JPS62138305A - 燃料電池の燃料改質装置 - Google Patents
燃料電池の燃料改質装置Info
- Publication number
- JPS62138305A JPS62138305A JP60275945A JP27594585A JPS62138305A JP S62138305 A JPS62138305 A JP S62138305A JP 60275945 A JP60275945 A JP 60275945A JP 27594585 A JP27594585 A JP 27594585A JP S62138305 A JPS62138305 A JP S62138305A
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- JP
- Japan
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- fuel
- evaporator
- fed
- reaction tubes
- gas
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
- H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
- H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01B—BOILING; BOILING APPARATUS ; EVAPORATION; EVAPORATION APPARATUS
- B01B1/00—Boiling; Boiling apparatus for physical or chemical purposes ; Evaporation in general
- B01B1/005—Evaporation for physical or chemical purposes; Evaporation apparatus therefor, e.g. evaporation of liquids for gas phase reactions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は燃料電池の燃料改質装置に関するものである。
燃料電池の構成は、大きくは燃料を水素ガスに改質する
改質器と、この改質器から発生した水素ガスを空気（酸
素）と反応させて水と電気エネルギに変える燃料電池本
体とからなっている。従来、燃料電池の開発は液化天然
ガスを燃料として使用するプラント級の大型のものが主
であったが、最近では自動車等で手軽に搬送できる小型
の燃料電池の開発も要望されている。
改質器と、この改質器から発生した水素ガスを空気（酸
素）と反応させて水と電気エネルギに変える燃料電池本
体とからなっている。従来、燃料電池の開発は液化天然
ガスを燃料として使用するプラント級の大型のものが主
であったが、最近では自動車等で手軽に搬送できる小型
の燃料電池の開発も要望されている。
このような小型の燃料電池では、一般に燃料としてメタ
ノールと水の混合液体が使用される場合があり、この混
合燃料を気化し、高温で反応させて水素ガス主体の改質
ガスを発生させるようにしている。この混合燃料を改質
ガスにする燃料改質装置としては、可搬性向上のため出
来るだけコンパクトであることが必要である反面、他方
では発電容量を上げるために出来るだけ多量の混合燃料
が処理できるようにすることが必要である。すなわち、
コンバクｌ−な構成であることと、多量の燃料を処理で
きることとの互いに相反する二つの要件を同時に満足で
きるようにすることが要請される。
ノールと水の混合液体が使用される場合があり、この混
合燃料を気化し、高温で反応させて水素ガス主体の改質
ガスを発生させるようにしている。この混合燃料を改質
ガスにする燃料改質装置としては、可搬性向上のため出
来るだけコンパクトであることが必要である反面、他方
では発電容量を上げるために出来るだけ多量の混合燃料
が処理できるようにすることが必要である。すなわち、
コンバクｌ−な構成であることと、多量の燃料を処理で
きることとの互いに相反する二つの要件を同時に満足で
きるようにすることが要請される。
本発明の目的はコンパクトな構成でありながら多量の燃
料を効率的に処理することができる燃料改質装置を提供
することにある。
料を効率的に処理することができる燃料改質装置を提供
することにある。
上記目的を達成する本発明の燃料改質装置は、燃料蒸発
