した燃焼室４と、燃料ガスと空
気との燃料混合ガス２１が供給される燃料混合ガス収納
室２２とを有する。改質室３と燃焼室４は伝熱隔壁２に
よって仕切られている。ここで、改質用触媒５、燃焼用
触媒６は、上記した第１の実施形態のごとく構成しても
よい。
装置は、球形の改質用触媒５を充填した改質室３と、球
形の燃焼用触媒６を充填した燃焼室４と、燃料ガスと空
気との燃料混合ガス２１が供給される燃料混合ガス収納
室２２とを有する。改質室３と燃焼室４は伝熱隔壁２に
よって仕切られている。ここで、改質用触媒５、燃焼用
触媒６は、上記した第１の実施形態のごとく構成しても
よい。
【００４３】燃料混合ガス収納室２２は、燃焼室４に関
して改質室３とは反対側に位置し、改質室４と燃料混合
ガス分散板２３（仕切壁）により積層状に仕切られて形
成されている。仕切壁としての燃料混合ガス分散板２３
には複数の連通孔２７が配設されており、燃料混合ガス
収納室２２は連通孔２７によって燃焼室４と連通してい
る。燃料混合ガス分散板２３は燃料混合ガスを分散させ
て複数の場所から燃焼室４へ移行する。
して改質室３とは反対側に位置し、改質室４と燃料混合
ガス分散板２３（仕切壁）により積層状に仕切られて形
成されている。仕切壁としての燃料混合ガス分散板２３
には複数の連通孔２７が配設されており、燃料混合ガス
収納室２２は連通孔２７によって燃焼室４と連通してい
る。燃料混合ガス分散板２３は燃料混合ガスを分散させ
て複数の場所から燃焼室４へ移行する。
【００４４】燃料混合ガス２１は燃料混合ガス収納室２
２へ、改質原料ガス１０は改質室３へ送られる。燃料混
合ガス収納室２２に供給された燃料混合ガス２１は、燃
料混合ガス分散板２３に開けられた多数の連通孔２７を
通過して燃焼室４へ流入し、燃焼用触媒６に接触し燃焼
する。燃焼室４で生じた燃焼熱は、伝熱隔壁２を介して
改質室３へ伝えられ、改質室３における改質反応に使わ
れる。
２へ、改質原料ガス１０は改質室３へ送られる。燃料混
合ガス収納室２２に供給された燃料混合ガス２１は、燃
料混合ガス分散板２３に開けられた多数の連通孔２７を
通過して燃焼室４へ流入し、燃焼用触媒６に接触し燃焼
する。燃焼室４で生じた燃焼熱は、伝熱隔壁２を介して
改質室３へ伝えられ、改質室３における改質反応に使わ
れる。
【００４５】本実施例のプレート形改質装置では、燃料
ガスと空気とを予め外部で混合し、混合して生成された
燃焼混合ガス２１を燃焼室４に分散して供給するので、
燃焼室４全体において均一に燃焼反応を生じさせること
ができ、従って、改質室３に均等に熱を供給することが
できる。
ガスと空気とを予め外部で混合し、混合して生成された
燃焼混合ガス２１を燃焼室４に分散して供給するので、
燃焼室４全体において均一に燃焼反応を生じさせること
ができ、従って、改質室３に均等に熱を供給することが
できる。
【００４６】なお、このとき、燃料ガスと空気とを予め
混合して生成した燃料混合ガス２１を燃焼室４に供給す
るので逆火のおそれがあるが、燃料混合ガス分散板２７
に開けられた連通孔２７を充分小さくすることによって
これを防止することができる。
混合して生成した燃料混合ガス２１を燃焼室４に供給す
るので逆火のおそれがあるが、燃料混合ガス分散板２７
に開けられた連通孔２７を充分小さくすることによって
これを防止することができる。
【００４７】次に、図７を参照して、第２の実施形態の
第２実施例について説明する。
第２実施例について説明する。
【００４８】図７は、本実施例のプレート形改質装置の
断面図である。本実施例のプレート形改質装置１は、図
６に示した実施例において、燃料ガス供給流路２４と空
気供給流路２５を燃料混合ガス収納室２２に開口させた
ものである。
断面図である。本実施例のプレート形改質装置１は、図
６に示した実施例において、燃料ガス供給流路２４と空
気供給流路２５を燃料混合ガス収納室２２に開口させた
ものである。
【００４９】燃料ガス７は燃料ガス供給流路２４を通っ
て、また空気８は空気供給流路２５を通って、別々に、
燃料混合ガス収納室２２に流入する。燃料ガス７と空気
８とは燃料混合ガス収納室２２内で混合し燃料混合ガス
２１が生成される。生成された燃料混合ガス２１は、燃
