JPH0791041B2 - 燃料電池用改質装置 - Google Patents
燃料電池用改質装置Info
- Publication number
- JPH0791041B2 JPH0791041B2 JP61222073A JP22207386A JPH0791041B2 JP H0791041 B2 JPH0791041 B2 JP H0791041B2 JP 61222073 A JP61222073 A JP 61222073A JP 22207386 A JP22207386 A JP 22207386A JP H0791041 B2 JPH0791041 B2 JP H0791041B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst layer
- heating
- fuel cell
- catalyst
- layers
- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
- H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
- H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01B—BOILING; BOILING APPARATUS ; EVAPORATION; EVAPORATION APPARATUS
- B01B1/00—Boiling; Boiling apparatus for physical or chemical purposes ; Evaporation in general
- B01B1/005—Evaporation for physical or chemical purposes; Evaporation apparatus therefor, e.g. evaporation of liquids for gas phase reactions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は燃料電池における燃料改質装置に関するもので
ある。
ある。
燃料電池は、主として燃料を水素に変換する改質装置
と、この改質装置で発生した水素を空気（酸素）と反応
させて水と電気エネルギに変える燃料電池本体とからな
っている。上記改質装置は蒸発器によって液体燃料を気
化し、その気化した燃料ガスを反応器の触媒層に通して
水素ガス主体の改質ガスに変化させるようになってい
る。
と、この改質装置で発生した水素を空気（酸素）と反応
させて水と電気エネルギに変える燃料電池本体とからな
っている。上記改質装置は蒸発器によって液体燃料を気
化し、その気化した燃料ガスを反応器の触媒層に通して
水素ガス主体の改質ガスに変化させるようになってい
る。
上述の燃料電池が車両等に積載できるような可搬型であ
る場合は、搬送時の振動や傾動等によって、改質装置の
反応器内に充填された触媒粒子が移動し、触媒層の充填
状態に片寄りを生ずるようなことがある。このような触
媒層の充填状態に片寄りを生ずると、均一な改質反応が
行われなくなり、改質効率を低下させるという問題があ
る。特に、この傾動は触媒層の形状が触媒充填量を多く
する環状構造の場合に顕著に現れる。
る場合は、搬送時の振動や傾動等によって、改質装置の
反応器内に充填された触媒粒子が移動し、触媒層の充填
状態に片寄りを生ずるようなことがある。このような触
媒層の充填状態に片寄りを生ずると、均一な改質反応が
行われなくなり、改質効率を低下させるという問題があ
る。特に、この傾動は触媒層の形状が触媒充填量を多く
する環状構造の場合に顕著に現れる。
本発明の目的は、環状構造の触媒層を使用する場合であ
っても、振動や傾動によって触媒の充填状態に片寄りを
生ずることがなく、それによって改質効率を低下させる
ことがない燃料電池用改質装置を提供することにある。
っても、振動や傾動によって触媒の充填状態に片寄りを
生ずることがなく、それによって改質効率を低下させる
ことがない燃料電池用改質装置を提供することにある。
上記目的を達成する本発明は、蒸発器で気化した燃料
を、加熱空間に配置した反応器の触媒粒子を充填した触
媒層で改質ガスに変化させる燃料電池用改質装置におい
て、前記触媒層を上部を閉鎖した加熱空間に環状に形成
すると共に、この環状の触媒層をその半径方向に延びる
複数の仕切りによって複数層に分割し、それら仕切り
を、前記触媒層より内側の加熱空間と触媒層の外側に形
成された加熱ガス通路とを連通する複数の加熱ガス通路
の壁面と、それら壁面によって複数層に分割された触媒
層に配設した金網とから構成したことを特徴とするもの
である。
を、加熱空間に配置した反応器の触媒粒子を充填した触
媒層で改質ガスに変化させる燃料電池用改質装置におい
て、前記触媒層を上部を閉鎖した加熱空間に環状に形成
すると共に、この環状の触媒層をその半径方向に延びる
複数の仕切りによって複数層に分割し、それら仕切り
を、前記触媒層より内側の加熱空間と触媒層の外側に形
成された加熱ガス通路とを連通する複数の加熱ガス通路
の壁面と、それら壁面によって複数層に分割された触媒
層に配設した金網とから構成したことを特徴とするもの
である。
第１図および第２図に示す実施例において、１は液体燃
料（例えばメタノールと水との混合液）を気化するため
の蒸発器で、その下部に加熱用の燃焼器２が配置されて
いる。蒸発器１は環状に形成され、その上面外周には液
体燃料の供給管３に接続された環状の分配管４が設けら
れ、この分配管４に接続した複数の燃料吐出管5,…,5
が、それぞれ蒸発器１の中に挿入されている。
料（例えばメタノールと水との混合液）を気化するため
の蒸発器で、その下部に加熱用の燃焼器２が配置されて
