專利名稱：氫發(fā)生器和燃料電池發(fā)電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及構(gòu)建以通過(guò)使用碳?xì)淙剂侠绯鞘忻簹夂蚅PG作為原料氣產(chǎn)生含高 濃度氫的生成氣的氫發(fā)生器，以及涉及包括構(gòu)建以通過(guò)使用由氫發(fā)生器產(chǎn)生的氫發(fā)電的燃 料電池的燃料電池發(fā)電器。
背景技術(shù)：
燃料電池發(fā)電器主要包括構(gòu)建以產(chǎn)生含高濃度氫的生成氣的氫發(fā)生器；和構(gòu)建 以通過(guò)使用由氫發(fā)生器產(chǎn)生的氫發(fā)電的燃料電池。氫發(fā)生器包括重整部，構(gòu)建所述重整部以通過(guò)使用重整催化劑將原料氣和蒸氣 進(jìn)行蒸汽重整反應(yīng)產(chǎn)生含氫、甲烷、一氧化碳(以約10-15%的量)、二氧化碳和蒸汽的重整 氣體，其中將碳?xì)淙剂侠绯鞘忻簹夂蚅PG用作原料氣；和CO去除部，構(gòu)建所述CO去除部 以從重整氣體中去除對(duì)燃料電池顯示中毒作用的一氧化碳。當(dāng)將質(zhì)子交換膜燃料電池用作燃料電池時(shí)，需要將包含于重整氣體中的一氧化碳 濃度去除至約lOppm。通常，CO去除部包括包含以下的兩段部轉(zhuǎn)化部，構(gòu)建其以通過(guò)使用 轉(zhuǎn)化催化劑的轉(zhuǎn)移反應(yīng)(shift reaction)將一氧化碳去除至約0. 5%；以及選擇氧化部，構(gòu) 建其以通過(guò)使用選擇性催化劑將一氧化碳和氧混合，從而通過(guò)選擇性氧化反應(yīng)(selective oxidation reaction)將一氧化碳氧化并將CO的濃度降至IOppm以下。從小型化、高效率化、啟動(dòng)特性提高、驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性提高和由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化而成本下降 的觀點(diǎn)，提出多種設(shè)備作為氫發(fā)生器。作為其實(shí)例，為了實(shí)現(xiàn)小型(compact)、高效的氫發(fā)生 器，提供了包括一體化的重整部和CO去除部，此外還有水蒸發(fā)部的氫發(fā)生器，所述水蒸發(fā) 部與催化劑層鄰接一體化設(shè)置而不是設(shè)置在氫發(fā)生器外部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)最佳的熱平 衡和穩(wěn)定的運(yùn)行，同時(shí)將在氫發(fā)生器中的熱最大水平地利用，從而減小氫發(fā)生器的結(jié)構(gòu)尺 寸，此外還降低了氫發(fā)生器的成本。然而，當(dāng)氫發(fā)生器的運(yùn)行狀態(tài)(例如，在燃料電池系統(tǒng)內(nèi)置的氫發(fā)生器中對(duì)于燃 料電池的發(fā)電負(fù)載)變化時(shí)，產(chǎn)生的氫量由于原料供給量和水供給量的變化而減少或增 加。當(dāng)水供給量從少量變?yōu)榇罅繒r(shí)，更大量的水供給至水蒸發(fā)部。構(gòu)建水蒸發(fā)部以達(dá)到平衡，以通過(guò)來(lái)自圍繞在所述水蒸發(fā)部周圍的燃燒器的燃燒 尾氣的熱和催化劑層的熱來(lái)蒸發(fā)水。然而，當(dāng)突然供給大量水時(shí)，根據(jù)環(huán)境不能將供給的水 完全蒸發(fā)，從而會(huì)將一些未汽化的水以液滴的形式供給至重整催化劑中。當(dāng)將液滴供給至重整催化劑時(shí)，在液滴蒸發(fā)期間液滴吸收重整催化劑的潛熱，以 使重整催化劑的溫度局部突然下降。溫度下降還誘發(fā)位于周圍區(qū)域中的催化劑溫度下降。 結(jié)果，重整催化劑(transforming catalyst)整體不能維持穩(wěn)定的溫度狀態(tài)，這會(huì)導(dǎo)致氫產(chǎn) 生量的波動(dòng)。在供給有液滴的催化劑中，瞬間溫度下降，以致催化劑可能受到熱沖擊，并且可能 發(fā)生開裂或剝落。因此，在相關(guān)技術(shù)結(jié)構(gòu)中，將第二蒸發(fā)部設(shè)置在水蒸發(fā)部下游側(cè)的下部， 將隔離壁(partition wall)設(shè)置在第二蒸發(fā)部的下部和側(cè)部上。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使液滴從蒸發(fā)部排出，液滴也會(huì)被第二蒸發(fā)部的下部捕集，并僅將通過(guò)蒸發(fā)已捕集(trapped)的液 滴而產(chǎn)生的蒸汽從第二蒸發(fā)部輸送出(參見例如專利文獻(xiàn)1)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 JP-A-2008-63171

