JP2008088033A - Fuel reforming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池発電システムに組み込んで使用される燃料改質装置に関する。 The present invention relates to a fuel reformer used by being incorporated in a fuel cell power generation system.
燃料電池発電システムは、燃料電池における燃料極(アノード)に水素ガス又は水素を主体とした改質ガスを供給すると共に、空気極(カソード)に酸素ガス又は空気を供給し、燃料極と空気極との間に配設されている電解質膜を介して、電気化学反応を生じさせることにより発電することが広く知られている。そして、燃料電池に改質ガスを供給する場合には、炭化水素系の原燃料ガスを水素主体の改質ガスに改質するための燃料改質装置が、燃料電池発電システムに組み込んで使用されている。 A fuel cell power generation system supplies hydrogen gas or a reformed gas mainly composed of hydrogen to a fuel electrode (anode) in the fuel cell, and supplies oxygen gas or air to an air electrode (cathode). It is widely known to generate electricity by causing an electrochemical reaction through an electrolyte membrane disposed between the two. When the reformed gas is supplied to the fuel cell, a fuel reformer for reforming the hydrocarbon-based raw fuel gas into a reformed gas mainly composed of hydrogen is incorporated into the fuel cell power generation system and used. ing.
従来知られている燃料改質装置の概略を説明すると、例えば図10に示すように炭化水素系の原燃料ガスを水蒸気改質する改質器1と、この改質器1から出される改質ガスを変成するCO変成器2と、このCO変成器2から出される改質ガスを選択酸化するCO除去器3とを備えているものが一般的である。
The outline of a conventionally known fuel reformer will be described. For example, as shown in FIG. 10, a
前記改質器1内には改質触媒が収納されており、蒸気発生器4で作られた水蒸気を炭化水素系の原燃料ガスに混合して改質器1に導入し、この改質器1内の改質触媒層を通過する間に水蒸気改質されて水素主体の改質ガスが生成される。この水素主体の改質ガスは、直ちに燃料電池に供給せずに改質ガス中に含まれるCOを除去してから燃料電池に供給する。改質ガス中のCO濃度が高いと燃料電池内の触媒が被毒されて発電性能が低下する。
A reforming catalyst is accommodated in the
改質ガス中のCOを除去するために、改質器1から出た改質ガスを前記CO変成器2に導入する。このCO変成器2内には変成触媒が収納されており、当該変成触媒層を通過する間に変成されて改質ガス中のCO濃度が減少する。次いで、CO変成器2から出た改質ガスを前記CO除去器3に導入する。このCO除去器3内には酸化触媒が収納されており、当該酸化触媒層を通過する間に選択酸化されて改質ガス中のCO濃度はほぼ10ppm以下に減少する。そして、CO除去器3から出た改質ガスが燃料電池5の燃料極に供給される。
In order to remove CO in the reformed gas, the reformed gas output from the
このようにして、燃料改質装置から燃料電池に改質ガスが供給されるが、発電中においては流量と組成とが常時安定した改質ガスを供給することが要求される。しかしながら、上記従来の燃料改質装置によると、前記水蒸気発生器4において一部の水が沸騰することによって脈動現象が生じる。このような状態が生じると、水蒸気発生器4から出る水蒸気の流量及び原燃料流量が不均一となる。これにより、水蒸気と前記原燃料ガスとの混合比S/C(スチーム・カーボン比)が変化し、改質器で安定した改質ガスを生成することができなくなってしまう。
In this way, the reformed gas is supplied from the fuel reformer to the fuel cell, and it is required to supply a reformed gas whose flow rate and composition are always stable during power generation. However, according to the conventional fuel reformer, a pulsation phenomenon occurs when a part of the water boils in the
このような問題を解決するには、水蒸気発生器での脈動を抑えて水蒸気の流量及び原燃料流量を均一にしなければならない。このため、例えば図10において給水経路6を給水予熱ラインとして設け、この給水経路6における前記CO除去器3と水蒸気発生器4との間に供給水の絞り手段7を設けた構成が開示されている(特許文献1)。この構成によれば、絞り手段7により蒸気発生に伴う脈動を抑制できると記載されている。
本発明は、上記従来の燃料改質装置を改良し、水蒸気発生器における脈動を抑制することにより、燃料電池に安定した改質ガスを供給できるようにした燃料改質装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a fuel reformer that can supply a stable reformed gas to a fuel cell by improving the conventional fuel reformer and suppressing pulsation in a steam generator. And
このような目的を達成するための手段として、本発明の請求項1は、原燃料ガスを水蒸気改質する改質器と、この改質器から出される改質ガスを変成するCO変成器と、このCO変成器から出される改質ガスを選択酸化するCO除去器とを備えた燃料改質装置において、給水経路から供給される水を過熱蒸気化する水蒸気発生器を前記改質器の入口側に設けると共に、この水蒸気発生器の入口側に位置する前記給水経路に、水が蒸発する際に生じる脈動を抑えるためのバッファ手段を設けた燃料改質装置を特徴とする。
As means for achieving such an object,
本発明の請求項2は、請求項1の燃料改質装置において、前記給水経路における前記バッファ手段の入口側に絞り手段を設けたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the fuel reformer of the first aspect, a throttle means is provided on the inlet side of the buffer means in the water supply path.
