氢生成装置以及燃料电池系统的制作方法

专利名称：氢生成装置以及燃料电池系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃料电池系统，其具备以城市燃气或者LPG等的碳 氢化合物系燃料为原料气体来制造富氢重整气体的氢生成装置、以及 使用由氢生成装置所制造的氢来进行发电的燃料电池。
背景技术：
燃料电池系统的主要构成要素是制造富氢重整气体的氢生成装置 和使用由氢生成装置所制造的氢来进行发电的燃料电池。
另外，氢生成装置具备重整器，其以城市燃气或者LPG等的碳 氣化合物系燃料为原料气体，通过使原料气休和水发生水蒸汽重整反
应从而生成含有氢、甲烷、 一氧化碳(10%程度)、二諷化碳以及水蒸 汽的重整气休； 一諷化碳去除部，从重整气体中去除对于燃料电池具 有中毒作用的一氧化碳。在此，当作为燃料电池而使用固休高分子型 燃料电池吋，有必耍去除包含于重整气体中的一飄化碳从而使其浓度 降低至10ppm程度，所以， 一氧化碳减少器一般被构成为两阶段，即， 具备通过转化催化剂的CO转化反应而去除一氧化碳直至其浓度达到 0.5。/。程度的转化器、以及迎过选择氧化催化剂的选择氧化反应进一步 去除一氧化碳从而将CO浓度降低至10ppm以下的程度的选择氧化器。
作为氢生成装置，从小型化、高效率化以及提高启动性的观点出 发， 一直以来提出了各种各样的装置，在小型高效率的氢生成装置中， 为了提高热回收率，使发生放热反应的CO转化反应部或者选择轵化 反应部的热与水进行热交换。
图7是表示日本专利文献1中公开的氢生成装置的一个例子，它 由以同心状进行配置的多个圆形筒体构成，并在中心部设有喷烧器20。 另外，将充填了重整催化剂的重整器8配置于多个圆形筒体的内侧， 将充填了一氧化碳去除催化剂(日本专利文献l中的CO转化催化剂) 的一氧化碳减少器(日本专利文献l中的转化器)IO配置于多个圆形筒体的外侧。于是，从原料气体供给口 21供给原料气体，其通过通道 22被送往重整器8;从水供给口 23供给水，其从通道24a，24b通过通 道22被送往重整器8。在此，通道22以连接于一氧化碳减少器10的 外周的方式配置，被送往通道22的原料气休和水被一氧化碳减少器10 的反应热而加热，作为原料气休和水蒸汽的混合气休而被导入到重整 器8。重整器8被喷烧器20而加热，并由重整催化剂的作用使原料气 体和水蒸汽发生水蒸汽重整反应，从而生成富氢重整气体。由重整器8 所生成的重整气体通过通道25被送往一氧化碳减少器10，由CO转化 催化剂的作用而发生CO转化反应，从而除去重整气体中的一諷化碳。 除去一氧化碳的茧整气休从取出口 26取出。
在此，在作为转化器而形成的一氧化碳减少器10中，入口温度成 为280'C程度、出口温度成为200'C程度的温度梯度比较适合于CO转 化反应。因此，在图7的构成中，将绝热材料27设置在一氧化碳减少 器10的内周，并且该绝热材料27的厚度在--^化碳减少器10的入口 侧较鄉、而在出口侧较厚，逝过以如此形式来配设厚度梯度，由喷烧 器20进行的加热在一氧化碳减少器10的入口侧就容易传导，而在出 口处就难以传导。其结果，能够将一氧化碳减少器10的入口溫度和出 口温度设定成上述的温度，从而就能够在重整气体的流动方向上恰当 地设定温度梯度。
日本专利文献1:日本专利申请公开2003-321206号公报

发明内容
然而，如上所述，在图7所表示的氢生成装置中，在一氧化碳减 少器10的外周设置有用于回收一氧化碳减少器10中的放热反应的热 的通道22，加热通过该通道22的水并使之蒸发。为此，在进行该热交 换的时候一氧化碳减少器10的外周部被水冷却， 一氧化碳减少器10 成为外周部的温度较低而内周部的温度较高的状态，从而有在厚度方 向(直径方向)上产生较大温度分布的忧虑。-
于是，就会出现以下所述的问题当以上述形式一氧化碳减少器 10的温度分布在垂直于重整气体的流动方向的方向上较大，那么虽然 从反应速度以及反应平衡的观点出发优选在转化器中出口温度如上所
7述呈200"C程度，但是在一氧化碳减少器10的出口的厚皮方向上恐怕 就会产生低于2001C的部分，从而在该低于2001C的部分就会存在对去 除一氣化碳的反应不作贡献的催化剂，存在由一氣化碳去除器10不能 充分去除一氧化碳之虑.
本发明就是鉴于上述的不足之处而完成的，其目的在于提供一种 能够减小在简状的一氧化碳减少器的厚度方向上的温度分布，并能够
稳定地减少sa整气体中的一 轼化碳的统生成装置以及使用该装贤的燃
料电池系统。
为了解决上述课通，本发明所涉及的S生成装置具备燃烧气休 通道，输送由燃烧器产生的燃烧气体预热蒸发器，被供给原料气体 和水，山从所述燃烧气体通道以及一氧化碳减少器通过隔據进行传导 的热使所述水蒸发并且加热所述原料气体重整器，具有重整催化剂，
的热，使由所述预热雜发器供给的原料气休和水蒸汽发生水然汽重整 反应，并生成含有弒的宽整气休一^化碳减少器，具有一氧化碳去 除催化剂，由所述一氧化碳去除催化剂的作用去除从所述重被器供给 的重整气休中的一瓶化碳简状的简体，用所述隔壁划定其内部空间， 在其内部形成冇所述燃烧气体通道、所述预热蒸发器、所述5K整器、 以及所述一執化碳减少器，该简体的两端被封闭在所述预热然发器 和所述一氧化碳减少器之间形成有传热级冲部，其由划定所述预热蒸 发器的所述隔壁和划定所述一氣化碳减少部的所述隔壁以互相具有间 隔并相对的方式配置而构成，
如果由如此的构成，那么通过从一敢化碳减少器将热传导到预热 蒸发器，从而能够对在一氧化碳减少器中的放热反应的热作为在预热 蒸发器中加热原料气体和水的热来进行回收，并且，由在一氧化碳减 少器和预热蒸发器之间的传热缓冲部，通过这个热传导来减缓一氣化 碳减少器的预热蒸发器側的部分的冷却，从而能够使一氧化碳减少器 的预热蒸发器側的部分和相反倒的部分的温度差不至于变大，并能够 縮小在一諷化碳减少器的厚度方向上的温度分布.
