JPH05105403A - プレート型リフオーマ - Google Patents
プレート型リフオーマInfo
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- JPH05105403A JPH05105403A JP29959691A JP29959691A JPH05105403A JP H05105403 A JPH05105403 A JP H05105403A JP 29959691 A JP29959691 A JP 29959691A JP 29959691 A JP29959691 A JP 29959691A JP H05105403 A JPH05105403 A JP H05105403A
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- reforming
- fuel
- combustion
- gas
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/0285—Heating or cooling the reactor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 改質ガスと燃焼ガスの熱回収をして燃料電池
に必要な温度にする。 【構成】 プレート型の改質室４０とプレート型の燃焼
室４８を積層する。燃焼室４８には燃料分散板を介して
プレート型の燃料分散室５６を積層し、改質室４０と燃
焼室４８と燃料分散室５６とで小ユニットＩとする。小
ユニットＩを燃料分散室５６が相対向するよう積層し、
相対する燃料分散室５６の間に第１熱交換室６１を配置
して、大ユニットIIとする。大ユニットIIを積層し、大
ユニットIIの改質室４０同士の間に第２熱交換室６８を
配置する。改質室４０から排出された改質ガスを第２熱
交換室６８に通し、燃焼室４８から排出された燃焼ガス
を第１熱交換室６１に通す。
に必要な温度にする。 【構成】 プレート型の改質室４０とプレート型の燃焼
室４８を積層する。燃焼室４８には燃料分散板を介して
プレート型の燃料分散室５６を積層し、改質室４０と燃
焼室４８と燃料分散室５６とで小ユニットＩとする。小
ユニットＩを燃料分散室５６が相対向するよう積層し、
相対する燃料分散室５６の間に第１熱交換室６１を配置
して、大ユニットIIとする。大ユニットIIを積層し、大
ユニットIIの改質室４０同士の間に第２熱交換室６８を
配置する。改質室４０から排出された改質ガスを第２熱
交換室６８に通し、燃焼室４８から排出された燃焼ガス
を第１熱交換室６１に通す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料電池発電システムに
おいて燃料電池のアノードへ供給する燃料ガスを改質原
料ガスから改質するリフォーマのうち、特に、プレート
型のリフォーマに関するものである。
おいて燃料電池のアノードへ供給する燃料ガスを改質原
料ガスから改質するリフォーマのうち、特に、プレート
型のリフォーマに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】都市ガス等の炭化水素を含むガスは、燃
料電池に燃料ガスとして供給する前に、水蒸気とともに
リフォーマ（改質器）へ供給し、ここで、たとえば、メ
タンの場合は、 ＣＨ4 ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ2 ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋Ｈ2 の如き反応を行わせ、改質されたガスを燃料電池のアノ
ードへ供給するようにしている。
料電池に燃料ガスとして供給する前に、水蒸気とともに
リフォーマ（改質器）へ供給し、ここで、たとえば、メ
タンの場合は、 ＣＨ4 ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ2 ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋Ｈ2 の如き反応を行わせ、改質されたガスを燃料電池のアノ
ードへ供給するようにしている。
【０００３】一例として、都市ガスを改質原料ガスとし
て用いる場合の都市ガス改質溶融炭酸塩型燃料電池発電
システムについて説明すると、図８に概要を示す如く、
電解質として溶融炭酸塩を多孔質物質にしみ込ませてな
る電解質板をカソード（酸素極）１とアノード（燃料
極）２で両面から挟み、カソード１側に酸化ガスを供給
すると共にアノード２側に燃料ガスを供給するようにし
たものを１セルとし、各セルをセパレータを介して多層