本発明の請求項3は、請求項1又は請求項2の燃料改質装置において、前記バッファ手段は、触媒冷却機能とバッファ機能とを備えた触媒反応容器であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the fuel reformer of the first or second aspect, the buffer means is a catalyst reaction vessel having a catalyst cooling function and a buffer function.
本発明の請求項4は、請求項1又は請求項3の燃料改質装置において、前記給水経路における前記バッファ手段の入口側に逆流防止手段を設けたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel reformer of the first or third aspect, a backflow prevention means is provided on the inlet side of the buffer means in the water supply path.
本発明の請求項5は、請求項2の燃料改質装置において、前記蒸気発生器から改質器に水蒸気を供給する蒸気経路に絞り手段を設けたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fuel reformer of the second aspect, a throttle means is provided in a steam path for supplying water vapor from the steam generator to the reformer.
本発明の請求項6は、請求項1ないし請求項5の燃料改質装置において、前記バッファ手段は、単位時間に給水経路内を流れる水量に対し1〜4倍の容積を有することを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the fuel reformer according to any one of the first to fifth aspects, wherein the buffer means has a volume of 1 to 4 times the amount of water flowing in the water supply path per unit time. To do.
本発明の請求項7は、請求項1ないし請求項6の燃料改質装置において、前記バッファ手段は、多数の管を並設した構造であることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the fuel reformer of any one of the first to sixth aspects, the buffer means has a structure in which a large number of tubes are arranged in parallel.
請求項1の発明によれば、水蒸気発生器で脈動が生じてもその圧力変動をバッファ手段で緩衝し吸収することができる。これにより、水供給側は脈動による圧力変動の影響を受けず、水蒸気発生器に対して常時一定量の給水を行うことができる。又、過熱蒸気化する水蒸気発生器を用いることにより、改質反応容器内での沸騰を抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, even if pulsation occurs in the steam generator, the pressure fluctuation can be buffered and absorbed by the buffer means. As a result, the water supply side is not affected by pressure fluctuation due to pulsation, and can always supply a constant amount of water to the steam generator. Moreover, the boiling in the reforming reaction vessel can be suppressed by using a steam generator that converts to superheated steam.
請求項2の発明によれば、水蒸気発生器で脈動が生じてもその圧力変動をバッファ手段で緩衝し吸収することができると共に、絞り手段によってその一次側に圧力変動が伝わることを防ぐことができ、バッファ手段による圧力吸収効果を向上させることができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、前記バッファ手段として、触媒冷却機能とバッファ機能とを備えた触媒反応容器を用いるので、バッファ機能を備えた部材を別個に設ける必要がなくなる。この場合、触媒反応容器はCO変成器又はCO除去器を構成する反応容器を用いることができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、水蒸気発生器で脈動が生じてもその圧力変動をバッファ手段で緩衝し吸収することができると共に、逆流防止手段によって逆流を防止することができ、その一次側に圧力変動が伝わることを防ぎ、バッファ手段による圧力吸収効果を向上させることができる。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、水蒸気発生器で脈動が生じてもその圧力変動をバッファ手段で緩衝し吸収することができると共に、絞り手段によって圧力変動が一次側に伝わることを防止することに加えて、水蒸気発生器の出口側の絞り手段によって改質燃料との合流部に圧力変動が伝わることを防止することができる。
According to the invention of
請求項6の発明によれば、前記バッファ手段は、単位時間に給水経路内を流れる水量に対し1〜4倍の容積を有することにより、バッファ手段としての機能を十分果たすことができる。
According to invention of
請求項7の発明によれば、前記バッファ手段は、多数の管を並設する構造とすることにより、バッファ手段としての機能を十分果たすことができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the buffer means can sufficiently fulfill the function as the buffer means by adopting a structure in which a large number of tubes are arranged in parallel.
次に、本発明に係る燃料改質装置の実施形態に付いて添付図面を参照しながら説明する。ここでは、理解を容易にするため前記従来例における部材と同様の部材には前記と同じ符号を付けることにする。 Next, an embodiment of a fuel reformer according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, for the sake of easy understanding, the same members as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals.
図1は、本発明に係る燃料改質装置の第1実施例を示す概略構成図であり、1は改質器、2はCO変成器、3はCO除去器である。改質器1の下方にはバーナ8が取り付けられ、このバーナ8の燃焼により改質器1の内部に収納されている改質触媒を加熱して所定の触媒反応温度(例えば、600〜700℃)に保持するようにしてある。このバーナ8は燃料電池システムの起動時においては、改質触媒を所定の触媒作用温度まで昇温させるために原燃料ガスを燃料として燃焼するが、燃料電池の発電中においては、改質触媒の反応は吸熱反応であるため所定の触媒反応温度に保持するために、燃料電池から排出されるオフガスを燃料として燃焼を継続する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a fuel reformer according to the present invention, wherein 1 is a reformer, 2 is a CO converter, and 3 is a CO remover. A
4は改質器1の上方に配設された水蒸気発生器4であり、この場合は過熱蒸気化(完全気相)する水蒸気発生器が用いられている。この水蒸気発生器4で発生した水蒸気は、改質器4の入口側に供給されるが、その蒸気経路9の途中で炭化水素系の原燃料ガスが混入される。これにより、改質器4には水蒸気と原燃料ガスとが混合した混合ガスが供給される。この混合ガスの供給は、前記改質触媒が触媒反応温度まで昇温された後に行われる。
改質器4に供給された混合ガスは、内部に収納されている改質触媒層を通過する間に水蒸気改質されて水素を主体とした改質ガスとなり、改質器4の出口側から排出されると共に、水蒸気発生器4を経て前記CO変成器2の入口側に導入される。この場合、高温の改質ガスは、水蒸気発生器4内を通過する間に水蒸気発生器4に供給される水との間で熱交換が行われる。
The mixed gas supplied to the
CO変成器2に導入された改質ガスは、内部に収納されている変成触媒層を通過する間に変成されて改質ガス中のCO濃度が低減され、CO変成器2の出口側から排出されると共に、前記CO除去器3の入口側に導入される。このCO除去器3に導入された変成改質ガスは、内部に収納されている酸化触媒を通過する間に選択酸化されて変成改質ガス中のCO濃度が10ppm程度に低減され、CO除去器3の出口側から排出されると共に、図示を省略した燃料電池の燃料極に供給される。
The reformed gas introduced into the
10は前記水蒸気発生器4に水を供給するために設けられた給水経路であり、この給水経路10は途中で熱交換器11、CO除去器3の熱交換部3a、CO変成器2の熱交換部2aをこの順に経由させることにより、冷水を徐々に昇温できるようにした給水予熱ラインとして形成されている。
上記熱交換器11は、前記バーナ8の燃焼により生じた燃焼排ガスが通過するように構成され、この燃焼排ガスと給水経路に供給された冷水との間で熱交換が行われる。これにより、燃焼排ガスの排熱を有効利用することができる。この熱交換器11を通過して昇温された水は、CO除去器3を通過する際に内部の酸化触媒との間で熱交換が行われる。酸化触媒の触媒反応温度は例えば100〜180℃であり、この触媒反応は発熱反応であるため燃料電池の発電中においては冷却して触媒反応温度を保持する必要がある。この冷熱源として給水経路10の水を使用し、その水は熱交換により昇温させることができる。
The
CO除去器3で昇温された水は、CO変成器2を通過する際に内部の変成触媒との間で熱交換が行われる。変成触媒の触媒反応温度は例えば180〜250℃であり、この触媒反応も発熱反応であるため燃料電池の発電中においては冷却して触媒反応温度を保持する必要がある。この冷熱源として給水経路10の水を使用し、その水は熱交換により昇温させることができる。
The water heated by the
このようにして、給水経路10に供給された冷水は、水蒸気発生器4に至るまでの途中で3段階に渡って徐々に予熱された後に水蒸気発生器4に導入される。この際、予熱により給水経路10の途中で水が100℃を超えると一部沸騰し、給水経路10内で圧力変動が生じて水の流れが乱れることになる。このため、図示は省略したが給水経路の適所に温度センサを設けて水温を計測し、その計測値に基づき送水ポンプを制御することにより給水量を調整することが好ましい。
