JPH0280301A - 燃料電池の燃料改質装置および燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池の燃料改質装置および燃料電池発電装置Info
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- JPH0280301A JPH0280301A JP1159198A JP15919889A JPH0280301A JP H0280301 A JPH0280301 A JP H0280301A JP 1159198 A JP1159198 A JP 1159198A JP 15919889 A JP15919889 A JP 15919889A JP H0280301 A JPH0280301 A JP H0280301A
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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
- 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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、天然ガスやメタノールなどの炭化水素を水素
に富む改質ガスに改質して燃料電池に供給する燃料改質
装置および燃料電池発電装置に関する。
に富む改質ガスに改質して燃料電池に供給する燃料改質
装置および燃料電池発電装置に関する。
燃料電池発電装置は効率の高さ環境性の良さなどのｓ−
ｉを有し、コジェネレーション装置の本命として実用化
がはかられている。第５図に従来装置のガスフロー図を
示すように、燃料電池発電装置のうちの主構成部分であ
る燃料改質装置１は、天然ガスやメタノールなどの改質
原料３中の炭化水素を触媒のもとて水蒸気と反応させ、
燃料電池２に使用できるまでの水素濃度の改質ガス４に
変換して配管６を介して燃料電池２に送る装置である。
ｉを有し、コジェネレーション装置の本命として実用化
がはかられている。第５図に従来装置のガスフロー図を
示すように、燃料電池発電装置のうちの主構成部分であ
る燃料改質装置１は、天然ガスやメタノールなどの改質
原料３中の炭化水素を触媒のもとて水蒸気と反応させ、
燃料電池２に使用できるまでの水素濃度の改質ガス４に
変換して配管６を介して燃料電池２に送る装置である。
炭化水素の水蒸気改質反応はメタンの場合は次式で表わ
される。
される。
ＣＨ＋２ＨＯ→ＣＯ２＋４Ｈ２・・・・・・・・・ （
１）メタノールの場合は次式で表わされる。
１）メタノールの場合は次式で表わされる。
ＣＨ３０Ｈ＋Ｈ２０→ＣＯ２＋３Ｈ２・・・・・・・・
・（２）上記反応はともに大きな吸熱反応であるため、
燃料電池２で発電に利用されなかった水素をオフガス４
Ｂとして配管７を介して改質装置に送りノクーナＩＢで
燃焼させ、その熱源としている。また反応空気５のオフ
空気５Ｂもバーナに送られて燃焼に利用される。
・（２）上記反応はともに大きな吸熱反応であるため、
燃料電池２で発電に利用されなかった水素をオフガス４
Ｂとして配管７を介して改質装置に送りノクーナＩＢで
燃焼させ、その熱源としている。また反応空気５のオフ
空気５Ｂもバーナに送られて燃焼に利用される。
従来燃料改質装置としては、化学プラントなどで層積の
あるタイプ、つまりノ々−すを有した燃焼炉内に改質触
媒を充填した１重又は２重の改質反応管を設置し、燃焼
ガスからの対流伝熱あるいは燃焼時の放射伝熱で改質反
応に必要な熱を供給していた。しかし、この種の改質装
置では燃焼に必要な炉体積が必要なこと、改質触媒を充
填・した反応管の内側の伝熱律速で触媒量がある程度以
下には減らせないことなどにより燃料電池用改質装置と
して必要なコンパクト化が阻害される。
あるタイプ、つまりノ々−すを有した燃焼炉内に改質触
媒を充填した１重又は２重の改質反応管を設置し、燃焼
ガスからの対流伝熱あるいは燃焼時の放射伝熱で改質反
応に必要な熱を供給していた。しかし、この種の改質装
置では燃焼に必要な炉体積が必要なこと、改質触媒を充
填・した反応管の内側の伝熱律速で触媒量がある程度以
下には減らせないことなどにより燃料電池用改質装置と