料混合ガス分散板２３に開けられた多数の連通孔２７を
通過して燃焼室４に流入し、燃焼用触媒６に接触し燃焼
する。
て、また空気８は空気供給流路２５を通って、別々に、
燃料混合ガス収納室２２に流入する。燃料ガス７と空気
８とは燃料混合ガス収納室２２内で混合し燃料混合ガス
２１が生成される。生成された燃料混合ガス２１は、燃
料混合ガス分散板２３に開けられた多数の連通孔２７を
通過して燃焼室４に流入し、燃焼用触媒６に接触し燃焼
する。
【００５０】本実施例においても、図６の実施例と同
様、燃焼室４全体において均一に燃焼反応が生じ、改質
室３に均等に熱を供給することができる。
様、燃焼室４全体において均一に燃焼反応が生じ、改質
室３に均等に熱を供給することができる。
【００５１】さらに、燃料ガス７と空気８とを燃料混合
ガス収納室２２の中で混合させるので、逆火を防止する
ことができる。
ガス収納室２２の中で混合させるので、逆火を防止する
ことができる。
【００５２】次に、図８を参照して、第２の実施形態の
第３実施例について説明する。
第３実施例について説明する。
【００５３】図８は、本実施例のプレート形改質装置の
断面図である。本実施例のプレート形改質装置１は、図
７に示した実施例において、二つの燃焼室４で一つの燃
料混合ガス収納室２２を挾んで重ね合わせることによっ
て、燃料混合ガス２１を一つの燃料混合ガス収納室２２
から二つの燃焼室４に供給できるようにしたものであ
る。
断面図である。本実施例のプレート形改質装置１は、図
７に示した実施例において、二つの燃焼室４で一つの燃
料混合ガス収納室２２を挾んで重ね合わせることによっ
て、燃料混合ガス２１を一つの燃料混合ガス収納室２２
から二つの燃焼室４に供給できるようにしたものであ
る。
【００５４】本実施例においても、図６、図７に示した
実施例と同様の効果が得られる。さらに、一つの燃料混
合ガス収納室２２から複数の燃焼室４、４に燃料混合ガ
スを供給できるので、燃料混合ガス収納室２２の数を減
らすことができ、改質装置１をよりコンパクトに構成す
ることができる。
実施例と同様の効果が得られる。さらに、一つの燃料混
合ガス収納室２２から複数の燃焼室４、４に燃料混合ガ
スを供給できるので、燃料混合ガス収納室２２の数を減
らすことができ、改質装置１をよりコンパクトに構成す
ることができる。
【００５５】次に、図１０および図１１を参照して第３
の実施形態について説明する。
の実施形態について説明する。
【００５６】まず図１０を参照して、第３の実施形態の
第１実施例について説明する。
第１実施例について説明する。
【００５７】図１０は、本実施例のプレート形改質装置
の断面図である。図１０において、プレート形改質装置
は、球形の改質用触媒５を充填した改質室３と、球形の
燃焼用触媒６を充填した燃焼室４と、および改質ガス排
出室３０を有する。改質室３と燃焼室４は伝熱隔壁２に
よって仕切られている。ここで、改質用触媒５、燃焼用
媒体６は、上記した第１の実施形態のごとく構成しても
よい。
の断面図である。図１０において、プレート形改質装置
は、球形の改質用触媒５を充填した改質室３と、球形の
燃焼用触媒６を充填した燃焼室４と、および改質ガス排
出室３０を有する。改質室３と燃焼室４は伝熱隔壁２に
よって仕切られている。ここで、改質用触媒５、燃焼用
媒体６は、上記した第１の実施形態のごとく構成しても
よい。
【００５８】改質ガス排出室３０は改質室３に対する燃
焼室４の反対側に改質室３と積層状に伝熱仕切壁３１に
より仕切られて形成されている。改質ガス排出室３０は
その上流側端部３０ａで改質室３の下流側端部３ａと連
通するように形成されている。
焼室４の反対側に改質室３と積層状に伝熱仕切壁３１に
より仕切られて形成されている。改質ガス排出室３０は
その上流側端部３０ａで改質室３の下流側端部３ａと連
通するように形成されている。
【００５９】また、改質ガス排出室３０の内側の伝熱仕
切壁３１には、複数の突起状の伝熱促進フィン３２が配
設されている。伝熱促進フィン３２により、改質ガス１
１と改質原料ガス１０との熱交換性能を向上させること
ができる。
切壁３１には、複数の突起状の伝熱促進フィン３２が配
設されている。伝熱促進フィン３２により、改質ガス１