在所述传热绶冲部上，所述互相相对的隔壁之间的空间(以下称 之为传热缓冲空间)可以形成于，除了与从所述重整器至所述一氧化碳减少器的重整气休的通道或者从所述一氧化碳减少器流出的重整气 体的通道相连通的部分之外而密闭的空间内。
如果由如此的构成，那么通过将传热缓沖空间形成为重整气体可 能流入的空间，从流入传热缓冲空间的重整气体到一氧化碳减少器的 热传导便成为了可能，并能够在氢生成装置启动的时候以流入到传热 缓冲空间的重整气休来加热一氧化碳减少器的预热蒸发器侧的部分， 从而在氢生成装置启动的吋候能够缩短使一氧化碳减少器升温至规定 温度的吋间，同时也能够缩短^生成装置的启动时间。
在所述传热缓冲部中，在所述互相相对的隔壁之间可以充填传热 性部件。
如果由如此的构成，以依据传热性部件的传热效果就能够促进一 氧化碳减少器的预热蒸发器侧的部分被冷却的程度。另外，因为在传 热缓冲部的互相相对的隔壁之间不流入重整气体，所以能够高效率i也 实行消洗工作。
所述传热缓冲部可以被形成为，使得从所述一氧化碳减少器到所 述预热蒸发器所传导的热量在所述一氧化碳减少器的重整气休的流动 方向的上游侧大iF下游侧。
如果由如此的构成，在一氧化碳减少器的上游侧的部分就能够将 反应热充分地回收到预热蒸发器的水中，与此同吋，在-氧化碳减少 器的下游侧的部分能够一边降低厚度方向上的温度分布--边控制其不 过度地冷却至规定温度以下。
在所述传热缓冲部中，所述互相相对的隔壁的间隔可以被形成为， 在所述一氧化碳减少器的重整气体的流动方向的上游侧比下游侧狭 窄。
可以以围绕所述筒体的方式来设置绝热层。
如果由如此的构成，那么就能够通过绝热层的绝热作用来进一步 降低在一氧化碳减少器的厚度方向上的温度分布。
也可以是所述传热缓冲空间与从所述一氧化碳减少器流出的重 整气体的通道相连通，与划定所述一氧化碳减少器的隔壁的划定所述 预热蒸发部的隔壁相对的部分由金属构成，并且其延长部分在所述一 氧化碳减少器的重整气体的上游侧连接于划定所述预热蒸发部的隔
9壁。
如果由如此的构成，高放热量的一氧化碳减少器的上游部较大地 被预热蒸发部冷却，在低放热量的一氧化碳减少器的下游部通过传热 缓沖部11而限制由预热蒸发部的冷却，所以能够进一步降低在一飒化 碳减少器的厚度方向上的温度分布。
一氧化碳减少器的气体流动方向上处于该一氧化碳减少器的最上游端 和最下游端之间，并可以位于根据所述一氧化碳去除催化剂的填充量 而设定的部位。
如果由如此的构成，可根据一氧化碳去除催化剂的填充量以及种 类来能够有效地实行一^化碳减少器的上游部的冷却和下游部的厚度 方向上的温度分布的降低。
所述延长部分与划定所述预热蒸发部的隔壁的连接部—nJ"以在所述 一轼化碳减少器的气休流动方向上位于该一氧化碳减少器的最上游端 和从该最上游端离开该--氧化碳减少器的长度的大约1/4的部位之间。
如果由如此的构成，就能够有效地实行-一氧化碳减少器的上游部 的冷却和在下游部的厚度方向上的温度分布的降低。
在所述传热缓冲空间中可以设有传热缓沖部隔壁，使符从所述一 氧化碳减少器流出的重整气体在沿着划定所述一執化碳减少器的隔壁 在与该一氧化碳减少器内的3t整气体的流动方向相反的方向流动之 后，沿着划定所述预热蒸发器的隔壁在与该一氧化碳减少器内的重整 气体的流动方向相同的方向上流动。
如果由如此的构成，来自于一氧化碳减少器的重整气体在传热缓 冲空间中沿着划定预热蒸发器的隔壁流动，从而一边降低一氧化碳催 化剂的厚度方向上的温度分布一边通过在预热蒸发器中流动的水从宽 整气体回收热，从而能够有效地利用热。
也可以是在所述传热缓冲空间中流动的重整气体的流动的方向 从与该一氧化碳减少器的重整气体的流动方向相反的方向改变成与该 一氧化碳减少器的重整气体的流动方向相同的方向的位置，在所述一 氧化碳减少器的气体的流动方向上处于该一氧化碳减少器的最上游端 和最下游端之间，并位于根据所述一氧化碳去除催化剂的填充量而设定的部位。
如果由如此的构成，可根据一氧化碳去除他化剂的填充量以及种 类来能够有效地实行一氧化碳减少器的上游部的冷却和在下游部的厚 度方向上的温度分布的降低，并且能够有效地利用热。
也可以是在所述传热缓冲空间中流动的重整气休的流动的方向 从与该一氧化碳减少器的重整气体的流动方向相反的方向改变成与该 一氧化碳减少器的重整气休的流动方向相同的方向的位S，在该一氧 化碳减少器的气休流动方向上位于该一氧化碳减少器的最上游端和从 该最上游端离开该一氧化碳减少器的长度的大约1/4的部位之间。
如果由如此的构成，就能够冇效地实行一氧化碳减少器的上游部 的冷却和在下游部的厚度方向上的温度分布的降低，并且能够有效地 利用热。
在所述传热缓冲空间中，在所述重整气体沿着划定所述预热蒸发 器的隔壁流动的通道上可以设有传热性部件。
如果由如此的构成，就能够更加有效地回收来自于从一氧化碳减 少器流出的重整气体的热，同吋也就能够更加有效地利用热。
所述传热性部件可以是以氧化铝或者金属为主耍成分的粒子。
如果由如此的构成，就能够史加有效地实行与來自于一氧化碳减 少器的重整气体的热交换。
在所述传热缓沖空间中，在划定所述预热蒸发器的隔壁上可以形 成有散热片状突起，所述重整气体沿着所述隔壁流动。
如果由如此的构成，就能够更加有效地实行与来自于一氧化碳减 少器的重整气休的热交换。