に積層してスタックとした燃料電池ＦＣを設置し、該燃
料電池ＦＣのカソード１には、酸化ガスとして空気Ａを
空気供給ライン３上のブロワ４で昇圧した後、空気予熱
器５で予熱してカソード１に供給すると共に、空気の一
部を分岐ライン６よりリフォーマ７の燃焼室へ供給する
ようにし、上記カソード１から排出された高温のカソー
ド出口ガスは、カソード出口ガスライン８より上記空気
予熱器５に導かれた後、過熱器９、蒸発器１０を通して
排出されるようにしてある。一方、燃料電池ＦＣのアノ
ード２に供給される燃料ガスは、都市ガスＴＧをブロワ
１１で昇圧した後、天然ガス予熱器１２、脱硫器１３、
天然ガス予熱器１４を経てリフォーマ７の改質室に導入
して改質することにより生成し、該改質室で改質された
燃料ガスを燃料ガス供給ライン１５を経てアノード２に
供給するようにすると共に、一部は都市ガスＴＧを昇圧
するブロワ１１の上流側に戻すようにし、該アノード２
から排出されるアノード出口ガスは、アノード出口ガス
ライン１６により天然ガス予熱器１４、１２を通り、こ
こで都市ガスＴＧを加熱した後にリフォーマ７の燃焼室
内へ導入させるようにし、リフォーマ７での吸熱反応の
熱源として供した燃焼排ガスは、排ガスライン１７を通
り空気供給ライン３を流れる空気Ａとともにカソード１
に供給されるようにしてある。１８はスチームリフォー
ミング用の水蒸気ラインで、水Ｈ2Ｏを蒸発器１０で蒸
気にしてリフォーマ７の上流側で都市ガスＴＧに混ぜる
ようにしてある。
て用いる場合の都市ガス改質溶融炭酸塩型燃料電池発電
システムについて説明すると、図８に概要を示す如く、
電解質として溶融炭酸塩を多孔質物質にしみ込ませてな
る電解質板をカソード（酸素極）１とアノード（燃料
極）２で両面から挟み、カソード１側に酸化ガスを供給
すると共にアノード２側に燃料ガスを供給するようにし
たものを１セルとし、各セルをセパレータを介して多層
に積層してスタックとした燃料電池ＦＣを設置し、該燃
料電池ＦＣのカソード１には、酸化ガスとして空気Ａを
空気供給ライン３上のブロワ４で昇圧した後、空気予熱
器５で予熱してカソード１に供給すると共に、空気の一
部を分岐ライン６よりリフォーマ７の燃焼室へ供給する
ようにし、上記カソード１から排出された高温のカソー
ド出口ガスは、カソード出口ガスライン８より上記空気
予熱器５に導かれた後、過熱器９、蒸発器１０を通して
排出されるようにしてある。一方、燃料電池ＦＣのアノ
ード２に供給される燃料ガスは、都市ガスＴＧをブロワ
１１で昇圧した後、天然ガス予熱器１２、脱硫器１３、
天然ガス予熱器１４を経てリフォーマ７の改質室に導入
して改質することにより生成し、該改質室で改質された
燃料ガスを燃料ガス供給ライン１５を経てアノード２に
供給するようにすると共に、一部は都市ガスＴＧを昇圧
するブロワ１１の上流側に戻すようにし、該アノード２
から排出されるアノード出口ガスは、アノード出口ガス
ライン１６により天然ガス予熱器１４、１２を通り、こ
こで都市ガスＴＧを加熱した後にリフォーマ７の燃焼室
内へ導入させるようにし、リフォーマ７での吸熱反応の
熱源として供した燃焼排ガスは、排ガスライン１７を通
り空気供給ライン３を流れる空気Ａとともにカソード１
に供給されるようにしてある。１８はスチームリフォー
ミング用の水蒸気ラインで、水Ｈ2Ｏを蒸発器１０で蒸
気にしてリフォーマ７の上流側で都市ガスＴＧに混ぜる
ようにしてある。
【０００４】上記都市ガスＴＧの如き改質原料ガスを燃
料ガスに改質するリフォーマ７としては、近年、コンパ
クトで且つ燃焼室全域での均一な燃焼を可能として効果
的に改質が行えるものとして、プレート型のものが提案
されている。
料ガスに改質するリフォーマ７としては、近年、コンパ
クトで且つ燃焼室全域での均一な燃焼を可能として効果
的に改質が行えるものとして、プレート型のものが提案
されている。
【０００５】図９は従来のプレート型リフォーマの一例
を示す断面図で、改質用触媒２１を充填した改質室２０
と、燃焼用触媒２３を充填した燃焼室２２とを、伝熱隔
壁板２４を介し積層して一体化し、該一体化した改質室
２０と燃焼室２２のユニット２５を２組用意して、互の
燃焼室２２が相対向するように配置し、且つ上記両燃焼
室２２同士の間に、空気供給室２６と該空気供給室２６
を挾持するようにその表裏両面に配置する空気分散板２
７ａ，２７ｂとからなる空気供給分散ユニット２７を挟
み込み、空気Ａが空気分散板２７ａ及び２７ｂの各分散
孔２８を通して両燃焼室２２に対称的に流入して両燃焼
室２２内の燃料Ｆ中に分散させられるようにし、全体を
上下のホルダー２９，３０を介し適度の締付力で締め付
け、全体を一体化させた構成としてある。３１は燃料供
給流路、３２は燃焼ガス排出流路、３３は改質原料ガス
