WO2007125870A1 - 水素生成装置の製造方法 - Google Patents

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water
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Yutaka Yoshida
Yuji Mukai
Takeshi Tomizawa
Kazutada Momoda
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Panasonic Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a hydrogen generator.
  • the present invention relates to a method for manufacturing a hydrogen generator having an inner cylinder, an outer cylinder, and a spacer disposed between the inner cylinder and the outer cylinder.
  • a hydrogen generator for a fuel cell power generator a raw material that is a hydrocarbon compound such as natural gas, LPG, gasoline, naphtha, kerosene, or methanol is reformed using steam, and reforming mainly based on hydrogen A hydrogen generator that generates gas is generally used.
  • This hydrogen generator has a water evaporating unit for evaporating water, and a reforming unit for generating a reformed gas by reacting water evaporation with a raw material gas at a high temperature of about 600 to 800 ° C. It is configured
  • a hydrogen generator generally has an inner cylinder, an outer cylinder, and a spacer disposed between the inner cylinder and the outer cylinder, and is defined by the spacer.
  • Water and a raw material are supplied to the flow path, and the flow path is heated to generate a raw material gas containing water vapor, and a catalyst is provided.
  • the raw material containing the water vapor is heated by the catalyst.
  • a reforming section for generating a reformed gas containing hydrogen from the gas.
  • Patent Document 1 (Embodiment 2) and [Fig. 1] disclose a water evaporation section in which a flow path of water or water vapor is configured by a spacer. Depending on the configuration of the flow path, the time during which the water stays in the water evaporation section becomes longer. Further, since the flow path is formed in a spiral shape, the distribution of the staying water in the circumferential direction is made uniform. Therefore, since the amount of heat transfer to the combustion gas power water increases, the amount of steam supplied to the steam reforming reaction can be increased. In other words, the conversion rate of the raw material can be increased, and the amount of hydrogen in the reformed gas can be increased.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-252604
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a hydrogen generator excellent in mass productivity.
  • a method for producing a hydrogen generator of the first aspect of the present invention includes an inner cylinder, an outer cylinder, and a spacer disposed between the inner cylinder and the outer cylinder.
  • a water evaporation section in which water and raw material are supplied to a flow path defined by the spacer, and the flow path is heated to generate a raw material gas containing water vapor;
  • a reforming unit that has a catalyst, and the catalyst is heated to generate a reformed gas containing hydrogen from the raw material gas containing steam, and a manufacturing method of a method for manufacturing a hydrogen generator,
  • a tube expanding step for expanding the inner cylinder to form a flow path defined by the spacer improves the mass productivity of the hydrogen generator production method. Can be made.
  • the spacer is a spiral rod, and a spiral channel is formed between the inner cylinder and the outer cylinder. Good. If comprised in this way, the nonuniformity of the temperature of the circumferential direction of a water evaporation part can be suppressed.
  • the bar may be a bar having a circular or elliptical cross section. If comprised in this way, damage to an outer cylinder and an inner cylinder can be suppressed.
  • the cross-sectional area of the flow path defined by the spacer is larger on the downstream side than on the upstream side of the flow path. It is good to have. With this configuration, the effect of pressure fluctuation due to water evaporation can be mitigated.
  • the disposing step includes a first step of temporarily installing the spacer on an inner peripheral surface of the outer cylinder,
  • the disposing step includes a first step of temporarily installing the spacer on an outer peripheral surface of the inner cylinder,
  • a second step of disposing the outer cylinder on the outer peripheral side of the spacer 1 is provided. If comprised in this way, 1st process S1 can be implemented easily.
  • the material of the inner cylinder is richer in stretchability than the material of the outer cylinder. If comprised in this way, in 3rd process S3, a rod can be joined with stronger force between an outer cylinder and an inner cylinder.
  • the method for manufacturing a hydrogen generator according to the present invention has the effect of improving the mass productivity of the method for manufacturing a hydrogen generator.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a hydrogen generator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the manufacturing process of the first evaporation chamber.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a first step.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a second step.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a third step.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a first modification of the third step, showing a state before the pipe expansion.
  • FIG. 7 is a view showing a state after the tube expansion of FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a first step of Modification 2.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a second step of Modification 2.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a third step of Modification 2.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a hydrogen generator according to an embodiment of the present invention.
  • the hydrogen generator 100 of the present embodiment includes a columnar reforming unit 1, a cylindrical water evaporation unit 2 disposed on the outer peripheral side of the reforming unit 1, and a reforming unit.
  • a cylindrical heat insulating wall 13 disposed between 1 and the water evaporation part 2 and a cover 4 covering the reforming part 1 and the water evaporation part 2 are configured.
  • the reforming section 1 and the water evaporation section 2 are configured to share the bottom wall 29.
  • a panner 16 for generating combustion gas is disposed at the center of the bottom wall 29, and a covered cylindrical reforming chamber 10 is disposed so as to cover the parner 16.
  • the reforming chamber 10 is disposed coaxially with the panner 16.
  • the combustion chamber 17 is formed by being partitioned by a lower surface and an inner peripheral surface of the lid portion of the reforming chamber 10 and a bottom surface having a panner 16.
  • a cylindrical radiator 61 is disposed coaxially with the burner 16.
  • a first portion 12A of the combustion gas flow path 12 is configured.
  • the reforming chamber 10 contains a catalyst layer filled with a steam reforming catalyst. Connected to the center of the lid of the reforming chamber 10 is a communication channel 26 that extends the upper force of the water evaporation unit 2. With such a configuration, the raw material gas containing water vapor supplied from the water evaporation section 2 via the communication flow path 26 is guided to the upper part in the reforming chamber 10, and moves downward in the reforming chamber 10. Circulate. Then, the raw material gas containing steam causes a steam reforming reaction in the reforming chamber 10 by a catalytic action by heating from the combustion chamber, and a reformed gas containing hydrogen is generated.
  • a reformed gas flow path 11 is formed on the outer peripheral surface of the reforming chamber 10.
  • the reformed gas channel 11 extends from the lower end of the reforming chamber 10 to the upper end of the reforming chamber 10 along the outer peripheral surface, and further extends to the reforming gas discharge port 27.
  • the reformed gas generated in the reforming chamber 10 passes from the lower end of the reforming chamber 10 through the reformed gas flow path 11 and from the reformed gas discharge port 27 to the hydrogen generator 100. It is discharged outside.
  • a second portion 12B of the combustion gas passage 12 is formed from the lower side of the reforming chamber 10 to the outer peripheral side and the upper side.
  • the second portion 12B of the combustion gas channel extends from the gap between the bottom wall 29 having the panner 16 and the bottom surface of the reforming chamber 10 to the upper end of the reforming chamber 10 along the outer periphery of the reforming gas channel 11, It is formed to extend from above the heat insulating wall 13 to the water evaporation part 2 outside the heat insulating wall 13.
  • a raw material inlet 19 and a water inlet 20 are formed at the upper outer periphery, and a second portion 12B of the combustion gas flow path is connected to the upper inner periphery.
  • the water evaporating unit 2 has a multiple cylinder structure having a first partition cylinder 51, a second partition cylinder 52, and a third partition cylinder 53 between the outer peripheral cylinder 54 and the inner peripheral cylinder 50.
  • the outer cylinder 54 forms the outer peripheral surface of the hydrogen generator 100.
  • a bottom wall 29 constituting the bottom of the hydrogen generator 100 is formed at the lower end of the outer cylinder 54.
  • a cover 4 constituting a lid portion of the hydrogen generator 100 is formed at the upper end of the outer peripheral tube 54.
  • a raw material inlet 19 and a water inlet 20 are formed at the upper part of the outer peripheral tube 54.
  • the inner peripheral cylinder 50 is formed along the outer periphery of the heat insulating wall 13. The lower end is joined to the edge of the bottom plate 29 over the entire periphery, and the upper end extends to the vicinity of the upper end of the heat insulating wall 13. Yes.