器の上に反応管を接続し、かつ前記燃料１発器の中に挿
入した燃料供給ノズルを２以上に分岐させ、これら分岐
部先端の吐出口を燃料蒸発器内に分散配置したことを特
徴とするものである。
器の上に反応管を接続し、かつ前記燃料１発器の中に挿
入した燃料供給ノズルを２以上に分岐させ、これら分岐
部先端の吐出口を燃料蒸発器内に分散配置したことを特
徴とするものである。
以下、本発明を図に示す実施例により説明する。
第３図は、メタノールと水との混合燃料を使用する場合
の燃料電池のシステム図である。３０は詳細を後述する
改質器であり、上記メタノールと水との混合燃料を１５
０〜５００℃の高温で反応させて水素ガスを主成分とす
る改質ガスにし、それを燃料電池本体３１に供給するよ
うにしている。この改質器３０での反応は、次の反応式
で表される吸熱反応である。
の燃料電池のシステム図である。３０は詳細を後述する
改質器であり、上記メタノールと水との混合燃料を１５
０〜５００℃の高温で反応させて水素ガスを主成分とす
る改質ガスにし、それを燃料電池本体３１に供給するよ
うにしている。この改質器３０での反応は、次の反応式
で表される吸熱反応である。
ＣＨ，ＯＨ＋１（２ｏ −３Ｈｚ＋ＣＯｚ −１１，８
ｋｃａｌ上記燃料電池本体３１には別に空気が供給され
、上記改質ガス中の水素ガスがこの空気中の酸素と反応
させられて水と電気を発生する。この電気は直流のまま
使用することもできるが、インバータ３２によって変換
すれば交流として使用することもできる。
ｋｃａｌ上記燃料電池本体３１には別に空気が供給され
、上記改質ガス中の水素ガスがこの空気中の酸素と反応
させられて水と電気を発生する。この電気は直流のまま
使用することもできるが、インバータ３２によって変換
すれば交流として使用することもできる。
第１，２図は、本発明の実施例による上記改質器３０を
示すものである。１は環状に形成された燃料蒸発器で、
その周囲の互いに対向する位置に２本の燃料供給ノズル
２，２が取り付けられている。この燃料供給ノズル２は
メタノールと水との混合燃料を供給するもので、内部で
２本の分岐部２ａ、２ｂに分岐され、その先端吐出口２
ｃ、２ｃの位置を燃料蒸発器１内の１個所に集中するこ
となく、分散させるようになっている。このノズルの分
岐数は２木に限らず、それ以上の多数に分岐するように
してもよい。
示すものである。１は環状に形成された燃料蒸発器で、
その周囲の互いに対向する位置に２本の燃料供給ノズル
２，２が取り付けられている。この燃料供給ノズル２は
メタノールと水との混合燃料を供給するもので、内部で
２本の分岐部２ａ、２ｂに分岐され、その先端吐出口２
ｃ、２ｃの位置を燃料蒸発器１内の１個所に集中するこ
となく、分散させるようになっている。このノズルの分
岐数は２木に限らず、それ以上の多数に分岐するように
してもよい。
上記吐出口２ｃの分散は、環状の燃料蒸発器１の中心に
対し点対称にするか、あるいはその中心を通る線に対し
線対称にすることが好ましい。
対し点対称にするか、あるいはその中心を通る線に対し
線対称にすることが好ましい。
このような燃料蒸発器１の下にはバニナ３が設けられ、
このバーナ３によって燃料蒸発器１が直接加熱され、燃
料供給ノズル２から供給された液状の燃料が気化される
ようになっている。
このバーナ３によって燃料蒸発器１が直接加熱され、燃
料供給ノズル２から供給された液状の燃料が気化される
ようになっている。
燃料蒸発器１の上面には環形状に沿って複数の反応管４
．−・・・・・＝、４が垂直に立設され、それぞれ燃料
蒸発器１の内部と連通している。反応管４の中には、ペ
レット状の白金、ロジウム。
．−・・・・・＝、４が垂直に立設され、それぞれ燃料
蒸発器１の内部と連通している。反応管４の中には、ペ
レット状の白金、ロジウム。
あるいは銅系などの触媒が充填された触媒層５が設けら
れている。これら燃料蒸発器１と反応管４からなる一体
構造体の全周囲は、筒状の内壁８と、グラスウール、セ
ラミックウール、あるいはそれらのフオーム等からなる
断熱層９と、外壁１０からなる断熱部で囲まれている。
れている。これら燃料蒸発器１と反応管４からなる一体
構造体の全周囲は、筒状の内壁８と、グラスウール、セ
ラミックウール、あるいはそれらのフオーム等からなる
断熱層９と、外壁１０からなる断熱部で囲まれている。
上記内壁８．断熱層９．外壁１０からなる断熱部の下端
は、燃料蒸発器１の下面より更に下方へ延長するように
形成されている。
は、燃料蒸発器１の下面より更に下方へ延長するように
形成されている。