供給流路、３４は改質ガス排出流路である（実開平１−
５２５４１号）。
を示す断面図で、改質用触媒２１を充填した改質室２０
と、燃焼用触媒２３を充填した燃焼室２２とを、伝熱隔
壁板２４を介し積層して一体化し、該一体化した改質室
２０と燃焼室２２のユニット２５を２組用意して、互の
燃焼室２２が相対向するように配置し、且つ上記両燃焼
室２２同士の間に、空気供給室２６と該空気供給室２６
を挾持するようにその表裏両面に配置する空気分散板２
７ａ，２７ｂとからなる空気供給分散ユニット２７を挟
み込み、空気Ａが空気分散板２７ａ及び２７ｂの各分散
孔２８を通して両燃焼室２２に対称的に流入して両燃焼
室２２内の燃料Ｆ中に分散させられるようにし、全体を
上下のホルダー２９，３０を介し適度の締付力で締め付
け、全体を一体化させた構成としてある。３１は燃料供
給流路、３２は燃焼ガス排出流路、３３は改質原料ガス
供給流路、３４は改質ガス排出流路である（実開平１−
５２５４１号）。
【０００６】下部ホルダー３０に設けた燃料供給流路３
１から燃料Ｆを供給すると共に、図示しない空気供給流
路より空気Ａを供給し、又、上部ホルダー２９の改質原
料ガス供給流路２３から改質原料ガス（都市ガス等）を
供給すると、改質原料ガスは各ユニット２５の改質室２
０に各々入り、一方、空気Ａは空気供給室２６に入った
後、両側の各空気分散板２７ａ，２７ｂの多数の分散孔
２８を通って矢印の如くユニット２５の各燃焼室２２内
に別々に且つ同時に分散されて供給され、燃焼室２２に
入った燃料Ｆを燃焼させる。燃焼室２２での燃焼により
生じた熱は、各々伝熱隔壁板２４を介して各々の改質室
２０内に伝熱されるので、上下の改質室２０内に供給さ
れた改質原料ガスは、各燃焼室２２からの熱により加熱
され、改質室２０内の改質用触媒２１によって改質反応
が行われることになる。
１から燃料Ｆを供給すると共に、図示しない空気供給流
路より空気Ａを供給し、又、上部ホルダー２９の改質原
料ガス供給流路２３から改質原料ガス（都市ガス等）を
供給すると、改質原料ガスは各ユニット２５の改質室２
０に各々入り、一方、空気Ａは空気供給室２６に入った
後、両側の各空気分散板２７ａ，２７ｂの多数の分散孔
２８を通って矢印の如くユニット２５の各燃焼室２２内
に別々に且つ同時に分散されて供給され、燃焼室２２に
入った燃料Ｆを燃焼させる。燃焼室２２での燃焼により
生じた熱は、各々伝熱隔壁板２４を介して各々の改質室
２０内に伝熱されるので、上下の改質室２０内に供給さ
れた改質原料ガスは、各燃焼室２２からの熱により加熱
され、改質室２０内の改質用触媒２１によって改質反応
が行われることになる。
【０００７】上記プレート型リフォーマでは、改質室２
０での改質反応を促進させるため、改質室２０の出口で
７００℃位になるように燃焼室２２では出口の温度が最
も高くなるよう分散燃焼方式が採用されており、改質室
２０から出る改質ガスの温度は７００℃位で、燃焼室２
２から排出される燃焼ガスの温度は８００℃位となって
いる。改質室２０で改質された燃料ガスは燃料電池ＦＣ
のアノード２入口に供給され、燃焼室２２から排出され
た燃焼ガスは燃料電池ＦＣのカソード１入口に供給され
るが、アノード２の入口温度として７００℃は高すぎ、
又、カソード１の入口温度として８００℃は高すぎるの
で、改質された燃料ガスや燃焼ガスをアノード２やカソ
ード１の各入口温度にまで下げるための熱交換器が必要
となる。
０での改質反応を促進させるため、改質室２０の出口で
７００℃位になるように燃焼室２２では出口の温度が最
も高くなるよう分散燃焼方式が採用されており、改質室
２０から出る改質ガスの温度は７００℃位で、燃焼室２
２から排出される燃焼ガスの温度は８００℃位となって
いる。改質室２０で改質された燃料ガスは燃料電池ＦＣ
のアノード２入口に供給され、燃焼室２２から排出され
た燃焼ガスは燃料電池ＦＣのカソード１入口に供給され
るが、アノード２の入口温度として７００℃は高すぎ、
又、カソード１の入口温度として８００℃は高すぎるの
で、改質された燃料ガスや燃焼ガスをアノード２やカソ
ード１の各入口温度にまで下げるための熱交換器が必要
となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、アノードに
供給する燃料ガスの温度を下げるための熱交換器やカソ
ードに供給する燃焼ガスの温度を下げるための熱交換器
を、リフォーマと燃料電池ＦＣとの間に設けることは、
配管上の問題があると共にそれだけのスペースを確保す
る必要がある。
供給する燃料ガスの温度を下げるための熱交換器やカソ
ードに供給する燃焼ガスの温度を下げるための熱交換器
を、リフォーマと燃料電池ＦＣとの間に設けることは、
配管上の問題があると共にそれだけのスペースを確保す