いる。蒸発器１は環状に形成され、その上面外周には液
体燃料の供給管３に接続された環状の分配管４が設けら
れ、この分配管４に接続した複数の燃料吐出管5,…,5
が、それぞれ蒸発器１の中に挿入されている。
蒸発器１は外殻となるケース６の中に収納されると共
に、その情報に加熱空間７が形成され、さらにその上方
に隔壁10を介して、反応後の改質ガスを集める集合室11
が設けられている。上部を隔壁10で閉鎖した加熱空間７
には環状に形成された反応器８が設けられ、その内部に
触媒粒子からなる触媒が充填され触媒層９を形成してい
る。この反応器８は下端を接続部12を介して蒸発器１に
接続され、また上端は直接、集合室11に接続されてい
る。
に、その情報に加熱空間７が形成され、さらにその上方
に隔壁10を介して、反応後の改質ガスを集める集合室11
が設けられている。上部を隔壁10で閉鎖した加熱空間７
には環状に形成された反応器８が設けられ、その内部に
触媒粒子からなる触媒が充填され触媒層９を形成してい
る。この反応器８は下端を接続部12を介して蒸発器１に
接続され、また上端は直接、集合室11に接続されてい
る。
反応器８は、その円周方向に沿った複数個所に、触媒層
９より内側の加熱空間７と触媒層９の外側に形成された
後述する加熱ガス通路14とを環状の触媒層９の半径方向
に連通するスリット状の加熱ガス通路16,…,16を設けて
おり、その壁面を仕切りとして触媒層９が複数の層に分
割されている。このように触媒層９が仕切りによって分
割されることにより、触媒粒子の移動が拘束されるよう
になっている。また、加熱ガス通路16の壁面によって複
数層に分割された触媒層９は、その半径方向に配設され
た金網21でそれぞれ更に仕切られた構成になっている。
９より内側の加熱空間７と触媒層９の外側に形成された
後述する加熱ガス通路14とを環状の触媒層９の半径方向
に連通するスリット状の加熱ガス通路16,…,16を設けて
おり、その壁面を仕切りとして触媒層９が複数の層に分
割されている。このように触媒層９が仕切りによって分
割されることにより、触媒粒子の移動が拘束されるよう
になっている。また、加熱ガス通路16の壁面によって複
数層に分割された触媒層９は、その半径方向に配設され
た金網21でそれぞれ更に仕切られた構成になっている。
上記反応器８の外周壁とケース６との間は隔壁13によっ
て区分され、内外にそれぞれ環状の加熱ガス通路14,15
を形成している。この両加熱ガス通路14,15は、隔壁13
上端に設けた多数の連通口17,…,17によって互いに連通
し、さらに外側の加熱ガス通路15はケース６の下部に設
けた排気口18を介して外部へ連通している。
て区分され、内外にそれぞれ環状の加熱ガス通路14,15
を形成している。この両加熱ガス通路14,15は、隔壁13
上端に設けた多数の連通口17,…,17によって互いに連通
し、さらに外側の加熱ガス通路15はケース６の下部に設
けた排気口18を介して外部へ連通している。
上述した改質装置において、蒸発器１で気化した燃料ガ
スは反応器８の触媒層９において水素主体の改質ガスに
変化し、次いで上方の集合室11に集められたのち図示し
ない燃料電池本体に送られる。一方、燃焼器２で発生し
た加熱ガスは蒸発器１を加熱したのち中央通路20から加
熱空間７に入り、反応器８を加熱しながらスリット状の
加熱ガス通路16を介して加熱ガス通路14側へ通り抜け、
さらに上端の連通口17から加熱ガス通路15へ入り、次い
で下部の排気口18から外部へ排気される。
スは反応器８の触媒層９において水素主体の改質ガスに
変化し、次いで上方の集合室11に集められたのち図示し
ない燃料電池本体に送られる。一方、燃焼器２で発生し
た加熱ガスは蒸発器１を加熱したのち中央通路20から加
熱空間７に入り、反応器８を加熱しながらスリット状の
加熱ガス通路16を介して加熱ガス通路14側へ通り抜け、
さらに上端の連通口17から加熱ガス通路15へ入り、次い
で下部の排気口18から外部へ排気される。
上述した燃料改質装置によると、環状に形成された触媒
層９が、複数の加熱ガス通路16の壁面と金網21とを仕切
りとして複数の層に分割されているため触媒粒子は拘束
され、搬送等により振動や傾動を受けても触媒充填状態
に片寄りを発生することはない。したがって、常に均一
な改質反応を行うことができ、振動や傾動の如何にかか
わらず改質効率を低下させることはない。
層９が、複数の加熱ガス通路16の壁面と金網21とを仕切
りとして複数の層に分割されているため触媒粒子は拘束
され、搬送等により振動や傾動を受けても触媒充填状態
に片寄りを発生することはない。したがって、常に均一
な改質反応を行うことができ、振動や傾動の如何にかか
わらず改質効率を低下させることはない。
また、環状の触媒層９にその半径方向に延びる複数の加
熱ガス通路16を設けながら、その加熱ガス通路16の壁面
と共に金網21により環状の触媒層９を複数の層に仕切る
ようにするので、触媒層９を加熱するガスの通路の効果
的に確保しながら、触媒粒子を充填する触媒層９の容積
が減少するのを最少限に抑え、小型の燃料電池用改質装
置であっても、充分な改質ガスを確保するのを可能にす
ることができ、かつ金網21で分割された層間のガス移動
も可能になるため、加熱ガス通路16の壁面のみで分割し
た構成よりも更に均一な改質反応を行わせることができ
る。しかも、環状の触媒層９の半径方向に延びる金網12
を配設するため、触媒粒子を充填した触媒層９の内部に
熱を効果的に伝達することが可能となり、それによっ
て、改質反応の促進を図ることができる。
熱ガス通路16を設けながら、その加熱ガス通路16の壁面
と共に金網21により環状の触媒層９を複数の層に仕切る
ようにするので、触媒層９を加熱するガスの通路の効果
的に確保しながら、触媒粒子を充填する触媒層９の容積