上記複数の反応管４．・・・・・−２４の上端には、こ
れら反応管の内部と連通ずる集合部６が接続され、同時
に集合部６はその下面によって筒状の内壁８の上端を閉
塞状態にし、バーナ３の加熱ガスが上方へ抜けないよう
にしている。このような内壁８の上部には、多数の排気
孔１１゜−・−−−−−、１１が断熱層９．外壁１０を
通って外側へ連通ずるように設けられている。また、複
数の反応管４．−・・−，４の長さ方向の中間位置には
、これら複数の反応管に囲まれた内側空間に、多数の透
孔１２ａ、・・・−・−１１２ａを有する分散板１２が
取り付けられている。この分散板１２は、環状の燃料蒸
発器ｌの中央空間を上方へ通り抜けるバーナ３の加熱ガ
スを均一分散させ、各反応管４の外壁に万遍なく接触さ
せる。すなわち、分散Ｆｉ１２は加熱制′４８ｍ能を存
し、その透孔１２ａの数や開口面積を種々変えることに
より、必要とする加熱制御が可能になっている。
れら反応管の内部と連通ずる集合部６が接続され、同時
に集合部６はその下面によって筒状の内壁８の上端を閉
塞状態にし、バーナ３の加熱ガスが上方へ抜けないよう
にしている。このような内壁８の上部には、多数の排気
孔１１゜−・−−−−−、１１が断熱層９．外壁１０を
通って外側へ連通ずるように設けられている。また、複
数の反応管４．−・・−，４の長さ方向の中間位置には
、これら複数の反応管に囲まれた内側空間に、多数の透
孔１２ａ、・・・−・−１１２ａを有する分散板１２が
取り付けられている。この分散板１２は、環状の燃料蒸
発器ｌの中央空間を上方へ通り抜けるバーナ３の加熱ガ
スを均一分散させ、各反応管４の外壁に万遍なく接触さ
せる。すなわち、分散Ｆｉ１２は加熱制′４８ｍ能を存
し、その透孔１２ａの数や開口面積を種々変えることに
より、必要とする加熱制御が可能になっている。
上述の装置において、燃料供給ノズル２の先端吐出口２
ｃ、２ｃから燃料蒸発器１に吐出されたメタノールと水
との燃料気体は瞬間的に蒸発し、複数の反応管４．−・
・・・・・、４の中に分散流入して触媒層５の隙間を通
過するとき前述した吸熱反応を行い、主として水素ガス
と炭酸ガスからなる改質ガスになる。この改質ガスには
副生物として一酸化炭素、メタンガスなどのほか、未反
応のメタノール、水の残留物等も含まれている。この改
質ガスは上方へ抜けて集合部６に集合したのち、出ロア
から前述した燃料電池本体３１へ送られる。
ｃ、２ｃから燃料蒸発器１に吐出されたメタノールと水
との燃料気体は瞬間的に蒸発し、複数の反応管４．−・
・・・・・、４の中に分散流入して触媒層５の隙間を通
過するとき前述した吸熱反応を行い、主として水素ガス
と炭酸ガスからなる改質ガスになる。この改質ガスには
副生物として一酸化炭素、メタンガスなどのほか、未反
応のメタノール、水の残留物等も含まれている。この改
質ガスは上方へ抜けて集合部６に集合したのち、出ロア
から前述した燃料電池本体３１へ送られる。
上述した燃料改質装置によると、燃料供給ノズル２が燃
料蒸発器１内において複数に分岐し、その分岐部２ａ、
２ｂの先端吐出口２ｃ、２ｃが分散配置されるようにな
っているため、多量の燃料を供給しても、それぞれ各先
端吐出口２Ｃに少量の状態に分散されて吐出される。そ
のため、燃料蒸発器内の単位容積あたりの燃料蒸発量を
多くし、受熱効率の高い蒸発を行うため、コンパクトな
構成でありながら処理量を大幅に向上する。
料蒸発器１内において複数に分岐し、その分岐部２ａ、
２ｂの先端吐出口２ｃ、２ｃが分散配置されるようにな
っているため、多量の燃料を供給しても、それぞれ各先
端吐出口２Ｃに少量の状態に分散されて吐出される。そ
のため、燃料蒸発器内の単位容積あたりの燃料蒸発量を
多くし、受熱効率の高い蒸発を行うため、コンパクトな
構成でありながら処理量を大幅に向上する。
また、吐出口２Ｃを分散配置したことによって、各反応
管４に対する気化燃料の供給を偏りなく均一し、熱効率
のよい吸熱反応を行わせることができる。
管４に対する気化燃料の供給を偏りなく均一し、熱効率
のよい吸熱反応を行わせることができる。
上述した本発明の装置はコンパクトにできるため、特に
可搬型の燃料電池として使用す乙場合に有効である。
可搬型の燃料電池として使用す乙場合に有効である。
」二連したように本発明の燃料改質装置は、燃料蒸発器
の上に反応管を接続し、かつ前記燃料蒸発器の中に挿入
した燃料供給ノズルを２以上に分岐させ、これら分岐部
先端の吐出口を燃料蒸発器内に分散配置したので、燃料
蒸発器の単位容積あたりの燃料蒸発量を多くし、それに