る必要がある。
【０００９】そこで、本発明は、プレート型リフォーマ
として熱交換機能をもたせたものを提供しようとするも
のである。
として熱交換機能をもたせたものを提供しようとするも
のである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、改質触媒を充填したプレート型の改質室
と燃焼触媒を充填したプレート型の燃焼室を伝熱隔壁板
を介し積層すると共に、上記燃焼室に、多数の分散孔を
有する燃料分散板を介してプレート型の燃料分散室を積
層したものを小ユニットとして一体化し、上記燃料分散
室を相対向させて２つの小ユニットを積層配置し、両燃
料分散室間に燃料予熱用第１熱交換室を形成して一体化
した大ユニットを構成し、且つ該大ユニット同士を積層
して隣接する改質室間に、改質原料ガス予熱用の第２熱
交換室を形成し、上記大ユニットごとの改質室で改質さ
れたガスを第２熱交換室を通して排出させるようにし、
又、各大ユニットごとに燃焼室から排出された燃焼ガス
を第１熱交換室を通して排出させるようにガス流路を形
成する。
決するために、改質触媒を充填したプレート型の改質室
と燃焼触媒を充填したプレート型の燃焼室を伝熱隔壁板
を介し積層すると共に、上記燃焼室に、多数の分散孔を
有する燃料分散板を介してプレート型の燃料分散室を積
層したものを小ユニットとして一体化し、上記燃料分散
室を相対向させて２つの小ユニットを積層配置し、両燃
料分散室間に燃料予熱用第１熱交換室を形成して一体化
した大ユニットを構成し、且つ該大ユニット同士を積層
して隣接する改質室間に、改質原料ガス予熱用の第２熱
交換室を形成し、上記大ユニットごとの改質室で改質さ
れたガスを第２熱交換室を通して排出させるようにし、
又、各大ユニットごとに燃焼室から排出された燃焼ガス
を第１熱交換室を通して排出させるようにガス流路を形
成する。
【００１１】
【作用】改質室で改質されたガスは改質原料ガスとの熱
交換後に取り出されるので、改質室出口の温度よりも下
げられる。一方、燃焼室から排出される燃焼ガスは、燃
料との熱交換後に取り出されるので、燃焼室出口の温度
より下げられる。したがって、燃料電池のアノードやカ
ソードへは適正な温度として供給できることになると共
に、リフォーマでは熱回収が図られるので、熱効率が高
い。
交換後に取り出されるので、改質室出口の温度よりも下
げられる。一方、燃焼室から排出される燃焼ガスは、燃
料との熱交換後に取り出されるので、燃焼室出口の温度
より下げられる。したがって、燃料電池のアノードやカ
ソードへは適正な温度として供給できることになると共
に、リフォーマでは熱回収が図られるので、熱効率が高
い。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１３】図１及び図２は本発明の実施例を示すもの
で、仕切板として機能するプレート部材４１の周囲に、
図３に示す如く対角位置にガス入口４３とガス出口４４
となる切欠きを形成し且つ触媒流出防止兼ガス通過用の
仕切部材４５を両側に平行に設けてなるマスク枠４２を
設置し、上記両側の仕切部材４５間に改質触媒４６を充
填した改質室４０を形成し、該改質室４０に伝熱隔壁板
４７を積層する。上記伝熱隔壁板４７の反対の面には、
図４に示す如く、対角位置に空気の入口５０と燃焼ガス
の出口５１となる切欠きを形成し且つ触媒流出防止兼ガ
ス通過用の仕切部材５２を両側に平行に設けてなるマス
ク枠４９を設置し、上記両側の仕切部材５２間に燃焼触
媒５３を充填して燃焼室４８を形成し、更に、上記燃焼
室４８を形成するマスク枠４９の表面に、多数の分散孔
５５を有する燃料分散板５４を重ね、該燃料分散板５４
に、図５に示す如く、一側にのみ燃料の入口５８となる
切欠きを形成し且つ両側にガス通過用の仕切部材５９を
有してなるマスク枠５７を重ね、更にその表面に仕切板
として機能するプレート部材６０を重ねて燃料分散室５
６を形成し、これら改質室４０、燃焼室４８、燃料分散
室５６を積層したものを一体化して小ユニットＩとす
る。
で、仕切板として機能するプレート部材４１の周囲に、
図３に示す如く対角位置にガス入口４３とガス出口４４
となる切欠きを形成し且つ触媒流出防止兼ガス通過用の
仕切部材４５を両側に平行に設けてなるマスク枠４２を
設置し、上記両側の仕切部材４５間に改質触媒４６を充
填した改質室４０を形成し、該改質室４０に伝熱隔壁板
４７を積層する。上記伝熱隔壁板４７の反対の面には、
図４に示す如く、対角位置に空気の入口５０と燃焼ガス
の出口５１となる切欠きを形成し且つ触媒流出防止兼ガ
ス通過用の仕切部材５２を両側に平行に設けてなるマス
ク枠４９を設置し、上記両側の仕切部材５２間に燃焼触
媒５３を充填して燃焼室４８を形成し、更に、上記燃焼
