WO2009107362A1 - 脱硫器、水素生成装置、燃料電池発電システム、及び脱硫剤カートリッジ - Google Patents

脱硫器、水素生成装置、燃料電池発電システム、及び脱硫剤カートリッジ Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a desulfurizer for removing sulfur components from fossil raw materials, a hydrogen generator equipped with the desulfurizer, a fuel cell power generation system equipped with the desulfurizer, and a desulfurizing agent cartridge.
  • the fuel cell power generation system supplies a hydrogen-containing gas and an oxygen-containing gas to a fuel cell stack (hereinafter referred to as a “fuel cell”), which is the main body of the power generation unit, and is generated by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. It is a system that generates electricity using chemical energy as electrical energy. In addition, the fuel cell power generation system can generate power with high efficiency and can easily extract and use the thermal energy generated during power generation operation. Development is progressing as a system.
  • hydrogen-containing gas is not supplied from the infrastructure. Therefore, in the conventional fuel cell power generation system, steam and raw material are modified at a temperature of 550 ° C. to 750 ° C. using Ru catalyst or Ni catalyst using city gas or LPG supplied from the existing infrastructure as a raw material.
  • a hydrogen generating device including a reforming section that generates a hydrogen-containing gas through a quality reaction is disposed.
  • raw materials supplied from infrastructure include tertiary butyl mercaptan (hereinafter referred to as TBM) and dimethyl so that leakage of raw materials from infrastructure and raw materials from equipment using raw materials can be easily understood.
  • a sulfur compound odorant such as sulfide (hereinafter referred to as DMS) is added.
  • the raw material may contain a trace amount of sulfur compounds such as thiophenes.
  • these sulfur compounds become poisoning components of the Ru catalyst and Ni catalyst used in the reforming section that generates the hydrogen-containing gas. Therefore, a desulfurizer that removes sulfur compounds in the raw material is often used in combination before being introduced into the reforming section.
  • the desulfurizer includes an adsorptive desulfurizer using an adsorbent that adsorbs and removes sulfur compounds, and a hydrodesulfurizer that hydrogenates sulfur compounds to form hydrogen sulfide and removes the hydrogen sulfide.
  • adsorptive desulfurizers can be used in distributed power generation systems that are supposed to be frequently started and stopped because sulfur compounds can be removed immediately after the raw material is distributed by using an adsorbent that adsorbs sulfur compounds at room temperature. There are many cases.
  • the adsorbent that adsorbs sulfur compounds at room temperature has a small adsorption capacity of sulfur compounds, when the desulfurizer is downsized, it is required to replace the desulfurizer with an appropriate period of use.
  • a head body provided with a gas pipe connection portion, a case body that is detachable from the head body, and a desulfurizing agent are filled into the case body.
  • a desulfurizer composed of a desulfurizing agent cartridge to be loaded has been proposed (for example, see Patent Document 1).
  • an opening for inflow of the raw material is formed in the lower part, and an opening for outflow of the raw material is formed in the upper part.
  • the desulfurizing agent cartridge transported for replacement is provided with a lid having a pull top at the upper opening, and at the lower opening. Is sealed with a sealing member attached thereto.
  • the pull top is pulled and the sealing member is peeled off to expose the upper and lower openings of the desulfurizing agent cartridge, and then the desulfurizing agent cartridge is inserted into the case body.
  • the desulfurizing agent cartridge since the upper and lower openings of the desulfurizing agent cartridge are exposed, it is necessary to insert the desulfurizing agent cartridge into the case body, and to connect and seal the case body and the head body. In many cases, the time during which the agent was exposed to the air was prolonged. When the desulfurizing agent comes into contact with air in this way, moisture and the like are adsorbed on the desulfurizing agent, and the ability of the desulfurizing agent to adsorb and remove sulfur compounds deteriorates.
  • the present invention provides a desulfurizer capable of more easily replacing a desulfurizing agent and suppressing deterioration of the desulfurizing agent at the time of replacement, and a hydrogen generator equipped with the desulfurizer.
  • An object of the present invention is to provide a fuel cell power generation system including this desulfurizer and a desulfurization agent cartridge.
  • the first present invention provides: An outer container provided in a raw material flow passage, and having an outer container inlet portion into which the raw material flows, and an outer container outlet portion from which the raw material flows out; A desulfurization part filled with a desulfurizing agent for removing odorous components in the raw material, and an inner container detachably housed in the outer container,
  • the inner container is An inner container inlet that communicates with the outer container inlet and allows the raw material to flow into the desulfurization section;
  • An inner container outlet that communicates with the outer container outlet and allows the raw material to flow out of the desulfurization section;
  • a partition provided in each of the inner container inlet and the inner container outlet, When the inner container is stored in the outer container, the respective partition walls are moved or deformed by the action of the outer container inlet and the outer container outlet, and the outer container inlet and the inner container inlet And a desulfurizer in which the inner container outlet and the outer container outlet communicate with each other.
  • the second aspect of the present invention is The outer container has an abutting portion formed toward the inner container side at each of the outer container inlet and the outer container outlet.
  • the partition wall is a desulfurizer according to the second aspect of the present invention, in which a groove-like cut is formed.
  • the fourth aspect of the present invention is The partition wall has elasticity, When the inner container is removed from the outer container, the desulfurizer according to the third aspect of the present invention is deformed so as to close the inner container inlet and the inner container outlet by its elastic force.
  • the fifth aspect of the present invention is A plurality of the notches are formed from the center of the partition wall portion toward the periphery,
  • the partition part has a plurality of elastic parts formed by being torn along the notch by the contact part,
  • the plurality of elastic portions are opened to the peripheral side by the contact portions of the outer container inlet and the outer container outlet.
  • the desulfurizer according to the fourth aspect of the present invention wherein when the inner container is removed from the outer container, the plurality of elastic portions return so as to close the inner container inlet portion and the inner container outlet portion by the elastic force. .
  • the outer container has an abutting portion formed toward the inner container side at each of the outer container inlet and the outer container outlet.
  • Each partition portion of the inner container has a plurality of elastic portions formed by a plurality of slit-like cuts provided from the center toward the periphery,
  • the plurality of elastic portions are opened to the peripheral side by the contact portions of the outer container inlet portion and the outer container outlet portion,
  • the desulfurizer according to the first aspect of the present invention wherein when the inner container is removed from the outer container, the plurality of elastic parts return so as to close the inner container inlet part and the inner container outlet part by the elastic force. .
  • the contact portion is cylindrical, It is the desulfurizer according to the second or sixth aspect of the present invention, wherein the end on the inner container side is formed to be inclined or uneven.
  • each partition of the inner container is A wall portion having a through-hole formed therein; A sealing member for closing the through hole; An elastic member that biases the sealing member toward the outside of the inner container so as to close the through-hole,
  • the outer container inlet portion and the outer container outlet portion each have a contact portion formed so as to be able to contact the sealing member, When the inner container is stored in the outer container, the sealing member moves toward the inner side of the inner container by the contact of the outer container inlet and the outer container outlet.
  • the desulfurization according to the first aspect of the present invention wherein when the inner container is removed from the outer container, the contact portion is separated from the sealing member, and the sealing member closes the through-hole by an urging force of the elastic member. It is a vessel.
  • the ninth aspect of the present invention provides The desulfurization unit is the desulfurizer according to the first aspect of the present invention having a plurality of connected desulfurization members.
  • the tenth aspect of the present invention is
  • the inner container is the desulfurizer according to the first aspect of the present invention, wherein at least a part of the wall surface is formed of a transparent member.
  • the eleventh aspect of the present invention is The outer container inlet is provided at the upper part of the outer container, the inner container inlet is provided at the upper part of the inner container, and the outer container inlet and the inner container inlet are facing each other,
  • the outer container outlet portion is provided in a lower portion of the outer container, the inner container outlet portion is provided in a lower portion of the inner container, and the outer container outlet portion and the inner container outlet portion face each other. It is a desulfurizer of the 1st present invention.
  • the twelfth aspect of the present invention is Any one of the first to ten desulfurizers of the present invention; And a reforming unit that generates a hydrogen-containing gas by reforming the raw material.
  • the twelfth aspect of the present invention is A hydrogen generator of the eleventh aspect of the present invention;
  • a fuel cell power generation system including a fuel cell using as a fuel a hydrogen-containing gas supplied from the hydrogen generator.
  • the thirteenth aspect of the present invention is A desulfurization agent cartridge that has a desulfurization part filled with a desulfurization agent that removes odorous components in the raw material, and is detachably accommodated in an outer container provided in the flow path of the raw material, An outer container inlet portion of the outer container that communicates with an outer container inlet portion into which the raw material flows, and allows the raw material to flow into the desulfurization portion; An inner container outlet portion that communicates with the outer container outlet portion from which the raw material flows out of the outer container, and causes the raw material to flow out from the desulfurization portion; A partition provided at each of the inner container inlet and the inner container outlet, When the inner container is stored in the outer container, the respective partition walls are moved or deformed by the action of the outer container inlet and the outer container outlet, and the outer container inlet and the inner container inlet And a desulfurization agent cartridge in which the inner container outlet and the outer container outlet communicate with each other.
  • a desulfurizer that can more easily replace the desulfurizing agent and suppress the deterioration of the desulfurizing agent at the time of replacement, a hydrogen generator equipped with the desulfurizer, and a fuel cell equipped with the desulfurizer A power generation system and a desulfurization agent cartridge can be provided.
  • FIG. 5 is an external view of a seal member 226 according to a modification of the second embodiment of the present invention.
  • Sectional drawing of the principal part of the inner container 608 in Embodiment 4 of this invention (A) Partial enlarged sectional view of the desulfurizer 600 according to the fourth embodiment of the present invention in which the inner container 608 is housed in the outer container 601, and (b) the outer container in the desulfurizer 600 according to the fourth embodiment of the present invention. Partial expanded sectional view of the main body 602 with the lid 620 removed. (A) Main part sectional drawing of the desulfurizer 700 in Embodiment 5 of this invention, (b) The elements on larger scale of Fig.19 (a) Sectional drawing of the principal part of the inner container 708 in Embodiment 5 of this invention.
  • FIG.1 (a) is an external appearance perspective view of the desulfurizer 200 in Embodiment 1 concerning this invention.
  • FIG.1 (b) is a front view of the desulfurizer 200 in Embodiment 1 concerning this invention.
  • the desulfurizer 200 of the first embodiment is provided with a metal outer container 201 on the outside thereof.
  • the outer container 201 includes a cylindrical outer container main body 202, a lid portion 220 provided on the upper portion of the outer container main body 202, and a pressing portion 205 for fixing the outer container main body 202 and the lid portion 220. ing.
  • the lid 220 is provided with an outer container inlet 203 serving as a raw material inlet, and an outer container outlet 204 serving as a raw material outlet is provided below the outer container main body 202. Further, the lid part 220 is configured so that it can be opened and closed from the outer container body 202 by attaching and detaching the pressing part 205.
  • the pressing portion 205 is configured to match two halved members 205a and 205b (for example, a ring shape), and is provided with a hinge 206 on one side and a screw fixing portion 207 on one side. By removing the screw fixing portion 207, the pressing portion 205 is configured to be detachable from the outer container main body 202 and the outer container inlet portion 203.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the desulfurizer 200 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a flange portion 202 a formed to protrude outward is provided on the upper portion of the outer container main body 202.
  • the flange portion 202a and the peripheral portion 220a of the lid portion 220 sandwich the outer container packing 215 therebetween and are pressed from above and below by the pressing portion 205, whereby the outer container 201 is kept airtight.
  • this outer container packing 215 an O-ring made of synthetic rubber can be used.
  • a cylindrical inner container 208 made of plastic is housed in the outer container body 202 and disposed.
  • the inner container 208 corresponds to an example of the desulfurizing agent cartridge of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram of the inner container 208 before being housed in the outer container 201.
  • the inner vessel 208 is provided with a desulfurization part 221 in which a desulfurization agent 209 is accommodated.
  • An inner container inlet 211 that is an inlet of the raw material to the desulfurization unit 221 is provided above the desulfurization unit 221, and an inner container outlet that is an outlet of the raw material from the desulfurization unit 221 is provided below the desulfurization unit 221.
  • a part 212 is provided.
  • a desulfurization agent retainer 210 made of a polypropylene nonwoven fabric is provided in order to suppress leakage of the desulfurization agent 209 from the inner container 208.
  • the desulfurizing agent 209 uses zeolite that adsorbs sulfur components.
  • the desulfurization agent retainer 210 is not limited to polypropylene, and any structure that holds the desulfurization agent 209 in the inner container 208 may be used. For example, a metal mesh, a punching plate, or the like can be used.
  • a groove 222 for placing an inner container packing 214 is formed at the upper end of the inner container 208.
  • the inner container inlet portion 211 and the inner container outlet portion 212 serve as opening portions for circulating the raw material, and the other portions have a container configuration capable of maintaining the airtightness of the raw material to be circulated.
  • a circular seal member 218 as shown in FIG. 4 is provided at the inner container inlet 211 and the inner container outlet 212 of the inner container 208.
  • the seal member 218 corresponds to an example of the partition wall portion of the present invention.
  • the outer container 201 since the outer container 201 circulates a combustible raw material, in order to provide airtightness other than the outer container inlet portion 203 and the outer container outlet portion 204, the outer container 201 may be configured using a metal material. preferable.
  • the inner container 208 may be made of a metal material as in the case of the outer container 201.
  • the outer container 201 can maintain airtightness with the outside of the desulfurizer 200.
  • the inner container 208 is made of plastic, a part of it may be made of metal.
  • the inner container 208 has an outer container main body 202 such that the inner container inlet portion 211 faces the outer container inlet portion 203 and the inner container outlet portion 212 faces the outer container outlet portion 204. It is stored in.
  • a spacer 213 for providing a gap with the inner container 208 is provided at the bottom of the outer container main body 202, and the inner container 208 is placed on the spacer 213.