が減少するのを最少限に抑え、小型の燃料電池用改質装
置であっても、充分な改質ガスを確保するのを可能にす
ることができ、かつ金網21で分割された層間のガス移動
も可能になるため、加熱ガス通路16の壁面のみで分割し
た構成よりも更に均一な改質反応を行わせることができ
る。しかも、環状の触媒層９の半径方向に延びる金網12
を配設するため、触媒粒子を充填した触媒層９の内部に
熱を効果的に伝達することが可能となり、それによっ
て、改質反応の促進を図ることができる。
上述したように本発明の燃料電池用改質装置は、環状に
形成した触媒層を半径方向に延びる仕切りによって複数
層に分割してので、触媒粒子が拘束された状態になり、
搬送等によって起こる振動や傾動によって触媒の充填状
態に片寄りを生ずることはない。したがって、常に均一
な改質反応を行わせることができ、改質効率を低下させ
ることはない。
形成した触媒層を半径方向に延びる仕切りによって複数
層に分割してので、触媒粒子が拘束された状態になり、
搬送等によって起こる振動や傾動によって触媒の充填状
態に片寄りを生ずることはない。したがって、常に均一
な改質反応を行わせることができ、改質効率を低下させ
ることはない。
また、環状の触媒層に半径方向の複数の加熱ガス通路を
設けながら、その加熱ガス通路の壁面と共に金網により
環状の触媒層を複数層に仕切る構成にするため、触媒層
を加熱するガスの通路を効果的に確保しながら、触媒層
の充填容積の減少を最少限に抑制して、小型の燃料電池
用改質装置であっても、充分な改質ガスの確保を可能に
することができ、かつ金網で分割された層間のガス移動
を可能にして、更に均一な改質反応を行わせることがで
きる。
設けながら、その加熱ガス通路の壁面と共に金網により
環状の触媒層を複数層に仕切る構成にするため、触媒層
を加熱するガスの通路を効果的に確保しながら、触媒層
の充填容積の減少を最少限に抑制して、小型の燃料電池
用改質装置であっても、充分な改質ガスの確保を可能に
することができ、かつ金網で分割された層間のガス移動
を可能にして、更に均一な改質反応を行わせることがで
きる。
しかも、環状の触媒層の半径方向に金網を設けるので、
触媒粒子を充填した触媒層の内部に熱を効果的に伝達し
て、改質反応の促進を図り、改質効率を高めることが可
能となる。
触媒粒子を充填した触媒層の内部に熱を効果的に伝達し
て、改質反応の促進を図り、改質効率を高めることが可
能となる。
第１図は本発明の実施例による燃料電池用改質装置の縦
断面図であり、第２図は第１図のII−II矢視図である。 １……蒸発器、２……燃焼器、７……加熱空間、８……
反応器、９……触媒層、14,15……加熱ガス通路、16…
…スリット状の加熱ガス通路（仕切り）、21……金網
（仕切り）。
断面図であり、第２図は第１図のII−II矢視図である。 １……蒸発器、２……燃焼器、７……加熱空間、８……
反応器、９……触媒層、14,15……加熱ガス通路、16…
…スリット状の加熱ガス通路（仕切り）、21……金網
（仕切り）。
Claims (1)
- 【請求項１】蒸発器で気化した燃料を、加熱空間に配置
した反応器の触媒粒子を充填した触媒層で改質ガスに変
化させる燃料電池用改質装置において、前記触媒層を上
部を閉鎖した加熱空間に環状に形成すると共に、この環
状の触媒層をその半径方向に延びる複数の仕切りによっ
て複数層に分割し、それら仕切りを、前記触媒層より内
側の加熱空間と触媒層の外側に形成された加熱ガス通路
とを連通する複数の加熱ガス通路の壁面と、それら壁面
によって複数層に分割された触媒層に配設した金網とか
ら構成したことを特徴とする燃料電池用改質装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61222073A JPH0791041B2 (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 燃料電池用改質装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61222073A JPH0791041B2 (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 燃料電池用改質装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6379702A JPS6379702A (ja) | 1988-04-09 |
| JPH0791041B2 true JPH0791041B2 (ja) | 1995-10-04 |
Family
ID=16776693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61222073A Expired - Fee Related JPH0791041B2 (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 燃料電池用改質装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0791041B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0523541Y2 (ja) * | 1984-12-28 | 1993-06-16 |
-
1986
- 1986-09-22 JP JP61222073A patent/JPH0791041B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6379702A (ja) | 1988-04-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |