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JPS61236601A - 燃料電池システム用の水蒸気改質装置 - Google Patents

燃料電池システム用の水蒸気改質装置

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JPS61236601A
JPS61236601A JP60074251A JP7425185A JPS61236601A JP S61236601 A JPS61236601 A JP S61236601A JP 60074251 A JP60074251 A JP 60074251A JP 7425185 A JP7425185 A JP 7425185A JP S61236601 A JPS61236601 A JP S61236601A
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JP
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fuel
air
catalyst
zone
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JP60074251A
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天野　義明
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英二 横山
Hideo Ooyachi
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は天燃ガスと水蒸気とを加熱下で触媒の作用によ
り反応（水蒸気改質反応）させて、水素含有ガスを製造
する水蒸気改質装置に係り、特に加熱装置の改良に関す
る。
〔発明の背景〕
従来の水蒸気改質装置については、例えば富士時′４第
５５巻第９号の「水蒸気改質装置」と題する文献に記載
されている。この水蒸気改質装置を第４図ないし第６図
を参照して説明する。第４図において、１は改質炉胴体
、２は胴体１内に配設された複数の反応官、３は反応管
２内に保持された触媒、４は天燃ガスと水蒸気との混合
ガス（原料ガス）を胴体１内に導入する原料ガス入口、
５は改質ガス（水素含有ガス）を取り出す改質ガス出口
、６は胴体ｌの下部に設置されて、反応管２を加熱する
加熱装置、７は加熱装置６に燃料を供給する燃料供給管
、８は加熱装置ｆ６に燃焼用空気を供給する空気供給管
、９は反応−ｇ２を加熱した後の燃焼排ガスを送出する
燃焼排ガス出口である。
第５図および第６図は加熱装置６の詳細を示したもので
、６Ａは加熱装置の本体、１０は本体６Ａ内において円
周上に配置された複数個の燃料ノズル、１１は各燃料ノ
ズル１０部分に配置された空気ノズルで、この空気ノズ
ル１１と燃料ノズル１０とで燃焼バーナを形成している
。１２は燃料供給管７から供給される燃料を各燃料ノズ
ル１０に分配する燃料ヘッダ、１３は空気供給管８から
供給される空気を各空気ノズル１１に分配する空気ヘッ
ダ、１４は燃料供給管７の燃料流量を調節する燃料流量
調節弁、１５は空気供給管８の空気流量を調節する空気
流！調節弁、１６は燃焼バーナに点火し、燃焼を持続さ
せるパイロットバーナ、１７はパイロットバーナ１６を
点火するだめの点火ロンド、１８は点火ロッド１７に火
花を発生させる点火装置、１９はパイロットバーナ１６
への燃料を遮断するためのパイロットガス電磁弁である
。
前述の水蒸気改質装置において、加熱装置６の燃焼バー
ナにより反応管２を加熱した状態で原料ガス人口４から
原料ガスを胴体１内に送り込むと、その原料ガスの天燃
ガスと水蒸気とが反応管２内の触媒３０作用により反応
して改質ガスが得られる。この改質ガスは反応管２内の
内管２０を経て改質ガス出口５よ＃）取シ出される。尚
、第４図において、２１は胴体１内に取付けた断熱材を
示す。
しかし、従来の水蒸気改質装置は、その加熱部＋１６の
加熱部を燃焼バーナのみで形成しているので、例えば燃
料電池システムのように負荷変動の激しいシステムに使
用した場合、次のような不具合が生じる。
（１）　　負荷の急変により、燃料あるいは空気の供給
圧力が変動し、不安定燃焼、失火現象を起し易い。特に
部分負荷で運転する場合、燃料ノズルｌＯへ送られる燃
料供給量や空気ノズル１１へ送られる空気供給量が減少
するため、これらの流速が減少して設計点からずれ、不
安定燃焼や失火現象を招き易い。
（２）点火やパイロットのための部品が付属するので、
安全上、これらの信頼性を高くしておかなければならな
い。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、従来技術の不具合を屏消し１、荷変動