１と改質原料ガス１０との熱交換性能を向上させること
ができる。
【００６０】燃料ガス７と空気８は図示しない予熱器で
予熱された後、燃焼室４へ一端から送られ、燃焼用触媒
６どうしの間を流れながら燃焼し、燃焼排ガス９となっ
て燃焼室４の他端から流出する。
予熱された後、燃焼室４へ一端から送られ、燃焼用触媒
６どうしの間を流れながら燃焼し、燃焼排ガス９となっ
て燃焼室４の他端から流出する。
【００６１】一方、メタンに水蒸気を混合した改質原料
ガス１０は、図示しない原料ガス予熱器で３００℃程度
まで予熱されて改質室３に導入される。改質室３中の改
質原料ガス１０は改質用触媒５どうしの間を流れながら
燃焼室４で発生した燃焼熱によって７００℃程度まで加
熱され、水素を主成分とする改質ガス１１が生成され
る。改質ガス１１は改質室３の下流側端部から流出し、
流出直後に改質ガス排出室３０の上流側端部へ流入す
る。
ガス１０は、図示しない原料ガス予熱器で３００℃程度
まで予熱されて改質室３に導入される。改質室３中の改
質原料ガス１０は改質用触媒５どうしの間を流れながら
燃焼室４で発生した燃焼熱によって７００℃程度まで加
熱され、水素を主成分とする改質ガス１１が生成され
る。改質ガス１１は改質室３の下流側端部から流出し、
流出直後に改質ガス排出室３０の上流側端部へ流入す
る。
【００６２】改質ガス排出室３０を流下する改質ガス１
１は、改質室３を流下する改質原料ガス１０の流れ方向
と対向流的に流れ、伝熱仕切壁３１を介して改質原料ガ
ス１０と熱交換する。改質ガス１１はその顕熱を改質原
料ガス１０に与え、３５０℃程度で改質ガス排出室３０
から流出し、図示しない熱交換器や一酸化炭素変成器な
どを経て燃料電池本体に送られる。
１は、改質室３を流下する改質原料ガス１０の流れ方向
と対向流的に流れ、伝熱仕切壁３１を介して改質原料ガ
ス１０と熱交換する。改質ガス１１はその顕熱を改質原
料ガス１０に与え、３５０℃程度で改質ガス排出室３０
から流出し、図示しない熱交換器や一酸化炭素変成器な
どを経て燃料電池本体に送られる。
【００６３】本実施例によるプレート形改質装置では、
改質室３を出た直後の改質ガス１１と改質室３中の改質
原料ガス１０との熱交換を対向流的に行うので、改質装
置３から流出した改質ガス１１が有する余分な顕熱を改
質反応に有効に利用することができる。
改質室３を出た直後の改質ガス１１と改質室３中の改質
原料ガス１０との熱交換を対向流的に行うので、改質装
置３から流出した改質ガス１１が有する余分な顕熱を改
質反応に有効に利用することができる。
【００６４】また、改質ガス排出室３０から流出する改
質ガス１１の温度はすでに低下しているので、図示して
いない一酸化炭素変成器や燃料電池本体に送られる途中
の熱交換器や配管における放熱は小さくなる。その結
果、熱エネルギー損失が小さくなり、燃料電池システム
の熱効率を向上させることができる。
質ガス１１の温度はすでに低下しているので、図示して
いない一酸化炭素変成器や燃料電池本体に送られる途中
の熱交換器や配管における放熱は小さくなる。その結
果、熱エネルギー損失が小さくなり、燃料電池システム
の熱効率を向上させることができる。
【００６５】また、伝熱仕切壁３１に伝熱促進フィン３
２を配設したので、改質ガス１１と改質原料ガス１０と
の熱交換性能を向上させ、改質ガス１１の有する熱エネ
ルギーをさらに有効利用することができる。
２を配設したので、改質ガス１１と改質原料ガス１０と
の熱交換性能を向上させ、改質ガス１１の有する熱エネ
ルギーをさらに有効利用することができる。
【００６６】次に、図１１を参照して、第３の実施形態
の第２実施例について説明する。
の第２実施例について説明する。
【００６７】図１１は、本実施例のプレート形改質装置
の断面図である。図１１において、本実施例のプレート
形改質装置は、二つの改質室３、３で一つの改質ガス排
出室３０を挾んで重ね合わせ、二つの改質室３、３から
流出した改質ガス１１を一つの改質ガス排出室３０に流
入させるようにしたものである。
の断面図である。図１１において、本実施例のプレート
形改質装置は、二つの改質室３、３で一つの改質ガス排
出室３０を挾んで重ね合わせ、二つの改質室３、３から
流出した改質ガス１１を一つの改質ガス排出室３０に流
入させるようにしたものである。
【００６８】改質ガス排出室３０の内壁面を構成する伝
熱仕切壁３１、３１には、突起状の伝熱促進フィン３２
が配設されており、上側の伝熱仕切壁３１と下側の伝熱
仕切壁３１とでは、伝熱促進フィン３２が互い違いにな
るように取り付けられている。
熱仕切壁３１、３１には、突起状の伝熱促進フィン３２
が配設されており、上側の伝熱仕切壁３１と下側の伝熱
仕切壁３１とでは、伝熱促進フィン３２が互い違いにな
るように取り付けられている。
【００６９】メタンに水蒸気を混合した改質原料ガス１
０は、図示しない原料ガス予熱器で３００℃程度まで予
熱されて二つの改質室３、３に導入される。改質室３、
３中の改質原料ガス１０は改質用触媒５どうしの間を流
れながら燃焼室４、４で発生した燃焼熱によって７００
℃程度まで加熱され、水素を主成分とする改質ガス１１
が生成される。
０は、図示しない原料ガス予熱器で３００℃程度まで予
熱されて二つの改質室３、３に導入される。改質室３、
３中の改質原料ガス１０は改質用触媒５どうしの間を流
れながら燃焼室４、４で発生した燃焼熱によって７００
℃程度まで加熱され、水素を主成分とする改質ガス１１
が生成される。
【００７０】改質ガス１１は改質室３、３の下流側端部
３ａ，３ａから流出し、流出直後に改質ガス排出室３０
の上流側端部３０ａ，３０ａへ流入する。
３ａ，３ａから流出し、流出直後に改質ガス排出室３０
の上流側端部３０ａ，３０ａへ流入する。
【００７１】改質ガス排出室３０を流下する改質ガス１
１は、改質室３、３を流下する改質原料ガス１０の流れ
方向と対向流的に流れ、伝熱仕切壁３１を介して改質原
料ガス１０と熱交換する。改質ガス１１はその顕熱を改
質原料ガス１０に与え、３５０℃程度で改質ガス排出室
３０から流出し、図示しない熱交換器や一酸化炭素変成
器などを経て燃料電池本体に送られる。
１は、改質室３、３を流下する改質原料ガス１０の流れ
方向と対向流的に流れ、伝熱仕切壁３１を介して改質原
料ガス１０と熱交換する。改質ガス１１はその顕熱を改
質原料ガス１０に与え、３５０℃程度で改質ガス排出室
３０から流出し、図示しない熱交換器や一酸化炭素変成
器などを経て燃料電池本体に送られる。
【００７２】本実施例によるプレート形改質装置では、
改質室３、３を出た直後の改質ガス１１と改質室３、３
中の改質原料ガス１０との熱交換を対向流的に行うの
で、改質装置３、３から流出した改質ガス１１が有する
余分な顕熱を改質反応に有効に利用することができる。
改質室３、３を出た直後の改質ガス１１と改質室３、３
中の改質原料ガス１０との熱交換を対向流的に行うの
で、改質装置３、３から流出した改質ガス１１が有する
余分な顕熱を改質反応に有効に利用することができる。
【００７３】また、改質ガス排出室３０から流出する改
質ガス１１の温度はすでに低下しているので、図示して
いない一酸化炭素変成器や燃料電池本体に送られる途中
の熱交換器や配管における放熱は小さくなる。その結
果、熱エネルギー損失が小さくなり、燃料電池システム
の熱効率を向上させることができる。
質ガス１１の温度はすでに低下しているので、図示して
いない一酸化炭素変成器や燃料電池本体に送られる途中
の熱交換器や配管における放熱は小さくなる。その結
果、熱エネルギー損失が小さくなり、燃料電池システム
の熱効率を向上させることができる。
【００７４】また、伝熱仕切壁３１に伝熱促進フィン３
２を配設したので、改質ガス１１と改質原料ガス１０と
の熱交換性能を向上させ、改質ガス１１の有する熱エネ
ルギーをさらに有効利用することができる。
２を配設したので、改質ガス１１と改質原料ガス１０と
の熱交換性能を向上させ、改質ガス１１の有する熱エネ
ルギーをさらに有効利用することができる。
【００７５】また、複数の改質室３、３から流出した改
質ガス１１が一つの改質ガス排出室３０に流入するよう
に構成したので、改質ガス排出室３０の数を減らすこと
ができ、改質装置をよりコンパクトにすることができ
る。
質ガス１１が一つの改質ガス排出室３０に流入するよう
に構成したので、改質ガス排出室３０の数を減らすこと
ができ、改質装置をよりコンパクトにすることができ