室４８を形成するマスク枠４９の表面に、多数の分散孔
５５を有する燃料分散板５４を重ね、該燃料分散板５４
に、図５に示す如く、一側にのみ燃料の入口５８となる
切欠きを形成し且つ両側にガス通過用の仕切部材５９を
有してなるマスク枠５７を重ね、更にその表面に仕切板
として機能するプレート部材６０を重ねて燃料分散室５
６を形成し、これら改質室４０、燃焼室４８、燃料分散
室５６を積層したものを一体化して小ユニットＩとす
る。
【００１４】上記小ユニットＩを２組用意して、燃料分
散室５６同士が相対向するよう積層させ、両小ユニット
Ｉの燃料分散室５６の間に、図６に示す如く、対角位置
に燃料ガスの入口６３と出口６４となる切欠きを形成し
且つ中央部に充填する伝熱促進材（アルミナボール）６
５の流出防止とガス通過用の仕切部材６６を有するマス
ク枠６２を挾持させて一体化し、該マスク枠６２と両側
のプレート部材６７とにより第１熱交換室６１を形成し
たものを大ユニットIIとし、各小ユニットＩの燃焼室４
８から排出された高温（８００℃）の燃焼ガスＣＧを第
１熱交換室６１を通してから排出させるようにして、両
側の燃料分散室５６に供給される燃料とプレート部材６
７を介して熱交換させ、燃焼ガスＣＧの温度を下げるこ
とができるようにする。
散室５６同士が相対向するよう積層させ、両小ユニット
Ｉの燃料分散室５６の間に、図６に示す如く、対角位置
に燃料ガスの入口６３と出口６４となる切欠きを形成し
且つ中央部に充填する伝熱促進材（アルミナボール）６
５の流出防止とガス通過用の仕切部材６６を有するマス
ク枠６２を挾持させて一体化し、該マスク枠６２と両側
のプレート部材６７とにより第１熱交換室６１を形成し
たものを大ユニットIIとし、各小ユニットＩの燃焼室４
８から排出された高温（８００℃）の燃焼ガスＣＧを第
１熱交換室６１を通してから排出させるようにして、両
側の燃料分散室５６に供給される燃料とプレート部材６
７を介して熱交換させ、燃焼ガスＣＧの温度を下げるこ
とができるようにする。
【００１５】本発明のプレート型リフォーマは、上記構
成とした大ユニットIIを複数積層し、各大ユニットIIの
端に位置する改質室４０同士の間に、隙間を形成して、
この隙間に、図７に示す如く、対角位置に改質ガスの入
口７０と出口７１となる切欠きを有し且つ中央部に充填
する伝熱促進材（たとえば、アルミナボール等）７２の
流出防止とガスを通過させるための仕切部材７３を両側
に平行に有するマスク枠６９を配置して一体化し、マス
ク枠６９とプレート部材４１とにより第２熱交換室６８
を形成し、各大ユニットIIの改質室４０から排出された
高温（７００℃以上）の改質ガスＲＧを、上記第２熱交
換室６８を通してから排出させるようにし、この間に改
質室４０へ供給される改質原料ガスと熱交換させるよう
にし、大ユニットIIにおける各改質室４０の出口４４と
第２熱交換室６８の入口７０とをマニホールド７４によ
り連通させ、各燃焼室４８の出口５１は大ユニットIIご
とに第１熱交換室６１の入口６３にマニホールド７５に
て連通し、更に、各改質室４０の入口４３はマニホール
ドを介して改質原料ガス供給ラインに、又、各燃焼室４
８の入口５０はマニホールドを介して空気供給用のライ
ン（図８の分岐ライン６）に、更に、各燃料分散室５６
の入口５８は燃料供給用のラインに、それぞれ接続させ
る。
成とした大ユニットIIを複数積層し、各大ユニットIIの
端に位置する改質室４０同士の間に、隙間を形成して、
この隙間に、図７に示す如く、対角位置に改質ガスの入
口７０と出口７１となる切欠きを有し且つ中央部に充填
する伝熱促進材（たとえば、アルミナボール等）７２の
流出防止とガスを通過させるための仕切部材７３を両側
に平行に有するマスク枠６９を配置して一体化し、マス
ク枠６９とプレート部材４１とにより第２熱交換室６８
を形成し、各大ユニットIIの改質室４０から排出された
高温（７００℃以上）の改質ガスＲＧを、上記第２熱交
換室６８を通してから排出させるようにし、この間に改
質室４０へ供給される改質原料ガスと熱交換させるよう
にし、大ユニットIIにおける各改質室４０の出口４４と
第２熱交換室６８の入口７０とをマニホールド７４によ
り連通させ、各燃焼室４８の出口５１は大ユニットIIご
とに第１熱交換室６１の入口６３にマニホールド７５に
て連通し、更に、各改質室４０の入口４３はマニホール
ドを介して改質原料ガス供給ラインに、又、各燃焼室４
８の入口５０はマニホールドを介して空気供給用のライ
ン（図８の分岐ライン６）に、更に、各燃料分散室５６
の入口５８は燃料供給用のラインに、それぞれ接続させ
る。
【００１６】各改質室４０の入口に改質原料ガスとして
都市ガスＴＧを水蒸気Ｈ2 Ｏを混入した状態で供給し、