  • the outer container inlet 203 is provided with a protrusion 217 protruding toward the inner container inlet 211 (downward).
  • the outer container outlet portion 204 is also formed with a protrusion 217 that protrudes toward the inner container outlet portion 212 (upward).
  • the protrusions 217 provided on the lid 220 and the outer container main body 202 correspond to an example of the contact portion of the present invention.
  • the sealing member 218 may be a sealing film that can be easily broken during storage.
  • a resin film such as a polyethylene film may be used.
  • an O-ring containing synthetic rubber as a component is provided in a groove 222 (see FIG. 3) at the upper portion of the inner container 208 in order to keep the outer container inlet 203 and the inner container inlet 211 airtight.
  • An inner container packing 214 is provided. Similarly to the outer container packing 215 described above, the inner container packing 214 is configured to be kept airtight by applying a compressive force from the pressing portion 205. Note that the inner container packing 214 may be provided between the inner container 208 and the spacer 213.
  • the outer container 201 is provided on the raw material piping, and the outer container inlet portion 203 and the outer container outlet portion 204 are connected to the raw material piping via a connecting portion (see desulfurization connecting portion 7 in FIG. 20 described later). Yes. By releasing the connection at this connection portion, the desulfurizer 200 of the present embodiment is removed from the raw material piping.
  • the lid portion 220 is separated from the outer container main body 202. Thereafter, the inner container 208 is pulled out from the outer container body 202.
  • the replacement inner container 208 is inserted into the outer container body 202 from above.
  • the protrusion 217 breaks the seal member 218 on the inner container outlet 212 side, and the inner container outlet 212 and the outer container outlet 204 communicate with each other.
  • the lid 220 is put on the outer container main body 202.
  • the seal member 218 of the inner container inlet 211 is broken by the protrusion 217 of the lid 220, and the inner container inlet 211 and the outer container inlet 203 communicates.
  • the pressing portion 205 is attached so as to sandwich the flange portion 202a of the outer container body 202 and the peripheral portion 220a of the lid portion 220, and the half members 205a and 205b are fixed by the screw fixing portion 207, so that the replacement work can be performed. finish.
  • the inner container 208 is accommodated in the outer container 201, and the protrusions 217 of the outer container inlet portion 203 and the outer container outlet portion 204 are connected to the inner container inlet portion 211 and When pushed into the inner container outlet part 212, the seal member 218 is broken, and the conduction between the inner container inlet part 211 and the outer container inlet part 203 and between the inner container outlet part 212 and the outer container outlet part 204 is ensured. .
  • the desulfurization agent 209 before being stored in the outer container 201 can prevent adsorption of components that inhibit the adsorption of sulfur components, such as moisture absorption in the atmosphere, and can prevent desulfurization performance from deteriorating. .
  • the outer container 201 and the inner container 208 have a double structure. Since 201 is made of metal, the inner container 208 can be made of plastic. By making the inner container 208 made of plastic in this way, molding becomes easy, and the weight is reduced when the inner container 208 is transported for replacement, thereby reducing the burden on the operator during maintenance. I can do it.
  • the outer container 201 and the inner container 208 do not have a double structure as in the present embodiment, for example, one container is directly filled with a desulfurization agent.
  • the container when replacing the used desulfurizing agent, the container may be replaced, or after the container is opened, the desulfurizing agent is dropped from the container by shaking or tilting, and only the desulfurizing agent is replaced. It was.
  • the desulfurizing agent when each container is replaced, in order to reuse the filled desulfurizing agent, the desulfurizing agent may be taken out by taking it home to a factory and cutting the container.
  • the desulfurizer 200 can be replaced without cutting the outer container 201 when the adsorption characteristics are reduced, and only the inner container 208 can be replaced. It becomes possible.
  • the inner container 208 of the present embodiment is made of plastic, it is easy to cut the container in order to reuse and recycle the filled desulfurizing agent.
  • the desulfurizing agent when the desulfurizing agent is taken out by shaking or tilting the outer container, the desulfurizing agent may be scattered during the work. When the desulfurizing agent is exposed to the atmosphere, the sulfur compound adsorbed on the desulfurizing agent is desorbed. As a result, odors are generated and the efficiency of the recovery work is reduced.
  • the opening part of the inner container 208 is connected to the inner container inlet 211 and the inner container outlet 212. Limited. Therefore, when the inner container 208 is taken out, the portion of the inner container 208 where the desulfurizing agent 209 contacts the atmosphere can be reduced, and the amount of sulfur compounds desorbed from the desulfurizing agent 209 can be reduced, so the odor generation probability is reduced. it can.
  • the desulfurization agent recovery workability can be improved, and the desulfurizer can be easily replaced at the installation site of the hydrogen generator and the fuel cell power generation system.
  • the recovery workability of the desulfurizer 200 and the reusability / maintenance / recyclability of the outer container 201 can be improved with a simple configuration.
  • the outer container inlet 203 is provided at the upper part of the outer container 201
  • the inner container inlet 211 is provided at the upper part of the inner container 208
  • the outer container inlet part. 203 and the inner container inlet 211 face each other.
  • the outer container outlet portion 204 is provided in the lower portion of the outer container 201
  • the inner container outlet portion 212 is provided in the lower portion of the inner container 208
  • the outer container outlet portion 204 and the inner container outlet portion 212 face each other.
  • the progress of desulfurization can be achieved by using a material that allows the inside of the inner container 208 to be seen through. Since it can be visually confirmed, the replacement time of the inner container 208 can be easily determined.
  • a configuration can be realized by configuring the inner container 208 with a translucent or transparent resin material.
  • a transparent see-through portion 216 may be provided on the side surface of the inner container 208 so that the desulfurization agent stored in the inner container 208 can be seen.
  • the raw material is sent from the outer container inlet 203 to the inner container inlet 211 and passes through the desulfurizing agent 209 stored in the inner container 208 to be removed from the inner container outlet 212.
  • the container outlet part 204 a raw material distribute
  • the outer container outlet part 204 is made into the raw material inlet, and a raw material is sent from the direction opposite to the direction shown in this Embodiment 1. It may be configured (the raw material is distributed from the bottom to the top in FIG. 2).
  • the protrusion 217 of the first embodiment has a cylindrical shape and the tip is formed horizontally, but the tip 227a is formed obliquely like the protrusion 227 shown in FIG. May be. Further, as shown in FIG. 6B, a protrusion 228 in which a sharp protrusion 228a is formed may be used.
  • the seal member 218 can be easily broken by using the protruding portion having such a shape. Note that the formation of the protrusions 228a in this way corresponds to an example of the formation of the unevenness of the present invention.
  • the sealing member 218, a thin material such as natural rubber used for a rubber balloon may be pulled and attached to the inner container inlet 211 and the inner container outlet 212.
  • the seal member 218 is broken by the protrusion 217, the central portion is pulled to the periphery, so that the broken seal member 218 remains inside the inner container inlet portion 211 and the inner container outlet portion 212. It is possible to reduce the obstruction of the distribution of raw materials.
  • a material with a curl from the center to the periphery may be used instead of a thin material such as natural rubber.
  • a material with a curl from the center to the periphery may be used instead of a thin material such as natural rubber.
  • the seal member since the seal member is wound around when the seal member is broken, it is possible to reduce the blockage of the raw material by the seal member after being broken.
  • the lid portion 220 and the outer container main body 202 are fixed by the pressing portion 205, but the pressing portion 205 may not be used.
  • Each of the lid 220 and the outer container body 202 may be formed with a screw, and may be an outer container 501 that is fixed by screwing.
  • a screw portion 520b is formed downward from the edge portion 520a of the lid portion 520 of the desulfurizer 500 shown in FIG. 7, and a screw thread 520c is formed inside the screw portion 520b.
  • a thread 502c is formed on the end surface of the flange portion 502a of the outer container body 502.
  • the outer container body 502 and the lid part 520 can be fixed by screwing the thread 520c of the lid part 520 and the thread 502c of the outer container body 502.
  • the space through which the raw material including the inner container 208 circulates is sealed by the inner container packing 214, and the space in the outer container 201 is sealed by the outer container packing 215.
  • Both the inner container packing 214 and the outer container packing 215 seal the space by being sandwiched from above and below, but the present invention is not limited to such a configuration, and as shown in FIG. It is good also as a structure which pinches
  • the inner container packing 214 and the outer container packing 215 may be sandwiched from the left and right.
  • a groove 250 is formed inside the inner container inlet 211, and the inner container packing 214 is arranged in the groove 250.
  • the inner container packing 214 is sandwiched between the outer wall of the protrusion 217 and the inner wall of the inner container inlet 211, and the space in which the raw material flows is sealed.
  • the seal member 218 is provided closer to the desulfurization part 221 than the groove 250 in the inner container inlet part 211.
  • the seal member 218 after being broken is shown as a seal portion 218a.
  • the packing holding portion 220 b is formed from the lower side of the lid portion 220 so as to be disposed in the space between the outer wall of the inner container 208 and the inner wall of the outer container main body 202.
  • a groove 251 is formed on the outer peripheral side of the packing holding part 220b, and an outer container packing 215 is disposed.
  • the outer container packing 215 is sandwiched between the outer wall of the packing holding part 220b and the inner wall of the outer container main body 202 to seal the space in the outer container 201.
  • FIG. 8C is a modification to FIG. 8A
  • FIG. 8D is a modification to FIG. 8C.
  • the basic configuration of the desulfurizer of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the seal member is different. Therefore, this difference will be mainly described.
  • symbol is attached
  • FIG. 9A is a cross-sectional configuration diagram of the desulfurizer 800 according to the second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 9B is an enlarged cross-sectional configuration diagram in the vicinity of the inner container inlet portion 211 of FIG.
  • FIG. 10A is a plan view of the seal member according to the second embodiment.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG.
  • the seal member 818 corresponding to an example of the partition wall portion of the present invention is configured to be easily broken by making a cut 819 in the seal member 818.
  • FIG. 10A a plurality of cuts 819 are formed from the center 818a of the circular seal member toward the peripheral portion 818b.
  • FIG.10 (b) is AA 'sectional drawing of Fig.10 (a).
  • the notch 819 is formed shorter than the thickness 818 w of the seal member 818, and the seal member 818 is not penetrated by the notch 819.
  • the width of the notch 819 and the thickness 818w of the seal member 818 are shown larger than actual for the purpose of explanation.
  • the cut 819 that does not penetrate through the seal member 818 corresponds to an example of the groove-shaped cut of the present invention.
  • the elastic portion 820 is pushed and expanded toward the peripheral edge portion 818 b by the protrusion 217, and the outer container inlet portion 203 and the inner container inlet portion 211. There is communication between.
  • the inner container outlet 212 and the outer container outlet 204 communicate with each other with the same configuration.
  • the seal member 818 is elastic so as to close the inner container inlet portion 211 and the inner container outlet portion 212. It returns to its original shape by force.
  • the areas of the opening portions of the inner container inlet portion 211 and the inner container outlet portion 212 can be reduced.
  • the probability that the desulfurization agent 209 in the inner container 808 comes into contact with the atmosphere can be further reduced.
  • the inner container 808 when the unused inner container 808 for replacement is transported, the inner container 808 is hermetically sealed by the seal member 818, so that adsorption of moisture or the like to the desulfurization agent is prevented. I can do it. Further, when the used inner container 808 is taken out, the seal member 818 returns so as to block the inner container inlet portion 211 and the inner container outlet portion 212, so that the opening area is reduced and the odor is diffused into the atmosphere. It can be reduced, and the efficiency of the collection work can be improved.
  • seal member 226 in which the notch 225 is not formed up to the peripheral edge but is formed only near the center may be used.
  • the notch 223 may penetrate the thickness 224W of the seal member 224 from the state of the unused inner container.
  • . 12A is a plan view of the seal member 224
  • FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
  • the sealing member 224 having such a configuration the sealing property when not in use is worse than that of the sealing member 818 of the second embodiment, but the contact area between the desulfurizing agent and air is in the portion of the notch 223. Since it is limited, the adsorption
  • the notch 223 penetrating through the seal member 224 corresponds to an example of a slit-like notch according to the present invention.
  • the protrusions 227 and 228 shown in FIGS. 6A and 6B may be used.
  • Embodiment 3 Below, the desulfurizer 300 in Embodiment 3 concerning this invention is demonstrated.
  • the desulfurizer 300 of the third embodiment has the same basic configuration as that of the first embodiment, but differs in the configuration of the inner container outlet and the outer container outlet. Therefore, it demonstrates centering on difference with Embodiment 1.
  • FIG. 1 the same code
  • FIG. 1 is attached
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a main part of the desulfurizer 300 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the outer container outlet 304 of the outer container 301 is provided on the side surface of the outer container main body 302.
  • a plurality of L-shaped protrusions 317 are provided from the lower inner wall of the outer container main body 302 instead of the protrusions 217 of the outer container outlet part 204 of the first embodiment.
  • FIG. 14A is a front view of the inner container 308 before being housed in the outer container 301.
  • FIG. 14B is a front view of the inner container 308 when housed in the outer container 301.
  • a plurality of inner container outlet portions 312 are provided on the side surface in a circular shape.
  • a seal member 318 is provided so as to surround the plurality of inner container outlet portions 312 so that the inner container outlet portion 312 does not communicate with the atmosphere before replacement.
  • a desulfurization agent presser 310 for preventing the desulfurization agent from leaking is provided inside the inner container 308 so as to surround the inner container outlet 312.
  • the inner container 308 corresponds to an example of the desulfurizing agent cartridge of the present invention.
  • the raw material that has passed through the inner container 308 and exited from the inner container outlet 312 is separated from the outer wall of the inner container 308 and the outer container 301. It passes through a space (see S in the figure) formed by the inner wall and is sent to the outer container outlet 304.
  • the first embodiment Since the removal operation of the outer container inlet portion 203 and the outer container outlet portion 204 does not interfere with each other, the removal operation is facilitated.
  • the outer container inlet portion 203 and the outer container outlet portion 204 are vertically arranged.
  • the desulfurizer 200 is used in order to remove the outer container inlet portion 203 from the pipe. If it is going to move downward, it will be difficult to move because it interferes with the connection between the outer container outlet 204 provided below and the piping.
  • the outer container inlet portion 203 and the outer container outlet portion 304 are arranged on the upper and side surfaces.
  • the desulfurizer 300 is removed. Therefore, the desulfurizer 300 can be removed smoothly without interfering with the connection portion between the outer container outlet 304 and the pipe.
  • the outer container outlet portion 304 is provided on the side surface of the outer container main body 302.
  • the outer container outlet portion 304 is not limited to this position, and the outer container outlet portion of the desulfurizer 400 shown in FIG. Like 404, you may arrange
  • the raw material from which the sulfur component has been removed through the inner container 308 exits from the inner container outlet 312 and is constituted by the outer wall of the inner container and the inner wall of the outer container 401 (the inner wall of the outer container main body 402). And move upward through the space (see T in the figure) and sent to the outer container outlet 404.
  • the outer container outlet portion 404 By providing the outer container outlet portion 404 on the same surface as the outer container inlet portion 203 in this way, for example, when removing the outer container inlet portion 203 and the outer container outlet portion 404 connected to other pipes, the same upper side Can be done. Therefore, similarly to the configuration shown in FIG. 13, when removing the outer container outlet 404 and the outer container inlet 203, there is a space for moving the desulfurizer 400 below, so that the desulfurizer 400 can be removed smoothly without interference. The removal work becomes easy.
  • the basic configuration of the desulfurizer of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the partition walls is different. Therefore, this difference will be mainly described.
  • symbol is attached
  • FIG. 16 is a cross-sectional configuration diagram of a desulfurizer 600 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 17 is a cross-sectional configuration diagram of the inner container 608 of the fourth embodiment.
  • FIG. 18A is an enlarged view of the vicinity of the inner container inlet 611.
  • FIG. 18B is an enlarged view of the vicinity of the inner container inlet 611, and shows a state where the presser 205 is removed and the lid 620 is removed from the outer container main body 602.
  • the inner container 608 corresponds to an example of the desulfurizing agent cartridge of the present invention.
  • the inner vessel 608 of the desulfurizer 600 is provided with a wall 650 in which a through hole 650a is formed in the inner vessel inlet 611.
  • a sealing member 651 for sealing the through hole 650 a when the inner container 608 is removed from the outer container 601 is provided in the inner container inlet 611.
  • the sealing member 651 is a truncated cone-shaped member whose width decreases toward the outside of the inner container 608, and a packing 652 is provided around the sealing member 651.
  • the sealing member 651 has a protrusion 651 a formed on the upper surface thereof toward the outside of the inner container 608.
  • a spring member 653 having one end fixed to the desulfurizing agent presser 210 and the other end fixed to the bottom surface of the sealing member 651 is provided.
  • the inner wall of the through hole 650a is configured to have a taper shape that becomes wider toward the inside in accordance with the shape of the sealing member 651.
  • the spring member 653 corresponds to an example of the elastic member of the present invention.
  • An example of the partition wall portion of the present invention corresponds to the wall portion 650, the sealing member 651, the packing 652, and the spring member 653.
  • the inner container outlet 612 is also provided with a wall 650, a sealing member 651, a packing 652, and a spring member 653.
  • the outer container 601 is also provided with a wall 660 in which a through hole 660a is formed in the outer container inlet 603.
  • the outer container inlet 603 is also provided with a sealing member 651, packing 652, and a spring member 653.
  • One end of the spring member 653 is fixed to a support member 661 protruding from the inner wall of the outer container inlet 603.
  • the outer container outlet 604 is also provided with a wall 660, a sealing member 651, a packing 652, a spring member 653, and a support member 661.
  • the sealing member 651 provided in the outer container inlet portion 603 and the outer container outlet portion 604 corresponds to an example of the contact portion of the present invention.
  • the sealing member 651 moves from the through holes 650a and 660a
  • the outer container inlet 603 and the inner container inlet 611 communicate with each other.
  • the inner container outlet 612 and the outer container outlet 604 communicate with each other.
  • the sealing member 651 contacts the wall 660 by the elastic force of the spring member 653, and the through hole 660a is sealed.
  • the through holes 650a and 660a are also sealed in the inner container outlet 612 and the outer container outlet 604.
  • the outer container inlet 603 and the outer container outlet 604 are provided with the sealing member 651, the spring member 653, and the like.
  • the sealing member 651, the spring member 653, and the like are not provided, and a protrusion is provided.
  • the configuration for sealing the inner container inlet 611 and the inner container outlet 612 is different from that of the fourth embodiment.
  • FIG. 19A is a cross-sectional configuration diagram showing a desulfurizer 700 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 19B is an enlarged view of the vicinity of the inner container inlet 711.
  • FIG. 20 is a cross-sectional configuration diagram of the inner container 708 of the fourth embodiment.
  • the inner container 708 corresponds to an example of the desulfurizing agent cartridge of the present invention.
  • the desulfurizer 700 is formed with a wall portion 750 having a through hole 710 a at the tip of the inner container inlet 711.
  • a groove 750 b is formed in the inner wall of the wall portion 750, and the inner container packing 214 is disposed.
  • a sealing member 751 for sealing the through hole 750 a when the inner container 708 is removed from the outer container 701 is provided in the inner container inlet 711.
  • the sealing member 751 is a spherical member.
  • a spring member 753 having one end fixed to a support member 730 formed on the inner wall of the inner container inlet 711 and the other end fixed to the bottom of the sealing member 751 is provided.
  • the spring member 753 corresponds to an example of the elastic member of the present invention.
  • An example of the partition wall portion of the present invention corresponds to the wall portion 750, the sealing member 751, the spring member 753, and the support member 730.
  • the inner container outlet 712 is also provided with a wall 750, a sealing member 751, an inner container packing 214, and a spring member 753.
  • the outer container 701 is provided with a protrusion 717 at the outer container inlet 703 of the lid 720 toward the lower side.
  • a plurality of through holes 717 a are formed in the side wall near the tip of the protrusion 717.
  • a protrusion 717 is also provided on the outer container outlet 704 of the outer container main body 702 upward. This protrusion 717 corresponds to an example of the contact portion of the present invention.
  • the sealing member 751 in a state where the inner container 708 is attached to the outer container 701, the sealing member 751 is pushed toward the desulfurization part 221 by the protrusion 717 of the outer container 701, The sealing member 751 has moved inward from the through hole 710a.
  • the outer container inlet 703 and the inner container inlet 711 communicate with each other through a plurality of through holes 717 a formed at the tip of the protrusion 717.
  • the inner container outlet 712 and the outer container outlet 704 are also communicated.
  • the sealing member 751 when the inner container 708 is taken out from the outer container 701, the sealing member 751 is released from the pressing of the protruding portion 717, and thus the elasticity of the spring member 753. It is urged toward the wall portion 750 by the force and comes into contact with the wall portion 750. By this operation, the sealing member 751 seals the through hole 710a. Similarly, the through hole 750a of the inner container outlet 712 is also sealed.
  • the inner container inlet portion 711 and the inner container outlet portion 712 of the inner container 708 are sealed. Can be prevented from diffusing into the atmosphere.
  • the spring member 753 is fixed to the support member 730.
  • the desulfurizing agent presser 210 is formed of a metal mesh or the like, it may be fixed directly to the desulfurizing agent presser 210.
  • a support member may be formed on the inner container inlet 611 and the inner container outlet 621, and one end of the spring member 653 may be fixed to the support member. .
  • the desulfurization agent 209 is filled in the inner container to constitute the desulfurization part 221, but a plurality of containers filled with the desulfurization agent 209 are connected to constitute the desulfurization part. May be.
  • the inner container 908 having such a configuration is shown in FIG. As shown in the figure, the inner container 908 is provided with an inner container main body 909 and a lid 910 disposed on the upper portion of the inner container main body 909. A convex portion 910a is formed on the periphery of the lid portion 910 downward, and a screw thread 910b is formed on the inner side of the convex portion. A thread 909 b is also formed on the outer wall of the upper part of the inner container body 909.
  • a groove is formed at the upper end of the inner container main body 909, and a packing 911 is provided in the groove.
  • the screw 909b of the inner container main body 909 and the screw thread 910b of the lid 910 are screwed together and tightened, whereby the packing 911 is pressed by the lid 910 and the inner container main body 909, and the inside of the inner container 908 is sealed.
  • the inner container main body 909 is provided with three desulfurization members 912 that are filled with a desulfurization agent 209.
  • a desulfurization section 920 is constituted by these three connected desulfurization members 912.
  • FIG. 21B is a cross-sectional configuration diagram of the desulfurization member 912.
  • the desulfurization member 912 is obtained by filling a container 913 with a desulfurization agent 209, and the upper and lower portions of the container 913 are opened.
  • a desulfurization agent presser is provided in the upper and lower portions so that the desulfurization agent 209 does not leak.
  • 210 is provided.
  • an O-ring 914 is provided on the side wall to prevent the raw material from flowing between the inner wall of the inner container body 909 and the outer wall of the container 913.
  • the unused desulfurization member 912 is the most downstream ( It is more preferable to arrange the third one from the top in the figure.
  • FIG. 22B is a cross-sectional configuration diagram of the desulfurization member 1012.
  • the desulfurization member 1012 differs from the desulfurization member 912 described above in that a desulfurization member inlet portion 1021 is provided in the upper portion of the container 913 and a desulfurization member outlet portion 1022 is provided in the lower portion of the container 913. It has been.
  • the desulfurization member outlet portion 1022 is provided with a seal member 218, and the desulfurization member inlet portion 1021 is provided with a seal member 1023.
  • the seal member 1023 is a detachable seal unlike the seal member 218 described above.
  • the three desulfurization members 1012 are connected to form a desulfurization section 1020.
  • the three desulfurization members 1012 are connected by breaking the seal member 218 of the desulfurization member 1012 located above the desulfurization member inlet portion 1021 from which the seal member 1023 has been peeled off.
  • the seal member 218 after being broken is shown as a seal portion 218a.
  • the replacement desulfurization member 1012 When replacing one desulfurization member 1012 in the inner container 1008 having such a configuration, the replacement desulfurization member 1012 is disposed on the most downstream side of the inner container 1008 after the seal member 1023 is peeled off. The In this case, it is possible to prevent the desulfurization agent 209 filled in the replacement desulfurization member 1012 from being exposed to the air and being deteriorated.
  • the peeled seal member 1023 may be used to seal the desulfurization member inlet portion 1021 of the desulfurization member 1012 taken out from the inner container 1008. Further, by using the seal member 818 as described in Embodiment 2 instead of the seal member 218, at the time of replacement of the desulfurization member 1012, at least the opening area of the desulfurization member outlet portion 1022 can be reduced. Odor can be reduced.
  • FIG. 23 is a schematic diagram showing a fuel cell power generation system 100 according to Embodiment 6 of the present invention.
  • the fuel cell power generation system 100 includes a hydrogen generator 1 that generates a hydrogen-containing gas and a fuel that generates power using the hydrogen-containing gas supplied from the hydrogen generator 1.
  • a battery 8 a hydrogen-containing gas supply path 12 for supplying a hydrogen-containing gas from the hydrogen generator 1 to the fuel cell 8, an off-gas path 14 for guiding the hydrogen off-gas discharged from the fuel cell 8 to the hydrogen generator 1, and a combustion And a combustion gas supply path 15 for supplying gas to the hydrogen generator 1.
  • the hydrogen-containing gas supply path 12 is provided with a sealing portion 9 that seals the supply of the hydrogen-containing gas from the hydrogen generator 1.
  • the sealing unit 9 includes a hydrogen generator bypass path 11 that leads the raw material supplied from the raw material supply unit 4 to the outside before introducing the raw material into the reformer 5, and a hydrogen-containing gas supplied from the hydrogen generator 1. Is connected to the fuel cell bypass path 13 that returns the fuel cell 8 to the hydrogen generator 1 without supplying it to the fuel cell 8.
  • the fuel cell bypass path 13, the offgas path 14, and the combustion gas supply path 15 are connected via a connection portion 25.
  • the sealing unit 9 has a configuration in which a plurality of solenoid valves are combined (detailed description is omitted), and has a function of sealing or opening the hydrogen-containing gas supply path 12 and a gas supplied from the hydrogen generator 1 or It has a function of switching the gas flow so that the gas supplied from the hydrogen generator bypass path 11 is circulated through the hydrogen-containing gas supply path 12 or the fuel cell bypass path 13.
  • the hydrogen generator 1 according to the sixth embodiment includes a desulfurizer 200 that removes sulfur components in the raw material described in the first embodiment, a water supply unit 3, and a raw material supply unit 4.
  • the reformer 5 and the operation control unit 16 are provided.
  • the water supply unit 3 is a water pump connected to the outside of the reformer 5 and having a flow rate adjusting function.
  • the water supply unit 3 supplies water to the reformer 5 while adjusting the flow rate of water based on a command from the operation control unit 16.
  • the raw material supply unit 4 is a booster pump having a flow rate adjusting function disposed on the raw material supply path 10 connecting the desulfurizer 200 and the reformer 5.
  • the raw material supply unit 4 supplies the raw material to the reformer 5 while adjusting the flow rate of the raw material based on a command from the operation control unit 16.
  • a hydrogen generator bypass path 11 is connected to the raw material supply path 10 on the downstream side of the raw material supply section 4 via a connection section 27.
  • the desulfurizer 200 described in the first embodiment is connected to a city gas gas infrastructure line 6 as a raw material supply source.
  • the raw material supplied from the gas infrastructure line 6 is controlled by the raw material supply unit 4 so as to correspond to the amount of hydrogen-containing gas necessary for the fuel cell 8 and is supplied to the desulfurizer 200.
  • the desulfurizer 200 is disposed between the gas infrastructure line 6 and the raw material supply unit 4.
  • the present invention is not limited to this, and the desulfurizer 200 may be disposed on the downstream side of the raw material supply unit 4. Good.
  • the desulfurization connecting portion 7 is disposed on the upstream side (outer vessel inlet portion 203) and the downstream side (outer vessel outlet portion 204) of the desulfurizer 200.
  • These desulfurization connection portions 7 are configured to be detachable using, for example, a screw joint or the like, so that the desulfurizer 200 can be easily detached from the piping such as the gas infrastructure line 6 at the time of replacement maintenance of the desulfurizer 200.
  • only the inner container 208 may be replaced without removing the outer container 201 from the piping such as the gas infrastructure line 6.
  • the reformer 5 includes a steam reforming unit 20 that generates a hydrogen-containing gas by reforming a raw material and steam, and carbon monoxide and steam in the hydrogen-containing gas generated by the steam reforming unit 20.
  • a steam reforming unit 20 that generates a hydrogen-containing gas by reforming a raw material and steam, and carbon monoxide and steam in the hydrogen-containing gas generated by the steam reforming unit 20.
  • the shift unit 24 that performs a shift reaction to reduce the carbon monoxide concentration
  • the air supply unit 17 that supplies air to the hydrogen-containing gas after passing through the shift unit 24, and the air supplied from the air supply unit 17
  • a selective oxidation unit 26 that mainly oxidizes and removes carbon monoxide remaining in the hydrogen-containing gas after passing through the transformation unit 24.
  • the reformer 5 is provided with a reforming temperature detection unit 18 for detecting the temperature of the reforming catalyst (or hydrogen-containing gas) in the steam reforming unit 20, and the steam reforming unit is provided at the bottom thereof.
  • a heating unit 2 for combusting combustion gas is provided in order to supply reaction heat necessary for the reforming reaction in the unit 20, a heating unit 2 for combusting combustion gas is provided.
  • hydrogen-containing gas is generated using the raw material after passing through the desulfurizer 200 and the water supplied from the water supply unit 3.
  • the steam reforming unit 20 is provided with a Ru-based reforming catalyst
  • the shift unit 24 is provided with a Cu—Zn-based shift catalyst
  • the selective oxidation unit 26 includes Is provided with a Ru-based selective oxidation catalyst.
  • alteration part 24, and the selective oxidation part 26 is the same as that of a general reformer, detailed description is abbreviate
  • the heating unit 2 includes an igniter 21 that serves as an ignition source of the heating unit 2, a combustion detection unit 22 that includes a flame rod that detects the combustion state of the heating unit 2, and a combustion fan 19 that supplies combustion air to the heating unit 2. have.
  • a burner is used as the heating unit 2.
  • the operation control unit 16 is a control unit that controls the operation of the hydrogen-containing gas of the hydrogen generator 1. That is, the operation control unit 16 stores operation information such as an operation sequence of the hydrogen generator 1 and an integrated raw material flow rate using a semiconductor memory, a CPU, etc., calculates an appropriate operation condition according to the situation, and Operating conditions can be instructed to the water supply unit 3, the raw material supply unit 4, and the like. For example, the operation control unit 16 uses the detection results in the reforming temperature detection unit 18 and the combustion detection unit 22 as inputs, and controls current pulses input to the water supply unit 3 and the raw material supply unit 4, electric power, and the like.
  • the fuel cell power generation system 100 according to Embodiment 6 performs the same operation as a general fuel cell power generation system, and thus a detailed description thereof is omitted.
  • the desulfurizer 200 described in the first embodiment is used.
  • any desulfurizer described in the above embodiment may be used.
  • the desulfurizer, the hydrogen generator using the desulfurizer, and the desulfurizing agent cartridge according to the present invention have an effect that the desulfurizing agent can be replaced more easily and the deterioration of the desulfurizing agent during the replacement can be suppressed. It is useful as a power generation system.

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Abstract

　より簡単に脱硫剤を交換でき、交換時における脱硫剤の劣化を抑制することが可能な脱硫器を提供する。 　外容器入口部２０３と外容器出口部２０４とを有する外容器２０１と、原料中の付臭成分を除去する脱硫剤２０９が充填された脱硫部２２１を有し、外容器２０１内に着脱可能に収納された内容器２０８とを備え、内容器２０８は、外容器入口部２０３と連通された内容器入口部２１１と、外容器出口部２０４と連通された内容器出口部２１２と、内容器入口部２１１及び内容器出口部２１２のそれぞれに設けられたシール部材２１８とを有し、外容器２０１に内容器２０８を収納した際、外容器入口部２０３及び外容器出口部２０４の作用によって、それぞれのシール部材２１８が変形し、外容器入口部２０３及び内容器入口部２１１の間並びに内容器出口部２１２及び外容器出口部２０４の間が連通する、脱硫器である。

Description

脱硫器、水素生成装置、燃料電池発電システム、及び脱硫剤カートリッジ
　本発明は、化石原料等から硫黄成分を除去する脱硫器、この脱硫器を備えた水素生成装置、この脱硫器を備えた燃料電池発電システム、及び脱硫剤カートリッジに関する。
　燃料電池発電システムは、発電部の本体である燃料電池スタック（以下、「燃料電池」という）に、水素含有ガスと酸素含有ガスとを供給し、水素と酸素との電気化学反応により発生させた化学的なエネルギーを、電気的なエネルギーとして利用して発電するシステムである。また、燃料電池発電システムは、高効率に発電することができ、さらに発電運転の際に発生する熱エネルギーを簡単に取り出して利用することができるので、高いエネルギー利用効率を実現する分散型の発電システムとして、開発が進められている。
　一般的に、水素含有ガスは、インフラストラクチャーから供給されていない。そこで、従来の燃料電池発電システムには、既存のインフラストラクチャーから供給される都市ガス又はＬＰＧ等を原料として、Ｒｕ触媒やＮｉ触媒を用いて５５０℃～７５０℃の温度で水蒸気と原料とを改質反応させて水素含有ガスを生成する改質部を備えた水素生成装置が配設されている。
　通常、インフラストラクチャーから供給される原料には、インフラストラクチャーからの原料の漏れ、および原料を利用する機器からの原料の漏れが容易に分かるように、ターシャリーブチルメルカプタン（以下、ＴＢＭという）やジメチルサルファイド（以下、ＤＭＳという）といった硫黄化合物系の付臭剤が添加されている。また、原料には、チオフェン類等の硫黄化合物が微量に含まれていることもある。ただ、それらの硫黄化合物は、水素含有ガスを生成する改質部に用いられるＲｕ触媒やＮｉ触媒の被毒成分となる。そこで、改質部に導入する前に、原料中の硫黄化合物を除去する脱硫器が併用されることが多い。
　その脱硫器には、硫黄化合物を吸着除去する吸着剤を用いた吸着脱硫器と、硫黄化合物を水素化して硫化水素としその硫化水素を除去する水添脱硫器とがある。特に吸着脱硫器は、硫黄化合物を常温で吸着する吸着剤を用いることで、原料の流通直後から硫黄化合物を除去できるので、起動停止を頻繁に行うことを想定した分散型の発電システムに用いられることが多い。
　ただ、硫黄化合物を常温で吸着する吸着剤は、硫黄化合物の吸着容量が少ないので、脱硫器を小型にした場合、適正な使用期間で脱硫器を交換することが求められる。
　そこで、脱硫器中の脱硫剤の交換を容易にするため、ガス配管の接続部を設けたヘッド体と、このヘッド体に対して着脱自在なケース体と、脱硫剤を充填してケース体内に装填される脱硫剤カートリッジとから構成された脱硫器が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に示す脱硫剤カートリッジでは、その下部に、原料が流入するための開口が形成されており、上部に原料が流出するための開口が形成されている。
　ここで、大気に曝された状態では脱硫剤の性能が劣化するため、交換用に搬送される脱硫剤カートリッジでは、その上部の開口部にはプルトップを有する蓋が設けられ、下部の開口部にはシール部材が貼り付けられ、密封されている。そして、脱硫剤カートリッジを交換する際には、プルトップを引き、シール部材を剥がすことによって、脱硫剤カートリッジの上部及び下部の開口部を露出させた後、脱硫剤カートリッジがケース本体に挿入される。
特開２００７－８４６２１号公報
　しかしながら、上記特許文献１の脱硫器では、交換する際に、脱硫剤カートリッジのプルトップを引き、シール部材を剥がす動作を行う必要があり、面倒なものであった。
　また、脱硫剤カートリッジの上部及び下部の開口部を露出させた後に、脱硫剤カートリッジをケース本体に挿入し、更に、ケース本体とヘッド体を接続して密閉する動作を行う必要があるため、脱硫剤が空気に触れる時間が長くなる場合が多かった。このように脱硫剤が空気に触れると、脱硫剤に水分等が吸着され、脱硫剤の硫黄化合物を吸着除去する能力が劣化する。
　本発明は、上記従来の脱硫器の課題を考慮し、より簡単に脱硫剤を交換でき、交換時における脱硫剤の劣化を抑制することが可能な脱硫器、この脱硫器を備えた水素生成装置、この脱硫器を備えた燃料電池発電システム、及び脱硫剤カートリッジを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、第１の本発明は、
　原料の流通路中に設けられ、前記原料が流入する外容器入口部と、前記原料が流出する外容器出口部とを有する外容器と、
　前記原料中の付臭成分を除去する脱硫剤が充填された脱硫部を有し、前記外容器内に着脱可能に収納された内容器とを備え、
　前記内容器は、
　前記外容器入口部と連通され、前記脱硫部に前記原料を流入させる内容器入口部と、
　前記外容器出口部と連通され、前記脱硫部から前記原料を流出させる内容器出口部と、
　前記内容器入口部及び前記内容器出口部のそれぞれに設けられた隔壁部とを有し、
　前記外容器に前記内容器を収納した際、前記外容器入口部及び前記外容器出口部の作用によって、前記それぞれの隔壁部が移動もしく変形し、前記外容器入口部及び前記内容器入口部の間並びに前記内容器出口部及び前記外容器出口部の間が連通する、脱硫器である。
　又、第２の本発明は、
　前記外容器は、前記外容器入口部及び前記外容器出口部のそれぞれに、前記内容器側に向かって形成された当接部を有し、
　前記外容器に前記内容器を収納した際、前記外容器入口部及び前記外容器出口部の前記当接部によって、前記内容器のそれぞれの前記隔壁部が破かれる、第１の本発明の脱硫器である。
　又、第３の本発明は、
　前記隔壁部には、溝状の切れ込みが形成されている、第２の本発明の脱硫器である。
　又、第４の本発明は、
　前記隔壁部は、弾力性を有し、
　前記外容器から前記内容器を取り外した際、その弾性力により、前記内容器入口部及び前記内容器出口部を塞ぐように、変形する、第３の本発明の脱硫器である。
　又、第５の本発明は、
　前記切れ込みは、前記隔壁部の中央から周縁に向かって複数形成されており、
　前記隔壁部は、前記当接部によって、前記切れ込みに沿って破かれることで形成される複数の弾性部を有しており、
　前記外容器に前記内容器を収納した際、前記外容器入口部及び前記外容器出口部の前記当接部によって、前記複数の弾性部が前記周縁側に開かれ、
　前記外容器から前記内容器を取り外した際、前記複数の弾性部は、その弾性力により前記内容器入口部及び前記内容器出口部を塞ぐように戻る、第４の本発明の脱硫器である。
　又、第６の本発明は、
　前記外容器は、前記外容器入口部及び前記外容器出口部のそれぞれに、前記内容器側に向かって形成された当接部を有し、
　前記内容器のそれぞれの隔壁部は、中央から周縁に向かって設けられた複数のスリット状の切れ込みによって形成された複数の弾性部を有しており、
　前記外容器に前記内容器を収納した際、前記外容器入口部及び前記外容器出口部の前記当接部によって、前記複数の弾性部が前記周縁側に開かれ、
　前記外容器から前記内容器を取り外した際、前記複数の弾性部は、その弾性力により前記内容器入口部及び前記内容器出口部を塞ぐように戻る、第１の本発明の脱硫器である。
　又、第７の本発明は、
　前記当接部は、筒状であって、
　前記内容器側の端が、傾斜又は凹凸に形成されている、第２又は６の本発明の脱硫器である。
　又、第８の本発明は、
　前記内容器のそれぞれの隔壁部は、
　貫通孔が形成された壁部と、
　前記貫通孔を塞ぐ封止部材と、
　前記貫通孔を塞ぐように、前記封止部材を前記内容器の外側に向けて付勢する弾性部材とを有し、
　前記外容器入口部及び前記外容器出口部は、それぞれ前記封止部材に当接可能に形成された当接部を有し、
　前記外容器に前記内容器を収納した際、前記外容器入口部及び前記外容器出口部の前記当接部が当接することによって、前記封止部材が前記内容器の内側に向けて移動し、
　前記外容器から前記内容器を取り外した際、前記当接部が前記封止部材から離間され、前記弾性部材の付勢力によって前記封止部材が前記貫通孔を塞ぐ、第１の本発明の脱硫器である。
　又、第９の本発明は、
　前記脱硫部は、複数の連結された脱硫部材を有している、第１の本発明の脱硫器である。
　又、第１０の本発明は、
　前記内容器は、少なくとも壁面の一部が透明の部材によって形成されている、第１の本発明の脱硫器である。
　又、第１１の本発明は、
　前記外容器入口部は、前記外容器の上部に設けられ、前記内容器入口部は、前記内容器の上部に設けられ、前記外容器入口部と前記内容器入口部は、互いに向き合っており、
　前記外容器出口部は、前記外容器の下部に設けられ、前記内容器出口部は、前記内容器の下部に設けられ、前記外容器出口部と前記内容器出口部は、互いに向き合っている、第１の本発明の脱硫器である。
　又、第１２の本発明は、
　第１から１０のいずれかの本発明の脱硫器と、
　前記原料を改質反応させて水素含有ガスを生成する改質部とを備えた、水素生成装置である。
　又、第１２の本発明は、
　第１１の本発明の水素生成装置と、
　前記水素生成装置から供給される水素含有ガスを燃料とする燃料電池とを備えた、燃料電池発電システムである。
　又、第１３の本発明は、
　原料中の付臭成分を除去する脱硫剤が充填された脱硫部を有し、前記原料の流通路中に設けられた外容器に着脱可能内に収納される脱硫剤カートリッジであって、
　前記外容器の、前記原料が流入する外容器入口部と連通され、前記脱硫部に前記原料を流入させる内容器入口部と、
　前記外容器の、前記原料が流出する前記外容器出口部と連通され、前記脱硫部から前記原料を流出させる内容器出口部と、
　前記内容器入口部及び前記内容器出口部のそれぞれに設けられた隔壁部とを備え、
　前記外容器に前記内容器を収納した際、前記外容器入口部及び前記外容器出口部の作用によって、前記それぞれの隔壁部が移動もしく変形し、前記外容器入口部及び前記内容器入口部の間並びに前記内容器出口部及び前記外容器出口部の間が連通する、脱硫剤カートリッジである。
　本発明によれば、より簡単に脱硫剤を交換でき、交換時における脱硫剤の劣化を抑制することが可能な脱硫器、この脱硫器を備えた水素生成装置、この脱硫器を備えた燃料電池発電システム、及び脱硫剤カートリッジを提供することが出来る。
本発明の実施の形態１における脱硫器２００の外観図 本発明の実施の形態１における脱硫器２００の正面図 本発明の実施の形態１における脱硫器２００の要部断面図 本発明の実施の形態１における内容器２０８の要部断面図 本発明の実施の形態１における内容器２０８のシール部材２１８の外観図 本発明の実施の形態１の変形例における内容器２０８の外観図 （ａ）本発明の実施の形態１の変形例における突起部２２７の外観図、（ｂ）本発明の実施の形態１の変形例における突起部２２８の外観図 本発明の実施の形態１の変形例における脱硫器５００の要部断面図 （ａ）～（ｄ）本発明の実施の形態１の変形例における密閉構造を説明するための断面構成図 （ａ）本発明の実施の形態２における脱硫器８００の要部断面図、（ｂ）図９（ａ）の部分拡大図 （ａ）本発明の実施の形態２におけるシール部材８１８の外観図、（ｂ）図１０（ａ）のＡＡ´間断面図 本発明の実施の形態２の変形例におけるシール部材２２６の外観図、 （ａ）本発明の実施の形態１の変形例におけるシール部材２２４の外観図、（ｂ）図１２（ａ）のＡＡ´間断面図 本発明の実施の形態３における脱硫器３００の要部断面図 （ａ）本発明の実施の形態３における内容器３０８の外容器３０１に収納する前の正面図、（ｂ）本発明の実施の形態３における内容器３０８の外容器３０１に収納した状態の正面図、 本発明の実施の形態３の変形例における脱硫器４００の要部断面図 本発明の実施の形態４における脱硫器６００の要部断面図 本発明の実施の形態４における内容器６０８の要部断面図 （ａ）本発明の実施の形態４の脱硫器６００において外容器６０１内に内容器６０８を収納した状態の部分拡大断面図、（ｂ）本発明の実施の形態４の脱硫器６００において外容器本体６０２から蓋部６２０を取り外した状態の部分拡大断面図 （ａ）本発明の実施の形態５における脱硫器７００の要部断面図、（ｂ）図１９（ａ）の部分拡大図 本発明の実施の形態５における内容器７０８の要部断面図 （ａ）本発明の実施の形態１の変形例における内容器９０８の要部断面図、（ｂ）脱硫部材９１２の要部断面図 （ａ）本発明の実施の形態１の変形例における内容器１００８の要部断面図、（ｂ）脱硫部材１０１２の要部断面図 本発明の実施の形態６における燃料電池発電システム１００の概略構成図
符号の説明
　１　水素生成装置
　２　加熱部
　３　水供給部
　４　原料供給部
　５　改質器
　６　ガスインフラライン
　７　脱硫接続部
　８　燃料電池
　９　封止部
　１０　原料供給経路
　１１　水素生成装置バイパス経路
　１２　水素含有ガス供給経路
　１３　燃料電池バイパス経路
　１４　オフガス経路
　１５　燃焼ガス供給経路
　１６　運転制御部
　１７　空気供給部
　１８　改質温度検知部
　１９　燃焼ファン
　２０　水蒸気改質部
　２１　イグナイター
　２２　燃焼検知部
　２４　変成部
　２５、２７　接続部
　２６　選択酸化部
　１００　燃料電池発電システム
　２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００　脱硫器
　２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１　外容器
　２０２、３０２、４０２、５０２、７０２　外容器本体
　２０３　外容器入口部
　２０４、３０４、４０４　外容器出口部
　２０５　押さえ部
　２０６　蝶番
　２０７　ねじ固定部
　２０８、３０８、７０８、８０８、９０８　内容器
　２０９　脱硫剤
　２１０、３１０　脱硫剤押さえ
　２１１　内容器入口部
　２１２、３１２　内容器出口部
　２１３　スペーサー
　２１４　内容器パッキン
　２１５　外容器パッキン
　２１６　透視部
　２１７、３１７、７１７　突起部
　２１８、３１８、８１８　シール部材
　２２０、４２０、５２０、７２０　蓋部
　以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。
　（実施の形態１）
　図１（ａ）は、本発明にかかる実施の形態１における脱硫器２００の外観斜視図である。又、図１（ｂ）は、本発明にかかる実施の形態１における脱硫器２００の正面図である。本実施の形態１の脱硫器２００には、その外側に、金属製の外容器２０１が設けられている。外容器２０１は、筒状の外容器本体２０２と、外容器本体２０２の上部に設けられた蓋部２２０と、外容器本体２０２と蓋部２２０とを固定するための押さえ部２０５とから構成されている。
　この蓋部２２０には、原料の入口となる外容器入口部２０３が設けられており、外容器本体２０２の下部には原料の出口となる外容器出口部２０４が設けられている。又、蓋部２２０は、押さえ部２０５を着脱することで、外容器本体２０２から開閉が可能な様に構成されている。
　なお、押さえ部２０５は、２つの半割の部材２０５ａ、２０５ｂ（例えば、リング形状）を合わせるように構成され、片側に蝶番２０６、片側をねじ固定部２０７が設けられている。このねじ固定部２０７を外すことで、押さえ部２０５は外容器本体２０２および外容器入口部２０３から着脱できるように構成されている。
　図２は、本発明の実施の形態１における脱硫器２００の要部断面図である。図に示すように、外容器本体２０２の上部には、外側に向かって突出して形成されたフランジ部２０２ａが設けられている。このフランジ部２０２ａと蓋部２２０の周縁部２２０ａが、それらの間に外容器パッキン２１５を挟んで、押さえ部２０５によって上下から押さえられることによって、外容器２０１の気密が保持されている。この外容器パッキン２１５としては、合成ゴムで構成されるＯリングを用いることが出来る。
　又、脱硫器２００の内部には、筒状であり、プラスチック製の内容器２０８が、外容器本体２０２に納められて、配置されている。この内容器２０８が、本発明の脱硫剤カートリッジの一例に相当する。
　図３は、外容器２０１に納める前の内容器２０８の断面構成図である。内容器２０８には、脱硫剤２０９が納められた脱硫部２２１が設けられている。この脱硫部２２１の上側に、脱硫部２２１への原料の入口である内容器入口部２１１が設けられており、脱硫部２２１の下側に、脱硫部２２１からの原料の出口である内容器出口部２１２が設けられている。脱硫部２２１の上下には、内容器２０８からの脱硫剤２０９の漏れ出しを押さえるため、ポリプロピレンの不織布で構成される脱硫剤押さえ２１０が設けられている。また、脱硫剤２０９には、硫黄成分を吸着するゼオライトが用いられている。尚、脱硫剤押さえ２１０としては、ポリプロピレンに限らず、脱硫剤２０９を内容器２０８に保持する構成であればよく、例えば金属メッシュ、パンチング板等を用いることができる。
　また、内容器２０８の上端には、内容器パッキン２１４（後述する）を載置するための溝２２２が形成されている。また、内容器２０８では、内容器入口部２１１および内容器出口部２１２が、原料を流通させるための開口部分となり、それ以外の部分は、流通させる原料の気密を保てる容器構成となっている。
　又、内容器２０８の内容器入口部２１１および内容器出口部２１２に、図４に示すような円形状のシール部材２１８が設けられている。このシール部材２１８は、本発明の隔壁部の一例に相当する。
　又、上述したように、外容器２０１は可燃性を有する原料を流通させるので、外容器入口部２０３および外容器出口部２０４以外に気密性を持たせるため、金属材料を用いて構成することが好ましい。また、内容器２０８は、外容器２０１と同様に、金属材料で構成しても構わないが、本実施の形態では、外容器２０１で脱硫器２００の外部との気密を保てるので、内容器２０８の重量低減等を考慮するとプラスチックなどの樹脂材料で構成された方が好ましい。尚、内容器２０８はプラスチック製であると述べたが、一部が金属製であってもよい。
　この内容器２０８は、図２に示すように、その内容器入口部２１１が外容器入口部２０３に対向し、内容器出口部２１２が外容器出口部２０４に対向するように、外容器本体２０２に納められている。