In this way, the cold water supplied to the
本実施形態では、給水経路10における水蒸気発生器4の入口側にバッファ手段12を設けた構成を特徴としている。このバッファ手段12としては、例えばバッファ機能を有するタンクを用いることができる。
The present embodiment is characterized in that the buffer means 12 is provided on the inlet side of the
このように構成された本発明の燃料改質装置において、改質用水は給水経路10における熱交換器11、CO除去器3の熱交換部3a、CO変成器2の熱交換部2aをそれぞれ通過する際に予熱され、更に前記バッファ手段12を通過して水蒸気発生器4に流入する。この水蒸気発生器4に流入した水は、100℃近くの水温になっているため短時間にて蒸気化されると共に、蒸気経路9を経て改質器1に供給されるが、前記のように蒸気経路9の途中で原燃料ガスが供給されるため、水蒸気と原燃料ガスとが混入した状態で改質器1の入口側に供給される。
In the fuel reforming apparatus of the present invention configured as described above, the reforming water passes through the
水蒸気発生器4で蒸気が発生すると圧力が変動し、この圧力変動によって給水経路10内に脈動が発生し、水蒸気発生器4に流入する給水量が変化する。しかしながら、水蒸気発生器4の入口側には前記バッファ手段12が設けられているため、このバッファ手段12の緩衝機能によって脈動エネルギーを吸収することができる。これにより、水蒸気発生器4に流入する給水量の変化を小さく抑えることができる。よって、水蒸気発生器4から改質器1に供給する蒸気量の変化を小さく抑えることができ、水蒸気と原燃料ガスとの混合比S/Cをほぼ一定に保持することが可能となる。
When steam is generated in the
図2は、本発明に係る燃料改質装置の第2実施例を示す概略構成図であり、第1実施例における前記バッファ手段12に代えて触媒冷却機能とバッファ機能を兼ね備えた構造の触媒反応器13を、水蒸気発生器4の入口側に設けた構成に特徴を有するものである。
FIG. 2 is a schematic block diagram showing a second embodiment of the fuel reforming apparatus according to the present invention. In place of the buffer means 12 in the first embodiment, a catalytic reaction having a structure having both a catalyst cooling function and a buffer function. The
上記触媒反応器13としては、例えば図3に示すような構造のものを用いることができる。図3において、14はほぼ円筒状の反応器本体であり、両端部は閉塞されると共にそれぞれ中央部に前記給水経路6に接続するための接続口14a、14bが設けられ、内部には仕切板14c、14dが適宜の間隔をあけて対設されている。この仕切板14c、14d間には複数の小径管15が間隔をあけて並設され、これらの小径管15は仕切板14c、14dで仕切られている両側部P、Qにそれぞれ連通している。又、複数の小径管15が設けられた中央部Rには触媒を充填することにより触媒層16が形成され、更に反応器本体14の中央部領域における一側にガス入口14e、他側にガス出口14fがそれぞれ設けられている。
As the
上記構成の触媒反応器13は、前記接続口14a、14bを介して前記水蒸気発生器4の入口側に近い給水経路10部位に接続される。これにより、例えば給水経路10から前記一方の側部Q内に流入した水は、複数の小径管15を通過して他方の側部P内に移動し、前記接続口14aから出て再び給水経路10内に流入し、水蒸気発生器4に供給される。改質ガスは前記ガス入口14eから入って触媒層16を通過し、ガス出口14fから排出される。
The
水蒸気発生器4に供給された水は、前記と同様に短時間にて蒸気化されると共に、蒸気経路6を経て改質器1に供給されるが、蒸気経路9の途中で原燃料ガスが供給されるため、水蒸気と原燃料ガスとが混入した状態で改質器1の入口側に供給される。
The water supplied to the
水蒸気発生器4で蒸気が発生すると圧力が変動し、この圧力変動によって給水経路10内に脈動が発生し、水蒸気発生器4に流入する給水量が変化する。しかしながら、水蒸気発生器4の入口側には前記触媒反応器13が設けられているため、この触媒反応器13の側部Pの緩衝機能によって脈動エネルギーを吸収することができる。これにより、水蒸気発生器4に流入する給水量の変化を小さく抑えることができる。よって、水蒸気発生器4から改質器1に供給する蒸気量の変化を小さく抑えることができ、水蒸気と原燃料ガスとの混合比S/Cをほぼ一定に保持することが可能となる。
When steam is generated in the
ここで、触媒反応器13は第1実施例におけるCO変成器2として作用させることができる。この場合、前記触媒層16は変成触媒にて形成すればよい。前記のように変成触媒は発熱反応であるから、小径管15を通過する水と熱交換して冷却することができる。即ち、触媒反応器13の中央部Rは触媒冷却機能を有する。又、前記のように触媒反応器13の側部Pはバッファ機能を有している。尚、触媒反応器13は第1実施例におけるCO除去器3として作用させることも可能であるが、水蒸気発生器4から遠い位置となるため好ましいとは言えない。
Here, the
この第2実施例では、触媒反応器13はCO変成器としての機能を備えているので、この触媒反応器13を設けることにより第1実施例におけるCO変成器2を省くことができる。触媒反応器13がバッファ機能を備えているので、バッファ機能を備えたタンク12を設ける必要がなく、構成が簡略化して燃料改質装置のコストダウン及び小型化が可能となる。
In the second embodiment, since the
図4は、本発明に係る燃料改質装置の第3実施例を示す概略構成図であり、第1実施例における前記バッファ手段12の入口側に第1の絞り手段17を設けた構成に特徴を有するものである。この第1の絞り手段17としては、例えば絞り弁、オリフィス、キャピラリチューブ等を用いることができる。 FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of the fuel reforming apparatus according to the present invention, which is characterized in that the first throttle means 17 is provided on the inlet side of the buffer means 12 in the first embodiment. It is what has. As the first throttle means 17, for example, a throttle valve, an orifice, a capillary tube or the like can be used.
この第3実施例において、水蒸気発生器4で蒸気が発生すると圧力が変動し、この圧力変動によって給水経路10内に脈動が発生し、水蒸気発生器4に流入する給水量が変化する。しかしながら、水蒸気発生器4の入口側にはバッファ手段12が設けられているため、このバッファ手段12の緩衝機能によって脈動エネルギーを吸収することができ、且つ前記第1の絞り手段17により水蒸気発生器4の振動で生じる水供給側の流れの乱れを整えることができる。これにより、水蒸気発生器4に流入する給水量の変化を小さく抑えると共に乱流を抑えることができる。よって、水蒸気発生器4から改質器1に供給する蒸気量の変化を小さく抑えることができ、水蒸気と原燃料ガスとの混合比S/Cをほぼ一定に保持することが可能となる。
尚、前記第2実施例において、バッファ手段12の代わりに触媒反応器13を用いる場合にも適用することが可能である。
In the third embodiment, when steam is generated in the
In the second embodiment, the present invention can also be applied to the case where the
図5は、本発明に係る燃料改質装置の第4実施例を示す概略構成図であり、第1実施例における前記バッファ手段12の入口側に逆流防止手段18を設けた構成に特徴を有するものである。この逆流防止手段18としては、例えば逆止弁を用いることができる。 FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a fourth embodiment of the fuel reformer according to the present invention, which is characterized in that a backflow prevention means 18 is provided on the inlet side of the buffer means 12 in the first embodiment. Is. As this backflow prevention means 18, a check valve can be used, for example.