又、各燃焼室４８に空気Ａを供給して、燃料分散室５６
に燃料Ｆを供給すると、燃料Ｆは燃料分散室５６から分
散孔５５を通り燃焼室４８に均一に分散されて供給され
る。燃焼室４８には燃焼触媒５３があり、燃焼室４８に
入った燃料は空気Ａによって燃焼させられ、各燃焼室４
８ごとに燃焼室４８全域で均一に燃焼が行われる。この
燃焼室４８での燃焼により生じた熱は、各々伝熱隔壁板
４７を介して改質室４０へ伝熱され、改質室４０では吸
熱反応により都市ガスＴＧが改質触媒４６の存在下で改
質される。
都市ガスＴＧを水蒸気Ｈ2 Ｏを混入した状態で供給し、
又、各燃焼室４８に空気Ａを供給して、燃料分散室５６
に燃料Ｆを供給すると、燃料Ｆは燃料分散室５６から分
散孔５５を通り燃焼室４８に均一に分散されて供給され
る。燃焼室４８には燃焼触媒５３があり、燃焼室４８に
入った燃料は空気Ａによって燃焼させられ、各燃焼室４
８ごとに燃焼室４８全域で均一に燃焼が行われる。この
燃焼室４８での燃焼により生じた熱は、各々伝熱隔壁板
４７を介して改質室４０へ伝熱され、改質室４０では吸
熱反応により都市ガスＴＧが改質触媒４６の存在下で改
質される。
【００１７】改質室４０で改質されたガスは、７００℃
以上の高温の状態で改質室４０の出口４４から排出され
た後、２つの大ユニットIIの中間位置にある第２熱交換
室６８の入口７０へ導かれて、該第２熱交換室６８を通
される。この間に、第２熱交換室６８と隣接する改質室
４０に導入される都市ガスＴＧとの間で熱交換が行わ
れ、改質ガスは温度が下げられて排出され、燃料電池の
アノードへと供給されることになる。一方、燃焼室４８
から排出される燃焼ガスＣＧは、大ユニットIIごとに組
み込まれている第１熱交換室６１に導かれ、隣接する燃
料分散室５６に導入される燃料との間で熱交換が行われ
た後、出口６４より排出され、燃料電池のカソードへと
供給されることになる。
以上の高温の状態で改質室４０の出口４４から排出され
た後、２つの大ユニットIIの中間位置にある第２熱交換
室６８の入口７０へ導かれて、該第２熱交換室６８を通
される。この間に、第２熱交換室６８と隣接する改質室
４０に導入される都市ガスＴＧとの間で熱交換が行わ
れ、改質ガスは温度が下げられて排出され、燃料電池の
アノードへと供給されることになる。一方、燃焼室４８
から排出される燃焼ガスＣＧは、大ユニットIIごとに組
み込まれている第１熱交換室６１に導かれ、隣接する燃
料分散室５６に導入される燃料との間で熱交換が行われ
た後、出口６４より排出され、燃料電池のカソードへと
供給されることになる。
【００１８】本発明においては、改質室４０、燃焼室４
８、燃料分散室５６をすべてプレート型として積層し、
且つ第１熱交換室６１も第２熱交換室６８もプレート型
にして積層させてあるため、コンパクト化が図れると同
時に、燃焼ガス、改質ガスはともに熱回収を行った後に
排出させるので、熱効率がよく、又、燃焼室４８は、燃
料分散室５６から分散して供給される燃料を燃焼させる
分散燃焼方式を採用するので、燃料分散板５４の分散孔
５５の孔径、ピッチを適宜変えることにより燃焼をコン
トロールさせることができて、燃焼ガス温度を任意に設
定することができ、改質室４０での改質反応に見合う燃
焼コントロールが可能である。
８、燃料分散室５６をすべてプレート型として積層し、
且つ第１熱交換室６１も第２熱交換室６８もプレート型
にして積層させてあるため、コンパクト化が図れると同
時に、燃焼ガス、改質ガスはともに熱回収を行った後に
排出させるので、熱効率がよく、又、燃焼室４８は、燃
料分散室５６から分散して供給される燃料を燃焼させる
分散燃焼方式を採用するので、燃料分散板５４の分散孔
５５の孔径、ピッチを適宜変えることにより燃焼をコン
トロールさせることができて、燃焼ガス温度を任意に設
定することができ、改質室４０での改質反応に見合う燃
焼コントロールが可能である。
【００１９】なお、上記実施例では、伝熱促進材６５，
７２はアルミナボールについて例示したが、フィンでも
よいことは勿論である。
７２はアルミナボールについて例示したが、フィンでも
よいことは勿論である。
【００２０】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明のプレート型リ
フォーマによれば、改質触媒を充填し且つプレート型と
した改質室と燃焼触媒を充填し且つプレート型とした燃
焼室とを隣り合わせて積層し、且つ上記燃焼室には、多
数の分散孔を有する燃料分散板を挟んで燃料分散室を重
合させて一体化したものを小ユニットとし、該小ユニッ
トを、燃料分散室側が相対向するように積層させて、両
燃料分散室間に第１熱交換室を形成したものを一体化さ
せて大ユニットを形成し、該大ユニットを複数層に積層
