[發明專利]燃料處理裝置

有效

• 申請號: 200980000550.0
• 申請日: 2009-05-26
• 公開（公告）號: CN101743192A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 信岡政樹;永井宏幸;島和也;吉本美由紀;宮崎雅保
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: C01B3/38
• 分類號: C01B3/38;H01M8/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張勁松

技術領域

本發明涉及生成用于燃料電池的燃料氣體的燃料處理裝置。

背景技術

家庭用熱電聯供(cogeneration)系統等燃料電池系統包括：生成含有 氫的燃料氣體的燃料處理裝置；以及利用由燃料處理裝置生成的燃料氣體 來發電的燃料電池。

燃料處理裝置包括：改質部，通過水蒸氣改質反應，從水蒸氣和碳氫 類燃料等原料氣體生成以氫為主要成分的富氫氣體；以及一氧化碳去除部， 從富氫氣體中去除對燃料電池的催化劑具有毒化作用的一氧化碳。

一氧化碳去除部進一步包括：變換部，通過由CO變換催化劑進行的 轉換反應，使富氫氣體中的一氧化碳濃度降低至0.5％左右；選擇氧化部， 通過由CO選擇氧化催化劑進行的選擇氧化反應，進一步使富氫氣體中的一 氧化碳濃度降低至10ppm以下左右；以及混合流路，將變換部和選擇氧化 部連接。混合流路是用于將從變換部排出的富氫氣體和空氣混合的流路。 為了在混合流路內將富氫氣體和空氣混合，已知有將空氣供給到富氫氣體 流過的混合流路的方法(例如參照專利文獻1)。

圖1A和圖1B表示已提出的燃料處理裝置(例如參照專利文獻1)中 的混合流路的剖面圖。

如圖1A和圖1B所示，混合流路10將變換部20和選擇氧化部30連 接。混合流路10還與空氣供給管(40、41)連接。而且，空氣供給管(40、 41)延伸至混合流路10的橫截面的中心為止。圖1A和圖1B中的虛線箭頭 表示富氫氣體的流向，實線箭頭表示空氣的流向。

如圖1A所示，經由空氣供給管40將空氣供給到富氫氣體流過的混合 流路10內，由此能夠將富氫氣體和空氣混合。另外，如圖1B所示，經由 在空氣供給管41的前端形成的多個開口部42將空氣供給到富氫氣體流過 的混合流路10內，由此能夠將富氫氣體和空氣混合。

另外，由于空氣供給管延伸至混合流路10的橫截面的中心為止，所以 能夠將空氣供給到富氫氣體的流速較快的混合流路10的橫截面的中心，促 進富氫氣體和空氣的混合。

通常，流過混合流路10內的富氫氣體的流量是從空氣供給管供給的空 氣流量的約20倍左右。

這樣，若流過混合流路內的富氫氣體的流量較多，所供給的空氣的流 量較小，則空氣的流速較慢，通過供給空氣而在混合流路內形成的旋渦較 小。若所形成的旋渦較小，則在混合流路內不能充分地混合富氫氣體和空 氣。另外，也考慮為了加快空氣的流速而使空氣的噴出孔較小，但此時， 壓力損失較大。

另外，如上所述由于富氫氣體的流量較大，所以在圖1A和圖1B所示 的、使空氣流入富氫氣體流過的混合流路的方式中也存在壓力損失較大的 問題。

這樣，在圖1A和圖1B所示的、將空氣供給到富氫氣體流過的混合流 路的方式中存在下述問題，即，無法將富氫氣體和空氣充分混合且壓力損 失較大。

為了解決這樣的問題，提出了將富氫氣體供給到空氣流過的混合流路 的方式(例如參照專利文獻2)。圖2是專利文獻2公開的燃料處理裝置中 的混合流路10的立體圖。

如圖2所示，混合流路10通過填充了富氫氣體的室50內且具有多個 氣體供給口11。氣體供給口遍及混合流路10的全長地形成。混合流路10 的上游端連接到空氣供給部，混合流路10的下游端連接到選擇氧化部。

接著，說明在圖2所示的混合流路10內使富氫氣體和空氣混合的步驟。 首先，從空氣供給部將空氣供給到混合流路10內。其后，經由設置在混合 流路的多個氣體供給口11，將富氫氣體供給到混合流路10內。

在圖2所示的、將富氫氣體供給到空氣流過的混合流路的方式的混合 流路中，由于將流量較多的富氫氣體供給到流量較少的空氣流過的混合流 路內，所以富氫氣體高流速地被供給到混合流路內。因此，與圖1A和圖 1B所示的混合流路相比，能夠高效率地混合富氫氣體和空氣。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開2003-226504號公報

專利文獻2：特開2004-262725號公報