　又、外容器本体２０２の底部には、内容器２０８との隙間を設けるためのスペーサー２１３が設けられており、内容器２０８は、そのスペーサー２１３に載置されている。
　又、外容器入口部２０３には、内容器入口部２１１側（下方）に突出した突起部２１７が設けられている。又、外容器出口部２０４にも、内容器出口部２１２側（上方）に突出した突起部２１７が形成されている。この蓋部２２０と外容器本体２０２のそれぞれに設けられた突起部２１７が、本発明の当接部の一例に相当する。
　脱硫剤を交換するために、内容器２０８を外容器２０１に納めると、外容器入口部２０３と外容器出口部２０４のそれぞれの突起部２１７が、内容器入口部２１１および内容器出口部２１２に押し込まれ、シール部材２１８は破かれる。尚、シール部材２１８としては、収納時に、容易に破壊するシール膜であればよく、例えば、ポリエチレンフィルム等の樹脂フィルムを用いればよい。
　また、図２に示すように内容器２０８の上部の溝２２２（図３参照）には、外容器入口部２０３と内容器入口部２１１との気密を保つため、合成ゴムを成分とするＯリングである内容器パッキン２１４が設けられている。この内容器パッキン２１４も、上述した外容器パッキン２１５と同様に、押さえ部２０５から圧縮力が加えられることで、気密を保てるように構成されている。なお、内容器２０８とスペーサー２１３との間に内容器パッキン２１４を設ける構成としてもよい。
　次に、内容器２０８を交換する際の動作について説明する。
　外容器２０１は原料配管上に設けられており、その外容器入口部２０３及び外容器出口部２０４は、接続部（後述する図２０の脱硫接続部７参照）を介して原料配管に接続されている。この接続部において接続を解除することによって、本実施の形態の脱硫器２００は、原料配管から取り外される。
　そして、ねじ固定部２０７を外し、押さえ部２０５を開くことによって、蓋部２２０が外容器本体２０２から分離される。その後、内容器２０８が外容器本体２０２から引き抜かれる。
　次に、交換用の内容器２０８が外容器本体２０２内に上から挿入される。その際、突起部２１７によって内容器出口部２１２側のシール部材２１８が破かれ、内容器出口部２１２と外容器出口部２０４が連通する。続いて、蓋部２２０が外容器本体２０２に被せられ、その際に、蓋部２２０の突起部２１７によって内容器入口部２１１のシール部材２１８が破かれ、内容器入口部２１１と外容器入口部２０３が連通する。
　最後に、外容器本体２０２のフランジ部２０２ａ及び蓋部２２０の周縁部２２０ａを挟むように押さえ部２０５を取り付け、ねじ固定部２０７で半割の部材２０５ａ、２０５ｂを固定することで、交換作業が終了する。
　以上のように、本実施の形態の脱硫器２００では、内容器２０８を外容器２０１に納め、外容器入口部２０３及び外容器出口部２０４のそれぞれの突起部２１７が、内容器入口部２１１及び内容器出口部２１２に押し込まれる時に、シール部材２１８が破壊され、内容器入口部２１１と外容器入口部２０３、及び内容器出口部２１２と外容器出口部２０４の導通が確保されることとなる。
　このため、交換用の内容器２０８に納められている未使用の脱硫剤２０９と大気との接触を出来るだけ防止することが出来る。その結果、外容器２０１に納める前の脱硫剤２０９が、例えば、大気中の水分の吸湿等といった、硫黄成分の吸着を阻害する成分の吸着を防止して、脱硫性能が低下することを防止できる。
　また、ガスに接続されている機器では密閉性が必要なため、通常金属製のものが用いられるが、本実施の形態では外容器２０１と内容器２０８の二重構造となっており、外容器２０１が金属製であるため、内容器２０８をプラスチック製とすることが出来る。このように内容器２０８をプラスチック製とすることにより、成形が容易になり、且つ、交換のために内容器２０８を運搬する際に重量が軽くなり、メンテナンスの際の作業者の負担を軽くすることが出来る。
　また、従来の構成として、本実施の形態のように外容器２０１及び内容器２０８の二重構造になっておらず、例えば、一つの容器に直接脱硫剤が充填されている構成のものがある。そのような構成では、使用済みの脱硫剤を交換する場合、容器毎交換したり、容器を開いた後、容器を揺する又は傾けることによって脱硫剤を容器から落として脱硫剤のみを交換したりしていた。また、容器毎交換した場合には、充填されている脱硫剤をリユースするために、工場などに持ち帰り、容器を切断して脱硫剤を取り出す場合もあった。
　しかしながら、本実施の形態のように脱硫器２００を構成することで、吸着特性が低下した場合の脱硫器２００の交換が、外容器２０１を切断することなく行え、かつ内容器２０８のみの交換が可能となる。
　更に、本実施の形態の内容器２０８は、プラスチック製であるため、充填されている脱硫剤をリユース、リサイクルするために、容器を切断することも容易である。
　また、外容器を揺する又は傾けることによって脱硫剤を取り出す場合、脱硫剤が作業中に飛散したりすることがあり、脱硫剤が大気に触れると、脱硫剤に吸着している硫黄化合物が脱離して臭気が発生するため、回収作業の効率が悪くなる。
　しかしながら、本実施の形態では、内容器２０８は、その内部を流通する原料の気密が保てるように構成されているため、内容器２０８の開口部分は内容器入口部２１１および内容器出口部２１２に限定されている。そのため、内容器２０８の取り出し時に、内容器２０８中の脱硫剤２０９と大気とが接触する部分を少なくでき、脱硫剤２０９からの硫黄化合物の脱離量を少なくできるので、臭気の発生確率を小さくできる。
　その結果、脱硫剤の回収作業性を向上させるとともに、水素生成装置および燃料電池発電システム等の設置場所でも、容易に脱硫器を交換することができる。
　すなわち、本実施の形態１では、簡便な構成で、脱硫器２００の回収作業性及び外容器２０１のリユース性・メンテ性・リサイクル性を向上させることができる。
　又、本実施の形態１では、図２に示すように、外容器入口部２０３は外容器２０１の上部に設けられ、内容器入口部２１１は内容器２０８の上部に設けられ、外容器入口部２０３と内容器入口部２１１は互いに向き合っている。更に、外容器出口部２０４は外容器２０１の下部に設けられ、内容器出口部２１２は内容器２０８の下部に設けられ、外容器出口部２０４と内容器出口部２１２は互いに向き合っている。このように、外容器入口部２０３、内容器入口部２１１、内容器出口部２１２、及び外容器出口部２０４が実質直線上に配置されているため、原料が流通する際の抵抗を小さくすることが出来る。
　なお、硫黄成分を吸着することで色相変化する脱硫剤（例えば、白から茶色又はグレーに変化する）を用いる場合、内容器２０８の内部を透視できる材料で構成することで、脱硫の進行状況が目視で確認できるので、内容器２０８の交換時期を容易に判断できる。このような構成は、内容器２０８を、半透明や透明の樹脂材料で構成することによって実現できる。
　また、図５の内容器の外観図に示すように、内容器２０８の側面に、内容器２０８に納める脱硫剤が目視できるように、透明の透視部２１６を設ける構成としてもよい。
　なお、本実施の形態１の脱硫器２００では、原料が、外容器入口部２０３から内容器入口部２１１に送られ、内容器２０８内に納められる脱硫剤２０９を通して、内容器出口部２１２から外容器出口部２０４に送られる構成（図２において上から下に原料が流通）としているが、外容器出口部２０４を原料の入口として、原料を本実施の形態１に示す方向と逆側から送る構成（図２において下から上に原料が流通）にしても良い。
　又、本実施の形態１の突起部２１７は、円柱形状であり、先端が水平に形成されているが、図６（ａ）に示す突起部２２７のように、先端２２７ａが斜めに形成されていてもよい。また、図６（ｂ）に示すように、鋭利な突起２２８ａが形成された突起部２２８が用いられても良い。
　このような形状の突起部を用いることによって、シール部材２１８を破りやすくすることが出来る。尚、このように突起２２８ａが形成されていることが、本発明の凹凸に形成されていることの一例に相当する。
　また、シール部材２１８として、ゴム風船に用いられる天然ゴムなどの薄い素材を引っ張って内容器入口部２１１及び内容器出口部２１２に取り付けてもよい。この場合、突起部２１７によってシール部材２１８を破ったとき、中央部分が周縁に引っ張られるため、破れた後のシール部材２１８が、内容器入口部２１１及び内容器出口部２１２の内側に残ることによって、原料の流通が阻害されることを低減出来る。
　また、天然ゴムなどの薄い素材の代わりに、中央から周囲に向いて巻き癖が付いている素材を用いても良い。この場合、シール部材が破れることによってシール部材が周囲へ巻かれるため、破れた後のシール部材によって原料の流通が阻害されることを低減出来る。
　また、本実施の形態１では、蓋部２２０と外容器本体２０２は、押さえ部２０５によって固定されていたが、押さえ部２０５を用いなくても良く、例えば、図７の脱硫器５００のように、蓋部２２０と外容器本体２０２のそれぞれにネジが形成されており、螺合することによって固定されるような外容器５０１であってもよい。図７に示す脱硫器５００の蓋部５２０には、その縁部５２０ａから下方に向かってネジ部５２０ｂが形成されており、このネジ部５２０ｂの内側にネジ山５２０ｃが形成されている。また、外容器本体５０２のフランジ部５０２ａの端面にはネジ山５０２ｃが形成されている。この蓋部５２０のネジ山５２０ｃと、外容器本体５０２のネジ山５０２ｃが螺合することによって外容器本体５０２と蓋部５２０を固定することが出来る。
　また、本実施の形態１では、内容器パッキン２１４により、内容器２０８を含む原料が流通する空間が密閉されており、外容器パッキン２１５により、外容器２０１内の空間が密閉されている。これら内容器パッキン２１４及び外容器パッキン２１５ともに、上下から挟むことにより空間を密閉しているが、このような構成に限らず、図８（ａ）に示すように、内容器パッキン２１４を左右から挟み込むような構成としてもよい。更に、図８（ｂ）に示すように、内容器パッキン２１４及び外容器パッキン２１５ともに左右から挟み込むような構成としても良い。図８（ａ）に示す構成では、内容器入口部２１１の内側に溝２５０が形成されており、その溝２５０に内容器パッキン２１４が配置されている。このように内容器パッキン２１４は、突起部２１７の外壁と内容器入口部２１１の内壁の間で挟まれ、原料が流通する空間が密閉されている。この場合、内容器入口部２１１において、シール部材２１８は溝２５０よりも脱硫部２２１側に設けられている。尚、図８中、破かれた後のシール部材２１８がシール部分２１８ａとして示されている。
　一方、図８（ｂ）に示す構成では、図２（ａ）の構成に加えて外容器パッキン２１５も左右から挟まれている。図８（ｂ）の構成では、内容器２０８の外壁と外容器本体２０２の内壁の間の空間に配置されるように、蓋部２２０の下側からパッキン保持部２２０ｂが形成されている。このパッキン保持部２２０ｂの外周側に溝２５１が形成されており、外容器パッキン２１５が配置されている。この外容器パッキン２１５は、パッキン保持部２２０ｂの外壁と外容器本体２０２の内壁によって挟まれて、外容器２０１内の空間を密閉している。
　又、図８（ａ）及び図８（ｂ）では、溝２５０よりも脱硫部２２１側にシール部材２１８が配置されていたが、図８（ｃ）、（ｄ）に示されているように、内容器入口部２１１において溝２５０よりも先端側に配置されていても良い。図８（ｃ）、（ｄ）では、破かれた後のシール部分２１８ａが図示されている。尚、図８（ｃ）は、図８（ａ）に対する変形例であり、図８（ｄ）は、図８（ｃ）に対する変形例である。
　（実施の形態２）
　次に、本発明にかかる実施の形態２の脱硫器について説明する。
　本実施の形態２の脱硫器は、実施の形態１の脱硫器と基本的な構成は同じであるが、シール部材の構成が異なっている。そのため、本相違点を中心に説明する。尚、実施の形態１と同じ構成については、同一の符号が付されている。
　図９（ａ）は、本発明にかかる実施の形態２における脱硫器８００の断面構成図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の内容器入口部２１１近傍の拡大断面構成図である。図１０（ａ）は、本実施の形態２のシール部材の平面図である。又、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡＡ´断面図である。
　本発明の隔壁部の一例に相当するシール部材８１８は、実施の形態１のシール部材２１８と異なり、シール部材８１８に切れ込み８１９を入れ、容易に破壊される構成とされている。
　図１０（ａ）のシール部材８１８では、円形状のシール部材の中央８１８ａから、その周縁部８１８ｂに向かって複数の切れ込み８１９が形成されている。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡＡ´断面図である。図１０（ｂ）に示すように、切れ込み８１９は、シール部材８１８の厚み８１８ｗより短く形成されており、シール部材８１８は切れ込み８１９によって貫かれていない。尚、図１０（ｂ）では、説明のために、切れ込み８１９の幅及びシール部材８１８の厚み８１８ｗを実際よりも大きく示している。また、このようにシール部材８１８を貫いていない切れ込み８１９が、本発明の溝形状の切れ込みの一例に相当する。
　このようなシール部材８１８が内容器入口部２１１と内容器出口部２１２に設けられた内容器８０８を、外容器２０１に収納すると、図９（ａ）に示すように、それぞれのシール部材８１８は、突起部２１７によって破かれる。このとき、シール部材８１８は、切れ込み８１９に沿って破れることになり、複数の切れ込み８１９によって略三角形状の複数の弾性部８２０が形成される。
　図９（ｂ）に示すように、内容器入口部２１１のシール部材８１８では、その弾性部８２０が突起部２１７によって周縁部８１８ｂ側に押し広げられ、外容器入口部２０３及び内容器入口部２１１の間が連通している。尚、内容器出口部２１２及び外容器出口部２０４の間も同様の構成により連通する。
　また、使用済みの内容器８０８を交換する際には、突起部２１７がシール部材８１８から抜かれると、シール部材８１８は、内容器入口部２１１及び内容器出口部２１２を塞ぐように、その弾性力によって、もとの形状に戻る。
　そのため、内容器入口部２１１および内容器出口部２１２の開口部分の面積を小さくすることができる。その結果、内容器８０８の取り出し時に、内容器８０８中の脱硫剤２０９が大気と接触する確率をさらに少なくできる。
　このように、本実施の形態２では、交換用の未使用の内容器８０８を輸送する際には、シール部材８１８によって内容器８０８が密閉されているため脱硫剤への水分などの吸着を防ぐことが出来る。更に、使用済みの内容器８０８を取り出した際には、シール部材８１８は内容器入口部２１１及び内容器出口部２１２を塞ぐように戻るため、開口面積が小さくなり、臭気の大気への拡散を少なくすることが出来、回収作業の効率を向上することが可能となる。
　尚、本実施の形態のシール部材８１８と異なり、図１１に示すように、切れ込み２２５が周縁部まで形成されず中央近傍のみに形成されたシール部材２２６が用いられてもよい。