して必要なコンパクト化が阻害される。
これらの改良案として、燃焼バーナにかわって燃焼触媒
を用いたものが提案されているが（特開昭５８−２３１
６８号公報参照）、これも従来の反応管の中に触媒を充
填しているというｆで改質触媒側の伝熱律速からは逃げ
られないものである。
を用いたものが提案されているが（特開昭５８−２３１
６８号公報参照）、これも従来の反応管の中に触媒を充
填しているというｆで改質触媒側の伝熱律速からは逃げ
られないものである。
一方メタノールの改質装置゛として、改質触媒をプレー
ト状に配してコンパクト（こしたもの（特開昭６１−２
８６２０４号公報参照）や、燃焼触媒と交互に積層した
もの（特開昭５８−７４５０４号公報参照）が提案され
ているが、これもケースの中に従来からの触媒を充填し
ているという点で上記と同じ欠点を有している。
ト状に配してコンパクト（こしたもの（特開昭６１−２
８６２０４号公報参照）や、燃焼触媒と交互に積層した
もの（特開昭５８−７４５０４号公報参照）が提案され
ているが、これもケースの中に従来からの触媒を充填し
ているという点で上記と同じ欠点を有している。
また、燃料電池にはその電気負荷の要求ｔこ迅速に対応
できる応答性が求められるが、改質装置１と燃料電池２
が長い配管６を介して連結されているために、改質ガス
が配管６内を移動する時間遅れがあり、ことに起動、停
止の頻度が高い移動電源として燃料電池を使用する場合
には、この移動時間遅れによって燃料電池の負荷追従性
が阻害されるという問題がある。
できる応答性が求められるが、改質装置１と燃料電池２
が長い配管６を介して連結されているために、改質ガス
が配管６内を移動する時間遅れがあり、ことに起動、停
止の頻度が高い移動電源として燃料電池を使用する場合
には、この移動時間遅れによって燃料電池の負荷追従性
が阻害されるという問題がある。
本発明の目的は、燃料電池発電装置に適したコンパクト
性を有し、しかも改質反応に必要な反応熱の伝熱特性に
優れ、かつ改質ガスの移動時間遅れの少い、燃料改質装
置を備えた燃料電池発電装置を得ることにある。
性を有し、しかも改質反応に必要な反応熱の伝熱特性に
優れ、かつ改質ガスの移動時間遅れの少い、燃料改質装
置を備えた燃料電池発電装置を得ることにある。
上記課題を解決するために、この発明によれば、改質原
料中の炭化水素を水蒸気改質して水素リッチな改質ガス
を燃料電池に供給するものにおいて、ガス不透過板の両
面に互いに直交する方向にそれぞれ形成された前記改質
原料ガスの流通溝および改質燃料ガスの流通溝と、前記
改質原料ガスの流通溝内ｌこガス流と接触するようガス
不透過板に担持された改質触媒と、前記改質燃料ガスの
流通溝内Ｉこガス流と接触するようガス不透過板に担持
された前記改質燃料ガスの燃焼反応に活性を持つ燃焼触
媒とを有する複合改質板が複数層積層されてなるものと
し、かつ燃料改質装置の改質ガス出口側が燃料電池の改
質ガス入口側に共通のマニホールドを介して直結し、さ
らに必要に応じて共通のマニホールドがその内部に改質
ガスの温度を制御する熱交換器を包蔵すること、または
共通マニホールドを介して連結された燃料改質器および
燃料電池を基本モジュールとして、この基本モジュール
が複数モジュール組み合わすものとする。
料中の炭化水素を水蒸気改質して水素リッチな改質ガス
を燃料電池に供給するものにおいて、ガス不透過板の両
面に互いに直交する方向にそれぞれ形成された前記改質
原料ガスの流通溝および改質燃料ガスの流通溝と、前記
改質原料ガスの流通溝内ｌこガス流と接触するようガス
不透過板に担持された改質触媒と、前記改質燃料ガスの
流通溝内Ｉこガス流と接触するようガス不透過板に担持
された前記改質燃料ガスの燃焼反応に活性を持つ燃焼触
媒とを有する複合改質板が複数層積層されてなるものと
し、かつ燃料改質装置の改質ガス出口側が燃料電池の改
質ガス入口側に共通のマニホールドを介して直結し、さ
らに必要に応じて共通のマニホールドがその内部に改質
ガスの温度を制御する熱交換器を包蔵すること、または
共通マニホールドを介して連結された燃料改質器および
燃料電池を基本モジュールとして、この基本モジュール
が複数モジュール組み合わすものとする。
上記手段ｌこおいて、複合触媒板がその両側を互いに直