よってコンパクトな構成でありながら多量の燃料を効率
よく気化させることができる。また、気化された燃料の
偏りがないため、反応管での反応効率を向上することが
できる。
の上に反応管を接続し、かつ前記燃料蒸発器の中に挿入
した燃料供給ノズルを２以上に分岐させ、これら分岐部
先端の吐出口を燃料蒸発器内に分散配置したので、燃料
蒸発器の単位容積あたりの燃料蒸発量を多くし、それに
よってコンパクトな構成でありながら多量の燃料を効率
よく気化させることができる。また、気化された燃料の
偏りがないため、反応管での反応効率を向上することが
できる。
第１図は本発明の実施例による燃料電池の燃料改質装置
の縦断面図、第２図は第１図の■−■矢視図、第３図は
第２図のｍ−ｍ矢視図、第４図は上記燃料改質装置が適
用される燃料電池のシステム図である。 １−・−燃料蒸発器、 ２−燃料供給ノズル、２ａ、２
ｂ−分岐部、 ２ｃｍ吐出口、 ３・−・バーナ、 ４
〜・反応管。
の縦断面図、第２図は第１図の■−■矢視図、第３図は
第２図のｍ−ｍ矢視図、第４図は上記燃料改質装置が適
用される燃料電池のシステム図である。 １−・−燃料蒸発器、 ２−燃料供給ノズル、２ａ、２
ｂ−分岐部、 ２ｃｍ吐出口、 ３・−・バーナ、 ４
〜・反応管。
Claims (1)
- 燃料蒸発器の上に反応管を接続し、かつ前記燃料蒸発器
の中に挿入した燃料供給ノズルを２以上に分岐させ、こ
れら分岐部先端の吐出口を燃料蒸発器内に分散配置した
ことを特徴とする燃料電池の燃料改質装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60275945A JPS62138305A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 燃料電池の燃料改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60275945A JPS62138305A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 燃料電池の燃料改質装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62138305A true JPS62138305A (ja) | 1987-06-22 |
Family
ID=17562616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60275945A Pending JPS62138305A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 燃料電池の燃料改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62138305A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62260701A (ja) * | 1986-05-02 | 1987-11-13 | Hitachi Ltd | 原料改質装置 |
| KR101489579B1 (ko) * | 2013-05-30 | 2015-02-03 | 현대하이스코 주식회사 | 미세 분무 노즐을 이용한 액상 연료 개질 장치 |
| CN110114923A (zh) * | 2016-12-30 | 2019-08-09 | 株式会社斗山 | 燃料处理装置 |
-
1985
- 1985-12-10 JP JP60275945A patent/JPS62138305A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62260701A (ja) * | 1986-05-02 | 1987-11-13 | Hitachi Ltd | 原料改質装置 |
| KR101489579B1 (ko) * | 2013-05-30 | 2015-02-03 | 현대하이스코 주식회사 | 미세 분무 노즐을 이용한 액상 연료 개질 장치 |
| CN110114923A (zh) * | 2016-12-30 | 2019-08-09 | 株式会社斗山 | 燃料处理装置 |
| CN110114923B (zh) * | 2016-12-30 | 2022-07-22 | 株式会社斗山 | 燃料处理装置 |
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