この第4実施例において、水蒸気発生器4で蒸気が発生すると圧力が変動し、この圧力変動によって給水経路10内に脈動が発生し、水蒸気発生器4に流入する給水量が変化する。しかしながら、水蒸気発生器4の入口側にはバッファ手段12が設けられているため、このバッファ手段12の緩衝機能によって脈動エネルギーを吸収することができ、且つ前記逆流防止手段18により水蒸気発生器4の振動で生じる水供給側への流れの影響を阻止することができる。これにより、水蒸気発生器4に流入する給水量の変化を小さく抑えると共に乱流を抑えることができる。よって、水蒸気発生器4から改質器1に供給する蒸気量の変化を小さく抑えることができ、水蒸気と原燃料ガスとの混合比S/Cをほぼ一定に保持することが可能となる。
尚、前記第2実施例において、バッファ手段12の代わりに触媒反応器13を用いる場合にも適用することが可能である。
In the fourth embodiment, when steam is generated in the
In the second embodiment, the present invention can also be applied to the case where the
図6は、本発明に係る燃料改質装置の第5実施例を示す概略構成図であり、第4実施例における水蒸気発生器4の出口側に第2の絞り手段19を設けた構成に特徴を有するものである。この第2の絞り手段19としては、前記第1の絞り手段17と同様に例えば絞り弁、オリフィス、キャピラリチューブ等を用いることができる。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a fifth embodiment of the fuel reformer according to the present invention, which is characterized in that the second throttle means 19 is provided on the outlet side of the
この第5実施例において、水蒸気発生器4で蒸気が発生すると圧力が変動し、この圧力変動の影響によって水蒸気発生器4から前記改質器1に水蒸気を供給する蒸気経路9に脈動が生じるが、蒸気経路9における水蒸気発生器4の出口側に第2の絞り手段19が設けられているため、この第2の絞り手段19により水蒸気の流れが整えられる。又、前記と同様に水蒸気発生器4の入口側にはバッファ手段12が設けられているため、このバッファ手段12の緩衝機能によって水蒸気発生器4で発生する脈動エネルギーを吸収することができ、且つ前記第1の絞り手段17により水蒸気発生器4の振動で生じる水供給側の流れの乱れを整えることができる。これにより、水蒸気発生器4に流入する給水量の変化を小さく抑えると共に乱流を抑えることができ、且つ水蒸気発生器4から改質器1に供給する蒸気量の変化を小さく抑えることができ、水蒸気と原燃料ガスとの混合比S/Cをほぼ一定に保持することが可能となる。
In the fifth embodiment, when steam is generated in the
ここで、前記バッファ手段12の緩衝機能を実験したところ、バッファタンクとしては水供給側の1分当たりに流れる水量に対して、1倍〜4倍程度の容積を有するものであれば十分な緩衝機能が得られることが分った。例えば、流水量を10cc/minとした場合には、容積10cc〜40ccのバッファタンクを用いればよい。又、バッファ構造としては、多数の管を並設するなど流路本数を増やすことによっても十分な緩衝機能が得られた。例えば、直径25.4mmの円筒状バッファタンクに代えて直径6.35mmの管を10本程度用いればよいことが分った。 Here, when the buffer function of the buffer means 12 was tested, it is sufficient if the buffer tank has a volume of about 1 to 4 times the amount of water flowing per minute on the water supply side. It turns out that the function is obtained. For example, when the flow rate is 10 cc / min, a buffer tank having a volume of 10 cc to 40 cc may be used. Further, as a buffer structure, a sufficient buffering function was obtained by increasing the number of flow paths, such as by arranging a large number of tubes in parallel. For example, it has been found that about ten pipes having a diameter of 6.35 mm may be used instead of the cylindrical buffer tank having a diameter of 25.4 mm.
前記水蒸気発生器4における圧力の変化状態を測定してみた。図7は、何ら対策を施さない比較例(従来例)での圧力変化を示すものであり、図8は前記第3実施例の構成のものでの圧力変化を示し、図9は前記第5実施例の構成のものでの圧力変化を示すものである。比較例での圧力変化に比べると、第3実施例の構成のものと第5実施例の構成のものは圧力変化が小さく抑えられているのが認められ、第3実施例の構成のものと第5実施例のものとを比べると、第5実施例の構成のものがより一層圧力変化を小さく抑えているのを認めることができる。この第5実施例の構成のものは、圧力変動を約20%低減することが可能である。
The pressure change state in the
本発明に係る燃料改質装置は、特に燃料電池発電システムに組み込んで使用される燃料改質装置として適用することができ、水蒸気発生器に流入する給水量の変化を小さく抑えることができると共に、水蒸気発生器から改質器に供給する蒸気量の変化を小さく抑えることができる。これにより、水蒸気と原燃料ガスとの混合比S/Cをほぼ一定に保持することが可能となり、燃料電池に安定した改質ガスを供給し、燃料電池の発電性能を向上させることができる。 The fuel reforming apparatus according to the present invention can be applied particularly as a fuel reforming apparatus used by being incorporated in a fuel cell power generation system, and can suppress a change in the amount of feed water flowing into the steam generator, A change in the amount of steam supplied from the steam generator to the reformer can be kept small. As a result, the mixing ratio S / C between the water vapor and the raw fuel gas can be kept substantially constant, a stable reformed gas can be supplied to the fuel cell, and the power generation performance of the fuel cell can be improved.
1 改質器
2 CO変成器
3 CO除去器
4 水蒸気発生器
5 燃料電池
6 給水経路
7 絞り手段
8 バーナ
9 蒸気経路
10 給水経路
11 熱交換器
12 バッファ手段
13 触媒反応器
14 反応器本体
15 小径管
16 触媒層
17 第1の絞り手段
18 逆流防止手段
19 第2の絞り手段
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