交する方向に流通する改質原料ガスおよび改質燃料ガス
それぞれに接して改質触媒および燃焼触媒を担持するよ
う構成したことにより、基板を境いｌこして燃焼触媒側
で発生した改質燃料の燃焼熱を基板の熱伝導性を利用し
て改質触媒側の水蒸気改質反応に必要な反応熱として供
給することができるので、反応管を用いた従来装置にお
ける伝熱律速に縛られることなく効率よく反応熱を供給
できるとともに、バーナおよびその熱交換スペースが不
要となることにより、水蒸気改質装置がコンパクト化さ
れる。
交する方向に流通する改質原料ガスおよび改質燃料ガス
それぞれに接して改質触媒および燃焼触媒を担持するよ
う構成したことにより、基板を境いｌこして燃焼触媒側
で発生した改質燃料の燃焼熱を基板の熱伝導性を利用し
て改質触媒側の水蒸気改質反応に必要な反応熱として供
給することができるので、反応管を用いた従来装置にお
ける伝熱律速に縛られることなく効率よく反応熱を供給
できるとともに、バーナおよびその熱交換スペースが不
要となることにより、水蒸気改質装置がコンパクト化さ
れる。
また、燃料改質装置の改質ガスの出口側を共通の燃料ガ
スマニホールドによって燃料電池に連結すれば、改質ガ
スの移動時間遅れを短縮して燃料電池の負荷追従性を改
善できる。さらに、共通のマニホールド内に熱交換器を
設ければ、改質ガス温度を燃料電池の運転温度ｔこ合わ
せることが可能になる。また直結された装置を基本モジ
ュールとして必要に応じて複数モジュール組み合わせる
ことにより、種々の容量のコンパクト化された燃料電池
発電装置が得られる。
スマニホールドによって燃料電池に連結すれば、改質ガ
スの移動時間遅れを短縮して燃料電池の負荷追従性を改
善できる。さらに、共通のマニホールド内に熱交換器を
設ければ、改質ガス温度を燃料電池の運転温度ｔこ合わ
せることが可能になる。また直結された装置を基本モジ
ュールとして必要に応じて複数モジュール組み合わせる
ことにより、種々の容量のコンパクト化された燃料電池
発電装置が得られる。
以下この発明を実施例に基づいて説明する。
第１図はこの発明の実施例である燃料改質装置を示す斜
視図であり１．積層体の要部を簡略化して示したもので
ある。図において、１１は複合改質板であり、ガス不透
過板１２と、その両面に互いｔこ直交する方向に形成さ
れた改質原料ガス（水蒸気を含む）３の流通溝１３およ
び改質燃料ガス（オフガス４Ｂと反応空気５の混合ガス
）の流通ｍｉｓと、流通溝１３内にガス不透過板１２に
より担持された改質触媒１４と、流通溝１５内にガス不
透過板１２により担持された燃焼触媒１６とで構成され
、複数層の複合改質板１１が相互にセパレート板２１を
介して積層されることにより、複合改質板の積層体１０
が形成される。このように構成された積層体１０は燃料
電池の積層体と類似した構造となってξす、したがって
積層体１０の互いに対向する二対の側面それぞれ１こ図
示しないマニホールドを設け、流通溝１３には水蒸気が
混合された天然ガスやアルコール類の蒸気等の改質原料
ガス３を、流通溝１５側には改質燃料として燃料電池の
オフガス４Ｂおよびオフ空気５Ｂの混合ガスを送ること
により、燃焼触媒１６側でのオフガス４Ｂの燃焼反応、
改質触媒１４側での改質原料ガス３の水蒸気改質反応と
が燃焼反応ｌこよる燃焼熱を利用して同時に行われる。
視図であり１．積層体の要部を簡略化して示したもので
ある。図において、１１は複合改質板であり、ガス不透
過板１２と、その両面に互いｔこ直交する方向に形成さ
れた改質原料ガス（水蒸気を含む）３の流通溝１３およ
び改質燃料ガス（オフガス４Ｂと反応空気５の混合ガス
）の流通ｍｉｓと、流通溝１３内にガス不透過板１２に
より担持された改質触媒１４と、流通溝１５内にガス不
透過板１２により担持された燃焼触媒１６とで構成され
、複数層の複合改質板１１が相互にセパレート板２１を
介して積層されることにより、複合改質板の積層体１０
が形成される。このように構成された積層体１０は燃料
電池の積層体と類似した構造となってξす、したがって
積層体１０の互いに対向する二対の側面それぞれ１こ図
示しないマニホールドを設け、流通溝１３には水蒸気が
混合された天然ガスやアルコール類の蒸気等の改質原料
ガス３を、流通溝１５側には改質燃料として燃料電池の