可以形成有将空气供给至流入到所述一氧化碳减少器的重整气休 的通道的空气供给路径，并且所述一氧化碳去除催化剂可以是选杼氧 化催化剂。
如果由如此的构成，就能够更加有效地实行在选择氧化催化剂的 上游部的温度上升的抑制和在选择氧化催化剂的下游部的厚度方向上 的温度分布的减少，并且能够更加有效地实行对来自于流出的重整气 体的热回收。
另外，本发明所涉及的燃料电池系统具备权利要求1至15的任何一项所记载的氢生成装置以及使用从所述氢生成装置供给的重整气体 和含有氧的氧化剂气体来进行发电的燃料电池。
如果由如此的构成，能够以如上述的形式稳定地去除从氢生成装 置所供给的重整气体中的一氧化碳，所以就不会担心由中毒而引起的 劣化，从而就能够持久并稳定地以燃料电池来实行发屯。
本发明的上述目的、其它的目的、特征以及优点将参照附图由以 下优选的实施方式给出详细说明。
如果由木发明，由一氧化碳减少器和预热蒸发器之间的传热缓冲 部就能够减少一氧化碳减少器的预热蒸发器侧的部分被冷却，就能够 使一氧化碳减少器的预热蒸发器侧的部分和柑反侧的部分之间的温度 差不至于变大，就能够减小在一氧化碳减少器的厚度方向上的温度分 布，也就能够稳定地减少重整气体中的一氧化碳。


图1是示意性地表示木发明的实施方式1的氢生成装置以及燃料 电池系统的构成的截而图。
图2是示意性地表示本发明的实施方式2的氢生成装置以及燃料 电池系统的构成的截而图。
图3是示意性地表示本发明的实施方式3的氢生成装置以及燃料 电池系统的构成的截面图。
图4是示意性地表示本发明的实施方式4的氢生成装置以及燃料 电池系统的构成的截面图。
图5是示意性地表示本发明的实施方式5的氢生成装置以及燃料 电池系统的构成的截面图。
图6是表示预测一氧化碳减少器的厚度方向上的温度分布的投拟 结果的图表。
图7是表示现有例子的概略截面图。
图8是示意性地表示本发明的实施方式6的氢生成装置以及燃料 电池系统的构成的截面图。
图9是示意性地表示本发明的实施方式7的氢生成装置以及燃料 电池系统的构成的截面图。图10是示意性地表示本发明的实施方式8的氢生成装置以及燃料 电池系统的构成的截而图。
图11是示意性地表示木发明的实施方式9的氢生成装置以及燃料 电池系统的构成的截面图。
符号说明
1.内筒2.外筒
3.筒休4.燃烧器
5.燃烧气体通道6.预热蒸发器
7.重整催化剂8.重整器
9.—氧化碳去除催化剂10. —氧化碳减少器
11.传热缓冲部12.传热性部件
13.绝热层14.燃料电池
30.隔离筒30a.小径部
30b.大径部31.原料气体供给部
32.水供给部33a，33b.原料气体供给管
34.流出口36.流入口
37.流出口38.重整气体供给管
40.重整气休流通路径41.重整气体返送管
43.连通口44.盖板
46.突出部47.隔离壁
47a.纵壁47b.横壁
48.传热缓冲空间49.重整气体通道
50.接合部51.传热缓冲部隔壁
52.传热散热片53.空气供给部
54.选择氧化催化剂55.空气供给路径
57.高传热性部件
具体实施例方式
以下参照

用于实施本发明的最佳方式。另外，在所有附 图中，对相同或者相当的要素标注相同的参照符号，并省略重复说明。(实施方式l)
图1是示意性地表示木发明的实施方式1的氢生成装置以及燃料 电池系统的构成的截面图。如图1所示，在本实施方式中，成为装置
的框体的筒体3是通过将圆筒形的内筒(隔壁)1和外筒(隔壁)2以 轴方向为纵向配置成同心2层筒状而形成。该筒体3的上下端是闭塞 的。由燃烧炉(burner)构成的燃烧器4被设置于内筒1的内周的中央 部，在燃烧器4和内筒1之间沿着内筒1的内周形成有燃烧气休通道5。 该燃烧气体通道5通过没有图示的出口与外部(大气)相连通。
在内筒1和外筒2之间，以同心状包围内筒1的外周的形式设置 有圆筒状的隔离筒(隔壁)30，隔离筒30被形成为，其上部是直径小 的小径部30a、其下部是直径大的大径部30b。在隔离筒30的小径部 30a和内筒1之间所形成的圆筒形状的空间构成预热蒸发器6,并将原 料气休供给部31和水供给器32连接于预热蒸发器6的上端。在此， 原料气体供给部31由原料气休供给管33a而连接于预热蒸发器6,但 是也可以由原料气休供给管33b而连接于燃烧器4。
另外，在隔离筒30的大径部30b和内筒1之间所形成的圆筒形状 的空间和充填于该空间的重整催化剂7构成了重整器8，将流出口 34 进行开口并设置于划定重整器8的下端部的外周的隔离筒30的大径部 30b。
另外，以包围预热蒸发器6的形式在外筒2的上部的内周形成圆 筒形状的一氧化碳减少器10。具体而言，在筒体3的内部形成了，由 从该筒体3的上壁沿着外筒2的上部朝下方延仲的圆筒状的纵壁47a 以及从该纵壁47a的下端以到达外筒2的形式在水平方向上进行延伸 的圆环状的横壁47b构成的隔离壁(隔壁)47，并且，由以该隔离壁 47和筒体3的上壁以及外筒2的上部进行区划的空间、以及填充于该 空间的一氧化碳去除催化剂9构成了一氧化碳减少器10。在划定一氧 化碳减少器10的下端的隔离壁47的横壁47b上进行开口并设置流入 口36，同时，将流出口37设置于划定上端的筒体3的上壁。该流出口 37由重整气体供给管38而连接于燃料电池14。在此， 一氧化碳减少 器10被构成成为，作为一氧化碳去除催化剂9而使用CO转化催化剂
14并通过CO转化反应而去除一氧化碳的转化器，但是也可以是在该转
化器的后段附加选择氧化器的构成，该选择氧化器作为一氧化碳去除
催化剂9而使用CO选择氧化催化剂并通过CO选择氧化反应而去除一 氧化碳。
划定一氧化碳减少部10的隔离壁47的纵壁47a以与划定预热蒸 发器6的隔离筒30的小径部30a之间具有一定的小小的间隔并以相对 的形式形成，该隔离筒30的小径部30a和隔离壁47的纵壁47a以及 这些之间的空间(以下称之为"传热缓沖空间")48构成了预热蒸发器 6与一氧化碳减少部IO之间的传热缓冲部11。在图1的实施方式中， 传热缓冲空间48的下端连迎于重整器8与外筒2之间的空间即圆筒形 状的重整气体流迎路径40。
另外，筒体3的外筒2是其外周以及下面被绝热层13敏盖的形式 形成。另外，内筒l、外筒2、筒休3、隔离筒30以及隔离壁47由金 屈、陶瓷等的具有耐热性以及强度的材料构成。在木实施方式中，这 些都由金属(比如不锈钢)构成。
在以如上所述的形式所形成的^生成装置中，燃烧器4燃烧从原 料气体供给部31通过原料气休供给管33b而供给的城市燃气或者LPG 等的碳教化合物系燃料，从而产生燃烧气休，该燃烧气体经由燃烧气 体通道5而流过内筒1的内周之后被排出。
然后，从水供给器32所供给的水和从原料气休供给部31通过原 料气体供给管33a而所供给的城市燃气或者LPG等的碳氢化合物系的 原料气体首先进入到预热蒸发器6。预热蒸发器6被在燃烧气体通道5 中流动的燃烧气体隔着内筒l而加热，另外，在一氧化碳减少器10中 的CO转化反应以及CO选择氧化反应的反应热通过传热缓冲部11进 行传导，从而也会被来自于一氧化碳减少器10的传热而加热。因此， 原料气体和水在通过预热蒸发器6的时候被加热，原料气体与水发生 蒸发而成的水蒸汽进行混合而成为混合气体。该混合气体流入重整器8 中，原料气体和水蒸汽由重整催化剂7的催化作用而发生水蒸汽重整 反应，从而生成富含氢的重整气体。因为水蒸汽重整反应是吸热反应， 所以通过以在燃烧气体通道5中流动的燃烧气体进行加热，就能够将 重整器8的重整反应的温度维持在600 700'C的温度。在重整器8中生成的重整气体从重整器8的下端部的流出口 34流 出至重整气体流通路径40，并在重整气体流通路径40内上升的时候与 重整器8进行热交换，从而其温度被下降至28(TC的程度。
接着，重整气体从下端部的流入口 36流入到一氧化碳减少器10 内，由一氧化碳去除催化剂9所起到的催化作用，宽整气体中的一氧 化碳成为二氧化碳，井被除去。在此，当一轼化碳减少器IO被构成为 由CO转化反应而去除一氧化碳的转化器吋，从反应速度以及反应平 衡的观点出发，优选在一氧化碳减少器IO中在重整气体的流动方向上 形成有温度梯度，从而使流入口 36的温度成为280'C的程度并且使流 出口 37的温度成为200'C的程度。另外，一氧化碳减少器10沿着重整 气休的流动方向与预热蒸发器6相对，并且与在预热蒸发器6中流动 的水进行热交换，但是，在一煞化碳减少器10的靠近流出口 37的一 侧，因为是相对于预热蒸发器6的水流方向的上游侧，所以热交换量 会变得较大。因此，以280'C程度的温度从流入口 36流入到一氧化碳 减少器10中的重整气体的CO转化反应热通过与预热蒸发器6的热交 换而被冷却，从而在流出口 37其温度下降至200'C的程度，从而能够 以上游侧温度较高而下右侧温度较低的形式设定在一氧化碳减少器10 的重整气休的流动方向上的温度梯度。当一氧化碳减少器10是将由 CO选择氧化反应去除一氧化碳的选择氧化器设置于重整器的后段的 形式的情况下也是相同的，通过在选择氧化器中流动的重整气休与在 预热蒸发器6中流动的水进行热交换，从而抑制CO选择氧化反应的 放热，能够将温度设定为选择氧化器所耍求的150'C程度的温度。
在此，在一氧化碳减少器10和预热蒸发器6之间设有由隔离筒30 的小径部30a和隔离壁47的纵壁47a也就是2个隔壁以及这2隔壁之 间的空间48构成的传热缓冲部11，如现有技术所示，一氧化碳减少器 10和预热蒸发器6不是仅仅通过1个隔壁来连接的。为此，面向一氧 化碳减少器10的预热蒸发器6的一侧的温度能够被控制成，不会由于 与水的热交换而被过度地冷却并且其温度不至于过度下降，能够防止 一氧化碳减少器10的预热蒸发器6的一侧的温度与相反侧的温度之差 变大，从而在一氧化碳减少器10的厚度方向(与重整气体的流动方向 垂直的方向，筒体3的直径方向)上就不会产生较大的温度分布，继
16而就能够减少温度分布。另外，预热蒸发器6被在燃烧气休通道5中 流动的燃烧气体经由内筒1而加热，由此，即使来自于一氧化碳减少 器10的传热量被抑制，也能确保用于蒸发水所需的充分的热量。
于是，能够縮小在一氧化碳减少器10的厚度方向上的温度分布， 并且能够以上述的形式恰当地设定在一氧化碳减少器10的重整气体流 动方向上的温度梯度，所以就能够稳定而高效率地去除贯整气体中的 一氧化碳，比如，在由转化器和选择氧化器形成一執化碳减少器10的 吋候，用转化器能够将包含于由重整器8所生成的重整气休中的10% 程度的CO浓度降低至0.5%的程设，接着用选择執化器能够再将CO 浓皮降低至10ppm的程度。