  • the heat insulating wall 13 is made of an airtight material, the inner peripheral cylinder 50 can be omitted.
  • the first partition cylinder 51 is disposed on the outer peripheral side of the inner peripheral cylinder 50, and a third portion 12 C of the combustion gas chamber flow path is formed between the first partition cylinder 51 and the inner peripheral cylinder 50.
  • the upper end of the first partition tube 51 extends to the inner peripheral side and is joined to the upper end of the reforming chamber 10 over the entire periphery.
  • the lower end of the first partition tube 51 is at least partially separated from the bottom wall 29.
  • the second portion 12B of the combustion gas passage 12 extending to the upper end of the reforming chamber 10 is connected from above the heat insulating wall 13 to the third portion 12C of the combustion gas passage. That is, the combustion gas flows from the upper part to the lower part in the third part 12C of the combustion gas flow path, and flows out to the outer peripheral side of the lower end force of the first partition cylinder 51.
  • the second partition cylinder 52 is disposed on the outer peripheral side of the first partition cylinder 51, and a fourth portion 12D of the combustion gas flow path is formed between the second partition cylinder 52 and the first partition cylinder 51.
  • the upper end of the fourth part 12D of the combustion gas flow path is open.
  • the upper end of the second partition tube 52 extends to the outer peripheral side, and is joined to the outer peripheral tube 54 over the entire periphery.
  • the lower end of the second partition cylinder 52 is joined to the bottom wall 29 over the entire circumference.
  • the combustion gas passage 12 extending to the lower end of the first partition cylinder 51 is connected to the third portion 12C of the combustion gas passage. That is, the combustion gas that also flows out from the lower end force of the first partition cylinder 51 flows through the second combustion gas chamber 61 with the lower force upward, and the upper end force of the second partition cylinder 52 also flows out into the space in the cover 4. .
  • the third partition tube 53 is disposed between the outer peripheral tube 54 and the second partition tube 52, and the first evaporation chamber 18 is formed between the outer peripheral tube 54 and the second partition tube 52.
  • a second evaporation chamber 22 is formed.
  • the upper ends of the first water evaporation chamber 18 and the second water evaporation chamber 22 are sealed.
  • the upper end of the second cutting cylinder 52 extends to the outer peripheral side and is joined to the outer peripheral cylinder 54 over the entire circumference.
  • the lower end of the second partition tube 52 is joined to the bottom wall 29 over the entire circumference.
  • the third partition tube 53 The upper end of the tube extends to the outer peripheral side and is joined to the outer peripheral cylinder 54 over the entire periphery.
  • the lower end of the third partition tube 53 is at least partially separated from the bottom wall 29.
  • a communication flow path 26 is formed in the upper part of the second evaporation chamber 22 so as to join and extend to the center of the lid portion of the reforming chamber 10.
  • the communication channel 26 is constituted by a duct-like or cylindrical member. With such a structure, the raw material gas flows upward from the lower end of the second evaporation chamber 22 and flows from the communication channel 26 to the upper portion of the reforming chamber 10.
  • the second partition cylinder 52 serves as a partition wall between the second evaporation chamber 22 and the fourth portion 12D of the combustion gas flow path, and the remaining heat of the combustion gas is generated by the first evaporation chamber 18 and the second evaporation chamber 22. Heat is transferred to.
  • a rod (spacer) 31 is disposed in the first evaporation chamber 18 so as to be joined to both the outer peripheral cylinder 54 and the third partition cylinder 53.
  • a flow path 30 for the raw material and water in the first evaporation chamber 18 is formed.
  • the formation of the flow path 30 can extend the time during which the raw material and water stay in the first evaporation chamber 18, so that the combustion gas power also increases the amount of heat transfer to the raw material and water, thereby more efficiently supplying water. Can be evaporated.
  • the bar 31 is a spiral bar. Therefore, the flow path 30 between the raw material and water in the first evaporation chamber 18 is formed in a spiral shape. With such a configuration, uneven distribution in the circumferential direction between the remaining raw material and water is suppressed.
  • the cross-sectional area of the flow path 30 is larger on the downstream side than on the upstream side.
  • water changes to water vapor and the volume expands, and the flow path pressure loss increases.
  • the output of the water supply unit for supplying water is affected and the water supply amount becomes unstable, and the hydrogen generation amount in the reformer fluctuates.
  • the supply amount of water decreases with an increase in flow path pressure loss, steam reforming cannot be performed sufficiently in the reformer, carbon in the raw material precipitates and the flow path is blocked, and the operation cannot be continued. There is also the possibility of entering a state.
  • the cross section of the bar 31 may be circular, elliptical, or polygonal.
  • a helical rod may be disposed in the second evaporation chamber 22.
  • Combustion gas generated in the panner 16 flows into the cover 4 while sequentially heating the reforming chamber 10, the reforming gas passage 11, and the combustion gas passage 12, and generates hydrogen from the combustion gas discharge port 15. It is discharged outside the device 100.
  • Water Y is supplied from the water inlet 20, and the raw material X is supplied from the raw material inlet 19.
  • Raw material X and water Y circulate in the first evaporation chamber 18 and the second evaporation chamber, and the third and fourth portions 12C and 12D of the combustion gas flow path cause the water to vaporize and the raw material gas containing water vapor. Is generated. Further, when the raw material is liquid, the raw material is also vaporized.
  • the water inlet 20 be provided as high as possible in the first evaporation chamber 18, that is, the outer peripheral tube 54. In this way, since the residence time of the water Y in the first evaporation chamber 18 becomes longer, steam can be generated more efficiently.
  • the temperature of the outer peripheral surface of the hydrogen generator 100 that is, the temperature of the outer peripheral cylinder 54 is about 100 ° C or lower. Can be ashamed.
  • the amount of heat released to the periphery of the hydrogen generator 100 can be reduced, the thermal efficiency of the hydrogen generator 100 is improved.
  • the raw material gas containing water vapor generated in the water evaporation section 2 is supplied from the second evaporation chamber 22 to the reforming chamber 10 via the communication channel 26.
  • the raw material gas is reformed into a reformed gas containing hydrogen by a steam reforming reaction by the catalytic action of the steam reforming catalyst.
  • This steam reforming reaction is an endothermic reaction that occurs at a high temperature of about 700 ° C, and is performed using the radiant heat of the radiant cylinder 61 and the heat transfer of the combustion gas force.
  • the reformed gas generated in this way passes through the reformed gas channel 11 and is discharged from the reformed gas outlet 27 to the outside.
  • the reformed gas discharged from the hydrogen generator 100 is further reduced in carbon monoxide concentration and supplied to the fuel cell 101 as an anode gas.
  • a transformation reaction or a carbon monoxide selective oxidation reaction is generally used.
  • the outer peripheral cylinder 54 corresponds to the outer cylinder
  • the third partition cylinder 53 corresponds to the inner cylinder.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a manufacturing process of the first evaporation chamber.
  • the bar 31 is temporarily installed at a predetermined position.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the first step.
  • the cross-sectional area of the flow path 30 is shown in a uniform state.
  • this manufacturing method can be carried out in a state where the cross-sectional area of the flow path 30 is larger on the downstream side than on the upstream side.
  • a rod 31 bent in a spiral shape having an outer diameter substantially matching the inner diameter of the outer peripheral cylinder 54 is prepared in advance. Then, the bar 31 is inserted into the outer peripheral cylinder (outer cylinder) 54 and temporarily provided in a spiral shape on the inner peripheral surface of the outer peripheral cylinder 54.
  • the entire length of the bar 31 is joined to the inner peripheral surface of the outer peripheral cylinder 54 by several-force spot welding or spot welding. It is reasonable to perform joining at one point for each round of the spiral rod 31 in order to achieve both the certainty of joining and the ease of processing. It is also ideal because the stress distribution after pipe expansion is uniform.
  • reference numeral 201 denotes the central axis of the outer cylinder 54.
