JPS6344931A - 燃料改質装置 - Google Patents
燃料改質装置Info
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- JPS6344931A JPS6344931A JP61189851A JP18985186A JPS6344931A JP S6344931 A JPS6344931 A JP S6344931A JP 61189851 A JP61189851 A JP 61189851A JP 18985186 A JP18985186 A JP 18985186A JP S6344931 A JPS6344931 A JP S6344931A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- 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
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- Y02E60/50—Fuel cells
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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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、燃料電池発電システムに組み込まれて改質原
料の液体燃料を水素に富む改質ガスにする燃料改質装置
に関する。
料の液体燃料を水素に富む改質ガスにする燃料改質装置
に関する。
燃料電池に供給する燃料は水素であるが、この燃料とし
て燃料改質装置により改質原料の液体燃料を水素に冨む
カスに改質して得られる改質ガスが使用される。このた
めに燃料改質装置と燃料電池とを組み合わせてなる燃料
電池発電システムが知られている。
て燃料改質装置により改質原料の液体燃料を水素に冨む
カスに改質して得られる改質ガスが使用される。このた
めに燃料改質装置と燃料電池とを組み合わせてなる燃料
電池発電システムが知られている。
第２図は従来のこの種の燃料電池発電システムの系統図
である。図においてｌは燃料室な、２は改質原料である
アルコール等の液体燃料を収容した燃料タンクであり、
この燃料タンク２と燃料電池１との間の燃料供給系路内
に燃料改質装置ｆ３が介装設置されている。かかる燃料
改質装置３はバーナ４を装備した炉容器５の燃焼室内に
液体燃料をガス化する気化器６と、燃料ガスを触媒との
接触反応により水素に富むガスに改質する改質器７とを
内蔵しており、燃料電池１から排出されるオフガスをバ
ーナ４に供給して炉内で燃焼し、この除虫じる火焔や燃
焼ガスからなる熱媒体の熱により気化器６にて液体燃料
を気化して原料ガスとし、この原料ガスを改質器７にて
ガス改質を行なう。
である。図においてｌは燃料室な、２は改質原料である
アルコール等の液体燃料を収容した燃料タンクであり、
この燃料タンク２と燃料電池１との間の燃料供給系路内
に燃料改質装置ｆ３が介装設置されている。かかる燃料
改質装置３はバーナ４を装備した炉容器５の燃焼室内に
液体燃料をガス化する気化器６と、燃料ガスを触媒との
接触反応により水素に富むガスに改質する改質器７とを
内蔵しており、燃料電池１から排出されるオフガスをバ
ーナ４に供給して炉内で燃焼し、この除虫じる火焔や燃
焼ガスからなる熱媒体の熱により気化器６にて液体燃料
を気化して原料ガスとし、この原料ガスを改質器７にて
ガス改質を行なう。
なお８は液体燃料の供給ポンプ、９は燃料電池１へ酸化
剤反応ガスとしての空気を供給するブロアである。
剤反応ガスとしての空気を供給するブロアである。
ところで燃料電池ｌの運転に際しては、燃料電池本体へ
供給する反応ガスとしての空気および燃料ガスの供給圧
力を一定に保持してバランスを図ることが電池本体の寿
命低下防止の点からも極めて重要なことである。このた
めには燃料ガス供給系の燃料改質装置を通じて燃料電池
本体へ供給する燃料ガスの供給圧力を常に一定に保持す
る必要がある。
供給する反応ガスとしての空気および燃料ガスの供給圧
力を一定に保持してバランスを図ることが電池本体の寿
命低下防止の点からも極めて重要なことである。このた
めには燃料ガス供給系の燃料改質装置を通じて燃料電池
本体へ供給する燃料ガスの供給圧力を常に一定に保持す
る必要がある。
一般に液体燃料をガス化させる際には大きな気化潜熱を
必要とし、かつ燃料はガス化に伴って大きな体積変化が
生じる。これに対し炉容器５の燃焼室内に気化器６を単
純に配管して燃焼ガスの熱で気化器６を加熱するように
した従来の改質装置の構成のままでは気化器部分の熱容
量が比較的小さい。このために液体燃料のガス化に要す
る大きな気化滴熱を炉側から気化器の全域に亘って絶え
ず安定補給することが困難であり、気化器内においては
液体燃料がガス化した部分で気化潜熱を奪われるために
局部的に温度が低下する等、燃料液体の気化する箇所お