以如上所述的形式，由一敏化碳减少器IO去除一氧化碳的宮氢重 整气休从流出口 37迎过重整气体供给转38而被供给给燃料电池14， 从而使用:屯整气休中的氢和空气等的含有氧的氧化气体进行发电。在 燃料电池14和原料气休供给管33b之间连接有重整气休返送管41 ，在 燃料电池14中没有被消耗的重整气体从重整气体返送管41通过原料 气体供给管33b而被供给给燃烧器4。
在本发明的氢生成装置中，以如上所述形式，能够稳定地送出去 除了一氧化碳的重整气体，所以就不必担心由一氧化碳使燃料电池14 的催化剂中毒并引起劣化，从而就能够用燃料电池14来实行长期而稳 定的发电。
在此，在图l的实施方式中，传热缓冲空间48的下端连通于重整 气体流通路径40，并且传热缓冲空间48是筒体3内的空间。因此，在 重整器8中所生成的重整气体能够从重整气体流通路径40流入到传热 缓冲部11内。在重整气体中含有水蒸汽，但是当该水蒸汽冷凝吋，冷 凝水从传热缓冲空间48向重整气体流通路径40流出，由此，冷凝水 不会滞留于传热缓冲空间48内。为此，在启动氢生成装置的时候，就 不会有由于滞留在传热缓冲空间48内的冷凝水的影响而使一氧化碳减 少器IO的升温困难以及启动性变差等的不良现象的出现，从而能够稳 定地启动氢生成装置。
另外，因为以包围筒体3的形式设置绝热层13从而对一氧化碳减 少器10的外侧实施了绝热措施，由此，就能够减少来自于一氧化碳减少器10的外周部的放热，也就能够进一步縮小在一氧化碳减少器10 的厚度方向上的温度分布。另外，因为能够减少从一氧化碳减少器10
向外部放出的热量，所以还能够提高将一氧化碳减少器io的反应热回
收至预热蒸发器6的热回收效率。 [模拟]
图6 (a)是表示在图1的氢生成装置中，有关以在预热蒸发器6 和一氧化碳减少器10之间不设置传热缓冲部11、并使预热蒸发器6和 一氧化碳减少器IO直接接触的形式构成的模型(比较例)的二元热流 休反应模拟的结果。把一氧化碳减少器10的高度调整成100mm，将流 入到一氧化碳减少器10的流入气体温度调节成250'C，并假定由水蒸 汽来冷却--諷化碳减少器10的内侧，从而实施了投拟。由图6(a)表 示了一氧化碳减少器IO的厚度方向上的内侧、中央以及外侧的温度。 以由图6 (a)的模拟结果所表示的形式，一械化碳减少器IO的内侧被 过皮冷却，--氧化碳减少器10的厚度方向上的温度分布较大，以至于 间'以预测到厚度方向_h的温度分布最大为65 'C的程度。
另外，图6 (b)是表示把在预热蒸发器6和--轼化碳减少器10 之间设置传热缓冲部11的图1的氢生成装置作为模型的二元热流体反 应模拟的结果。把一氧化碳减少器10的高度调整成100mm，把流量调 整部11的高度也同样地调整成100mm,将流入到一氧化碳减少器10 的流入气体温度调节成250'C，把流入气体的流量设定为相当于发电 lkW时的流量，并假定由水蒸汽来冷却传热缓冲部ll的内侧，从而实 施了模拟。由图6(b)表示了一氧化碳减少器IO的厚度方向上的内侧、 中央以及外侧的温度。以由图6 (b)的模拟结果所表示的形式，通过 在预热蒸发器6和一氧化碳减少器IO之间设置传热缓冲部11，从而抑 制一氧化碳减少器10与水蒸汽的热交换， 一氧化碳减少器10的内侧 的温度在气体流动方向的全区域中上升，使一氧化碳减少器10的厚度 方向上的温度分布缩小，以至于成为在厚度方向上的温度分布改善到 最大为40'C 。
(实施方式2)
18图2是示意性地表示本发明的实施方式2的氢生成装置以及燃料 电池系统的构成的截而图。如图2所示，在本实施方式中，将传热缓 冲空间48的下端用盖板44堵塞、并使其不连通于贯整气休流迎路径 40，同吋，在划定-'氧化碳减少器10的内周的隔离战47的纵睹47a 的上部设置连皿口 43，并以使传热缓冲空间48和一氧化碳减少器10 连通的形式进行设置。至于其他的构成与图l所表示的相同。
在该构造中，因为由连通口 43使传热缓冲空间48和一氧化碳减 少器IO连通，所以在传热缓冲空间48中滞留由一氧化碳减少器10去 除了一氧化碳的低CO浓度的重整气体。滞留于传热缓冲空间48的重 整气休与预热蒸发器6的水进行热交换从而其温度被降低了，但是在 上述图1的实施方式中，因为从重整器8出来的CO浓度较高的重悠 气休滞留于传热缓冲空间48，所以当该温度被降低了的重整气休流入 到一轼化碳减少器10中吋，就会使一氧化碳减少器10的反应受到不 良的影响。另外，在这个图2的实施方式中，因为较低CO浓度的重 整气休滞留于传热缓沖空间48，所以即使该温度被降低了的重整气休 流入到-嘲化碳减少器10中也不会给一鬼化碳减少器10的反应带來 不良影响，由此，与图1的实施方式的内容相比，能够更加稳定地实 行一氧化碳的去除。
(实施方式3)
图3是示意性地表示本发明的实施方式3的氢生成装置以及燃料 电池系统的构成的截而图。如图3所示，在本实施方式中，将传热缓 冲空间48的下端用盖板44堵塞、并使其不连通于重整气体流通路径 40，同吋，在划定传热缓冲空间48的上端的筒体3的上壁进行开口从 而连通于筒体3的外部。因此，传热缓冲空间48与筒体3的内部是相 隔离的。另外，将传热性部件12填充于传热缓冲空间48。传热性部件 12比如是由经过适当选择的具有良好热传导率的金属所构成。至于其 他的构成都和图1所表示的相同。