  • the third partition tube (inner tube) 53 and the outer tube (outer tube) 54 are arranged in a coaxial double tube shape.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the second step.
  • the third partition cylinder 53 is arranged on the inner peripheral side of the outer peripheral cylinder 54 having the bar 31.
  • the third partition cylinder 53 and the outer peripheral cylinder 54 are arranged to be supported by the base 103.
  • the third cutting cylinder 53 and the outer cylinder 54 are arranged so as to be coaxially (on the central axis 201).
  • the bar 31 is disposed between the third partition tube 53 and the outer peripheral tube 54. That is, the disposing step is constituted by the first step S1 and the second step S2.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the third step.
  • the third partition cylinder 53 is expanded by the inner force being pressed by the expansion tool E.
  • the tube expander E has a frustoconical tip. Then, the tip of the tube expander E moves on the central axis 201 of the third cutting cylinder 53 with the top of the truncated cone facing forward, and enters the third partition cylinder 53, whereby the third partition cylinder 53 Is expanded.
  • the bottom diameter of the truncated cone of the expanding device E is a dimension that substantially matches the cylinder inner diameter of the third partition cylinder 53 in a state where the bar 31 is joined to both the outer peripheral cylinder 54 and the third partition cylinder 53. It has become. Specifically, suitable dimensions are found by trial execution of the third step. That is, the dimensions of the tube expansion tool E are preferable such that the bar 31 is joined to such an extent that the gap between the outer peripheral tube 54 and the third partition tube 53 is filled.
  • a spiral flow path is formed in the first evaporation chamber 18 by the third step S3.
  • the tube expansion tool E expands the tube diameter substantially uniformly while maintaining the circular cross section of the third partition tube 53. Accordingly, the rod 31 can be reliably joined in the entire circumferential direction of the outer peripheral cylinder 54 and the third partition cylinder 53. In other words, fluid leakage from the spiral channel is suppressed.
  • the rod 31 is first disposed inside the outer cylinder 54, so that the third step S3, that is, the tube expansion work of the inner cylinder 53, can be facilitated. Can be.
  • the amount of deformation of the inner cylinder 53 can be reduced compared to the case where the bar 31 is disposed in the inner cylinder (see Modification 2), so that the energy consumption in the third step S3 can be reduced. Further, it is possible to avoid the occurrence of damage (cracking) of the bar 31 due to deformation.
  • the inner cylinder 53 and the outer cylinder 54 are made of stainless steel
  • the inner cylinder 53 is made of austenitic stainless steel that is highly extensible
  • the outer cylinder 54 is austenitic stainless steel that has higher rigidity than the inner cylinder 53. It is better to use ferritic stainless steel, which is cheaper than steel.
  • the reaction force of the outer cylinder 54 to the inner cylinder 53 increases, so that the bar 31 can be joined between the outer cylinder 54 and the inner cylinder 53 with a stronger V and force. it can.
  • the cross section of the bar 31 is preferably circular or elliptical. With this configuration, since the bar 31 does not have a corner portion on the pressure contact surface between the outer peripheral tube 54 and the third partition tube 53, stress concentration on the tube walls of the outer peripheral tube 54 and the third partition tube 53 is suppressed. Further, damage to the outer peripheral cylinder 54 and the third partition cylinder 53 can be suppressed.
  • the base 103 is removed in the middle of the third step S3. As a result, the interference between the tube expander E and the base 103 is prevented, and the tube expander E can penetrate the third partition tube 53.
  • a split mold K is interposed between the tube expansion tool E and the third partition tube 53 in the third step.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing Modification 1 of the third step, and shows a state before tube expansion.
  • FIG. 7 is a view showing a state after the tube expansion of FIG.
  • a split mold (hereinafter simply referred to as a mold) K is configured by a predetermined number of divided pieces (splits). These divided pieces are formed so as to form a cylindrical shape as a whole (its envelope surface) in a state of being arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on a predetermined circumference.
  • the outer diameter is substantially the same as the inner diameter of the third partition tube 53, and the inner surface forms an inverted conical shape having the same taper as the conical surface of the tube expansion device E.
  • the predetermined number of divided pieces of the mold K are arranged on the table 103 together with the outer peripheral cylinder 54 and the third partition cylinder 53 (see FIG. 6). Further, the mold K is disposed so as to contact the inner peripheral surface of the third partition tube 53 and to have the predetermined interval in the circumferential direction.
  • the tube expansion tool E enters the mold K (a predetermined number of divided pieces). Then, as shown in FIG. 7, the conical surface of the tube expander E contacts the inner surface of each split piece of the mold K. The tube expansion device E advances while pushing the die K in the outer circumferential direction by pressing the conical surface against the inner surface of each divided piece. Thereby, the partition cylinder 53 is expanded. Main change According to the example, since the mold K presses the third partition tube 53 on a wider surface, the third partition tube 53 can be expanded more quickly.
  • the bar 31 can be disposed on the outer peripheral surface of the third partition tube 53.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a first step of Modification 2.
  • a rod 31 bent in a spiral shape having an outer diameter that substantially matches the outer diameter of the third partition cylinder 53 is prepared in advance. Then, the bar 31 is temporarily installed in a spiral shape on the outer peripheral surface of the partition tube 53.
  • several power points are joined to the outer peripheral surface of the third partition tube 53 by spot welding or spot welding over the entire length of the bar 31. This facilitates the approach to the bar 31 in the first step S1, so that the first step S1 can be easily performed.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a second step of Modification 2.
  • the outer peripheral cylinder 54 is arranged on the outer peripheral side of the third partition cylinder 53 having the bar 31.
  • the third partition cylinder 53 and the outer peripheral cylinder 54 are arranged to be supported by the base 103. Further, the third cutting cylinder 53 and the outer cylinder 54 are arranged so as to be coaxially (on the central axis 201).
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a third step of Modification 2.
  • the third partition tube 53 is pressed and expanded from the inside by the tube expansion tool E, and the bar 31 is also deformed to increase the spiral diameter. Then, the bar 31 is joined to the outer peripheral cylinder 54 and the third partition cylinder 53.
  • temporary spot welding or spot welding may be removed during pipe expansion.
  • This method is particularly effective when a material having high stretchability (high elongation) is used for the bar 31.
  • the hydrogen generator of the present invention can form a spiral flow path in the second evaporation chamber 22 in the same manner as the first evaporation chamber 18.
  • the third partition cylinder 53 corresponds to the outer cylinder
  • the second partition cylinder 52 corresponds to the inner cylinder.
  • the spiral rod force of the third partition cylinder 53 is defined as the first step S1. Alternatively, it is temporarily installed on the outer peripheral surface of the second partition tube 52.
  • the second partition cylinder 52 is disposed on the inner peripheral side of the third partition cylinder 53.
  • the second partition tube 52 is expanded, and a spiral flow path is formed in the second evaporation chamber 22.
  • the raw material and water are supplied in the first evaporation chamber 18 that is the water evaporation unit 2 and is distributed to the reforming unit 1. That is, in the water evaporation section, water and the raw material are vaporized to generate a raw material gas containing water vapor.
  • the first evaporation chamber 18 is configured to be supplied with only water. That is, in the water evaporation section, water is vaporized and water vapor is generated.
  • the present invention is useful as a method for producing a hydrogen generator capable of improving mass productivity.