、部分負荷運転に対しても安定した燃焼が得られる水蒸
気改質装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、加熱装置の加熱部を、バーナ燃焼による加熱
部と、触媒燃焼による加熱部とで構成し、燃料や空気の
供給流量、圧力の変動にあまシ影響されない触媒燃焼を
もってバーナ燃焼の一部分を担うことにより、負荷変動
、部分負荷運転に対しても安定した燃焼が得られるよう
にしたものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一芙施例を第１図ないし第３図により説
明する。第１図は本発明の水蒸気改質装置における加熱
装置の断面図、第２図は第１図の人−入断面図、第３図
は第１図のイ部の詳細断面図を示している。図において
、第５図、第６図と同一符号のものは同じもの、もしく
は相当するものを示している。この加熱装置は、燃料ノ
ズル１０と空気ノズル１１とで形成される燃焼バーナの
内側中央部に触媒燃焼部２２を形成している。
この触媒燃焼部２６は、燃焼触媒２３に燃料と空気（ま
たは酸素）の混合ガスを通過させ、燃焼触媒・２３の作
用により燃焼を行うものである。前記燃焼触媒２３は耐
火材の筒２４内においてハニカム２５人で保持されてい
る。また燃焼触媒２３の上面には、該触媒の上昇を抑え
、かつ燃焼ガスの流れを均一にするハニカム２５Ｂが設
けられている。前記筒２４は加熱装置の本体６人に嵌め
込まれている。また本体６人には、燃料供給通路２５お
よび空気供給通路２６と、内通路から供給される燃料、
空気を混合してその混合ガスを燃焼触媒２３へ送る混合
ガス供給通路２７とが設けられている。燃料供給通路２
５は燃料供給管７から分岐する枝管２８に接続され、ま
た空気供給通路２６は空気供給管８から分岐する枝管２
９に接続されている。前記枝管２８には燃料を遮断する
遮断弁３０が設けられ、また枝管２９には始動時に空気
を予熱するヒータ３１および空気流量を調節するオリフ
ィス３２が設けられている。
本発明による水蒸気改質装置は、その加熱装置６の加熱
部を、バーナ燃焼による加熱部と、可燃限界（燃料と空
気との混合割合のうち燃焼可能な範囲）が広く、かつ吹
き消え限界（吹き消えを起すガス流速）が高い触媒燃焼
による加熱部とて構成してから、負荷変動によ多燃料や
空気の流量、圧力が変動しても、また部分負荷運転にお
いても中央部の触媒燃焼部２２で安定した燃焼が得られ
、これにより不安定燃焼を起し易い周囲のバーナ燃焼部
分が安定化する。
従って、負荷変動、部分負荷運転に起因する不安定燃焼
、失火現象を防止することができる。また、触媒燃焼部
２２によりバーナ燃焼部の点火を行えるので、火花放電
による点火装置が不要となり、点火失敗による爆発等の
危険性もなくせる。
〔発明の効果〕
以上の如く、本発明によれば、負荷変動）部分負荷運転
に対しても安定した燃焼が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示し、第１図
は本発明の水蒸気改質装置における加熱装置の断面図、
第２図は第１図のＡ−ＡＪ面図、第３図は第１図のイ部
の詳ａ断面図、第４図は従来の水蒸気改質装置の断面図
、第５図は第４図における加熱装置の断面図、第６図は
第５図のＢ−Ｂ断面図である。 ｌ・・・改質炉胴体、２・・・反応管、３・・・触媒、
６・・・加熱装置、ｌＯ・・・燃料ノズル、１１・・・
空気ノズル、２２・・・触媒燃焼部、２３・・・燃焼触
媒、２５・・・燃料供給通路、２６・・・空気供給通路
、２７・・・混合ガス供給通路。 第３図 篤４図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 改質炉胴体内に配設される反応管と、その反応管内に保
    持される触媒と、改質炉胴体の下部に設置されて、反応
    管を加熱する加熱装置とを備え、天燃ガスと水蒸気とを
    加熱されている反応管内へ送り、前記触媒の作用により
    天燃ガスと水蒸気とを反応させて、水素含有ガスを製造
    する水蒸気改質装置において、前記加熱装置の加熱部を
    、バーナ燃焼による加熱部と、触媒燃焼による加熱部と
    で構成したことを特徴とする水蒸気改質装置。
JP60074251A 1985-04-10 1985-04-10 燃料電池システム用の水蒸気改質装置 Granted JPS61236601A (ja)

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US4838897A (en) 1989-06-13

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