よびその領域が気化器内で絶えず変動し、このことが原
因となって気化器の出口から送出される燃料ガスに圧力
変動を生じる。
必要とし、かつ燃料はガス化に伴って大きな体積変化が
生じる。これに対し炉容器５の燃焼室内に気化器６を単
純に配管して燃焼ガスの熱で気化器６を加熱するように
した従来の改質装置の構成のままでは気化器部分の熱容
量が比較的小さい。このために液体燃料のガス化に要す
る大きな気化滴熱を炉側から気化器の全域に亘って絶え
ず安定補給することが困難であり、気化器内においては
液体燃料がガス化した部分で気化潜熱を奪われるために
局部的に温度が低下する等、燃料液体の気化する箇所お
よびその領域が気化器内で絶えず変動し、このことが原
因となって気化器の出口から送出される燃料ガスに圧力
変動を生じる。
このために従来の燃料電池システムでは、燃料カス供給
系内で第２図の図示のように改質装置３の出口側に絞り
１０を設置して燃料電池１へ供給する燃料ガスの圧力変
動を小さくするような方法が採用されている。しかしな
がらこのように系内に絞り１０を介挿する方式では改質
装置３内の圧力を大きく上昇させることになり、耐圧性
の点で好ましくない。また別な解決策として改質装置３
と燃料電池１との間に図示しない改質ガス専用のバッフ
ァタンクを設置して燃料電池１への供給ガス圧の変動を
低く抑えるようにした方式も試みられているが、このよ
うに専用のバッファタンクを設置することはシステム全
体が大形化する難点がある。
系内で第２図の図示のように改質装置３の出口側に絞り
１０を設置して燃料電池１へ供給する燃料ガスの圧力変
動を小さくするような方法が採用されている。しかしな
がらこのように系内に絞り１０を介挿する方式では改質
装置３内の圧力を大きく上昇させることになり、耐圧性
の点で好ましくない。また別な解決策として改質装置３
と燃料電池１との間に図示しない改質ガス専用のバッフ
ァタンクを設置して燃料電池１への供給ガス圧の変動を
低く抑えるようにした方式も試みられているが、このよ
うに専用のバッファタンクを設置することはシステム全
体が大形化する難点がある。
また、上記のような燃料改質装置の燃焼器として火焔バ
ーナあるいは触媒式バーナが用いられるが、いずれの場
合もバーナは気化器と別置されているので、バーナから
の火焔や燃焼ガスの乱れ等により気化器に熱を安定して
与えないので、前述の液体の気化潜熱に起因する圧力変
動が生じやすいという欠点もある。
ーナあるいは触媒式バーナが用いられるが、いずれの場
合もバーナは気化器と別置されているので、バーナから
の火焔や燃焼ガスの乱れ等により気化器に熱を安定して
与えないので、前述の液体の気化潜熱に起因する圧力変
動が生じやすいという欠点もある。
本発明は、前述のような点に鑑み改質原料の液体燃料を
気化器にて燃料電池から排出されるオフガスの燃焼によ
り安定した気化を行なわせ、燃料電池に供給する改質ガ
スの圧力変動を少なくすることのできる燃料改質装置を
提供することを目的とする。
気化器にて燃料電池から排出されるオフガスの燃焼によ
り安定した気化を行なわせ、燃料電池に供給する改質ガ
スの圧力変動を少なくすることのできる燃料改質装置を
提供することを目的とする。
上記の目的は本発明によれば、燃焼器からの熱媒体によ
り改質液体燃料を気化して水素に富むガスに改質する燃
料改質装置において、ケース状の炉体の内側壁に沿わせ
て燃焼ガス流路の孔を有する触媒燃焼器を設け、該触媒
燃焼器に外部に連通ずる気化器を埋設し、前記触媒燃焼
器の人口領域に燃料供給管と燃焼空気供給管を開口させ
、出口領域に燃焼ガス排気管を開口させることにより達
成される。
り改質液体燃料を気化して水素に富むガスに改質する燃
料改質装置において、ケース状の炉体の内側壁に沿わせ
て燃焼ガス流路の孔を有する触媒燃焼器を設け、該触媒
燃焼器に外部に連通ずる気化器を埋設し、前記触媒燃焼
器の人口領域に燃料供給管と燃焼空気供給管を開口させ
、出口領域に燃焼ガス排気管を開口させることにより達
成される。
以下図面に基づいて本発明の実施例について説明する。
第１図は本発明の実施例による燃料改質装置の触媒燃焼
器と気化器の断面図である。図において触媒燃焼器２６
はケース状の炉体Ｉの内側壁に沿って配され、内壁方向
に白金等の触媒を表面に担持した多数の孔ｒが設けられ
、さらに管からなる気化器内を埋設し得る孔四が同じ方
向に複数設けられている。なおこのような孔γ、訃を有
する触媒燃焼器２６はアルミナ等の成型体から作られて
いる。
器と気化器の断面図である。図において触媒燃焼器２６
はケース状の炉体Ｉの内側壁に沿って配され、内壁方向
に白金等の触媒を表面に担持した多数の孔ｒが設けられ
、さらに管からなる気化器内を埋設し得る孔四が同じ方
向に複数設けられている。なおこのような孔γ、訃を有
する触媒燃焼器２６はアルミナ等の成型体から作られて
いる。
気化器２９の管は触媒燃焼器２６の孔路に挿入されて蛇
行しており、気化器内の人口管２Ｌ］と出口管２９ｂと
はケース加を貫通して外部に連通している。
行しており、気化器内の人口管２Ｌ］と出口管２９ｂと
はケース加を貫通して外部に連通している。
なお図では気化器２９は縦方向に蛇行しているが横方向
に蛇行させたり、ら旋状にして埋設してもよＧ）。触媒
燃焼器２６の入口領域にそれぞれ開口してケース加を貫
通する燃料供給管３１と炉体（ト）に接続する燃焼空気
供給管３２が設けられている。また、触媒燃焼器あの出
口領域に開口して触媒燃焼器かによる燃焼ガスを排出す
る燃焼ガス排気管おが設けられ、この管から排出される
燃焼ガスは気化器四の出口管２９Ｉ）に接続される改質
触媒を充填した図示しない改質器を加熱するようにして
いる。
に蛇行させたり、ら旋状にして埋設してもよＧ）。触媒
燃焼器２６の入口領域にそれぞれ開口してケース加を貫
通する燃料供給管３１と炉体（ト）に接続する燃焼空気
供給管３２が設けられている。また、触媒燃焼器あの出
口領域に開口して触媒燃焼器かによる燃焼ガスを排出す
る燃焼ガス排気管おが設けられ、この管から排出される
燃焼ガスは気化器四の出口管２９Ｉ）に接続される改質
触媒を充填した図示しない改質器を加熱するようにして
いる。
このような構成により、燃料電池から排出される高温の
オフガス（未反応水素を含む改質ガス）が燃料供給管３
１を通り、また燃焼空気が燃焼空気供給管３２を通って
触媒燃焼器２６に流入すると、これらの混合気は触媒燃
焼器２６の多数の孔ｎを通る。
オフガス（未反応水素を含む改質ガス）が燃料供給管３
１を通り、また燃焼空気が燃焼空気供給管３２を通って
触媒燃焼器２６に流入すると、これらの混合気は触媒燃
焼器２６の多数の孔ｎを通る。
この開孔ｎの内壁面に担持された触媒のもとて内壁面で
酸化、すなわち燃焼して発熱する。この熱は触媒燃焼器
あの成型体を伝導して成型体に埋設された気化器２９に
伝熱する。この結果気化６２９に供給されて逆流する改
質原料の液体燃料は気化されて原料ガスとなる。なお燃
焼ガスは触媒燃焼器がの多数の孔υを通って燃慎、ガス
排気管品を経て前述の改質器を加熱する。したがって気
化器酋で生じた原料ガスは改質器で水素に富むガスに改
質されて改質ガスとなり燃料電池に供給される。
酸化、すなわち燃焼して発熱する。この熱は触媒燃焼器
あの成型体を伝導して成型体に埋設された気化器２９に
伝熱する。この結果気化６２９に供給されて逆流する改
質原料の液体燃料は気化されて原料ガスとなる。なお燃
焼ガスは触媒燃焼器がの多数の孔υを通って燃慎、ガス
排気管品を経て前述の改質器を加熱する。したがって気
化器酋で生じた原料ガスは改質器で水素に富むガスに改
質されて改質ガスとなり燃料電池に供給される。
葛
ところで触媒燃焼器２６に埋設された気化Ｗ ２９ ＠
ン加熱する方法は上述のように触媒燃焼器部での燃焼に
よる熱を成型体の伝導伝熱により行なうので気化器２９
を通流する液体燃料は局部的な加熱をうけることなく、
かつすみやかに加熱されるので安定した液体燃料の気化
が行なわれ、燃料電池へ供給する改質ガスの圧力変動を
小さくすることができる。また、触媒燃焼器２６の成型
体に多数の孔苔を設けたことにより燃焼ガスは多数の孔
ｎを通って流れるので圧力損失は小さい。
ン加熱する方法は上述のように触媒燃焼器部での燃焼に
よる熱を成型体の伝導伝熱により行なうので気化器２９
を通流する液体燃料は局部的な加熱をうけることなく、
かつすみやかに加熱されるので安定した液体燃料の気化
が行なわれ、燃料電池へ供給する改質ガスの圧力変動を
小さくすることができる。また、触媒燃焼器２６の成型
体に多数の孔苔を設けたことにより燃焼ガスは多数の孔
ｎを通って流れるので圧力損失は小さい。
上記の説明から明らかなように本発明によれば、燃料改
質装置の気化器を触媒燃焼器に埋設したことにより、触
媒燃焼器の燃焼ガスの熱が触媒燃焼器内の伝導伝熱によ
り気化器を通流する液体燃料を局部的に加熱することな
く、かつすみやかに加熱するので、気化が安定に行なわ
れ、燃料電池に供給する改質ガスの圧力変動が少なくな
るという効果がある。
質装置の気化器を触媒燃焼器に埋設したことにより、触
媒燃焼器の燃焼ガスの熱が触媒燃焼器内の伝導伝熱によ
り気化器を通流する液体燃料を局部的に加熱することな
く、かつすみやかに加熱するので、気化が安定に行なわ
れ、燃料電池に供給する改質ガスの圧力変動が少なくな
るという効果がある。
第１図は本発明の実施例による燃料改質装置の燃焼器と
気化器との断面図、第２図は燃料改質装置と燃料電池と
からなる燃料電池発電システムの系統図である。
気化器との断面図、第２図は燃料改質装置と燃料電池と
からなる燃料電池発電システムの系統図である。
Claims (1)
- 燃焼器からの熱媒体により改質液体燃料を気化して水素
に富むガスに改質する燃料改質装置において、ケース状
の炉体の内側壁に沿わせて燃焼ガス流路の孔を有する触
媒燃焼器を設け、該触媒燃焼器に外部に連通する気化器
を埋設し、前記触媒燃焼器の入口領域に燃料供給管と燃
焼空気供給管を開口させ、出口領域に燃焼ガス排気管を