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Description

明 細 書
水素生成装置の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、水素生成装置の製造方法に関する。特に、内筒、外筒ならびに前記内 筒及び外筒の間に配設されたスぺーサーを有する、水素生成装置の製造方法に関 する。
背景技術
[0002] 燃料電池発電装置用の水素生成装置としては、天然ガス、 LPG、ガソリン、ナフサ、 灯油またはメタノール等の炭化水素化合物である原料を、水蒸気を用いて改質し、 水素主体の改質ガスを生成する水素生成装置が一般的に用いられている。
[0003] この水素生成装置は、水を蒸発させる水蒸発部、及び水蒸発と原料ガスとを 600〜 800°C程度の高温で反応させて改質ガスを生成する改質部を有して構成されている
[0004] 水素生成装置は、一般的に、内筒、外筒ならびに前記内筒及び外筒の間に配設さ れたスぺーサ一を有し、該スぺーサ一によつて規定された流路に水及び原料が供給 され、該流路が加熱されて、水蒸気を含む原料ガスが生成される水蒸発部と、触媒を 有し、該触媒が加熱されて、前記水蒸気を含む原料ガスから水素を含む改質ガスが 生成される改質部と、を備えている。
[0005] 特許文献 1の（実施の形態 2)及び [図 1]には、水または水蒸気の流路がスぺーサ 一によつて構成された水蒸発部が開示されている。流路の構成によって、水が水蒸 発部に滞留している時間が長くなる。また、流路がらせん状に構成されることによって 、滞留する水の周方向の分布が均一化される。したがって、燃焼ガス力 水への伝熱 量が増えるため、水蒸気改質反応に供される水蒸気量を増大させることができる。つ まり、原料の転ィ匕率を高めることができ、改質ガス中の水素量を増大させることができ る。
特許文献 1：特開 2003— 252604号公報
発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0006] ところで、外筒と内筒との間に配設されるスぺーサ一は内筒及び外筒の両者に接 合させるとより効果的である。すなわち、内筒あるいは外筒とスぺーサ一との間に間 隙があると、水が流路力 脱漏してしまい、水の水蒸発部における滞在時間が短くな る。また、流路がらせん状に構成されている場合には、周方向の温度分布が不均一 となり、水蒸気量の増大が抑制されてしまう。
[0007] 他方で、スぺーサ一が接合された一方の筒を他方の筒に圧入するという方法も考 えられるが、外筒及び内筒と流路規定部材との間の間隙を完全に塞ぐことは困難で めつに。
[0008] また、内筒及び外筒の二重筒間の空間は狭いので、溶接あるいはロウ付けといった 接合手段によってスぺーサ一と筒壁との間を気密的に接合する作業は困難であった 。また、仮に作業性の困難を克服したとしても、ロウ付けあるいは溶接といった接合手 段は、接合部への加熱を要するので、熱影響による変形が内筒あるいは外筒に生じ 、水素生成装置の製作精度が低下するという問題が残る。また、溶接あるいはロウ付 けにはコストと労力とが力かり量産性の面力もも改善の余地が残る。
[0009] 本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、量産性に優れた水 素生成装置の製造方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0010] 上記課題を解決するために、第 1の本発明の水素生成装置の製造方法は、内筒、 外筒ならびに前記内筒及び外筒の間に配設されたスぺーサーを有し、該スぺーサ 一によつて規定された流路に水及び原料が供給され、該流路が加熱されて、水蒸気 を含む原料ガスが生成される水蒸発部と、
触媒を有し、該触媒が加熱されて、前記水蒸気を含む原料ガスから水素を含む改 質ガスが生成される改質部と、を備える、水素生成装置の製造方法の製造方法であ つて、
前記内筒と外筒との間に前記スぺーサーを配設する配設工程と、
前記内筒を拡管して、前記スぺーサ一によつて規定された流路を形成する拡管ェ 程と、を有する。このように構成すると、水素生成装置の生産方法の量産性を向上さ せることができる。
[0011] 第 2の本発明の水素生成装置の製造方法は、前記スぺーサ一が、らせん状の棒材 であり、前記内筒と外筒との間にらせん状の流路が形成されるとよい。このように構成 すると、水蒸発部の周方向の温度の不均一性を抑制することができる。
[0012] 第 3の本発明の水素生成装置の製造方法は、前記棒材は、断面が円形又は楕円 形の棒であるとよい。このように構成すると、外筒及び内筒の損傷を抑制することがで きる。
[0013] 第 4の本発明の水素生成装置の製造方法は、前記スぺーサ一によつて規定された 前記流路の断面積が、該流路の上流側より下流側の方が大きくなつているとよい。こ のように構成すると、水の蒸発による圧力変動の影響を緩和することができる。
[0014] 第 5の本発明の水素生成装置の製造方法は、前記配設工程は、前記外筒の内周 面に前記スぺーサーを仮設する第 1工程と、
前記第 1工程の後に前記スぺーサ一の内周側に前記内筒を配置する第 2工程と、 を有するとよい。このように構成すると、第 3工程をより容易、かつ第 3工程における損 傷の発生を抑制することができる。
[0015] 第 6の本発明の水素生成装置の製造方法は、前記配設工程は、前記内筒の外周 面に前記スぺーサーを仮設する第 1工程と、
前記第 1工程の後に前記スぺーサ一の外周側に前記外筒を配置する第 2工程と、 を有するとよい。このように構成すると、第 1工程 S1を容易に実施することができる。
[0016] 第 7の本発明の水素生成装置の製造方法は、前記内筒の材質が前記外筒の材質 に比べて延伸性に富んでいるとよい。このように構成すると、第 3工程 S3において、 棒材を外筒及び内筒の間により強い力で接合させることができる。
発明の効果
[0017] 以上のように、本発明の水素生成装置の製造方法は、水素生成装置の製造方法 の量産性を向上させることができるという効果を奏する。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]図 1は、本発明の実施形態の水素生成装置の構成を模式的に示す断面図であ る。 [図 2]図 2は、第 1蒸発室の製造工程を示すフロー図である。
[図 3]図 3は、第 1工程を模式的に示した断面図である。
[図 4]図 4は、第 2工程を模式的に示した断面図である。
[図 5]図 5は、第 3工程を模式的に示した断面図である。
[図 6]図 6は、第 3工程の変形例 1を模式的に示した断面図であって、拡管前の状態 を示している。
[図 7]図 7は、図 6の拡管後の状態を示した図である。
[図 8]図 8は、変形例 2の第 1工程を模式的に示した断面図である。
[図 9]図 9は、変形例 2の第 2工程を模式的に示した断面図である。
[図 10]図 10は、変形例 2の第 3工程を模式的に示した断面図である。
符号の説明
1 改質部
2 水蒸発部
4 カバー
10改質室
11改質ガス流路
12燃焼ガス流路
12A 第 1部分
12B 第 2部分
12C 第 3部分
12D 第 4部分
13断熱材
15燃焼ガス排出口
16パーナ
17燃焼室
18第 1蒸発室
19原料入口
20水入口 22第 2蒸発室
26連絡流路
27改質ガス排出口
29底壁
30 流路
31棒材
50 内周筒
51 第 1仕切り筒
52 第 2仕切り筒
53 第 3仕切り筒
54 外周筒
61 輻射筒
100水素生成装置
101燃料電池
103 台
発明を実施するための最良の形態
[0020] 以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する
[0021] (実施形態）
図 1は、本発明の実施形態の水素生成装置の構成を模式的に示す断面図である。 図 1に示すように、本実施形態の水素生成装置 100は、円柱体の改質部 1と、改質 部 1の外周側に配設される円筒状の水蒸発部 2と、改質部 1と水蒸発部 2との間に配 設される円筒状の断熱壁 13と、改質部 1及び水蒸発部 2の上方を覆うカバー 4と、を 有して構成される。改質部 1と水蒸発部 2とは底壁 29を共有して構成されて ヽる。