させ、大ユニット同士の改質室間に第２熱交換室を介在
させて一体化し、各改質室から排出された改質ガスを第
２熱交換室に通してから排出させるようにすると共に、
各燃焼室から排出された燃焼ガスは第１熱交換室を通し
て排出させるようにしてあるので、熱交換室を有するコ
ンパクトな構造にでき、その上で高温の改質ガス、高温
の燃焼ガスはともに熱回収した後に排出させることから
熱効率を高くできると共に、燃料電池に供給するガス温
度として適正なものにすることができ、又、燃焼室は分
散燃焼方式を採用していることから改質反応に見合った
燃焼コントロールを行わせることができ、更に、改質反
応層が常に高い温度の燃焼室に接しているために、改質
率を高くできる、等の優れた効果を奏し得る。
フォーマによれば、改質触媒を充填し且つプレート型と
した改質室と燃焼触媒を充填し且つプレート型とした燃
焼室とを隣り合わせて積層し、且つ上記燃焼室には、多
数の分散孔を有する燃料分散板を挟んで燃料分散室を重
合させて一体化したものを小ユニットとし、該小ユニッ
トを、燃料分散室側が相対向するように積層させて、両
燃料分散室間に第１熱交換室を形成したものを一体化さ
せて大ユニットを形成し、該大ユニットを複数層に積層
させ、大ユニット同士の改質室間に第２熱交換室を介在
させて一体化し、各改質室から排出された改質ガスを第
２熱交換室に通してから排出させるようにすると共に、
各燃焼室から排出された燃焼ガスは第１熱交換室を通し
て排出させるようにしてあるので、熱交換室を有するコ
ンパクトな構造にでき、その上で高温の改質ガス、高温
の燃焼ガスはともに熱回収した後に排出させることから
熱効率を高くできると共に、燃料電池に供給するガス温
度として適正なものにすることができ、又、燃焼室は分
散燃焼方式を採用していることから改質反応に見合った
燃焼コントロールを行わせることができ、更に、改質反
応層が常に高い温度の燃焼室に接しているために、改質
率を高くできる、等の優れた効果を奏し得る。
【図１】本発明のプレート型リフォーマの概要図であ
る。
る。
【図２】図１を分解して示す斜視図である。
【図３】改質室の平面図である。
【図４】燃焼室の平面図である。
【図５】燃料分散室の平面図である。
【図６】第１熱交換室の平面図である。
【図７】第２熱交換室の平面図である。
【図８】燃料電池発電システムの一例を示す概略図であ
る。
る。
【図９】従来のプレート型リフォーマの断面図である。
４０ 改質室 ４３ 入口 ４４ 出口 ４６ 改質触媒 ４７ 伝熱隔壁板 ４８ 燃焼室 ５０ 入口 ５１ 出口 ５３ 燃焼触媒 ５４ 燃料分散板 ５５ 分散孔 ５６ 燃料分散室 ６１ 第１熱交換室 ６４ 入口 ６８ 第２熱交換室 ７０ 入口 Ｉ 小ユニット II 大ユニット
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年３月６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水澤 実 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内
Claims (1)
- 【請求項１】 改質触媒を充填したプレート型の改質室
と、燃焼触媒を充填したプレート型の燃焼室とを伝熱隔
壁板を介し積層すると共に、多数の分散孔を有する燃料
分散板を介してプレート型の燃料分散室を積層したもの
を一体化して小ユニットとし、且つ２つの小ユニット
を、上記燃料分散室が相対向するように積層させて、両
小ユニットの燃料分散室間に、燃料予熱用の第１熱交換
室を形成して一体化させたものを大ユニットとし、更
に、上記大ユニットを複数層に積層して隣接する各大ユ
ニットの改質室間に、改質原料ガス予熱用の第２熱交換
室を形成し、上記大ユニットの各改質室出口と第２熱交
換室入口とを連通させると共に、大ユニットごとに各燃
焼室出口と第１熱交換室入口とを連通させてなることを
特徴とするプレート型リフォーマ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29959691A JPH05105403A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | プレート型リフオーマ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29959691A JPH05105403A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | プレート型リフオーマ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05105403A true JPH05105403A (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=17874687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29959691A Pending JPH05105403A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | プレート型リフオーマ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05105403A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0691701A1 (en) * | 1994-07-05 | 1996-01-10 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Plate reformer |
| EP0976446A3 (de) * | 1998-07-25 | 2000-12-06 | XCELLSIS GmbH | Reaktoreinheit in einem System zur Erzeugung eines wasserstoffreichen Gases aus einem flüssigen Rohkraftstoff |
| DE102004040664A1 (de) * | 2004-08-20 | 2006-02-23 | Behr Gmbh & Co. Kg | Wärmeüberträger, Stromerzeuger und Heizungs- und/oder Klimaanlage |
| JP2006290737A (ja) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Samsung Sdi Co Ltd | 平板型改質器及びこれを採用した燃料電池システム |
| JP2010506813A (ja) * | 2006-10-18 | 2010-03-04 | ミューレン ハインツ−ユルゲン | 水素に富む生成ガスを製造するための方法 |
-
1991
- 1991-10-21 JP JP29959691A patent/JPH05105403A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0691701A1 (en) * | 1994-07-05 | 1996-01-10 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Plate reformer |
| US5609834A (en) * | 1994-07-05 | 1997-03-11 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Plate reformer |
| US5670269A (en) * | 1994-07-05 | 1997-09-23 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries, Co., Ltd. | Molten carbonate power generation system with plate reformer |
| EP0976446A3 (de) * | 1998-07-25 | 2000-12-06 | XCELLSIS GmbH | Reaktoreinheit in einem System zur Erzeugung eines wasserstoffreichen Gases aus einem flüssigen Rohkraftstoff |
| DE102004040664A1 (de) * | 2004-08-20 | 2006-02-23 | Behr Gmbh & Co. Kg | Wärmeüberträger, Stromerzeuger und Heizungs- und/oder Klimaanlage |
| JP2006290737A (ja) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Samsung Sdi Co Ltd | 平板型改質器及びこれを採用した燃料電池システム |
| JP2010506813A (ja) * | 2006-10-18 | 2010-03-04 | ミューレン ハインツ−ユルゲン | 水素に富む生成ガスを製造するための方法 |
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