開口させたことを特徴とする燃料改質装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189851A JPS6344931A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 燃料改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189851A JPS6344931A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 燃料改質装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6344931A true JPS6344931A (ja) | 1988-02-25 |
Family
ID=16248249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61189851A Pending JPS6344931A (ja) | 1986-08-13 | 1986-08-13 | 燃料改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6344931A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996032753A1 (en) * | 1995-04-12 | 1996-10-17 | International Fuel Cells Corporation | Fuel processing apparatus having a furnace for fuel cell power plant |
| US6077620A (en) * | 1997-11-26 | 2000-06-20 | General Motors Corporation | Fuel cell system with combustor-heated reformer |
| WO2000045456A1 (de) * | 1999-01-27 | 2000-08-03 | Xcellsis Gmbh | Vorrichtung zum verdampfen und/oder überhitzen eines kohlenwasserstoffs |
| EP1075035A2 (de) * | 1999-08-06 | 2001-02-07 | XCELLSIS GmbH | Kombiniertes Bauteil zur Nachverbrennung von Anodenabgasen eines Brennstoffzellensystems und zum Verdampfen von dem Brennstoffzellensystem zuzuführenden Edukten |
| US6838063B2 (en) | 2000-10-06 | 2005-01-04 | Denso Corporation | Hydrogen supply device |
| US6919055B2 (en) | 2000-08-30 | 2005-07-19 | Denso Corporation | Hydrogen supply device |
| JP2007070180A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Casio Comput Co Ltd | 反応装置 |
| JP2011155011A (ja) * | 2011-03-22 | 2011-08-11 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
-
1986
- 1986-08-13 JP JP61189851A patent/JPS6344931A/ja active Pending
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| EP1075035A2 (de) * | 1999-08-06 | 2001-02-07 | XCELLSIS GmbH | Kombiniertes Bauteil zur Nachverbrennung von Anodenabgasen eines Brennstoffzellensystems und zum Verdampfen von dem Brennstoffzellensystem zuzuführenden Edukten |
| EP1075035A3 (de) * | 1999-08-06 | 2004-10-06 | Ballard Power Systems AG | Kombiniertes Bauteil zur Nachverbrennung von Anodenabgasen eines Brennstoffzellensystems und zum Verdampfen von dem Brennstoffzellensystem zuzuführenden Edukten |
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