る。
【００７６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、改質用触媒または燃焼用触媒の少なくとも一方を
粉末状あるいは微細粒子状に形成するととともに粉末状
あるいは微細粒子状にした触媒を多孔質体内に保持する
ようにしたので、触媒を粉末状あるいは微細粒子状に形
成したにもかかわらず、改質原料ガスや燃焼ガス等のガ
スによって触媒が飛散あるいは流動化されることを防止
でき、この結果、改質室や燃焼室を薄く構成することが
でき、コンパクトで熱効率の高いプレート形改質装置を
提供することができる。
れば、改質用触媒または燃焼用触媒の少なくとも一方を
粉末状あるいは微細粒子状に形成するととともに粉末状
あるいは微細粒子状にした触媒を多孔質体内に保持する
ようにしたので、触媒を粉末状あるいは微細粒子状に形
成したにもかかわらず、改質原料ガスや燃焼ガス等のガ
スによって触媒が飛散あるいは流動化されることを防止
でき、この結果、改質室や燃焼室を薄く構成することが
でき、コンパクトで熱効率の高いプレート形改質装置を
提供することができる。
【００７７】また、本発明の構成によれば、燃料ガスと
空気とを充分混合した燃料混合ガスを燃焼室に分散して
供給するので、燃焼室全体において均一に燃焼反応が生
じ、改質室に均等に熱を供給することができる。この結
果、燃焼効率や改質原料ガスの転化率が向上するととも
に、燃焼ガスを適当な温度以下に保持でき、触媒の劣化
や熱応力を小さく押さえることができる。
空気とを充分混合した燃料混合ガスを燃焼室に分散して
供給するので、燃焼室全体において均一に燃焼反応が生
じ、改質室に均等に熱を供給することができる。この結
果、燃焼効率や改質原料ガスの転化率が向上するととも
に、燃焼ガスを適当な温度以下に保持でき、触媒の劣化
や熱応力を小さく押さえることができる。
【００７８】また、本発明の構成によれば、改質ガス排
出室を設けたので、改質室を出た直後の改質ガスと改質
室中の改質原料ガスとの熱交換を対向流的に行い、改質
ガスが有する余分の顕熱を改質反応に有効に利用するこ
とができる。また、改質ガス排出室から流出する改質ガ
スの温度はすでに低下しているので、一酸化炭素変成器
や燃料電池本体に送られる途中の熱交換器や配管におけ
る放熱を小さくすることができ、この結果、熱エネルギ
ー損失を小さくでき燃料電池システムの熱効率を向上さ
せることができる。
出室を設けたので、改質室を出た直後の改質ガスと改質
室中の改質原料ガスとの熱交換を対向流的に行い、改質
ガスが有する余分の顕熱を改質反応に有効に利用するこ
とができる。また、改質ガス排出室から流出する改質ガ
スの温度はすでに低下しているので、一酸化炭素変成器
や燃料電池本体に送られる途中の熱交換器や配管におけ
る放熱を小さくすることができ、この結果、熱エネルギ
ー損失を小さくでき燃料電池システムの熱効率を向上さ
せることができる。
【図１】本発明のプレート形改質装置の第１の実施形態
を説明する断面図。
を説明する断面図。
【図２】同第１の実施形態の第２実施例を示す断面図。
【図３】同第２実施例を示す断面図。
【図４】改質装置（プレート形改質装置）を中心とする
燃料電池発電システムを示す概略系統図。
燃料電池発電システムを示す概略系統図。
【図５】従来のプレート形改質装置を示す断面図。
【図６】本発明のプレート形改質装置の第２の実施形態
における第１実施例を示す断面図。
における第１実施例を示す断面図。
【図７】同第２実施例を示す断面図。
【図８】同第３実施例を示す断面図。
【図９】従来の他のプレート形改質装置を示す断面図。
【図１０】本発明のプレート形改質装置の第３の実施形
態における第１実施例を示す断面図。
態における第１実施例を示す断面図。
【図１１】同第２実施例を示す断面図。
１ プレート形改質装置 ２ 伝熱隔壁 ３ 改質室 ４ 燃焼室 ５ 改質用触媒 ６ 燃焼用触媒 ７ 燃料ガス ８ 空気 ９ 燃焼排ガス １０ 改質原料ガス １１ 改質ガス １２ メッシュ １３ 溝 １４ フィン ２０ 燃料電池本体 ２１ 燃料混合ガス ２２ 燃料混合ガス収納室 ２３ 燃料混合ガス分散板（仕切壁） ２７ 連通孔 ３０ 改質ガス排出室 ３１ 伝熱仕切壁 ３２ 伝熱促進フィン