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題然而，組件數(shù)目的增加和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化導(dǎo)致組件成本或制造成本增加。此外，當(dāng)不 使用此類捕集結(jié)構(gòu)而形成充分長(zhǎng)的足以完全蒸發(fā)水分的蒸發(fā)部時(shí)，氫發(fā)生器的整體尺寸增 大，所述氫發(fā)生器的表面積也變大。因此，放熱量變得更大，這劣化氫發(fā)生器的效率(即，熱 的有效利用)。此外，所述氫發(fā)生器的尺寸增加還導(dǎo)致成本增加，以致氫發(fā)生器的價(jià)值下降。此外，當(dāng)將水蒸發(fā)部的流路作為單一部以其中蒸發(fā)部和催化劑層彼此鄰接設(shè)置的 構(gòu)造形成(專利文獻(xiàn)1)時(shí)，催化劑層和蒸發(fā)部沿催化劑層流動(dòng)的方向均勻地交換熱。在催 化劑層例如轉(zhuǎn)化催化劑層和選擇氧化催化劑層中，轉(zhuǎn)化反應(yīng)或選擇性氧化反應(yīng)發(fā)生在作為 其入口近鄰的催化劑層上游部，因此，催化劑層上游部的溫度由于反應(yīng)熱而增加。同時(shí)，催 化劑層中游部(middle flow portion)或其接近于出口的下游部的溫度由于催化劑層與水 蒸發(fā)部之間的熱交換而降低。因此，催化劑層上游部的溫度增加，而下游部的溫度降低。當(dāng)催化劑層的溫度太高 和太低時(shí)，催化劑特性劣化。此外，當(dāng)催化劑層的溫度太高時(shí)，催化劑由于高溫而劣化。結(jié) 果，催化劑必須在耐熱溫度以下使用。如果在催化劑層中存在大的溫度分布，可能不能充分 地保證催化劑的特性。本發(fā)明的目的在于提供一種氫發(fā)生器，其能夠適當(dāng)?shù)鼐S持重整催化劑層、轉(zhuǎn)化催 化劑層和選擇性氧化層中的至少之一的溫度，并顯示出穩(wěn)定的性能。用于解決問題的方案為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的氫發(fā)生器包括原料供給部，構(gòu)建所述原料供給 部以供給原料氣；水供給部，構(gòu)建所述水供給部以供給水；水蒸發(fā)部，將所述水蒸發(fā)部連接 至原料供給部和水供給部，構(gòu)建所述水蒸發(fā)部以將供給的水轉(zhuǎn)化為蒸汽并將該蒸汽與原料 氣混合；燃燒器，將所述燃燒器連接至構(gòu)建以供給燃?xì)獾娜剂瞎┙o部和構(gòu)建以供給燃燒空 氣的空氣供給部；燃燒尾氣流路，所述燃燒尾氣流路設(shè)置在水蒸發(fā)部的內(nèi)側(cè)并且來(lái)自燃燒 器的燃燒尾氣流過(guò)該燃燒尾氣流路；重整催化劑層，構(gòu)建所述重整催化劑層以接收由水蒸 發(fā)部供給的氣體混合物并通過(guò)氣體混合物與重整催化劑的蒸汽重整反應(yīng)產(chǎn)生含氫的重整 氣體；和一氧化碳減少部，所述一氧化碳減少部設(shè)置在水蒸發(fā)部的外側(cè)，構(gòu)建所述一氧化碳 減少部以接收重整氣體并降低在重整氣體包含的一氧化碳量，其中所述水蒸發(fā)部包括流路 構(gòu)件，所述流路構(gòu)件設(shè)置在燃燒尾氣流路的外側(cè)并限定原料氣和水流過(guò)的流路，和其中根 據(jù)燃燒尾氣流路與水蒸發(fā)部之間的熱交換量和水蒸發(fā)部與一氧化碳減少部之間的熱交換 量中的至少之一改變水蒸發(fā)部中的流路構(gòu)件的間距(Pitch)。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)燃燒尾氣流路與水蒸發(fā)部之間的熱交換量和水蒸發(fā)部與一氧化碳減少部之間的熱交換量中的至少之一改變水蒸發(fā)部中的流路構(gòu)件的間距，由此，能夠適 當(dāng)維持重整催化劑層的溫度，和使氫發(fā)生器的性能穩(wěn)定化。


圖1為示出本發(fā)明第一實(shí)施方案的氫發(fā)生器的示意圖。圖2為示出本發(fā)明第二實(shí)施方案的氫發(fā)生器的示意圖。圖3為轉(zhuǎn)化催化劑的特性圖表。圖4為選擇性氧化催化劑的特性圖表。附圖標(biāo)記說(shuō)明1燃?xì)夤┙o部2空氣流路3 風(fēng)機(jī)4燃燒器5原料氣供給部6水供給部7水蒸發(fā)部8，18 圓管9重整催化劑層10轉(zhuǎn)化催化劑層11選擇氧化催化劑層12生成氣出口I3 排氣口14選擇性氧化空氣供給部15控制部16燃燒尾氣流路17絕熱材料100 圓筒101 圓筒
具體實(shí)施例方式第一發(fā)明的氫發(fā)生器包括原料供給部，構(gòu)建所述原料供給部以供給原料氣；水 供給部，構(gòu)建所述水供給部以供給水；水蒸發(fā)部，將所述水蒸發(fā)部連接至原料供給部和水供 給部，構(gòu)建所述水蒸發(fā)部以將供給的水轉(zhuǎn)化為蒸汽并將該蒸汽與原料氣混合；燃燒器，將所 述燃燒器連接至構(gòu)建以供給燃?xì)獾娜剂瞎┙o部和構(gòu)建以供給燃燒空氣的空氣供給部；燃燒 尾氣流路，所述燃燒尾氣流路設(shè)置在水蒸發(fā)部的內(nèi)側(cè)并且來(lái)自燃燒器的燃燒尾氣流過(guò)該燃 燒尾氣流路；重整催化劑層，構(gòu)建所述重整催化劑層以接收由水蒸發(fā)部供給的氣體混合物 并通過(guò)氣體混合物與重整催化劑的蒸汽重整反應(yīng)產(chǎn)生含氫的重整氣體；和一氧化碳減少 部，所述一氧化碳減少部設(shè)置在水蒸發(fā)部的外側(cè)，構(gòu)建所述一氧化碳減少部以接收重整氣 體并降低在重整氣體中包含的一氧化碳量，其中所述水蒸發(fā)部包括流路構(gòu)件，所述流路構(gòu)件設(shè)置在燃燒尾氣流路的外側(cè)并限定原料氣和水流過(guò)的流路，和其中根據(jù)燃燒尾氣流路與 水蒸發(fā)部之間的熱交換量和水蒸發(fā)部與一氧化碳減少部之間的熱交換量中的至少之一改 變水蒸發(fā)部中的流路構(gòu)件的間距。根據(jù)第一發(fā)明，根據(jù)燃燒尾氣流路與水蒸發(fā)部之間的熱交換量和水蒸發(fā)部與一氧 化碳減少部之間的熱交換量中的至少之一改變水蒸發(fā)部中的流路構(gòu)件的間距。從而能夠適 當(dāng)?shù)鼐S持重整催化劑層的溫度和一氧化碳減少部的溫度，因此能夠使氫發(fā)生器的性能穩(wěn)定 化。