在本实施方式中，将筒状的传热部件12插入到传热缓冲空间48 内，并以脱卸自如的方式安装该传热性部件12，但是当然不会限定于 此方式。以如此的形式通过将传热性部件12填充于传热缓冲空间48，
19从而由传热性部件12所起到的传热作用就能够促进一氧化碳减少器 10的预热蒸发器6侧的部分被冷却的程度。另外，通过改变作为传热 性部件12的热传导率有所不相同的材料或者通过改变传热性部件12 的配置，调整一氧化碳减少器10的流入温皮或者流出温度等，从而使 恰当地设定在一氧化碳减少器10的重整气体的流动方向上的温皮梯度 就变得容易。还有，在图1或者图2的实施方式的构成屮，可以以将 传热性部件12填充到传热缓冲空间48中的形式来进行构成。
另外，在木实施方式中，因为将传热性部件12填充到传热缓'冲空 间48，在传热缓冲空间48中不流入重整气体，所以重整气体就不会滞 留在传热缓冲空间48内。因此，在启动氢生成装置之前实行用清洗气 体(purgegas)覽换筒体3的内筒1与外筒2之间的气休的消洗工作时， 因为在传热缓冲空间48中没有滞留范整气体的部分，所以就能够高效 率地实行淸洗工作，特別是在使用城市燃气或者LPG等作为淸洗气休 的情况下，能够降低清洗气休的使用量，从而能够减少能源的损耗。
(实施方式4)
图4是示意性地表示木发明的实施方式4的氢生成装置以及燃料 电池系统的构成的截而图。如图4所示，在本实施方式中，通过使隔 离壁47的纵壁47a的下部向里而突出，从而在—-氧化碳减少器10的 下部的内周的全周设置突出部46，使得传热缓冲空间48的宽度(厚度) 在一氧化碳减少器10的下部为小、上部为大。换言之，传热缓冲部11 中的隔离壁47的纵壁47a与隔离筒30的小径部30a之间的间隔，在 一氧化碳减少器10的下部为小、上部为大。其他的构成与图1所表示 的相同。
在该构造中， 一氧化碳减少器10和预热蒸发器6之间的热交换量 在一氧化碳减少器10的重整气体流动的上游侧为较大、在下游侧为较 小，在一氧化碳减少器10的上游侧部分将反应热充分地回收于预热蒸 发器6的水中，并且在一氧化碳减少器10的下游侧部分一边降低厚度 方向上的温度分布一边就能够以不至于过度冷却到规定温度以下的形 式进行控制。(实施方式5)
图5是示意性地表示本发明的实施方式5的氢生成装置以及燃料 电池系统的构成的截面图。如图5所示，本实施方式中的构成是，在 实施方式4中使一氧化碳减少器10的内周下部的突出部46夹持隔离 筒30而邻接于预热蒸发器6，并在其之间中不形成传热缓冲部ll。具 体而言，隔离愤47的纵壁47a是以从筒体3的上壁在下方延伸至一諷 化碳减少器10的全高度(企长)的一半程度的位赏并从那里向里面以 水平方向延伸并被连接于隔离筒30的形式加以形成的[以该水平方向 延伸的部分(以下称之为"水平延伸部分")就是在权利耍求中所称的 (纵壁47a的)延长部分]。符号50表示纵壁47a的水平延伸部分和隔 离筒30的连接部。在如此的构造中，因为一轼化碳减少器10的上游 侧部分只迎过隔离筒30与预热蒸发器6进行热交换，所以能够防止在 该部分上的过热，与此同时也就能够提高给预热蒸发器6的水的热回 收效率。当作为一氧化碳减少器10的转化催化剂而使用铜 锌类俳化 剂的时候，如果过热到300'C以上会产生催化剂的热劣化而使催化剂性 能受到不良影响，但是由以如此的形式相当于一宰U七碳减少器10的高 温部位的上游侧的部分以通过1个隔壁(隔离筒30)而与预热蒸发器 6进行热交换的形式进行构成，从而能够防止像这样的过热并能够维持 转化催化剂的耐久性。另外，在一諷化碳减少器10的下游侧部分通过 传热缓沖部ll来限制热交换量，由此， 一边降低厚度方向上的温度分 布一边就能够以不至于过度冷却到规定温度以下的形式进行控制。
(实施方式6)
图8是示意性地表示本发明的实施方式6的氢生成装置以及燃料 电池系统的构成的截面图。如图8所示，本实施方式是对实施方式5 (图5)进行了变形的最佳方式。具体而言，隔离壁47的纵壁47a由 金属(比如不锈钢)构成。另外，隔离壁47的纵壁47a形成为带有凸 缘的圆筒状，其上端与筒体3的上壁之间具有规定间隔，从其位置向 下方延伸其位置与隔离壁47的横壁47b的距离的四分之三程度的距 离，并从那里向里面在水平方向上延伸从而连接于隔离筒30[该水平延 伸部分就是在权利要求中所称的(纵壁47a的)延长部分]。于是，由该筒体3、隔离壁47的纵壁47a、隔离筒30以及隔离壁47的横壁47b 所划定的空间，和填充于该空间中的一氧化碳催化剂9构成了一氧化 碳减少器10。 一氧化碳催化剂9的上端与隔离壁47的上端相一致。这 样， 一氧化碳减少器10的内周下部的突出部46夹持隔离筒30而邻接 于预热蒸发器6，并且在这些之间中不形成传热缓沖部U。于是，在 一氧化碳减少器10和筒休3的上壁之间形成了从一氧化碳减少器10 流出的宽整气体的迎道49，从而将传热缓冲空间48连通于该重整气休 的通道49。还冇，茧整气休的迎道49连通于设在筒休3的上壁的流出 口37。然后，划定一氧化碳减少器10的隔离壁47的纵壁47b的上端 不连接于其周围的氢生成装置的金属构造体(筒体3以及外筒2等)， 也没有任何接触。另外，隔离祖:47的纵壁47a的水平延伸部分和隔离 筒30的连接部50位于，从一轼化碳减少器10的上游部屮的一諷化碳 去除催化剂9的殿上游端到该一争t化碳催化剂9的长度的四分之一的 部位的位置。还有，该连接部50并不只限于此，比如也可以位于从一 氧化碳减少器10的上游部屮的一氧化碳去除催化剂9的最上游端至该 一氧化碳催化剂9的K度的四分之一的部位之问。
通过如此的构成，与实施方式5相同，因为一飄化碳减少器10的 内周下部的突出部46是隔着1个隔壁(隔离壁47)而邻接于预热蒸发 器6，所以不用通过传热缓冲部11而能够把在一諷化碳减少器10的上 游部所产生的反应热与预热蒸发器6进行热交换，从而就能够防止--氧化碳去除催化剂9的过度升温。另外，在一氧化碳减少器10的下游 侧，包围一氧化碳去除催化剂9的隔离壁47的纵壁47a既不连接也不 接触于预热蒸发器6等的其周围的金属构造体，所以就能够抑制来自 于凭靠通过纵壁47a的热传导的一氧化碳去除催化剂9的放热。其结 果，就能够减小在一氧化碳催化剂9的下游部中的厚度方向上的温度 分布(内周部和外周部的温度差)。
另外，在一氧化碳减少器10的上游部所发生的转化反应或者选择 氧化反应的大约8成以上是在从其上游端到四分之一以内的部分上发 生，但是在本实施方式中，从一氧化碳减少器10的上游部上的一氧化 碳去除催化剂9的最上游端到该一氧化碳去除催化剂9的长度的四分 之一的位置为止的部分因为是通过1个隔壁(隔离壁47)而邻接于预
22热蒸发器6，所以就变成了在大量发生反应热的部分上热交换量就比较 多而在发生少量反应热的部分上热交换量就少的构成。其结果，就能 够有效地发挥传热缓冲部11的热交换抑制功能。
还有，在实施方式5中，可以以本实施方式(包含下述注释)的 形式来设置隔离壁47的纵壁47a的水平延仲部分和隔离筒39的连接 部50的位置。
<注释〉
关于隔离壁47的纵壁47a的水平延仲部分和隔离筒39的连接部 50的位赏注释以下几点。
在图8的构成中，设想特定的一氧化碳去除催化剂9并且根据该 设想的一氧化碳去除催化剂9，特定了其最适合的隔离壁47的纵壁47a 的水平延伸部分和隔离筒39的连接部50的位置。但是，该连接部50 优选位于，在--諷化碳减少器10的气体的流动方向上的、 一氧化碳减 少器10的最上游端和最下游端之间，并根据一氧化碳去除催化剂9的 坝充量设定的部位。这是因为，通常来说，一飒化碳去除催化剂9的 填充量是根据在^生成装置中所产生的重整气休的量或者根据一氧化 碳去除催化剂9的一轼化碳去除特性(初期特性或者寿命特性)所决 定的。更加详细地进行说明的话，相对于一氧化碳减少器10中的催化 剂的充填长度的催化剂的反应(比如，对于转化催化剂而言是转化反 应，对于选择氧化催化剂而言是氧化反应)率是由所充填的催化剂基 本上唯一地决定的。比如，转化催化剂的填充量在比较少的情况下， 与转化催化剂的填充量为较多的情况相比，出口的一氧化碳浓度就会 增加。但是，在相同催化剂的充填长度的部位上采柒重整气休试样的 时候，其气体中的一氧化碳浓度成为大致一定的值，在相同催化剂的 充填长度的部位由转化反应或者选择氧化反应所产生的放热量大致一 定。另外，如果催化剂有所不同且其反应性也有所不同，那么相对于 催化剂的充填长度的反应率也会不同。因此，决定通过1个隔壁(隔 离筒30)使一氧化碳减少器10和预热蒸发器6进行热交换的面积的、 隔离壁47的纵壁47a的水平延伸部分与隔离筒30的连接部50优选设 置于根据一氧化碳去除催化剂9的填充量进行设定的部位。还有，根
23据一氧化碳去除催化剂9的填充量， 一氧化碳减少器10的最上游端与 最下游端之间的长度有所不同，所以在将最上游端与最下游端之问的 长度作为基准的吋候，设置该连接部50的位置的位置关系是相对变化 的。
(实施方式7)
图9是示意性地表示木发明的实施方式7的氢生成装置以及燃料 电池系统的构成的截而图。如图9所示，在木实施方式中，以在实施 方式6的构成(包含注释)中从筒体3的上壁延伸至下方的形式将岡 筒状的通道隔壁(以下称之为"传热缓沖部隔i逸")51形成于传热缓冲 空间48。传热缓冲部隔壁51是以在其下端和隔离壁47的纵壁47a的 水平延伸部分之间具有间隔的形式來加以构成的。另外，重整气体的 流出口 37是以在筒体3的上.壁上位于隔离筒30的上端和传热缓冲部 隔壁51的上端之间的形式來加以形成的。由此，在传热缓冲空间48 中形成了如下的重整气休的通道，即，从一諷化碳去除催化剂9流出 的重整气休，在隔离壁47的纵壁47a的内而以与一執化碳去除他化剂 9内的流动方向相对的形式进行流动，之后，其方向翻转，一边邻接于 预热蒸发器10 —边在与一氧化碳去除催化剂9内的流动方向相同的方 向上流动。另外，在该传热缓冲空间48内的通道的邻接于预热蒸发器 10的部分中，充填高传热性部件57。该高传热性部件57由以執化铝 或者金属为主要成分的粒子(比如粒径为d) 1.0mm 4)3.0mm的粒子) 构成。
如果有如此的构成，那么从一氧化碳减少器IO流出的重整气体在 沿着隔离壁47的纵壁47a进行流动之后，邻接于预热蒸发器6进行流 动，所以，当重整气体与预热蒸发器6进行热交换并被预热蒸发器6 回收热之后，作为低温化了的重整气体被排出至氢生成装置外。因此, 就能够极力减少由于重整气体的向氢生成装置外排出而被携带出的热 量，从而就能够实现热利用率高的氢生成装置。