[0022] 改質部 1は、燃焼ガスを発生するパーナ 16が底壁 29の中心に配設され、パーナ 1 6に覆 ヽ被さるようにして有蓋円筒状の改質室 10が配設されて、構成されて!ヽる。
[0023] 改質室 10は、パーナ 16と同軸上に配設されている。燃焼室 17は、改質室 10の蓋 部下面及び内周面と、パーナ 16を有する底面とによって区画されて形成されている 。燃焼室 17には円筒状の輻射体 61がパーナ 16と同軸上に配設されている。輻射体 61と改質室 10の内周面との間に形成された筒状の空間には、燃焼ガス流路 12の第 1部分 12Aが構成されている。このような構成によって、燃焼室 17で発生した燃焼熱 を、効率的に改質室 10に輻射することができる。また、燃焼室 17から流出する燃焼 ガスの保有熱を効率的に改質室 10に伝達することができる。
[0024] 改質室 10には、水蒸気改質触媒が充填されている触媒層が収容されている。改質 室 10の蓋部中央には水蒸発部 2上部力も延びる連絡流路 26が接続されている。こ のような構成によって、水蒸発部 2から連絡流路 26を経由して供給される水蒸気を含 む原料ガスは、改質室 10内上部に導かれ、改質室 10内を下方へと流通する。そし て、水蒸気を含む原料ガスは、改質室 10内において、燃焼室からの加熱による触媒 作用によって水蒸気改質反応を起こし、水素を含む改質ガスが生成される。
[0025] また、改質室 10の外周面には改質ガス流路 11が形成されている。改質ガス流路 1 1は、改質室 10の下端から外周面に沿って改質室 10の上端まで延び、さらに改質ガ ス排出口 27にまで延びて形成されている。このような構成によって、改質室 10にお いて生成された改質ガスは、改質室 10下端から改質ガス流路 11を経由して、改質ガ ス排出口 27から水素生成装置 100の外部へと排出される。
[0026] 一方、改質室 10の下方から外周側及び上方にかけて燃焼ガス流路 12の第 2部分 12Bが形成されている。燃焼ガス流路の第 2部分 12Bは、パーナ 16を有する底壁 29 と改質室 10の底面との間隙から、改質ガス流路 11の外周に沿って改質室 10の上端 まで延び、断熱壁 13の上方から断熱壁 13の外側の水蒸発部 2へと延びて形成され ている。このような構成によって、燃焼ガスは、改質ガス流路 11内の改質ガスの温度 低下を抑制し、水蒸発部 2の熱源として利用される。そして、燃焼ガスは水蒸発部 2を 経由した後、改質部 1及び水蒸発部 2の上方のカバー 4内に進入し、カバー 4に形成 された燃焼ガス排出口 15から水素生成装置 100の外部へと排出される。
[0027] 水蒸発部 2は、外周上部に原料入口 19及び水入口 20が形成され、内周上部に燃 焼ガス流路の第 2部分 12Bが接続されている。
[0028] 水蒸発部 2は、外周筒 54及び内周筒 50の間に第 1仕切り筒 51、第 2仕切り筒 52 及び第 3仕切り筒 53を有する、多重筒構造を有している。 [0029] 外周筒 54は、水素生成装置 100の外周面を形成している。外周筒 54の下端には 、水素生成装置 100の底部を構成する底壁 29が形成されている。そして、外周筒 54 の上端には、水素生成装置 100の蓋部を構成するカバー 4が形成されている。外周 筒 54の上部には、原料入口 19及び水入口 20が形成されて!、る。
[0030] 内周筒 50は、断熱壁 13の外周に沿って形成されており、下端が底板 29の縁部に 全周に及んで接合されて、上端は断熱壁 13の上端付近まで延びている。なお、断熱 壁 13が、気密性のある材料である場合には、内周筒 50を不要とすることもできる。
[0031] 第 1仕切り筒 51は、内周筒 50の外周側に配設され、内周筒 50との間に燃焼ガス室 流路の第 3部分 12Cが形成されている。第 1仕切り筒 51の上端は、内周側に延びて 、改質室 10の上端に全周に及んで接合している。第 1仕切り筒 51の下端は、底壁 2 9と少なくとも一部が離隔している。このような構成によって、改質室 10の上端まで延 びた燃焼ガス流路 12の第 2部分 12Bが断熱壁 13の上方から燃焼ガス流路の第 3部 分 12Cに接続されている。すなわち、燃焼ガスは燃焼ガス流路の第 3部分 12C内を 上方から下方へと流通し、第 1仕切り筒 51の下端力 外周側へと流出するようになる
[0032] 第 2仕切り筒 52は、第 1仕切り筒 51の外周側に配設され、第 1仕切り筒 51との間に 燃焼ガス流路の第 4部分 12Dが形成されている。燃焼ガス流路の第 4部分 12Dの上 端は開放されている。ここでは、第 2仕切り筒 52の上端は、外周側に延びて、外周筒 54に全周に及んで接合している。第 2仕切り筒 52の下端は、底壁 29に全周に及ん で接合している。このような構成によって、第 1仕切り筒 51の下端まで延びた燃焼ガ ス流路 12が燃焼ガス流路の第 3部分 12Cに接続されている。すなわち、第 1仕切り 筒 51の下端力も流出してくる燃焼ガスは、第 2燃焼ガス室 61内を下方力も上方へと 流通し、第 2仕切り筒 52の上端力もカバー 4内の空間へ流出する。
[0033] 第 3仕切り筒 53は、外周筒 54と第 2仕切り筒 52の間に配設され、外周筒 54との間 に第 1蒸発室 18が形成され、第 2仕切り筒 52との間に第 2蒸発室 22が形成されてい る。第 1水蒸発室 18及び第 2水蒸発室 22の上端は封止されている。ここでは、第 2仕 切り筒 52の上端は、外周側に延びて、外周筒 54に全周に及んで接合している。第 2 仕切り筒 52の下端は、底壁 29に全周に及んで接合している。また、第 3仕切り筒 53 の上端は、外周側に延びてして、外周筒 54に全周に及んで接合している。第 3仕切 り筒 53の下端は、底壁 29と少なくとも一部が離隔している。このような構成によって、 原料入口 19及び水入口 20から供給される流体が、第 1蒸発室 18内を下方に流通し 、第 3仕切り筒 53の下端力も第 2蒸発室 22の下端へと流通する原料ガス流路が形成 される。
[0034] また、第 2蒸発室 22の上部には、改質室 10の蓋部中央に接合して延びる連絡流 路 26が形成されている。連絡流路 26はダクト状あるいは筒状の部材によって構成さ れている。このような構造によって、原料ガスは、第 2蒸発室 22の下端から上方へと 流通し、連絡流路 26から改質室 10の上部へと流通する。
[0035] なお、第 2仕切り筒 52は、第 2蒸発室 22と燃焼ガス流路の第 4部分 12Dとの隔壁と なり、燃焼ガスの余熱が、第 1蒸発室 18及び第 2蒸発室 22に伝熱される。
[0036] ここで、第 1蒸発室 18には、棒材 (スぺーサ一） 31が、外周筒 54及び第 3仕切り筒 53の双方に接合して配設されている。この棒材 31の配設によって、第 1蒸発室 18内 の原料と水の流路 30が形成されている。また、流路 30の形成によって、原料と水とが 第 1蒸発室 18に滞在する時間を延長させることができるので、燃焼ガス力も原料と水 への伝熱量が増え、より効率的に水を蒸発させることができる。
[0037] また、棒材 31はらせん状の棒材である。したがって、第 1蒸発室 18内の原料と水と の流路 30がらせん状に構成される。このような構成によって、滞留する原料と水との 周方向の分布の不均一性が抑制される。
[0038] また、流路 30の断面積は、上流側より下流側で大きくなつている。流路 30の下流部 分では、水が水蒸気に変わり体積が膨張して流路圧損が大きくなる。流路圧損が大 きくなると、水を供給するための水供給器の出力が影響を受けて水の供給量が不安 定になり、改質器での水素生成量が変動してしまう。あるいは、流路圧損の増大に伴 つて、水の供給量が減少すると、改質器で水蒸気改質が十分に行えなくなり、原料 中の炭素が析出して流路閉塞を起こし、運転が継続できない状態になる可能性もあ る。
[0039] そこで、流路 30の断面積が、上流側より下流側の方を大きくすることにより、水の蒸 発による流路 30における圧力変動の影響を緩和することができる。 [0040] 棒材 31の断面は円形、楕円形、多角形のいずれでもよい。
[0041] また、第 2蒸発室 22内にも、らせん状の棒材を配設してもよい。このような構成によ つて、第 2蒸発室 22内を通過する水蒸気の滞留時間を長くすることができるので、原 料の温度をより高くすることができる。