Claims (3)
- 【請求項１】伝熱隔壁を挟んで隣接した改質用触媒が収
納されてなる改質室と燃焼用触媒が収納されてなる燃焼
室とを有し、前記燃焼室で発生する燃焼熱を用いて前記
改質室における改質反応を行わせるプレート形改質装置
において、 前記改質用触媒または前記燃焼用触媒の少なくとも一方
を粉末状あるいは微細粒子状に形成するととともに粉末
状あるいは微細粒子状にした触媒を多孔質体内に保持し
て前記改質室または前記燃焼室に収納したことを特徴と
するプレート形改質装置。 - 【請求項２】伝熱隔壁を挟んで隣接した改質用触媒が収
納されてなる改質室と燃焼用触媒が収納されてなる燃焼
室とを有し、前記燃焼室で発生する燃焼熱を用いて前記
改質室における改質反応を行わせるプレート形改質装置
において、 前記燃焼室に関して前記改質室とは反対側に位置し、前
記燃焼室と仕切壁により仕切られて形成され、内部に燃
料混合ガスが収納される燃料混合ガス収納室を備え、前
記仕切壁には、前記燃焼室と前記燃料混合ガス収納室と
を連通させる複数の孔が配設されていることを特徴とす
るプレート形改質装置。 - 【請求項３】伝熱隔壁を挟んで隣接した改質用触媒が収
納されてなる改質室と燃焼用触媒が収納されてなる燃焼
室とを有し、前記燃焼室で発生する燃焼熱を用いて前記
改質室における改質反応を行わせるプレート形改質装置
において、 前記改質室に関して前記燃焼室とは反対側に位置し前記
改質室と伝熱仕切壁により仕切られて形成され、内部を
前記改質室から流出する改質ガスが流れる改質ガス排出
室を備え、 前記改質ガス排出室の上流側端部と前記改質室の下流側
端部とは連通していることを特徴とするプレート形改質
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8059784A JPH09255304A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | プレート形改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8059784A JPH09255304A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | プレート形改質装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09255304A true JPH09255304A (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=13123270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8059784A Withdrawn JPH09255304A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | プレート形改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09255304A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005231943A (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Osaka Gas Co Ltd | 改質装置 |
| JP2006294624A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Samsung Sdi Co Ltd | 燃料電池システム用改質装置 |
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-
1996
- 1996-03-15 JP JP8059784A patent/JPH09255304A/ja not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|
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