根據(jù)第二發(fā)明，特別是在第一發(fā)明的氫發(fā)生器中，在期望燃燒尾氣流路與水蒸發(fā) 部之間的熱交換量和水蒸發(fā)部與一氧化碳減少部之間的熱交換量中的至少之一增加的部 位處，將在水蒸發(fā)部中的流路構(gòu)件的間距設(shè)置為相對(duì)小。根據(jù)第二發(fā)明，使水蒸發(fā)部中的流路構(gòu)件的間距在期望熱交換量增加的部位處相 對(duì)小，由此能夠適當(dāng)?shù)鼐S持重整催化劑層的溫度和一氧化碳減少部的溫度，這能夠使氫發(fā) 生器的性能穩(wěn)定化。根據(jù)第三本發(fā)明，特別是在第一或第二發(fā)明的氫發(fā)生器中，構(gòu)建水蒸發(fā)部下游部， 以使在燃燒尾氣流路與水蒸發(fā)部之間的熱交換量中，燃燒尾氣流路與水蒸發(fā)部下游部之間 的熱交換量變得大于燃燒尾氣流路與水蒸發(fā)部除了其下游部之外的部位之間的熱交換量。根據(jù)第三發(fā)明，構(gòu)建水蒸發(fā)部下游部，以使水蒸發(fā)部下游部與燃燒尾氣流路之間 的熱交換量變得大于水蒸發(fā)部除了其下游部之外的部位與燃燒尾氣流路之間的熱交換量。 因此，防止液滴供給至重整催化劑層，這能夠使氫發(fā)生器的性能穩(wěn)定化。根據(jù)第四發(fā)明，特別是在第一至第三發(fā)明中的任一發(fā)明的氫發(fā)生器中，水蒸發(fā) 部的流路構(gòu)件包括兩個(gè)圓筒和夾置于所述兩個(gè)圓筒之間的螺旋狀隔離部(partition portion)，和在水蒸發(fā)部下游部中的隔離部間距小于在水蒸發(fā)部除了其下游部之外的部位 中的隔離構(gòu)件的間距。根據(jù)第四發(fā)明，使得在水蒸發(fā)部下游部中的隔離部間距小于在水蒸發(fā)部除了其下 游部之外的部位中的隔離部間距。因此，水蒸發(fā)部下游部與燃燒尾氣流路之間的熱交換量 能夠通過(guò)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)而增加。根據(jù)第五發(fā)明，特別是在第一或第二發(fā)明中的氫發(fā)生器中，一氧化碳減少部包括 轉(zhuǎn)化催化劑層，構(gòu)建所述轉(zhuǎn)化催化劑層以接收重整氣體和使用轉(zhuǎn)化催化劑通過(guò)轉(zhuǎn)移反應(yīng)減 少重整氣體中的一氧化碳，將轉(zhuǎn)化催化劑層鄰接于水蒸發(fā)部外側(cè)配置，構(gòu)建所述轉(zhuǎn)化催化 劑層以使在水蒸發(fā)部與轉(zhuǎn)化催化劑層的重整氣體流上游部之間的熱交換量變得大于水蒸 發(fā)部與轉(zhuǎn)化催化劑層的除了重整氣體流上游部之外的部位之間的熱交換量。根據(jù)第五發(fā)明，使在水蒸發(fā)部與轉(zhuǎn)化催化劑層的重整氣體流上游部之間的熱交換 量大于水蒸發(fā)部與轉(zhuǎn)化催化劑層的除了重整氣體流上游部之外的部位之間的熱交換量。因 此，使全部轉(zhuǎn)化催化劑的溫度分布小，從而使全部轉(zhuǎn)化催化劑處于轉(zhuǎn)化催化劑易于展示其 大部分特征的溫度狀態(tài)。因此，實(shí)現(xiàn)氫發(fā)生器的穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)第六發(fā)明，特別是在第五發(fā)明的氫發(fā)生器中，水蒸發(fā)部的流路構(gòu)件包括兩個(gè) 圓筒和夾置于所述兩個(gè)圓筒之間的螺旋狀隔離部，和水蒸發(fā)部中的接近于轉(zhuǎn)化催化劑層上 游部的隔離部間距小于水蒸發(fā)部中的鄰接于所述轉(zhuǎn)化催化劑層除了上游部之外的部位的 隔離部間距。
根據(jù)第六發(fā)明，在水蒸發(fā)部中的接近轉(zhuǎn)化催化劑層上游部的隔離部間距小于水蒸 發(fā)部中的位于鄰接于所述轉(zhuǎn)化催化劑層除了其上游部之外的部位的隔離部間距。因此，能 夠使在水蒸發(fā)部與轉(zhuǎn)化催化劑層的重整氣體流上游部位之間的熱交換量通過(guò)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)更 大。根據(jù)第七發(fā)明，特別是在第一或第二發(fā)明的氫發(fā)生器中，所述一氧化碳減少部包 括轉(zhuǎn)化催化劑層，構(gòu)建所述轉(zhuǎn)化催化劑層以接收重整氣體和使用轉(zhuǎn)化催化劑通過(guò)轉(zhuǎn)移反 應(yīng)減少重整氣體中的一氧化碳；和選擇氧化催化劑層，向所述選擇氧化催化劑層中引入來(lái) 自轉(zhuǎn)化催化劑層的轉(zhuǎn)化氣體，其中選擇性氧化催化劑通過(guò)供給氧化劑減少轉(zhuǎn)化氣體中的一 氧化碳，將所述選擇氧化催化劑層鄰接于水蒸發(fā)部外側(cè)配置，并且在水蒸發(fā)部與選擇氧化 催化劑層的重整氣體流上游部之間的熱交換量變得大于水蒸發(fā)部與選擇氧化催化劑層的 除了重整氣體流上游部之外的部位之間的熱交換量。根據(jù)第七發(fā)明，使在水蒸發(fā)部與選擇氧化催化劑層的重整氣體流上游部之間的熱 交換量大于水蒸發(fā)部與選擇氧化催化劑層的除了重整氣體流上游部之外的部位之間的熱 交換量。因此，使全部選擇性氧化催化劑的溫度分布小，從而使全部選擇性氧化催化劑處于 選擇性氧化催化劑易于展示其大部分特征的溫度狀態(tài)。因此，實(shí)現(xiàn)氫發(fā)生器的穩(wěn)定運(yùn)行。在特別是根據(jù)第七發(fā)明的第八發(fā)明的燃料電池發(fā)電器中，水蒸發(fā)部的流路構(gòu)件包 括兩個(gè)圓筒和夾置于所述兩個(gè)圓筒之間的螺旋狀隔離部，其中，水蒸發(fā)部中的接近于選擇 氧化催化劑層上游部的隔離部間距小于水蒸發(fā)部中的鄰接于選擇氧化催化劑層除了上游 部之外的部位的隔離部間距。根據(jù)第八發(fā)明，使在接近選擇氧化催化劑層上游部的隔離部間距小于鄰接于選擇 氧化催化劑層除了上游部之外的部位的隔離部間距。能夠使在水蒸發(fā)部與選擇氧化催化劑 層的重整氣體流上游部之間的熱交換量通過(guò)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)更大。在第九發(fā)明的燃料電池發(fā)電器中，包括第四、第六和第八發(fā)明中的任一項(xiàng)發(fā)明的 氫發(fā)生器，所述螺旋狀隔離部包括金屬圓管(round bar)。根據(jù)第九發(fā)明，所述螺旋狀隔離部能夠通過(guò)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)制造。第十發(fā)明的的燃料電池發(fā)電器包括第一至第九發(fā)明中的任一項(xiàng)發(fā)明的氫發(fā)生器。根據(jù)第十發(fā)明，所述燃料電池發(fā)電器能夠通過(guò)設(shè)置實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行的性能的氫發(fā)生 器來(lái)運(yùn)行。以下將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方案。(第一實(shí)施方案)圖1為示出本發(fā)明第一實(shí)施方案的氫發(fā)生器。氫發(fā)生器包括燃燒器4。燃燒器4 將供給自燃?xì)夤┙o部1的燃?xì)夂凸┙o自風(fēng)機(jī)3并經(jīng)由空氣流路2輸送的空氣混合，從而形 成火焰。由燃燒器4產(chǎn)生的燃燒尾氣流入位于圓筒100內(nèi)部的燃燒尾氣流路16中并經(jīng)由 排氣口 13排出至氫發(fā)生器的外部。水蒸發(fā)部7位于燃燒尾氣流路16的外側(cè)。水蒸發(fā)部7接收來(lái)自原料氣供給部5 的原料氣和來(lái)自水供給部6的水并將供給的水(以蒸汽形式)與原料氣混合。構(gòu)建水蒸發(fā) 部7，以使作為螺旋狀隔離部的金屬圓管8夾置于圓筒100與圓筒101之間，從而在圓管8 之間形成空間，以使原料氣和水沿圓管8通過(guò)該空間流通(guided)。因此，水蒸發(fā)部7的空 間通過(guò)螺旋狀圓管8分隔，因此形成圍繞在圓筒100外周的螺旋狀流路。換言之，水蒸發(fā)部7包括配置在燃燒尾氣流路16外側(cè)并作為原料氣和水流過(guò)的流路構(gòu)件的金屬圓管8。為了有效地利用燃燒器4的燃燒熱，發(fā)生器整體用絕熱材料17包覆。使得水蒸發(fā)部7下游部中圓管8的螺旋間距小于在水蒸發(fā)部7中游部中圓管8的 螺旋間距和其上游部中圓管8的螺旋間距。將輸送自水蒸發(fā)部7的包含原料氣和蒸汽的氣 體混合物供給至位于燃燒尾氣流路16外側(cè)和水蒸發(fā)部7的下部中的重整催化劑層9。將輸送自重整催化劑層9的重整氣體供給至放置在水蒸發(fā)部7外側(cè)的轉(zhuǎn)化催化劑 層10。此外，將輸送自轉(zhuǎn)化催化劑層10的轉(zhuǎn)化氣體與來(lái)自選擇性氧化空氣供給部14的空 氣混合并隨后供給至位于水蒸發(fā)部7外側(cè)轉(zhuǎn)化催化劑層10上部的選擇氧化催化劑層11。 將來(lái)自選擇氧化催化劑層11的生成氣經(jīng)由生成氣出口 12從氫發(fā)生器輸送出作為含有具有 IOppm以下一氧化碳的高濃度氫的生成氣。轉(zhuǎn)化催化劑層10接收重整氣體和通過(guò)轉(zhuǎn)化催化 劑的轉(zhuǎn)移反應(yīng)減少重整氣體中的一氧化碳。轉(zhuǎn)化氣體從轉(zhuǎn)化催化劑層10流出并流至選擇 氧化催化劑層11中，將氧化劑供給至選擇氧化催化劑層11，從而選擇氧化催化劑層11通過(guò) 選擇性氧化催化劑減少轉(zhuǎn)化氣體中的一氧化碳。轉(zhuǎn)化催化劑層10與選擇氧化催化劑層11 的組合稱為一氧化碳減少部。然而，一氧化碳減少部可以包括至少轉(zhuǎn)化催化劑層10。供給至燃燒器4的燃?xì)?、空氣，供給至水蒸發(fā)部7的原料氣、水和供給至來(lái)自轉(zhuǎn)化 催化劑層10的轉(zhuǎn)化氣體的選擇性氧化空氣能夠通過(guò)燃?xì)夤┙o部1、風(fēng)機(jī)3、原料氣供給部5、 水供給部6和選擇性氧化空氣供給部14借助來(lái)自控制部15的信號(hào)來(lái)控制。構(gòu)建燃?xì)夤┙o部1、風(fēng)機(jī)3、原料氣供給部5、水供給部6和選擇性氧化空氣供給部 14以能夠調(diào)整各供給物(燃?xì)?、原料氣、水、可燃性氣體例如尾氣(off-gas)，和空氣)的流 量。調(diào)整流量的構(gòu)造可為能夠改變供給物排出流量的供給泵(驅(qū)動(dòng)手段)或包括供給源和 配置于下游側(cè)流路中的用于調(diào)整供給物流量的閥門的組合的控制機(jī)構(gòu)。現(xiàn)在描述包括前述構(gòu)造的氫發(fā)生器的各部的操作。燃燒器4混合燃?xì)馀c空氣，并使氣體混合物經(jīng)歷高壓放電(用于高壓放電的構(gòu)造 未示出)，從而引火產(chǎn)生高溫燃燒尾氣，并將該氣體供給至燃燒尾氣流路16。已接收水和原料的水蒸發(fā)部7通過(guò)來(lái)自燃燒尾氣流路16中的燃燒尾氣的熱借助 熱交換而蒸發(fā)水，所述燃燒尾氣流動(dòng)通過(guò)水蒸發(fā)部7的內(nèi)側(cè)。同時(shí)，將蒸汽與在水蒸發(fā)部7 中流動(dòng)通過(guò)同一流路的原料氣混合，所得氣體作為氣體混合物供給至重整催化劑層9。通 過(guò)在重整催化劑層9的內(nèi)側(cè)流動(dòng)的高溫燃燒尾氣加熱(通常至600-700°C )重整催化劑層 9。將含原料氣和蒸汽的氣體混合物供給至重整催化劑層9，從而，通過(guò)蒸汽重整反應(yīng)生成含 氫、一氧化碳和二氧化碳的重整氣體。通過(guò)與位于鄰接于催化劑層10并在催化劑層10內(nèi)側(cè)的水蒸發(fā)部7熱交換，將轉(zhuǎn) 化催化劑層10維持在對(duì)于轉(zhuǎn)移反應(yīng)最佳的溫度(150-300°C )下。將在重整氣體中的高濃 度一氧化碳(10-15% )轉(zhuǎn)化為二氧化碳，由此將一氧化碳的濃度降低至低水平(0. 5%左 右)。通過(guò)與位于鄰接于選擇氧化催化劑層11并在選擇氧化催化劑層11內(nèi)側(cè)的水蒸發(fā)部 7熱交換，將選擇氧化催化劑層11也維持在對(duì)于選擇性氧化反應(yīng)最佳的溫度(150°C左右) 下。將供給自選擇性氧化空氣供給部14的空氣混入轉(zhuǎn)化氣體中，由此將轉(zhuǎn)化氣體中的一氧 化碳通過(guò)選擇性氧化反應(yīng)降低至IOppm以下的超低濃度。當(dāng)氫發(fā)生器的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)載(即，產(chǎn)生的氫量)改變時(shí)，控制部15改變供給條件以適 應(yīng)于運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)載。例如，當(dāng)接收到將用于產(chǎn)生50%額定條件的氫量的條件(TDR 50)改變至產(chǎn)生與額定條件一致的氫量的條件(TDR 100)的指令時(shí)，根據(jù)來(lái)自控制部15的信號(hào)控制原料 氣供給部5、水供給部6和選擇性氧化空氣供給部14，由此增加原料氣的量、水供給量和選 擇性氧化空氣的量。此時(shí)，水蒸發(fā)部7由以供給TDR 50所需水的條件下的水量增加至TDR 100所需的 水量(例如10g/min)。通常，TDR 100所需的水量約為TDR 50所需的水量(例如5g/min) 的兩倍。因此，在水蒸發(fā)部7中的蒸發(fā)完成點(diǎn)轉(zhuǎn)移至下游。具體地，在TDR 50下，供給自水供給部6的在室溫(約20°C )下的水進(jìn)入水蒸發(fā) 部7并通過(guò)接收流過(guò)燃燒尾氣流路16的尾氣的熱、選擇氧化催化劑層11的熱和轉(zhuǎn)化催化 劑層10的熱而加熱。結(jié)果，水蒸發(fā)在轉(zhuǎn)化催化劑層10的中游部附近完全完成，由此水變?yōu)?具有100°C以上溫度的蒸汽。然而，當(dāng)在TDR 100下供給兩倍的水量時(shí)，水蒸發(fā)不能在轉(zhuǎn)化催化劑層10的中游 部附近完成，在中游部的該水處于具有100°c溫度的汽-液兩層狀態(tài)。水進(jìn)一步流到下游， 因此接收轉(zhuǎn)化催化劑層10的熱和燃燒尾氣的熱，由此，水蒸發(fā)在轉(zhuǎn)化催化劑層10的出口和 在進(jìn)一步的下游部完成。因?yàn)橹卣呋瘎?此時(shí)存在于水蒸發(fā)部7的下游，蒸發(fā)完成點(diǎn)偏離下游，在流 出水蒸發(fā)部7后水蒸發(fā)在重整催化劑層9中完成。此時(shí)，將具有100°C溫度的液體水供給 至重整催化劑層9。因?yàn)檎舭l(fā)需要潛熱，所以將吸收大量周圍催化劑的熱，催化劑可能達(dá)到 100°C的溫度。特別地，當(dāng)蒸發(fā)完成點(diǎn)在TDR 50下處于轉(zhuǎn)化催化劑層10的中游部時(shí)，相對(duì)于蒸發(fā) 完成點(diǎn)，在下游部，蒸汽的溫度因?yàn)轱@熱(sensible heat)而增加。因此，重整催化劑層9 的上游部在400°C的高溫度下。如果水量從如在TDR 100中的該狀態(tài)增加以致該狀態(tài)突然改變至其中蒸發(fā)完成 點(diǎn)位于重整催化劑層9的狀態(tài)，重整催化劑層9上游部的溫度突然從400°C降至100°C。當(dāng) 由于溫度下降導(dǎo)致的熱沖擊施加至催化劑時(shí)，可能發(fā)生催化劑開裂。此外，溫度下降在整個(gè)催化劑層中發(fā)生從而導(dǎo)致整個(gè)催化劑層的溫度下降，或包 括局部低溫的溫度分布可能由于局部溫度下降而發(fā)生。如果此類溫度狀態(tài)發(fā)生，重整催化 劑層9的重整反應(yīng)將不能穩(wěn)定地、充分地進(jìn)行。結(jié)果，產(chǎn)生的氫量將變得更小，或產(chǎn)生的氫 量將變得不穩(wěn)定。在本發(fā)明中，為了促進(jìn)在水蒸發(fā)部7下游部中的熱交換以防止此類失敗 (failure)的發(fā)生，使水蒸發(fā)部7下游部中的螺旋狀圓管8的間距小于水蒸發(fā)部7除了下游 部之外的部位中的間距。間距減小能夠延長(zhǎng)水沿螺旋狀圓管8流動(dòng)到達(dá)重整催化劑層9的 時(shí)間，其能夠延長(zhǎng)水接收來(lái)自燃燒尾氣、轉(zhuǎn)化催化劑層10和周圍高溫區(qū)域的熱的時(shí)間。因 此，水在到達(dá)重整催化劑層9之前完全蒸發(fā)。因此，使得在水蒸發(fā)部7的下游部中形成的螺旋狀圓管8的間距小于水蒸發(fā)部7 除了下游部之外的部位中的間距，由此在水蒸發(fā)部7的下游部中的螺旋狀流路變得更長(zhǎng)。 流過(guò)螺旋狀流路的水的流動(dòng)時(shí)間(traveling time)也變得更長(zhǎng)，水蒸發(fā)部7的下游部與對(duì) 應(yīng)于下游部的燃燒尾氣流路16之間的熱交換量變得更大。通過(guò)熱交換量的增加，水完全蒸 發(fā)，防止液滴供給至重整催化劑層9，以致能夠使氫發(fā)生器的性能穩(wěn)定化。在本實(shí)施方案中，水蒸發(fā)部7的流路構(gòu)件(圓管8)之間的間距根據(jù)燃燒尾氣流路16與水蒸發(fā)部7之間的熱交換量改變。此外，使水蒸發(fā)部7在期望熱交換量增加的部位中 的流路構(gòu)件(圓管8)的間距相對(duì)小。因此，重整催化劑層的溫度能夠適當(dāng)?shù)鼐S持，并能夠 使氫發(fā)生器的性能穩(wěn)定化。在本實(shí)施方案中所指的熱交換量意指每單位面積的熱交換量。(第二實(shí)施方案)圖2為示出本發(fā)明第二實(shí)施方案的氫發(fā)生器。第二實(shí)施方案的水蒸發(fā)部7的結(jié)構(gòu) 不同于圖1中所示的第一實(shí)施方案的水蒸發(fā)部7的結(jié)構(gòu)。在圖2中，構(gòu)建水蒸發(fā)部7，以使在轉(zhuǎn)化催化劑層10的附近，使起著水蒸發(fā)部7的 鄰接于轉(zhuǎn)化催化劑層10的重整氣體流上游部的螺旋狀隔離部作用的金屬圓管18的間距小 于位于鄰接于轉(zhuǎn)化催化劑層10除了其上游部之外的部位的螺旋狀圓管18的間距。此外，構(gòu)建水蒸發(fā)部7，以使在選擇氧化催化劑層11的附近，使起著水蒸發(fā)部7的 鄰接于選擇氧化催化劑層11的重整氣體流上游部的螺旋狀隔離部作用的金屬圓管18的間 距小于位于鄰接于選擇氧化催化劑層11除了其上游部之外的部位的螺旋狀圓管18的間 距。轉(zhuǎn)化催化劑層10接收來(lái)自重整催化劑層9的重整氣體，由此在重整氣體中包含的 10-15%的CO的量通過(guò)轉(zhuǎn)移反應(yīng)減少至0. 5%。轉(zhuǎn)移反應(yīng)為放熱反應(yīng)，大部分發(fā)生在供給有 重整氣體的轉(zhuǎn)化催化劑層10的上游部。圖3為相對(duì)于轉(zhuǎn)化催化劑的溫度的CO特性圖表。從圖3可以看出，在過(guò)高溫度和 過(guò)低溫度下CO濃度均增加。將熱的重整氣體從重整催化劑層9供給至轉(zhuǎn)化催化劑層10。將氣體在轉(zhuǎn)化催化劑 層10的上游部進(jìn)行放熱反應(yīng)后，氣體流向下游部，同時(shí)伴隨著熱轉(zhuǎn)移至水蒸發(fā)部7和放熱 至轉(zhuǎn)化催化劑層周圍外部。因此，溫度從轉(zhuǎn)化催化劑層的上游部至下游部下降。在供給自 轉(zhuǎn)化催化劑層10的轉(zhuǎn)化氣體中的CO濃度表示根據(jù)在轉(zhuǎn)化催化劑層10出口處的催化劑溫 度的特性例如圖3所示的特性。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)化催化劑層的出口溫度變得太低時(shí)，在轉(zhuǎn)化氣體 中的CO達(dá)到0.5%以上。因此，構(gòu)建轉(zhuǎn)化催化劑層10的出口以呈現(xiàn)CO濃度不超過(guò)0.5%的溫度。然而，將 轉(zhuǎn)化催化劑層的出口溫度設(shè)定至一定水平，以致不會(huì)變得太低，則轉(zhuǎn)化催化劑層10的上游 部的溫度也相應(yīng)地增加。如果催化劑的溫度過(guò)高，在催化劑載體上的呈現(xiàn)催化反應(yīng)的催化 劑(Cu-ai或!^e-Cr等)通過(guò)聚集變得更大，這劣化催化特性。因此，需要防止催化劑的過(guò) 高溫度以不會(huì)超過(guò)催化特性變得更差的耐熱溫度。為達(dá)到該目的，催化劑層上游部的溫度增加必須減少，同時(shí)催化劑層下游部的溫 度一定程度上設(shè)定至高水平。如圖2所示第二實(shí)施方案中所述，使得轉(zhuǎn)化催化劑層10的上 游部位中的螺旋狀圓管18的間距小于轉(zhuǎn)化催化劑層10除了其上游部之外的部位中的圓管 18的間距，從而使得具有低溫的水或蒸汽流過(guò)水蒸發(fā)部7的時(shí)間更長(zhǎng)。在水蒸發(fā)部7與轉(zhuǎn) 化催化劑層10的上游部位之間的熱交換量從而增加。在該情況下，轉(zhuǎn)化催化劑層10的溫度能夠得到抑制以致不超過(guò)催化劑的耐熱溫 度。此外，轉(zhuǎn)化催化劑層10的下游部的溫度能夠維持至更高的水平，以使氫發(fā)生器的穩(wěn)定 特性能夠得以維持。選擇氧化催化劑層11接收來(lái)自轉(zhuǎn)化催化劑層10的轉(zhuǎn)化氣體和來(lái)自選擇性氧化空氣供給部14的空氣，由此在轉(zhuǎn)化氣體中包含的0. 5%的CO量通過(guò)選擇性氧化反應(yīng)減少至 IOppm以下。選擇性氧化反應(yīng)也是放熱反應(yīng)，當(dāng)將轉(zhuǎn)化氣體和空氣供給至選擇氧化催化劑層 11時(shí)即刻發(fā)生。圖4為相對(duì)于選擇性氧化催化劑的溫度的CO特性圖表。根據(jù)圖4，知曉即使當(dāng)溫 度過(guò)高或低時(shí)，CO量也變高。與轉(zhuǎn)化催化劑層10—樣，在選擇氧化催化劑層11的上游部 中發(fā)生放熱反應(yīng)后，通過(guò)熱轉(zhuǎn)移至水蒸發(fā)部7和放熱至周圍外部，選擇氧化催化劑層11的 溫度從上游部至下游部下降。在已進(jìn)入選擇氧化催化劑層11后，選擇性氧化反應(yīng)在上游部結(jié)束。因此，在選擇 氧化催化劑層11出口處的CO的狀態(tài)通過(guò)上游部的溫度確定。優(yōu)選將上游部設(shè)定在顯示圖 4中示出的優(yōu)良的CO特性的溫度狀態(tài)。然而，如果溫度過(guò)度降低，選擇氧化催化劑層11的 出口溫度也降低，以致從選擇氧化催化劑層11排出的生成氣的溫度也降低。當(dāng)生成氣的溫度由于生成氣的溫度過(guò)度降低而達(dá)到等于露點(diǎn)以下的水平時(shí)，可能 發(fā)生在生成氣中的蒸汽結(jié)露。如果結(jié)露發(fā)生，和如果將結(jié)露水供給至選擇氧化催化劑層11 中，具有高溫度的催化劑的熱將通過(guò)結(jié)露水的再蒸發(fā)而吸收，此時(shí)催化劑溫度降低。然后選擇氧化催化劑層11的溫度平衡下降，從而導(dǎo)致在選擇氧化催化劑層上游 部的溫度下降，這可以抑制生成氣中包含的CO減少至IOppm以下的水平。此外，水(結(jié)露 水)在不同于通常位置的位置蒸發(fā)。出于該原因，由于蒸發(fā)時(shí)由水變?yōu)檎羝l(fā)生大的體 積變化，出于流入氫發(fā)生器內(nèi)部的氣體中的渦流(波動(dòng))的原因，整個(gè)氫發(fā)生器中的穩(wěn)定特 性不能得到維持。因此，為了防止催化劑層上游部的溫度增加，同時(shí)抑制選擇氧化催化劑層11的下 游部的溫度下降，在水蒸發(fā)部7和選擇氧化催化劑層11的上游部之間的熱交換量必須增 加。如本實(shí)施方案中所述，使得選擇氧化催化劑層11上游部中的螺旋狀圓管18的間距小 于選擇氧化催化劑層11除了其上游部之外的部位中的圓管18的間距，從而使得低溫水或 蒸汽流過(guò)水蒸發(fā)部7的時(shí)間長(zhǎng)于水或蒸汽流過(guò)選擇氧化催化劑層11剩余部的時(shí)間，由此， 在水蒸發(fā)部7與選擇氧化催化劑層11之間的熱交換量增加。防止選擇氧化催化劑層11的 上游部的溫度增加，以致能夠使得從上游部至下游部的溫度分布更小。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)氫發(fā) 生器的穩(wěn)定運(yùn)行。在本實(shí)施方案中，水蒸發(fā)部7的流路構(gòu)件(圓管8)之間的間距根據(jù)燃燒尾氣流路 16與一氧化碳減少部(轉(zhuǎn)化催化劑層10與選擇氧化催化劑層11)之間的熱交換量變化。 此外，使得水蒸發(fā)部7的流路構(gòu)件(圓管8)之間的間距在期望熱交換量增加的位置更小。 結(jié)果，重整催化劑層的溫度能夠適當(dāng)?shù)鼐S持，并能夠使氫發(fā)生器的性能穩(wěn)定化。此處所稱的熱交換量意指每單位面積的熱交換量。在本實(shí)施方案中，使得在轉(zhuǎn)化催化劑層10上游部中的螺旋狀圓管18的間距和在 選擇氧化催化劑層11上游部中的螺旋狀圓管18的間距更小。然而可以單獨(dú)地構(gòu)建間距以 適于氫發(fā)生器。例如，還可以使得僅在轉(zhuǎn)化催化劑層10上游部中的圓管18的間距更小，或 可以使得僅在選擇氧化催化劑層11上游部中的圓管18的間距更小。可以采用第一實(shí)施方案和第二實(shí)施方案同時(shí)組合進(jìn)行的結(jié)構(gòu)。在這些實(shí)施方案中，在水蒸發(fā)部7中的流路通過(guò)螺旋狀圓管8和18的使用形成。 然而，具有任意形狀的材料例如螺旋形狀的板狀或管狀材料也可以用于形成流路，只要該材料通過(guò)具有隔離功能的螺旋形狀能夠使水平穩(wěn)流動(dòng)即可。此外，通過(guò)提供具有在第一實(shí)施方案或第二實(shí)施方案中所述的氫發(fā)生器的燃料電 池發(fā)電器，燃料電池發(fā)電器的穩(wěn)定運(yùn)行變得可行。本發(fā)明不限于這些實(shí)施方案提供的描述，并且基于說(shuō)明書的描述和眾所周知的技 術(shù)，具有本領(lǐng)域熟練技術(shù)的人員能夠意識(shí)到有計(jì)劃地進(jìn)行改進(jìn)或改變。所述改進(jìn)或改變應(yīng) 落入請(qǐng)求保護(hù)的范圍內(nèi)。本發(fā)明基于2008年5月15日提交的日本專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)朖P2008-U8024)，將 其全部主題引入此處以作參考。產(chǎn)業(yè)上的可利用件本申請(qǐng)的氫發(fā)生器以小型、高效率和實(shí)現(xiàn)低成本的設(shè)備形式實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的氫供給。 氫發(fā)生器例如用作用于將含氫的生成氣供給至家用燃料電池系統(tǒng)的設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種氫發(fā)生器，其包括原料供給部，構(gòu)建所述原料供給部以供給原料氣； 水供給部，構(gòu)建所述水供給部以供給水；水蒸發(fā)部，所述水蒸發(fā)部連接至所述原料供給部和所述水供給部，和構(gòu)建所述水蒸發(fā) 部以將供給的水變?yōu)檎羝⑺稣羝c所述原料氣混合；燃燒器，所述燃燒器連接至構(gòu)建以供給燃?xì)獾娜剂瞎┙o部和構(gòu)建以供給燃燒空氣的空 氣供給部；燃燒尾氣流路，所述燃燒尾氣流路設(shè)置在所述水蒸發(fā)部的內(nèi)側(cè)，來(lái)自所述燃燒器的燃 燒尾氣流過(guò)所述燃燒尾氣流路；重整催化劑層，構(gòu)建所述重整催化劑層以接收供給自所述水蒸發(fā)部的氣體混合物并通 過(guò)所述氣體混合物與重整催化劑的蒸汽重整反應(yīng)生成含氫的重整氣體；和一氧化碳減少部，所述一氧化碳減少部配置在所述水蒸發(fā)部的外側(cè)，構(gòu)建所述一氧化 碳減少部以接收所述重整氣體并減少在所述重整氣體中包含的一氧化碳量，其中所述水蒸發(fā)部包括流路構(gòu)件，所述流路構(gòu)件設(shè)置在燃燒尾氣流路的外側(cè)并限定所 述原料氣和水流過(guò)的流路，和其中根據(jù)所述燃燒尾氣流路與所述水蒸發(fā)部之間的熱交換量和所述水蒸發(fā)部與所述 一氧化碳減少部之間的熱交換量中的至少之一改變所述水蒸發(fā)部中的流路構(gòu)件的間距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫發(fā)生器，其中所述水蒸發(fā)部中的流路構(gòu)件的間距在其中期望所述燃燒尾氣流路與所述水蒸發(fā) 部之間的熱交換量和所述水蒸發(fā)部與所述一氧化碳減少部之間的熱交換量中的至少之一 增加的部位處設(shè)定為相對(duì)小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫發(fā)生器，其中，構(gòu)建所述水蒸發(fā)部下游部，以使在所述燃燒尾氣流路與所述水蒸發(fā)部之間的熱 交換量中，所述燃燒尾氣流路與所述水蒸發(fā)部下游部之間的熱交換量變得大于所述燃燒尾 氣流路與所述水蒸發(fā)部除了其下游部之外的部位之間的熱交換量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的氫發(fā)生器，所述水蒸發(fā)部的流路構(gòu)件包括兩個(gè)圓筒和夾置于所述兩個(gè)圓筒之間的螺旋狀隔離部，和在所述水蒸發(fā)部下游部的隔離部間距小于在所述水蒸發(fā)部除了其下游部之外的部位 中的隔離部的間距。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫發(fā)生器，其中所述一氧化碳減少部包括轉(zhuǎn)化催化劑層，構(gòu)建所述轉(zhuǎn)化催化劑層以接收所述重整 氣體和通過(guò)使用轉(zhuǎn)化催化劑的轉(zhuǎn)移反應(yīng)減少所述重整氣體中的一氧化碳， 其中將所述轉(zhuǎn)化催化劑層鄰接于所述水蒸發(fā)部外側(cè)配置，和其中構(gòu)建所述轉(zhuǎn)化催化劑層，以使在所述水蒸發(fā)部與所述轉(zhuǎn)化催化劑層的重整氣體流 上游部之間的熱交換量變得大于所述水蒸發(fā)部與所述轉(zhuǎn)化催化劑層的除了所述重整氣體 流上游部之外的部位之間的熱交換量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氫發(fā)生器，其中所述水蒸發(fā)部的流路構(gòu)件包括兩個(gè)圓筒和夾置于所述兩個(gè)圓筒之間的螺旋狀隔離部，和其中所述水蒸發(fā)部中的接近于所述轉(zhuǎn)化催化劑層上游部的隔離部間距小于所述水蒸 發(fā)部中的位于鄰接于所述轉(zhuǎn)化催化劑層除了所述上游部之外的部位的隔離部間距。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫發(fā)生器，其中所述一氧化碳減少部包括轉(zhuǎn)化催化劑層，構(gòu)建所述轉(zhuǎn)化催化劑層以接收所述重 整氣體和通過(guò)使用轉(zhuǎn)化催化劑的轉(zhuǎn)移反應(yīng)減少所述重整氣體中的一氧化碳；和選擇氧化催 化劑層，向所述選擇氧化催化劑層中引入來(lái)自所述轉(zhuǎn)化催化劑層的轉(zhuǎn)化氣體，其中選擇性 氧化催化劑通過(guò)供給氧化劑減少轉(zhuǎn)化氣體中的一氧化碳，其中將所述選擇氧化催化劑層鄰接于所述水蒸發(fā)部外側(cè)配置，和 其中在所述水蒸發(fā)部與所述選擇氧化催化劑層的重整氣體流上游部之間的熱交換量 變得大于水蒸發(fā)部與所述選擇氧化催化劑層的除了所述重整氣體流上游部之外的部位之 間的熱交換量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氫發(fā)生器，其中所述水蒸發(fā)部的流路構(gòu)件包括兩個(gè)圓筒和夾置于所述兩個(gè)圓筒之間的螺旋狀隔 離部，和其中所述水蒸發(fā)部中的接近于所述選擇氧化催化劑層上游部的隔離部間距小于所述 水蒸發(fā)部中的鄰接于所述選擇氧化催化劑層除了所述上游部之外的部位的隔離部間距。
9.根據(jù)權(quán)利要求4、6和8任一項(xiàng)所述的氫發(fā)生器，其中所述螺旋狀隔離部包括金屬圓管。
10.一種燃料電池發(fā)電器，其包括根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的氫發(fā)生器。
全文摘要
提供一種氫發(fā)生器，所述氫發(fā)生器防止將液滴供給至重整催化劑層并具有穩(wěn)定的性能，其中，所述氫發(fā)生器具有供給有原料氣和水的水蒸發(fā)部(7)；供給有來(lái)自所述水蒸發(fā)部(7)的氣體混合物的重整催化劑層(9)；混合燃?xì)夂涂諝獠⑷紵娜紵?4)；在所述水蒸發(fā)部(7)的內(nèi)側(cè)上設(shè)置的用于燃燒尾氣流動(dòng)的燃燒尾氣流路(16)；和設(shè)置在所述水蒸發(fā)部(7)的外側(cè)上并供給有所述重整氣體的轉(zhuǎn)化催化劑層(10)。所述水蒸發(fā)部(7)包括兩個(gè)圓筒(100)和(101)以及夾置于所述(100)與(101)之間的螺旋狀圓管(18)。所述水蒸發(fā)部(7)的下游部的螺旋狀圓管(18)的間距與其它位置相比是相對(duì)小的。
文檔編號(hào)C01B3/38GK102099285SQ20098011740
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月15日
發(fā)明者前西晃, 向井裕二, 藤岡弘樹 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社