[0042] 以上のように構成された本実施形態の水素生成装置 100の動作を説明する。
[0043] パーナ 16で生じた燃焼ガスは、改質室 10、改質ガス流路 11、燃焼ガス流路 12を 順次加熱しながら、カバー 4内に流出し、燃焼ガス排出口 15から水素生成装置 100 の外部へ排出される。
[0044] 水 Yが水入口 20から供給され、原料 Xが原料入口 19から供給される。原料 X及び 水 Yは第 1蒸発室 18及び第 2蒸発室内を流通し、燃焼ガス流路の第 3及び第 4部分 12C、 12D力もの伝熱によって、水が気化して水蒸気を含む原料ガスが生成される。 また、原料が液体である場合は原料も気化する。ここで水入口 20は、第 1蒸発室 18 、すなわち、外周筒 54のできる限り上方に設けられていることが望ましい。このように すると、水 Yの第 1蒸発室 18内滞留時間が長くなるので、より効率的に蒸気を生成す ることができる。また、第 1蒸発室 18内には液相の水と飽和水蒸気とが流れているの で、水素生成装置 100の外周面の温度、すなわち外周筒 54の温度はおよそ 100°C 以下に低温ィ匕することができる。そして、水素生成装置 100周囲への放熱量を小さく することができるので、水素生成装置 100の熱効率が向上する。
[0045] 水蒸発部 2で生成された水蒸気を含む原料ガスは、第 2蒸発室 22から連絡流路 26 を経由して改質室 10に供給される。改質室 10において、水蒸気改質触媒の触媒作 用による水蒸気改質反応によって原料ガスは水素を含む改質ガスに改質される。な お、この水蒸気改質反応は 700°C程度の高温で生じる吸熱反応であり、輻射筒 61 力 の輻射熱及び燃焼ガス力 の伝熱を利用して行われる。このようにして生成され た改質ガスは改質ガス流路 11を通過して改質ガス排出口 27から外部へ排出される
[0046] 水素生成装置 100から排出された改質ガスは、さらに一酸化炭素濃度が低減され て、アノードガスとして燃料電池 101に供給される。なお、一酸ィ匕炭素の低減には、 一般的には変成反応や一酸化炭素選択酸化反応が利用される。 [0047] ここで、水素生成装置 100の製造方法のうち、本発明の特徴である第 1蒸発室 18 の製造方法を説明する。
[0048] なお、第 1蒸発室 18の製造方法において、外周筒 54が外筒に相当し、第 3仕切り 筒 53が内筒に相当する。
[0049] 図 2は、第 1蒸発室の製造工程を示すフロー図である。
[0050] 第 1工程 S1では、棒材 31を所定の位置に仮設する。
[0051] 図 3は、第 1工程を模式的に示した断面図である。
[0052] なお、図 3乃至図 10においては、便宜的に流路 30の断面積が均一な状態で示し ている。棒材 31のらせん間隔を調節することによって、流路 30の断面積が上流側よ り下流側で大きくなつている状態で本製造方法を実施できる。
[0053] 図 3に示すように、ここでは、外周筒 54の内径にほぼ一致する外径を有するらせん 状に屈曲している棒材 31が予め用意される。そして、棒材 31が、外周筒（外筒） 54 の中に挿入され、外周筒 54の内周面にらせん状に仮設される。ここでは、棒材 31の 全長において数力所力スポット溶接または点付け溶接によって外周筒 54の内周面に 接合されている。接合は、らせん状棒材 31の 1周ごとに 1箇所行うことが接合の確実 性と加工の容易性を両立させる上で合理的である。また拡管後の応力の分布も均一 になるので理想的である。図中、符号 201は外周筒 54の中心軸を示す。
[0054] 第 2工程 S2では、第 3仕切り筒（内筒） 53と外周筒（外筒） 54とを同軸上の二重筒 状に配置する。
[0055] 図 4は、第 2工程を模式的に示した断面図である。
[0056] 図 4に示すように、第 3仕切り筒 53が棒材 31を有する外周筒 54の内周側に配置さ れる。第 3仕切り筒 53と外周筒 54とは台 103に支持されて配置される。また、第 3仕 切り筒 53と外周筒 54とは同軸上（中心軸 201上）に位置するように配置される。
[0057] 第 1工程 S1及び第 2工程 S2によって、第 3仕切り筒 53と外周筒 54との間に棒材 3 1が配設される。すなわち、第 1工程 S1及び第 2工程 S2によって配設工程が構成さ れる。
[0058] 第 3工程 (拡管工程) S3では、第 3仕切り筒（内筒） 53が拡管される。
[0059] 図 5は、第 3工程を模式的に示した断面図である。 [0060] 図 5に示すように、第 3仕切り筒 53が拡管具 Eによって内側力 押圧されて拡管さ れる。
[0061] ここでは、拡管具 Eは円錐台形の先端を有する。そして、拡管具 Eの先端が第 3仕 切り筒 53の中心軸 201上を円錐台頂上を前にして移動して、第 3仕切り筒 53内に進 入し、それによつて第 3仕切り筒 53が拡管される。
[0062] 拡管具 Eの円錐台の底面径は、棒材 31が外周筒 54と第 3仕切り筒 53との両者に 接合した状態において、第 3仕切り筒 53の筒内径とほぼ一致する寸法となっている。 具体的には、第 3工程の試験的実施によって好適な寸法が見出される。すなわち、 棒材 31が外周筒 54と第 3仕切り筒 53との隙間が埋まる程度にまで接合するような拡 管具 Eの寸法が好適である。
[0063] 第 3工程 S3によって、第 1蒸発室 18内にらせん状の流路が形成される。
[0064] また、拡管具 Eは第 3仕切り筒 53の円形断面を維持したまま、ほぼ均等に筒径を拡 幅させる。したがって、外周筒 54及び第 3仕切り筒 53の全周方向において確実に棒 材 31と接合させることができる。すなわち、らせん状の流路からの流体の脱漏が抑制 される。
[0065] ここで、第 1工程 S1において、棒材 31は先に外筒 54の内側に配設することによつ て、第 3工程 S3を、つまり、内筒 53の拡管作業を、容易にすることができる。つまり、 棒材 31を内筒に配設する場合 (変形例 2参照）に比べて、内筒 53の変形量を小さく することができるので、第 3工程 S3における消費エネルギーを小さくすることができ、 かつ変形に伴う棒材 31の損傷 (割れ)の発生を回避することができる。
[0066] また、内筒 53及び外筒 54には剛性の異なる材質を用い、内筒 53には外筒 54に 比べて延伸性に富む材料を用いると良い。例えば、内筒 53及び外筒 54をステンレス 鋼で構成する場合、内筒 53には延伸性に富むオーステナイト系ステンレス鋼を用い 、外筒 54には内筒 53に比べて剛性の高いオーステナイト系ステンレス鋼に比べ安 価なフェライト系ステンレスを用いるとよい。これによつて、第 3工程 S3において、外筒 54の内筒 53への反力が大きくなるので、棒材 31を外筒 54及び内筒 53の間により強 V、力で接合させることができる。
[0067] さらに、第 3工程は、溶接作業やロウ付け作業に比べて容易であるので、量産性に 優れている。
[0068] なお、棒材 31の断面は円形あるいは楕円形が好適である。このように構成すると、 棒材 31は外周筒 54及び第 3仕切り筒 53との圧接面に角部を有さないので、外周筒 54及び第 3仕切り筒 53の筒壁の応力集中が抑制され、外周筒 54及び第 3仕切り筒 53の損傷を抑制することができる。
[0069] また、台 103は、第 3工程 S3の途上において撤去される。これによつて、拡管具 Eと 台 103との干渉が防止され、拡管具 Eは第 3仕切り筒 53を貫通することができる。
[0070] そして、順不同に、第 3仕切り筒 53及び外周筒 54の上端側が全周に及んで接合さ れる工程と、外周筒 54の下端側が全周に及んで底壁 29に接合される工程と、外周 筒 54の上部には原料入口 19及び水入口 20が形成される工程とが行われて、第 1蒸 発室 18が形成される。
[0071] [変形例 1]
本変形例は、第 3工程において、拡管具 Eと第 3仕切り筒 53との間に割り子金型 K を介在させたものである。
[0072] 図 6は、第 3工程の変形例 1を模式的に示した断面図であって、拡管前の状態を示 している。図 7は、図 6の拡管後の状態を示した図である。
[0073] 図 6に示すように、割り子金型（以下、単に金型という） Kは、所定数の分割片 (割り 子)で構成されている。これらの分割片は、所定の円周上に周方向に所定の間隔で 配置された状態で、その全体 (その包絡面）が円筒形状を成すように形成されている 。この円筒形状においては、外径が第 3仕切り筒 53の内径とほぼ同じであり、かつ内 面が拡管具 Eの円錐面と同じテーパの逆円錐状を成している。
[0074] 第 2工程 S2において、金型 Kの前記所定数の分割片が、外周筒 54及び第 3仕切り 筒 53と共に台 103上に配置される（図 6参照)。また、金型 Kは、第 3仕切り筒 53の内 周面に接しかつ周方向にお!、て前記所定の間隔を有するように配置される。
[0075] 次いで、第 3工程 S3において、図 6に示すように、金型 K (所定数の分割片）の中に 拡管具 Eが進入する。そして、図 7に示すように、拡管具 Eの円錐面が金型 Kの各分 割片の内面に接触する。拡管具 Eは、この円錐面を各分割片の内面を押圧して、金 型 Kを外周方向に押し出しながら進む。これにより、仕切り筒 53が拡管される。本変 形例よれば、より広い面において金型 Kが第 3仕切り筒 53を押圧するので、第 3仕切 り筒 53をより迅速に拡管することができる。
[0076] [変形例 2]
第 1工程 S1において、棒材 31を第 3仕切り筒 53の外周面に配設することもできる。
[0077] 図 8は、変形例 2の第 1工程を模式的に示した断面図である。
[0078] 図 8に示すように、第 3仕切り筒 53の外径にほぼ一致する外径を有するらせん状に 屈曲している棒材 31が予め用意される。そして、棒材 31が、仕切り筒 53の外周面に らせん状に仮設される。ここでは、棒材 31の全長において数力所がスポット溶接また は点付け溶接によって第 3仕切り筒 53の外周面に接合されている。これによつて、第 1工程 S 1にお ヽて棒材 31への接近が容易になるので、第 1工程 S 1を容易に実施す ることがでさる。
[0079] 図 9は、変形例 2の第 2工程を模式的に示した断面図である。
[0080] 図 9に示すように、外周筒 54が棒材 31を有する第 3仕切り筒 53の外周側に配置さ れる。第 3仕切り筒 53と外周筒 54とは台 103に支持されて配置される。また、第 3仕 切り筒 53と外周筒 54とは同軸上（中心軸 201上）に位置するように配置される。
[0081] 図 10は、変形例 2の第 3工程を模式的に示した断面図である。
[0082] 図 10に示すように、第 3仕切り筒 53が、拡管具 Eによって、内側から押圧されて拡 管され、棒材 31もらせん径を拡大するように変形される。そして、棒材 31が外周筒 5 4と第 3仕切り筒 53とに接合する。ここで、棒材 31は、外周筒 54及び第 3仕切り筒 53 に接合して支持されるので、拡管時に仮設用のスポット溶接または点付け溶接が外 れても構わない。
[0083] なお、この方法は、延伸性に富む (伸び率が大きい)材料を棒材 31に用いた場合 に特に有効である。
[0084] 以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定さ れるものではない。例えば、本発明の水素生成装置は、第 2蒸発室 22内にも、第 1蒸 発室 18と同様にして、らせん状の流路を構成することができる。
[0085] すなわち、第 2蒸発室 22の製造方法において、第 3仕切り筒 53が外筒に相当し、 第 2仕切り筒 52が内筒に相当する。 [0086] 具体的には、外周側の第 1蒸発室 18にらせん状の流路が構成された後に、第 1ェ 程 S1として、らせん状の棒材力 第 3仕切り筒 53の内周面あるいは第 2仕切り筒 52 の外周面に仮設される。
[0087] そして、第 2工程 S2として、第 3仕切り筒 53の内周側に第 2仕切り筒 52が配置され る。
[0088] そして、第 2仕切り筒 52が拡管されて、第 2蒸発室 22にらせん状の流路が形成され る。
[0089] また、上述の実施形態では、水蒸発部 2である第 1蒸発室 18において原料及び水 が供給されて、改質部 1へと流通するようにと構成されている。すなわち、水蒸発部に お!、ては水及び原料が気化して水蒸気含む原料ガスが生成される。これに対して、 原料が水蒸発部 2を経由せずに、他の経路を経て改質部 1に流通するように構成す ることもできる。この場合、第 1蒸発室 18には水のみが供給されるように構成される。 すなわち、水蒸発部においては水が気化して水蒸気が生成される。
産業上の利用可能性
[0090] 本発明は、量産性を向上させることができる水素生成装置の製造方法として有用で ある。

Claims

請求の範囲
[1] 内筒、外筒ならびに前記内筒及び外筒の間に配設されたスぺーサーを有し、該ス ぺーサ一によつて規定された流路に水が供給され、該流路が加熱されて、水蒸気が 生成される水蒸発部と、
改質触媒を有し、前記水蒸気及び原料が該改質触媒に流通することで水素を含む 改質ガスが生成される改質部と、を備える、水素生成装置の製造方法であって、 前記内筒と外筒との間に前記スぺーサーを配設する配設工程と、
前記内筒を拡管して、前記スぺーサ一によつて規定された流路を形成する拡管ェ 程と、を有する、水素生成装置の製造方法。
[2] 前記スぺーサ一が、らせん状の棒材であり、前記内筒と外筒との間にらせん状の流 路が形成される、請求項 1に記載の水素生成装置の製造方法。
[3] 前記棒材は、断面が円形又は楕円形の棒である、請求項 2に記載の水素生成装置 の製造方法。
[4] 前記スぺーサ一によつて規定された前記流路の断面積が、該流路の上流側より下 流側の方が大きくなつている、請求項 1に記載の水素生成装置の製造方法。
[5] 前記配設工程は、前記外筒の内周面に前記スぺーサーを仮設する第 1工程と、 前記第 1工程の後に前記スぺーサ一の内周側に前記内筒を配置する第 2工程と、 を有する、請求項 1に記載の水素生成装置の製造方法。
[6] 前記配設工程は、前記内筒の外周面に前記スぺーサーを仮設する第 1工程と、 前記第 1工程の後に前記スぺーサ一の外周側に前記外筒を配置する第 2工程と、 を有する、請求項 1に記載の水素生成装置の製造方法。
[7] 前記内筒の材質が前記外筒の材質に比べて延伸性に富んでいる、請求項 1に記 載の水素生成装置の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010103740A1 (ja) * 2009-03-09 2010-09-16 パナソニック株式会社 水素生成装置とその製造方法およびそれを用いた燃料電池システム
JP2014521576A (ja) * 2012-06-25 2014-08-28 パナソニック株式会社 燃料処理装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015517175A (ja) * 2012-03-08 2015-06-18 ヘルビオ ソシエテ アノニム ハイドロジェン アンド エナジー プロダクション システムズ 燃料電池のための触媒を支持する置換可能な構造化支持部を含む触媒加熱式燃料処理装置
US8992850B2 (en) * 2012-05-31 2015-03-31 Dana Canada Corporation Floating catalyst/regenerator

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06211501A (ja) * 1991-06-04 1994-08-02 Toshiba Corp 改質装置
JP2001342002A (ja) * 2000-05-30 2001-12-11 Kansai Electric Power Co Inc:The 燃料改質器
JP2003252604A (ja) * 2001-12-25 2003-09-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水素生成装置とそれを備える燃料電池システム

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1059354A (en) * 1912-10-01 1913-04-22 Heinrich Ehrhardt Method of producing tubes.
US2535470A (en) * 1943-11-11 1950-12-26 Grinnell Corp Method of flaring tubing
US2703921A (en) * 1949-04-14 1955-03-15 Brown Fintube Co Method of making internally finned tubes
US2693026A (en) * 1950-02-17 1954-11-02 Modine Mfg Co Method of making concentric tubes with radial fins
US2966373A (en) * 1959-02-02 1960-12-27 Ici Ltd Tubular inserts
US3339631A (en) * 1966-07-13 1967-09-05 James A Mcgurty Heat exchanger utilizing vortex flow
US3636607A (en) * 1969-12-30 1972-01-25 United Aircraft Prod Method of making a heat exchange tube
US3730229A (en) * 1971-03-11 1973-05-01 Turbotec Inc Tubing unit with helically corrugated tube and method for making same
US3785363A (en) * 1972-04-07 1974-01-15 J Machado Cleaning apparatus for automobiles with indirect heat exchange for heating the cleaning fluid
US3982910A (en) * 1974-07-10 1976-09-28 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Hydrogen-rich gas generator
US3977068A (en) * 1975-07-14 1976-08-31 Balcke-Durr Aktiengesellschaft Device and method for expansion-swaging tubes into the bores of a tube plate
US4069573A (en) * 1976-03-26 1978-01-24 Combustion Engineering, Inc. Method of securing a sleeve within a tube
US4123220A (en) * 1976-03-31 1978-10-31 Ford, Bacon & Davis Texas, Inc. Gas mixer and reactor
US4096616A (en) * 1976-10-28 1978-06-27 General Electric Company Method of manufacturing a concentric tube heat exchanger
US4232735A (en) * 1978-05-05 1980-11-11 Kim Sung C Double-walled finned heat transfer tube
FR2462215A1 (fr) * 1979-07-26 1981-02-13 Ferodo Sa Procede de conformation d'un tube en particulier pour echangeur de chaleur et echangeur de chaleur muni de tubes ainsi conformes
DE3067597D1 (en) * 1980-01-08 1984-05-30 Elpag Ag Chur Method of manufacturing a heating device or a heat exchange element
US4286653A (en) * 1980-07-21 1981-09-01 Edwards Engineering Corporation Coaxial tube in tube heat exchanger with inner tube support
US4419802A (en) * 1980-09-11 1983-12-13 Riese W A Method of forming a heat exchanger tube
DE3126030C2 (de) * 1981-07-02 1983-04-14 Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co KG, 7000 Stuttgart Rohrverbindung für einen Wärmetauscher mit einer Vielzahl einzelner miteinander zu verbindender Teile
US4504714A (en) * 1981-11-02 1985-03-12 Jack Katzenstein System and method for impact welding by magnetic propulsion
US4532396A (en) * 1982-06-10 1985-07-30 Westinghouse Electric Corp. Flexible induction brazing wand for hollow tubes
US4498220A (en) * 1982-08-23 1985-02-12 The Trane Company Method for pre-expanding heat exchanger tube
US4538337A (en) * 1982-08-31 1985-09-03 The Babcock & Wilcox Company Method of mechanically prestressing a tubular apparatus
GB2128522B (en) * 1982-09-29 1986-02-26 Carrier Corp A tube expanding and grooving tool and method
US4902476A (en) * 1983-01-14 1990-02-20 Baxter International Inc. Heat exchanger and blood oxygenator apparatus
US4649493A (en) * 1983-12-30 1987-03-10 Westinghouse Electric Corp. Tube expansion apparatus
US4650110A (en) * 1985-10-22 1987-03-17 Westinghouse Electric Corp. Continuous movement brazing process
US5127441A (en) * 1985-12-16 1992-07-07 Rains Robert L Coaxial piping system
US4761982A (en) * 1986-10-01 1988-08-09 General Motors Corporation Method and apparatus for forming a heat exchanger turbulator and tube
US4899810A (en) * 1987-10-22 1990-02-13 General Electric Company Low pressure drop condenser/heat pipe heat exchanger
US4915121A (en) * 1987-11-12 1990-04-10 Rains Robert L Coaxial piping system
US4847051A (en) * 1988-03-21 1989-07-11 International Fuel Cells Corporation Reformer tube heat transfer device
US5027507A (en) * 1989-03-01 1991-07-02 Westinghouse Electric Corp. Method for controlling leakage through degraded heat exchanger tubes in the tubesheet region of a nuclear generator
DE3908266A1 (de) * 1989-03-14 1990-09-20 Autokuehler Gmbh & Co Kg Waermeaustauscher und verfahren zur fluessigkeitsdichten befestigung einer bodenplatte an einem waermetauschernetz
US5167275A (en) * 1989-12-06 1992-12-01 Stokes Bennie J Heat exchanger tube with turbulator
US5271376A (en) * 1991-08-12 1993-12-21 Rheem Manufacturing Company Serpentined tubular heat exchanger apparatus for a fuel-fired forced air heating furnace
US5275152A (en) * 1992-07-27 1994-01-04 Welch Allyn, Inc. Insertion tube terminator
US5336570A (en) * 1992-08-21 1994-08-09 Dodge Jr Cleveland E Hydrogen powered electricity generating planar member
JP3164272B2 (ja) * 1994-02-02 2001-05-08 ディン カーン ヒートパイプの製造方法およびその製造に用いる加工具
FR2736989B1 (fr) * 1995-07-19 1997-08-22 Gec Alsthom Stein Ind Dispositif destine a etre fixe de facon etanche sur au moins un element cylindrique
US5806173A (en) * 1995-07-28 1998-09-15 Hidaka Seiki Kabushiki Kaisha Tube expander
US7066973B1 (en) * 1996-08-26 2006-06-27 Nuvera Fuel Cells Integrated reformer and shift reactor
NL1012676C2 (nl) * 1999-07-22 2001-01-23 Spiro Research Bv Werkwijze voor het vervaardigen van een dubbelwandige warmtewisselbuis met lekdetectie alsmede een dergelijke warmtewisselbuis.
JP2001137978A (ja) * 1999-11-08 2001-05-22 Daido Steel Co Ltd 金属管拡管用工具
US8746028B2 (en) * 2002-07-11 2014-06-10 Weatherford/Lamb, Inc. Tubing expansion
CN1274587C (zh) * 1999-12-28 2006-09-13 松下电器产业株式会社 氢发生装置
EP1324414A3 (en) * 2001-12-25 2003-11-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Hydrogen generation system and fuel cell system having the same
CA2461855C (en) * 2003-03-25 2008-05-20 Weatherford/Lamb, Inc. Vibration assisted tubing expansion

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06211501A (ja) * 1991-06-04 1994-08-02 Toshiba Corp 改質装置
JP2001342002A (ja) * 2000-05-30 2001-12-11 Kansai Electric Power Co Inc:The 燃料改質器
JP2003252604A (ja) * 2001-12-25 2003-09-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水素生成装置とそれを備える燃料電池システム

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010103740A1 (ja) * 2009-03-09 2010-09-16 パナソニック株式会社 水素生成装置とその製造方法およびそれを用いた燃料電池システム
CN102348633A (zh) * 2009-03-09 2012-02-08 松下电器产业株式会社 氢生成设备及其制造方法和利用氢生成设备的燃料电池***
JP4880086B2 (ja) * 2009-03-09 2012-02-22 パナソニック株式会社 水素生成装置とその製造方法およびそれを用いた燃料電池システム
JP2014521576A (ja) * 2012-06-25 2014-08-28 パナソニック株式会社 燃料処理装置

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