オフガス４Ｂおよびオフ空気５Ｂの混合ガスを送ること
により、燃焼触媒１６側でのオフガス４Ｂの燃焼反応、
改質触媒１４側での改質原料ガス３の水蒸気改質反応と
が燃焼反応ｌこよる燃焼熱を利用して同時に行われる。
複合改質板１１は、改質原料によってガス不透過板１２
の材質、触媒１４を変える必要があるが、例えば天然ガ
スの場合にはコージライトやアルミナなどのセラミック
系プレートの両面にガス通路を設ける。
の材質、触媒１４を変える必要があるが、例えば天然ガ
スの場合にはコージライトやアルミナなどのセラミック
系プレートの両面にガス通路を設ける。
また、流通溝１３側にはニッケル系の改質触媒１４を担
持させ、流通溝１５側にはプラチナ、パラジウムなどの
貴金属系触媒を担持させる。この複合改質板をステンレ
ス鋼板などのセパレータ２１を介して燃料電池に必要な
処理ガス量に応じて積層し、図示しないケースの中ζこ
おさめて改質装置とする。改質原料である天然ガスとス
チームが混合した改質原料３は流通路１３を通過する間
に燃焼触媒１４での燃焼熱−を受け、水素に富んだ改質
ガス４として出力される。この図かられかるように、本
発明では従来からの反応管という概念がなくなり、ガス
通路そのものが改質触媒となっているため改質触媒層内
の伝熱律速から完全に解放されている上に、同一ガス不
透過板の逆の面で触媒燃焼させているため燃焼熱が伝導
で伝わるというメリットがある。その上オフガスの燃焼
もガス通路内の燃焼触媒で行われ、燃焼炉のスペースが
必要なくなりコンパクトな改質装置となる。
持させ、流通溝１５側にはプラチナ、パラジウムなどの
貴金属系触媒を担持させる。この複合改質板をステンレ
ス鋼板などのセパレータ２１を介して燃料電池に必要な
処理ガス量に応じて積層し、図示しないケースの中ζこ
おさめて改質装置とする。改質原料である天然ガスとス
チームが混合した改質原料３は流通路１３を通過する間
に燃焼触媒１４での燃焼熱−を受け、水素に富んだ改質
ガス４として出力される。この図かられかるように、本
発明では従来からの反応管という概念がなくなり、ガス
通路そのものが改質触媒となっているため改質触媒層内
の伝熱律速から完全に解放されている上に、同一ガス不
透過板の逆の面で触媒燃焼させているため燃焼熱が伝導
で伝わるというメリットがある。その上オフガスの燃焼
もガス通路内の燃焼触媒で行われ、燃焼炉のスペースが
必要なくなりコンパクトな改質装置となる。
第２図は上述の実施例になる燃料改質装置を燃料電池に
組み合わせた状態を示す斜視図、第３図は第２図を上方
から見た平面図である。図において、複合改質板の積層
体１０の側面に改質原料３の入口マニホールド１７Ａ％
およびこれと直交する側面に改質燃料の入口マニホール
ド１８Ｎ、出口マニホールド１８Ｂをそれぞれ気密に取
り付けた燃料改質装置２０は、改質ガス４の出口側ζこ
なる側面が共通のマニホールド１７Ｂを介して燃料電池
１の側面に直結され、共通のマニホールド１７Ｂが燃料
電池１の改質ガス４の入口側マニホールドを兼ねるよう
構成され、燃料電池１の発電によって水素濃度が低下し
たオフガス４Ｂは出口側マニホールド４Ｂおよび配管７
Ｃを介して燃料改質装置２０の改質燃料マニホールド１
８Ａに流入する。また、入口マニホールド８八を介して
燃料電池１に流入した反応空気５は、オフ空気５Ｂとし
て出口マニホールド５Ｂ［よび配Ｗ８Ｃを介して燃料改
質装置２０の改質燃料マニホールド１８Ａ（こオフガス
４Ｂとともに流入し、第１図１こおける燃焼触媒１６と
接触してオフガス４Ｂ中の残水素が燃焼することにより
、改質原料３の水蒸気改質に必要な熱エネルギーを発生
する。なお、必要に応じて補助燃料９が供給される。
組み合わせた状態を示す斜視図、第３図は第２図を上方
から見た平面図である。図において、複合改質板の積層
体１０の側面に改質原料３の入口マニホールド１７Ａ％
およびこれと直交する側面に改質燃料の入口マニホール
ド１８Ｎ、出口マニホールド１８Ｂをそれぞれ気密に取
り付けた燃料改質装置２０は、改質ガス４の出口側ζこ
なる側面が共通のマニホールド１７Ｂを介して燃料電池
１の側面に直結され、共通のマニホールド１７Ｂが燃料
電池１の改質ガス４の入口側マニホールドを兼ねるよう
構成され、燃料電池１の発電によって水素濃度が低下し
たオフガス４Ｂは出口側マニホールド４Ｂおよび配管７
Ｃを介して燃料改質装置２０の改質燃料マニホールド１
８Ａに流入する。また、入口マニホールド８八を介して
燃料電池１に流入した反応空気５は、オフ空気５Ｂとし
て出口マニホールド５Ｂ［よび配Ｗ８Ｃを介して燃料改
質装置２０の改質燃料マニホールド１８Ａ（こオフガス
４Ｂとともに流入し、第１図１こおける燃焼触媒１６と
接触してオフガス４Ｂ中の残水素が燃焼することにより
、改質原料３の水蒸気改質に必要な熱エネルギーを発生
する。なお、必要に応じて補助燃料９が供給される。
上述のように、燃料加賀器２０の流通溝１３を改質原料
ガス３が通過することによって生成した改質ガスが共通
のマニホールド１７Ｂによって配管を経由することなく
直接燃料電池１の燃料ガス溝に流入して発電反応に寄与
することにより、配管内で従来中じた移動時間遅れを大
幅に短縮できるので、負荷変動に対する追従性に優れた
燃料電池発電装置が得られるとともに、配管の省略によ
って省スペース化されたコンパクトな燃料電池発電装置
を得ることができる。
ガス３が通過することによって生成した改質ガスが共通
のマニホールド１７Ｂによって配管を経由することなく
直接燃料電池１の燃料ガス溝に流入して発電反応に寄与
することにより、配管内で従来中じた移動時間遅れを大
幅に短縮できるので、負荷変動に対する追従性に優れた
燃料電池発電装置が得られるとともに、配管の省略によ
って省スペース化されたコンパクトな燃料電池発電装置
を得ることができる。
第４図はこの発明の異なる実施例の要部を簡単化して示
す平面図であり、燃料改質装置２ｏと燃料電池２とを連
結する共通のマニホールド１７Ｂ内に熱交換器３０を収
納した点が前述の実施例と異なり、改質ガスの温度が燃
料電池１の運転温度より高い場合、例えば常温の反応空
気５を熱交換器３０の冷却媒体ｌこ利用して改質ガスの
温度を燃料電池の運転温度に近づける制御が可能になる
と同時に、反応空気の温度を燃料電池１の運転温度に近
づけて供給できるので、熱効率の高い燃料電池発電装置
を得ることができる。
す平面図であり、燃料改質装置２ｏと燃料電池２とを連
結する共通のマニホールド１７Ｂ内に熱交換器３０を収
納した点が前述の実施例と異なり、改質ガスの温度が燃
料電池１の運転温度より高い場合、例えば常温の反応空
気５を熱交換器３０の冷却媒体ｌこ利用して改質ガスの
温度を燃料電池の運転温度に近づける制御が可能になる
と同時に、反応空気の温度を燃料電池１の運転温度に近
づけて供給できるので、熱効率の高い燃料電池発電装置
を得ることができる。
一方、第２図または第４図のように燃料改質装置が燃料
電池に直結された発電装置を基本モジュールとして複数
台組み合わせて容量の大きい発電装置とすることにより
、基本モジュールがほぼ直方体であることを利用してコ
ンパクト化された大容量の発電装置を形成できる利点が
得られる。
電池に直結された発電装置を基本モジュールとして複数
台組み合わせて容量の大きい発電装置とすることにより
、基本モジュールがほぼ直方体であることを利用してコ
ンパクト化された大容量の発電装置を形成できる利点が
得られる。
ｒ発明の効果〕
この発明は前述のように、ガス不透過板の両面に形成さ
れた改質原料および改質燃料の流通溝それぞれに改質触
媒２よび燃焼触媒を配した複合改質板を積層し−ご燃料
改質装置の主要部を形成した。
れた改質原料および改質燃料の流通溝それぞれに改質触
媒２よび燃焼触媒を配した複合改質板を積層し−ご燃料
改質装置の主要部を形成した。
その結果、燃焼触媒側で発生した燃焼熱が熱伝導によっ
て改質触媒に効率よく伝わり、この燃焼熱が吸熱反応で
ある水蒸気改質反応の熱源として利用されるので、従来
装置で必要としたバーナおよびその燃焼炉が不要になり
改質装置のコンパクト化が可能になるとともに、ガス通
路が改質触媒層で形成されているために、従来技術で問
題となった改質触媒層内の伝熱律速から完全に解放され
、これに基づいて改質触媒量を低減できる利点が得られ
る。
て改質触媒に効率よく伝わり、この燃焼熱が吸熱反応で
ある水蒸気改質反応の熱源として利用されるので、従来
装置で必要としたバーナおよびその燃焼炉が不要になり
改質装置のコンパクト化が可能になるとともに、ガス通
路が改質触媒層で形成されているために、従来技術で問
題となった改質触媒層内の伝熱律速から完全に解放され
、これに基づいて改質触媒量を低減できる利点が得られ
る。
また、このように構成された焼料改質装置の改質ガスの
出口側を、共通のマニホールドを介して燃料電池の改質
ガスの入口側に直結した場合Ｉこは、改質ガスの供給配
管が省略されて省スペース化された発電装置を提供でき
るとともに、改質ガスが配管内を移動するに要する時間
が大幅に短縮されることによって、負荷が要求する電力
の変動に対する追従性の優れた発電装置を得ることがで
きる。
出口側を、共通のマニホールドを介して燃料電池の改質
ガスの入口側に直結した場合Ｉこは、改質ガスの供給配
管が省略されて省スペース化された発電装置を提供でき
るとともに、改質ガスが配管内を移動するに要する時間
が大幅に短縮されることによって、負荷が要求する電力
の変動に対する追従性の優れた発電装置を得ることがで
きる。
さらに、共通のマニホールド内に熱交換器を設けること
により、改質ガス温度と燃料電池の運転温度との差を縮
める制御が可能になるとともに、得られた熱エネルギー
を例えば反応空気を予熱する熱源として利用することが
できる。
により、改質ガス温度と燃料電池の運転温度との差を縮
める制御が可能になるとともに、得られた熱エネルギー
を例えば反応空気を予熱する熱源として利用することが
できる。
な２、上述のように構成された発電装置を基本モジュー
ルとして複数台組み合わせることにより、発電装置がほ
ぼ直方体であることを利用してコンパクト化された大容
量の発電装置を提供できる利点が得られる。
ルとして複数台組み合わせることにより、発電装置がほ
ぼ直方体であることを利用してコンパクト化された大容
量の発電装置を提供できる利点が得られる。
第１図はこの発明の実施例になる燃料電池の燃料改質装
置を示す斜視図、第２図は第１図に示す燃料改質装置を
燃料電池に組み合わせた状態を示す斜視図、第３図は第
２図を上方から見た平面図、第４図はこの発明の異なる
実施例を示す要部の平面図、第５図は従来の装置を示す
ガスフロー図である、 １．２０・・燃料改質装置、２・・燃料電池、３・・・
改質原料（ガス）、４・・・改質ガス、４Ｂ・・・オフ
ガス、５・・反応空気、５Ｂ・・・オフ空気、７Ｂ、８
Ａ。 ８Ｂ・・・マニホールド、１０・・・複合改質板の積層
体、１１・・・複合改質板、１２・・・ガス不透過板、
１３．、。 流通溝（改質原料側）、１４・・・改質触媒、１５・・
流通溝（改質燃料側）、 ・・燃焼触媒、 第 閃 第３ 爾 図 冨 区 葛 区
置を示す斜視図、第２図は第１図に示す燃料改質装置を
燃料電池に組み合わせた状態を示す斜視図、第３図は第
２図を上方から見た平面図、第４図はこの発明の異なる
実施例を示す要部の平面図、第５図は従来の装置を示す
ガスフロー図である、 １．２０・・燃料改質装置、２・・燃料電池、３・・・
改質原料（ガス）、４・・・改質ガス、４Ｂ・・・オフ
ガス、５・・反応空気、５Ｂ・・・オフ空気、７Ｂ、８
Ａ。 ８Ｂ・・・マニホールド、１０・・・複合改質板の積層
体、１１・・・複合改質板、１２・・・ガス不透過板、
１３．、。 流通溝（改質原料側）、１４・・・改質触媒、１５・・
流通溝（改質燃料側）、 ・・燃焼触媒、 第 閃 第３ 爾 図 冨 区 葛 区
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）改質原料中の炭化水素を水蒸気改質して水素リッチ
な改質ガスを燃料電池に供給するものにおいて、ガス不
透過板の両面に互いに直交する方向にそれぞれ形成され
た前記改質原料ガスの流通溝および改質燃料ガスの流通
溝と、前記改質原料ガスの流通溝内にガス流と接触する
ようガス不透過板に担持された改質触媒と、前記改質燃
料ガスの流通溝内にガス流と接触するようガス不透過板
に担持された前記改質燃料ガスの燃焼反応に活性を持つ
燃焼触媒とを有する複合改質板が複数層積層されてなる
ことを特徴とする燃料電池の燃料改質装置。 ２）燃料改質装置の改質ガス出口側が燃料電池の改質ガ
ス入口側に共通のマニホールドを介して直結されてなる
ことを特徴とする請求項１記載の燃料電池の燃料改質装
置を備えた燃料電池発電装置。 ３）共通のマニホールドがその内部に改質ガスの温度を
制御する熱交換器を包蔵したことを特徴とする請求項２
記載の燃料電池発電装置。 ４）共通マニホールドを介して連結された燃料改質器お
よび燃料電池を基本モジュールとして、この基本モジュ
ールが複数モジュール組み合わされてなることを特徴と
する請求項２また３記載の燃料電池発電装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16300988 | 1988-06-30 | ||
| JP63-163009 | 1988-06-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0280301A true JPH0280301A (ja) | 1990-03-20 |
Family
ID=15765461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1159198A Pending JPH0280301A (ja) | 1988-06-30 | 1989-06-21 | 燃料電池の燃料改質装置および燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0280301A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03109202A (ja) * | 1989-09-22 | 1991-05-09 | Ngk Insulators Ltd | 燃料電池システムの燃料改質装置 |
| US5270127A (en) * | 1991-08-09 | 1993-12-14 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Plate shift converter |
| NL1001519C2 (nl) * | 1994-10-28 | 1998-07-29 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Brandstofcellensamenstel met reformeerinrichting. |
| CN1330035C (zh) * | 2004-06-29 | 2007-08-01 | 三星Sdi株式会社 | 重整器、具有其的燃料电池系统和制造它们的方法 |
| JP2007277063A (ja) * | 2006-04-10 | 2007-10-25 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 反応器 |
| US7691509B2 (en) | 2004-06-23 | 2010-04-06 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Reformer and fuel cell system having the same |
| US7807313B2 (en) * | 2004-12-21 | 2010-10-05 | Ultracell Corporation | Compact fuel cell package |
| JP2015090865A (ja) * | 2013-11-04 | 2015-05-11 | スカンビア ホールディングス キプロス リミテッド | 燃料電池ユニットおよび構成部品を備える装置、そのような装置で使用するための構成部品ユニットおよびスタック構成部品 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5918102A (ja) * | 1982-07-19 | 1984-01-30 | Babcock Hitachi Kk | 積層型触媒燃焼反応装置 |
| JPS61193371A (ja) * | 1985-02-20 | 1986-08-27 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電装置 |
| JPS62167203A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-23 | Hitachi Ltd | 燃料改質装置 |