　又、本実施の形態のシール部材８１８と異なり、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、未使用の内容器の状態から切れ込み２２３がシール部材２２４の厚み２２４Ｗを貫いていても良い。図１２（ａ）は、シール部材２２４の平面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＡＡ´断面図である。但し、このような構成のシール部材２２４の場合、本実施の形態２のシール部材８１８よりも未使用時の密閉性は悪くなるが、脱硫剤と空気との接触面積は、切れ込み２２３の部分に限定されるため、脱硫剤への水分の吸着は抑制出来る。尚、このシール部材２２４を貫いている切れ込み２２３が、本発明のスリット状の切れ込みの一例に相当する。
　又、本実施の形態２の脱硫器において、図６（ａ）、（ｂ）で示した突起部２２７、２２８を用いても良い。
　（実施の形態３）
　以下に、本発明にかかる実施の形態３における脱硫器３００について説明する。本実施の形態３の脱硫器３００は、実施の形態１と基本的な構成は同じであるが、内容器出口部及び外容器出口部の構成が異なっている。そのため、実施の形態１との相違点を中心に説明する。尚、実施の形態１と同様の構成については同一の符号を付している。
　図１３は、本発明の実施の形態３における脱硫器３００の要部断面図である。本実施の形態３の脱硫器３００では、実施の形態１と異なり、外容器３０１の外容器出口部３０４が、外容器本体３０２の側面に設けられている。また、実施の形態１の外容器出口部２０４の突起部２１７の代わりに、外容器本体３０２の下部の内壁から複数のＬ字状の突起部３１７が設けられている。
　一方、図１４（ａ）は、外容器３０１に収納する前の内容器３０８の正面図である。図１４（ｂ）は、外容器３０１に収納した時の内容器３０８の正面図である。図１４（ａ）に示す内容器３０８の外観図のように、本実施の形態３では内容器出口部３１２は、側面に円形状に複数個設けられている。また、交換前に、内容器出口部３１２が大気と連通しないようにするため、複数の内容器出口部３１２を取り巻くようにシール部材３１８が設けられている。
　また、脱硫剤が漏れることを防ぐための脱硫剤押さえ３１０は、内容器出口部３１２を取り巻くように、内容器３０８の内側に設けられている。尚、内容器３０８が、本発明の脱硫剤カートリッジの一例に相当する。
　このような構成の内容器３０８を外容器３０１内に収納するために、外容器本体３０２に内容器３０８を挿入すると、外容器本体３０２に設けられている突起部３１７の先端がシール部材３１８に当接し、シール部材３１８が上方にずりあがる（図１４（ｂ）参照）。そして、内容器出口部３１２が露出し、内容器出口部３１２と外容器出口部３０４が連通する。尚、突起部３１７は外容器本体３０２の内壁に、部分的に設けられているため、複数の内容器出口部３１２を全て塞ぐことにはならない。
　内容器３０８を、このように構成することで、本実施の形態３における脱硫器３００では、内容器３０８を通り内容器出口部３１２から出た原料が、内容器３０８の外壁と外容器３０１の内壁で構成される空間（図中Ｓ参照）を通り、外容器出口部３０４に送られる構成となっている。
　このように、外容器出口部３０４を外容器３０１の側面に設けることで、例えば、他の配管に接続された外容器入口部２０３と外容器出口部３０４を取り外す作業時において、実施の形態１と比べて外容器入口部２０３と外容器出口部２０４の取り外し作業が干渉しないので、取り外し作業が容易となる。具体的に説明すると、実施の形態１の場合、外容器入口部２０３と外容器出口部２０４は上下に配置されているため、例えば、外容器入口部２０３を配管から取り外すために、脱硫器２００を下方に動かそうとすると、下方に設けられた外容器出口部２０４と配管の接続に干渉して動かし難い。又、外容器出口部２０４と配管を取り外す場合も同様である。対して、本実施の形態３の脱硫器３００では、外容器入口部２０３と外容器出口部３０４が上と側面に配置されているため、例えば、外容器入口部２０３を外す場合、脱硫器３００を下方に動かすスペースがあるため、外容器出口部３０４と配管の接続部に干渉することなくスムーズに脱硫器３００を取り外すことが可能となる。
　尚、本実施の形態３では、外容器出口部３０４は、外容器本体３０２の側面に設けられていたが、この位置に限らなくても良く、図１５に示す脱硫器４００の外容器出口部４０４のように、外容器入口部２０３に並んで蓋部４２０に配置されていても良い。
　このような構成では、内容器３０８を通り硫黄成分の除去された原料は、内容器出口部３１２から出て、内容器の外壁と外容器４０１の内壁（外容器本体４０２の内壁）で構成される空間（図中Ｔ参照）を通って上方へと移動し、外容器出口部４０４に送られる。
　このように外容器出口部４０４を外容器入口部２０３と同じ面に設けることで、例えば、他の配管に接続された外容器入口部２０３と外容器出口部４０４を取り外す作業時において、同じ上側で行うことが出来る。そのため、図１３に示す構成と同様に、外容器出口部４０４及び外容器入口部２０３を取り外す際に、下方に脱硫器４００を動かすスペースがあるため、干渉することなくスムーズに脱硫器４００を取り外せ、取り外し作業が容易となる。
　（実施の形態４）
　次に、本発明にかかる実施の形態４の脱硫器について説明する。
　本実施の形態４の脱硫器は、実施の形態１の脱硫器と基本的な構成は同じであるが、隔壁部の構成が異なっている。そのため、本相違点を中心に説明する。尚、実施の形態１と同じ構成については、同一の符号が付されている。
　図１６は、本実施の形態４の脱硫器６００の断面構成図である。図１７は、本実施の形態４の内容器６０８の断面構成図である。又、図１８（ａ）は、内容器入口部６１１近傍の拡大図である。図１８（ｂ）は、内容器入口部６１１近傍の拡大図であって、押さえ部２０５を外して、蓋部６２０を外容器本体６０２から取り外した状態を示す図である。尚、内容器６０８が、本発明の脱硫剤カートリッジの一例に相当する。
　図に示すように、本実施の形態４の脱硫器６００の内容器６０８には、内容器入口部６１１に、貫通孔６５０ａが形成された壁部６５０が設けられている。また、外容器６０１から内容器６０８を取り外した時に、貫通孔６５０ａを封止するための封止部材６５１が、内容器入口部６１１内に設けられている。この封止部材６５１は、内容器６０８の外側に向けて幅が小さくなる円錐台形状の部材であり、その周囲にはパッキン６５２が設けられている。更に、封止部材６５１は、その上面に、内容器６０８の外側に向けて形成された突起部６５１ａを有している。更に、一端が脱硫剤押さえ２１０に固定され、他端が封止部材６５１の底面に固定されているバネ部材６５３が設けられている。又、貫通孔６５０ａの内側壁は、封止部材６５１の形状に合わせて、内側に向かって幅が広くなるようなテーパー形状に構成されている。尚、このバネ部材６５３が本発明の弾性部材の一例に相当する。又、本発明の隔壁部の一例は、壁部６５０、封止部材６５１、パッキン６５２、及びバネ部材６５３に相当する。
　又、内容器出口部６１２にも、壁部６５０、封止部材６５１、パッキン６５２、及びバネ部材６５３が設けられている。
　一方、外容器６０１にも、外容器入口部６０３に、貫通孔６６０ａが形成された壁部６６０が設けられている。この外容器入口部６０３にも、封止部材６５１、パッキン６５２、及びバネ部材６５３が設けられている。尚、バネ部材６５３の一端は、外容器入口部６０３の内壁から突出した支持部材６６１に固定されている。又、外容器出口部６０４にも、壁部６６０、封止部材６５１、パッキン６５２、バネ部材６５３、及び支持部材６６１が設けられている。尚、外容器入口部６０３及び外容器出口部６０４に設けられている封止部材６５１が、本発明の当接部の一例に相当する。
　図１８（ａ）に示すように、本実施の形態４では、内容器６０８が外容器６０１に取り付けられた状態では、外容器入口部６０３側の封止部材６５１の突起部６５１ａと、内容器入口部６１１側の封止部材６５１の突起部６５１ａが互いに押し合うことによって、それぞれの封止部材６５１が貫通孔６５０ａ、６６０ａから内側に移動している。
　このように封止部材６５１が貫通孔６５０ａ、６６０ａから移動することによって外容器入口部６０３と内容器入口部６１１が連通する。尚、同様に、内容器出口部６１２と外容器出口部６０４も連通する。
　一方、図１８（ｂ）に示すように、外容器６０１から内容器６０８を取り出すときに、押さえ部２０５を外して、蓋部６２０を外容器本体６０２から取り外すと、内容器入口部６１１と外容器入口部６０３のそれぞれの封止部材６５１の突起部６５１ａは離れる。突起部６５１ａ同士が離れると、内容器入口部６１１の封止部材６５１は、バネ部材６５３の弾性力によって壁部６５０側に付勢され、壁部６５０に当接し、貫通孔６５０ａが封止される。一方、外容器入口部６０３においても、封止部材６５１がバネ部材６５３の弾性力によって壁部６６０に当接し、貫通孔６６０ａが封止される。尚、同様に、内容器出口部６１２と外容器出口部６０４も、それぞれの貫通孔６５０ａ、６６０ａが封止される。
　図１７の内容器６０８の断面構成図に示すように、内容器６０８を外容器６０１から取り外した際、内容器６０８の内容器入口部６１１と内容器出口部６１２が封止されるため、臭気が大気に拡散することを低減することが出来、回収作業の効率を向上することが可能となる。
　（実施の形態５）
　次に、本発明にかかる実施の形態５の脱硫器について説明する。本実施の形態５の脱硫器は、実施の形態４の脱硫器と基本的な構成は同じであるが、隔壁部及び当接部の構成が異なっている。そのため、相違点を中心に説明する。実施の形態１と同様の構成については同一の符号が付されている。
　上述した実施の形態４では、外容器入口部６０３及び外容器出口部６０４に、封止部材６５１及びバネ部材６５３等が設けられているが、本実施の形態５の脱硫器では、封止部材６５１及びバネ部材６５３等が設けられておらず、突起部が設けられた構成となっている。また、内容器入口部６１１及び内容器出口部６１２を封止する構成が、実施の形態４と異なっている。
　図１９（ａ）は、本実施の形態５の脱硫器７００を示す断面構成図である。図１９（ｂ）は、内容器入口部７１１近傍の拡大図である。図２０は、本実施の形態４の内容器７０８の断面構成図である。この内容器７０８が、本発明の脱硫剤カートリッジの一例に相当する。
　脱硫器７００は、脱硫器６００と同様に、内容器入口部７１１の先端に貫通孔７１０ａを有する壁部７５０が形成されている。この壁部７５０の内壁には溝７５０ｂが形成されており、内容器パッキン２１４が配置されている。また、外容器７０１から内容器７０８を取り外した時に、貫通孔７５０ａを封止するための封止部材７５１が、内容器入口部７１１内に設けられている。この封止部材７５１は、球形状の部材である。更に、一端が、内容器入口部７１１の内壁に形成された支持部材７３０に固定され、他端が封止部材７５１の底部に固定されているバネ部材７５３が設けられている。尚、このバネ部材７５３が本発明の弾性部材の一例に相当する。又、本発明の隔壁部の一例は、壁部７５０、封止部材７５１、バネ部材７５３、及び支持部材７３０に相当する。
　又、内容器出口部７１２にも、壁部７５０、封止部材７５１、内容器パッキン２１４、及びバネ部材７５３が設けられている。
　一方、外容器７０１には、蓋部７２０の外容器入口部７０３に下方に向かって突起部７１７が設けられている。この突起部７１７の先端近傍の側壁には、複数の貫通孔７１７ａが形成されている。尚、外容器本体７０２の外容器出口部７０４にも上方に向かって突起部７１７が設けられている。この突起部７１７が、本発明の当接部の一例に相当する。
　図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、内容器７０８が外容器７０１に取り付けられた状態では、外容器７０１の突起部７１７によって、封止部材７５１が脱硫部２２１側に押され、封止部材７５１は貫通孔７１０ａから内側に移動している。このとき、突起部７１７の先端に形成されている複数の貫通孔７１７ａを介して、外容器入口部７０３と内容器入口部７１１が連通している。同様に、内容器出口部７１２と外容器出口部７０４も連通している。
　一方、図２０の内容器７０８の断面構成図に示すように、外容器７０１から内容器７０８を取り出すと、封止部材７５１は、突起部７１７の押圧から開放されるため、バネ部材７５３の弾性力によって壁部７５０側に付勢され、壁部７５０に当接する。この動作によって、封止部材７５１が貫通孔７１０ａを封止する。尚、同様に内容器出口部７１２の貫通孔７５０ａも封止される。
　以上のように、本実施の形態５の構成においても、内容器７０８を外容器７０１から取り外した際、内容器７０８の内容器入口部７１１と内容器出口部７１２が封止されるため、臭気が大気に拡散することを低減することが出来る。
　尚、本実施の形態では、支持部材７３０にバネ部材７５３が固定されているが、脱硫剤押さえ２１０が金属メッシュなどで形成されている場合には、脱硫剤押さえ２１０に直接固定しても良い。また、実施の形態４においても、実施の形態５と同様に、内容器入口部６１１及び内容器出口部６２１に支持部材を形成し、その支持部材にバネ部材６５３の一端を固定してもよい。
　尚、上記実施の形態１～５では、内容器内に脱硫剤２０９が充填されて脱硫部２２１が構成されているが、脱硫剤２０９が充填された複数の容器が連結して脱硫部が構成されていてもよい。そのような構成の内容器９０８が図２１（ａ）に示されている。図に示すように、内容器９０８には、内容器本体９０９と、内容器本体９０９の上部に配置された蓋部９１０が設けられている。蓋部９１０の周縁には、下方に向かって凸部９１０ａが形成されており、その凸部の内側にはネジ山９１０ｂが形成されている。また、内容器本体９０９の上部の外壁にもネジ山９０９ｂが形成されている。更に、内容器本体９０９の上端には溝が形成されており、その溝にパッキン９１１が設けられている。内容器本体９０９のネジ山９０９ｂと、蓋部９１０のネジ山９１０ｂを螺合させて、締め付けることによって、パッキン９１１が蓋部９１０と内容器本体９０９で押圧され、内容器９０８内が密閉される。内容器本体９０９には、脱硫剤２０９が充填された脱硫部材９１２が３つ連結して設けられている。この３つの連結した脱硫部材９１２によって脱硫部９２０が構成されている。図２１（ｂ）は、脱硫部材９１２の断面構成図である。脱硫部材９１２は、容器９１３に脱硫剤２０９が充填されたものであり、容器９１３の上部及び下部は開口されており、これら上部及び下部には、脱硫剤２０９が漏れ出さないように脱硫剤押さえ２１０が設けられている。又、側壁にはＯリング９１４が設けられており、内容器本体９０９の内壁と容器９１３の外壁との間を原料が流通することが防がれている。
　このような構成では、脱硫剤を交換する際に、例えば、上流側の脱硫部材９１２内の脱硫剤２０９だけ色が変わっている場合、上流側の脱硫部材９１２のみを交換することが可能となる。この脱硫器が燃料電池発電システムに用いられている場合、家庭によって発電量が異なるため、硫黄の吸着量も異なる。そのため、各家庭の脱硫剤を交換するときに、全ての家庭において脱硫剤を全て交換していたのでは、使用量が少ない家庭では未使用の脱硫剤も交換することになる。対して、図２１に示す構成とすることにより脱硫剤の一部を交換することが出来るため、コストを安くすることが可能となる。
　尚、上流側から脱硫機能が失われていくため、上流側の脱硫部材９１２を１つ（図中上から１つ目）交換する場合には、未使用の脱硫部材９１２は、最も下流側（図中上から３つ目）に配置する方が好ましい。
　また、図２１（ｂ）の構成に限らず、交換用の脱硫部材も封止された構成であってもよい。そのような構成の脱硫部材１０１２を複数連結した内容器１００８が図２２（ａ）に示されている。又、図２２（ｂ）は脱硫部材１０１２の断面構成図である。図２２（ｂ）に示すように脱硫部材１０１２は、上述した脱硫部材９１２と異なり、容器９１３の上部に脱硫部材入口部１０２１が設けられており、容器９１３の下部に脱硫部材出口部１０２２が設けられている。そして、脱硫部材出口部１０２２にはシール部材２１８が設けられており、脱硫部材入口部１０２１にはシール部材１０２３が設けられている。但し、シール部材１０２３は、上述したシール部材２１８と異なり、脱着可能なシールである。
　図２２（ａ）に示すように、このような脱硫部材１０１２が３つ連結して脱硫部１０２０が構成されている。ここで、３つの脱硫部材１０１２は、シール部材１０２３の剥がされた脱硫部材入口部１０２１が突起となって、その上側の脱硫部材１０１２のシール部材２１８を破ることで連結されている。図中、破かれた後のシール部材２１８がシール部分２１８ａとして示されている。尚、内容器１００８を外容器に挿入する際には、内容器出口部２１２のシール部材２１８と、最も下側に配置されている脱硫部材１０１２のシール部材２１８の２つのシール部材２１８が、外容器出口部２０４の突起部２１７によって破かれることになる。
　このような構成の内容器１００８において、脱硫部材１０１２を１つ交換する場合には、交換用の脱硫部材１０１２は、そのシール部材１０２３が剥がされた後に、内容器１００８の最も下流側に配置される。この場合、交換用の脱硫部材１０１２に充填されている脱硫剤２０９が大気に触れ劣化することを抑制することが可能となる。
　尚、剥がされたシール部材１０２３は、内容器１００８から取り出した脱硫部材１０１２の脱硫部材入口部１０２１を封止するのに用いればよい。また、シール部材２１８の代わりに実施の形態２で述べたようなシール部材８１８を用いることによって、脱硫部材１０１２の交換の際、少なくとも脱硫部材出口部１０２２の開口面積を小さくすることができるため、悪臭を低減することが出来る。
　（実施の形態６）
　以下に、本発明にかかる実施の形態６における燃料電池発電システム１００の構成について説明する。
　図２３は、本発明の実施の形態６における燃料電池発電システム１００を示す概略図である。図２３に示すように、本実施の形態６における燃料電池発電システム１００は、水素含有ガスを生成する水素生成装置１と、水素生成装置１から供給された水素含有ガスを用いて発電を行う燃料電池８と、水素生成装置１から燃料電池８へ水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給経路１２と、燃料電池８で排出された水素オフガスを水素生成装置１に導くオフガス経路１４と、燃焼用ガスを水素生成装置１へ供給する燃焼ガス供給経路１５とを備えている。
　水素含有ガス供給経路１２には、水素生成装置１からの水素含有ガスの供給を封止する封止部９が設けられている。また、封止部９には、原料供給部４から供給された原料を改質器５に導入する前に外部へ導く水素生成装置バイパス経路１１と、水素生成装置１から供給された水素含有ガスを燃料電池８へ供給せずに水素生成装置１へ戻す燃料電池バイパス経路１３とが接続されている。燃料電池バイパス経路１３と、オフガス経路１４と、燃焼ガス供給経路１５とは、接続部２５を介して接続されている。
　封止部９は、複数の電磁弁を組み合わせた構成（詳細説明は省略する）であって、水素含有ガス供給経路１２を封止または開放させる機能と、水素生成装置１から供給されるガス又は水素生成装置バイパス経路１１から供給されるガスを水素含有ガス供給経路１２又は燃料電池バイパス経路１３に流通させるように、ガスの流通を切り替える機能を有する。
　なお、本実施の形態６では、燃料電池８として、一般的な固体高分子型の燃料電池を用いたので、その詳細な説明は省略する。
　以下、本実施の形態６における水素生成装置１の具体的な構成について説明する。図１に示すように、本実施の形態６における水素生成装置１は、実施の形態１で説明した原料中の硫黄成分を除去する脱硫器２００と、水供給部３と、原料供給部４と、改質器５と、運転制御部１６とを備えている。
　水供給部３は、改質器５の外部に接続された、流量調節機能を有する水ポンプである。水供給部３は、運転制御部１６からの指令に基づいて、水の流量を調節しながら、改質器５に水を供給する。
　原料供給部４は、脱硫器２００と改質器５とを接続する原料供給経路１０上に配置された、流量調節機能を有するブースターポンプである。原料供給部４は、運転制御部１６からの指令に基づいて、原料の流量を調節しながら、改質器５に原料を供給する。原料供給部４の下流側の原料供給経路１０には、水素生成装置バイパス経路１１が接続部２７を介して接続されている。
　実施の形態１で説明した脱硫器２００は、原料の供給源として、都市ガスのガスインフラライン６に接続されている。ガスインフラライン６から供給される原料は、燃料電池８で必要な水素含有ガス量に見合う量となるように原料供給部４で制御され、脱硫器２００に供給されている。なお、本実施の形態６では、ガスインフラライン６と原料供給部４との間に脱硫器２００を配置したが、これに限られることはなく、原料供給部４の下流側に配置してもよい。
　また、脱硫器２００の上流側（外容器入口部２０３）および下流側（外容器出口部２０４）には、脱硫接続部７が配置されている。それらの脱硫接続部７は、例えば、ねじ継ぎ手等を用いて着脱可能な構成として、脱硫器２００の交換メンテナンス時に、ガスインフラライン６等の配管から脱硫器２００を容易に着脱できる構成としている。なお、脱硫接続部７に、原料の流通を制御する弁機能を持たせ、例えば、電磁弁を含む構成としても良い。また、交換メンテナンス時に、ガスインフラライン６等の配管から外容器２０１をはずさずに、内容器２０８のみを交換しても良い。
　改質器５は、原料と水蒸気とを改質反応させて水素含有ガスを生成する水蒸気改質部２０と、水蒸気改質部２０で生成された水素含有ガス中の一酸化炭素と水蒸気とを変成反応させて一酸化炭素濃度を低減させる変成部２４と、変成部２４を通過した後の水素含有ガスに空気を供給する空気供給部１７と、空気供給部１７から供給された空気を用いて、変成部２４を通過した後の水素含有ガス中に残留する一酸化炭素を主に酸化させて除去する選択酸化部２６とを有している。
　更に、改質器５には、水蒸気改質部２０内の改質触媒（あるいは水素含有ガス）の温度を検出する改質温度検知部１８が設けられており、その底部には、水蒸気改質部２０での改質反応に必要な反応熱を供給するために燃焼ガスを燃焼する加熱部２が設けられている。改質器５では、脱硫器２００を通過した後の原料と、水供給部３から供給された水とを用いて水素含有ガスが生成される。
　本実施の形態６においては、水蒸気改質部２０にはＲｕ系の改質触媒が設けられており、変成部２４にはＣｕ－Ｚｎ系の変成触媒が設けられており、選択酸化部２６にはＲｕ系の選択酸化触媒が設けられている。なお、水蒸気改質部２０、変成部２４、および選択酸化部２６の構成は、一般的な改質器の構成と同様なので、詳細な説明は省略する。
　加熱部２は、加熱部２の着火源となるイグナイター２１、加熱部２の燃焼状態を検知するフレームロッドからなる燃焼検知部２２、および、加熱部２に燃焼用空気を供給する燃焼ファン１９を有している。本実施の形態２では、加熱部２としてバーナーが用いられている。
　運転制御部１６は、水素生成装置１の水素含有ガスの運転動作を制御する制御部である。すなわち、運転制御部１６は、半導体メモリーやＣＰＵ等により、水素生成装置１の運転動作シーケンス、原料積算流量などの運転情報を記憶して、状況に応じた適切な動作条件を演算し、かつ、水供給部３や原料供給部４等に動作条件を指示することができる。例えば、運転制御部１６は、改質温度検知部１８及び燃焼検知部２２における検知結果を入力として、水供給部３および原料供給部４に入力される電流パルスや、電力等を制御することにより、原料供給部４から改質器５に供給される原料の供給量、水供給部３から改質器５に供給される水の供給量などの制御、脱硫接続部７、封止部９、空気供給部１７及びイグナイター２１等の動作の制御を行う。さらに、運転制御部１６は、燃料電池８の運転動作も制御する（詳細な動作説明は省略する）。
　なお、本実施の形態６における燃料電池発電システム１００は、一般的な燃料電池発電システムと同様の動作を行うので、その詳細な説明は省略する。
　又、本実施の形態６では、実施の形態１で説明した脱硫器２００を用いたが、上記実施の形態で説明したいずれの脱硫器を用いても良い。
　本発明の脱硫器、それを用いた水素生成装置、及び脱硫剤カートリッジは、より簡単に脱硫剤を交換でき、交換時における脱硫剤の劣化を抑制することが可能な効果を有し、燃料電池発電システム等として有用である。

Claims (14)

  1. 　原料の流通路中に設けられ、前記原料が流入する外容器入口部と、前記原料が流出する外容器出口部とを有する外容器と、
    　前記原料中の付臭成分を除去する脱硫剤が充填された脱硫部を有し、前記外容器内に着脱可能に収納された内容器とを備え、
    　前記内容器は、
    　前記外容器入口部と連通され、前記脱硫部に前記原料を流入させる内容器入口部と、
    　前記外容器出口部と連通され、前記脱硫部から前記原料を流出させる内容器出口部と、
    　前記内容器入口部及び前記内容器出口部のそれぞれに設けられた隔壁部とを有し、
    　前記外容器に前記内容器を収納した際、前記外容器入口部及び前記外容器出口部の作用によって、前記それぞれの隔壁部が移動もしく変形し、前記外容器入口部及び前記内容器入口部の間並びに前記内容器出口部及び前記外容器出口部の間が連通する、脱硫器。
  2. 　前記外容器は、前記外容器入口部及び前記外容器出口部のそれぞれに、前記内容器側に向かって形成された当接部を有し、
    　前記外容器に前記内容器を収納した際、前記外容器入口部及び前記外容器出口部の前記当接部によって、前記内容器のそれぞれの前記隔壁部が破かれる、請求の範囲第１項記載の脱硫器。
  3. 　前記隔壁部には、溝状の切れ込みが形成されている、請求の範囲第２項記載の脱硫器。
  4. 　前記隔壁部は、弾力性を有し、
    　前記外容器から前記内容器を取り外した際、その弾性力により、前記内容器入口部及び前記内容器出口部を塞ぐように、変形する、請求の範囲第３項記載の脱硫器。
  5. 　前記切れ込みは、前記隔壁部の中央から周縁に向かって複数形成されており、
    　前記隔壁部は、前記当接部によって、前記切れ込みに沿って破かれることで形成される複数の弾性部を有しており、
    　前記外容器に前記内容器を収納した際、前記外容器入口部及び前記外容器出口部の前記当接部によって、前記複数の弾性部が前記周縁側に開かれ、
    　前記外容器から前記内容器を取り外した際、前記複数の弾性部は、その弾性力により前記内容器入口部及び前記内容器出口部を塞ぐように戻る、請求の範囲第４項記載の脱硫器。
  6. 　前記外容器は、前記外容器入口部及び前記外容器出口部のそれぞれに、前記内容器側に向かって形成された当接部を有し、
    　前記内容器のそれぞれの隔壁部は、中央から周縁に向かって設けられた複数のスリット状の切れ込みによって形成された複数の弾性部を有しており、
    　前記外容器に前記内容器を収納した際、前記外容器入口部及び前記外容器出口部の前記当接部によって、前記複数の弾性部が前記周縁側に開かれ、
    　前記外容器から前記内容器を取り外した際、前記複数の弾性部は、その弾性力により前記内容器入口部及び前記内容器出口部を塞ぐように戻る、請求の範囲第１項記載の脱硫器。
  7. 　前記当接部は、筒状であって、
    　前記内容器側の端が、傾斜又は凹凸に形成されている、請求の範囲第２項又は第６項記載の脱硫器。
  8. 　前記内容器のそれぞれの隔壁部は、
    　貫通孔が形成された壁部と、
    　前記貫通孔を塞ぐ封止部材と、
    　前記貫通孔を塞ぐように、前記封止部材を前記内容器の外側に向けて付勢する弾性部材とを有し、
    　前記外容器入口部及び前記外容器出口部は、それぞれ前記封止部材に当接可能に形成された当接部を有し、
    　前記外容器に前記内容器を収納した際、前記外容器入口部及び前記外容器出口部の前記当接部が当接することによって、前記封止部材が前記内容器の内側に向けて移動し、
    　前記外容器から前記内容器を取り外した際、前記当接部が前記封止部材から離間され、前記弾性部材の付勢力によって前記封止部材が前記貫通孔を塞ぐ、請求の範囲第１項記載の脱硫器。
  9. 　前記脱硫部は、複数の連結された脱硫部材を有している、請求の範囲第１項記載の脱硫器。
  10. 　前記内容器は、少なくとも壁面の一部が透明の部材によって形成されている、請求の範囲第１項記載の脱硫器。
  11. 　前記外容器入口部は、前記外容器の上部に設けられ、前記内容器入口部は、前記内容器の上部に設けられ、前記外容器入口部と前記内容器入口部は、互いに向き合っており、
    　前記外容器出口部は、前記外容器の下部に設けられ、前記内容器出口部は、前記内容器の下部に設けられ、前記外容器出口部と前記内容器出口部は、互いに向き合っている、請求の範囲第１項記載の脱硫器。
  12. 　請求の範囲第１項から第１１項のいずれかに記載の脱硫器と、
    　前記原料を改質反応させて水素含有ガスを生成する改質部とを備えた、水素生成装置。
  13. 　請求の範囲第１２項記載の水素生成装置と、
    　前記水素生成装置から供給される水素含有ガスを燃料とする燃料電池とを備えた、燃料電池発電システム。
  14. 　原料中の付臭成分を除去する脱硫剤が充填された脱硫部を有し、前記原料の流通路中に設けられた外容器に着脱可能内に収納される脱硫剤カートリッジであって、
    　前記外容器の、前記原料が流入する外容器入口部と連通され、前記脱硫部に前記原料を流入させる内容器入口部と、
    　前記外容器の、前記原料が流出する前記外容器出口部と連通され、前記脱硫部から前記原料を流出させる内容器出口部と、
    　前記内容器入口部及び前記内容器出口部のそれぞれに設けられた隔壁部とを備え、
    　前記外容器に前記内容器を収納した際、前記外容器入口部及び前記外容器出口部の作用によって、前記それぞれの隔壁部が移動もしく変形し、前記外容器入口部及び前記内容器入口部の間並びに前記内容器出口部及び前記外容器出口部の間が連通する、脱硫剤カートリッジ。
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