| JPS6351058A (ja) * | 1986-08-20 | 1988-03-04 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
-
1989
- 1989-06-21 JP JP1159198A patent/JPH0280301A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5918102A (ja) * | 1982-07-19 | 1984-01-30 | Babcock Hitachi Kk | 積層型触媒燃焼反応装置 |
| JPS61193371A (ja) * | 1985-02-20 | 1986-08-27 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電装置 |
| JPS62167203A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-23 | Hitachi Ltd | 燃料改質装置 |
| JPS6351058A (ja) * | 1986-08-20 | 1988-03-04 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03109202A (ja) * | 1989-09-22 | 1991-05-09 | Ngk Insulators Ltd | 燃料電池システムの燃料改質装置 |
| US5270127A (en) * | 1991-08-09 | 1993-12-14 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Plate shift converter |
| NL1001519C2 (nl) * | 1994-10-28 | 1998-07-29 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Brandstofcellensamenstel met reformeerinrichting. |
| US7691509B2 (en) | 2004-06-23 | 2010-04-06 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Reformer and fuel cell system having the same |
| CN1330035C (zh) * | 2004-06-29 | 2007-08-01 | 三星Sdi株式会社 | 重整器、具有其的燃料电池系统和制造它们的方法 |
| US7763220B2 (en) | 2004-06-29 | 2010-07-27 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Reformer, fuel cell system having the same, and method of manufacturing the same |
| US7807313B2 (en) * | 2004-12-21 | 2010-10-05 | Ultracell Corporation | Compact fuel cell package |
| JP2007277063A (ja) * | 2006-04-10 | 2007-10-25 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 反応器 |
| JP2015090865A (ja) * | 2013-11-04 | 2015-05-11 | スカンビア ホールディングス キプロス リミテッド | 燃料電池ユニットおよび構成部品を備える装置、そのような装置で使用するための構成部品ユニットおよびスタック構成部品 |
| KR20150051910A (ko) * | 2013-11-04 | 2015-05-13 | 스캄비아 홀딩스 키프로스 리미티드 | 연료 전지 유닛과 구성 요소를 포함하는 장치 및 그러한 장치에서 사용하기 위한 구성 요소 유닛과 스택 구성 요소 |
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