另外，因为在传热缓冲空间48内的通道的邻接于预热蒸发器10 的部分上填充有高传热性部件57，所以能够促进来自于重整气体的传 热并能够提高热交换性能。
24另外，也可以縮小传热缓冲空间48内的通道的邻接于预热蒸发器 10的部分的宽度，并以此取代在传热缓冲空间48内的通道的邻接于预 热蒸发器10的部分上充坝高传热性部件57的构成，由此来增大重整 气休的流速从而提高热交换性能。
(实施方式8)
图10是示意性地表示木发明的实施方式8的氢生成装置以及燃料 电池系统的构成的截而图。如图10所示，在本实施方式中，对于实施 方式7的构造中的在传热缓冲空间48内的迎道的邻接于预热蒸发器6 的部分上设置的高传热性部件57，换之以设置金屈制的传热散热片52。 传热散热片52设置于隔离筒30的介于传热缓冲空间48的通道和预热 蒸发器6之间的部分的表面。如果有如此的构成，那么就能够扩大划 定预热蒸发器6的隔离筒30的农面的传热面积，其结果，就能够在儿
(实施方式9)
图11是示意性地表示本发明的实施方式9的氢生成装S以及燃料 电池系统的构成的截而图。如图11所示，在木实施方式中，把将空气 供给给一氧化碳减少器10的空气供给部53设置于实施方式7 (图9) 的构成中，并由选择氧化催化剂构成一氧化碳减少器IO的一氧化碳去 除催化剂54。具休而言，重整气体流通路径40的下游端开口，以贯通 筒体3、绝热层13以及外壁并延仲至外部的形式形成空气供给路径55， 并将空气供给部53连接于该空气供给路径55的上游端。
如果由如此的构成，那么从空气供给部53将空气供给至流入到选 择氧化催化剂54的重整气体中，从而使重整气体和空气的混合气体被 供给给选择氧化催化剂54。在选择氧化催化剂54上混合气体中的CO 选择性地与空气中的氧发生氧化反应，从而减少了CO。此吋，选择氧 化催化剂54的上游部虽然发生由氧化反应引起的放热，但是选择氧化 催化剂54的上游部因为隔着1个隔壁(隔离筒30)与预热蒸发器6 相邻接从而被充分热交换，所以能够防止选择氧化催化剂54的过度升 温。另外，选择氧化催化剂54的下游部与预热蒸发器6之间形成有传热缓冲部11，并且围绕选择氧化催化剂的隔离壁47的纵壁47a的上端 部因为既没有连接于也没有接触于预热蒸发器6，所以也就不会放出选 择氧化催化剂54的下游部的热，从而就能够将在选择氧化催化剂54 的厚度方向上的温度分布控制在较小值。再有，重整气体通过传热级 冲部11的传热缓冲部隔壁51与预热蒸发器6之间，因此能够回收重 整气体中的热。因此，从上游到下游包括在厚度方向上，能够将选择 氧化催化剂54调整到恰当的温度状态，从而能够圾大限度地发挥俳化 剂性能。于是，就能够进一步实现热利用效率高的氢生成装置。
对于本'领域技术人员来说由上述说明即可消楚知晓木发明的诸多 改良或者其他的实施方式。因此，上述说明应该只解释为是例示，其 目的在于向木领域技术人员提供一个实施木发明的最佳方式。只要不 脱离本发明的精神，可以实质性地变更其构造以及/或者功能的细节。
产业上利用的可能性
木发明的统生成装置以及使用该装置的燃料电池系统能够减小在 筒状的--:H化碳减少器的厚度方向上的温度分布，作为能够稳定地减 少重整气休屮的--氧化碳的氢生成装置以及使用该装货的燃料电池系 统等是有用的。
权利要求
1. 一种氢生成装置，其特征在于具备燃烧气体通道，输送由燃烧器产生的燃烧气体；预热蒸发器，被供给原料气体和水，由从所述燃烧气体通道以及一氧化碳减少器通过隔壁进行传导的热使所述水蒸发并且加热所述原料气体；重整器，其具有重整催化剂，利用所述重整催化剂和从所述燃烧气体通道通过所述隔壁而进行传导的热，使由所述预热蒸发器供给的原料气体和水蒸汽发生水蒸汽重整反应，并生成含有氢的重整气体；一氧化碳减少器，具有一氧化碳去除催化剂，由所述一氧化碳去除催化剂的作用去除从所述重整器供给的重整气体中的一氧化碳；筒状的筒体，用所述隔壁划定其内部空间，在其内部形成有所述燃烧气体通道、所述预热蒸发器、所述重整器、以及所述一氧化碳减少器，该筒体的两端被封闭，在所述预热蒸发器和所述一氧化碳减少器之间形成有传热缓冲部，其由划定所述预热蒸发器的所述隔壁和划定所述一氧化碳减少部的所述隔壁以互相具有间隔并相对的方式配置而构成。
2. 如权利耍求l所记载的氢生成装置，其特征在于 在所述传热缓冲部上，所述互相相对的隔壁之间的空间(以下称之为传热缓冲空间)形成于，除了与从所述重整器至所述一氧化碳减 少器的重整气体的通道或者从所述一氧化碳减少器流出的宽整气体的 通道相连通的部分之外而密闭的空间内。
3. 如权利要求1所记载的氢生成装置，其特征在于 在所述传热缓冲部中，在所述互相相对的隔壁之间填充有传热性部件。
4. 如权利要求1所记载的氢生成装置，其特征在于所述传热缓冲部被形成为，使得从所述一氧化碳减少器到所述预 热蒸发器所传导的热量在所述一氧化碳减少器的重整气体的流动方向 的上游侧大于下游侧。
5. 如权利要求4所记载的氢生成装置，其特征在于 在所述传热缓冲部中，所述互相相对的隔壁的间隔被形成为，在所述一諷化碳减少器的重整气休的流动方向的上游侧比下游侧狭窄。
6. 如权利要求1所记载的^生成装置，其特征在于 以围绕所述筒休的方式设有绝热层。
7. 如权利要求2所记载的氢生成装置，其特征在于 所述传热缓冲空间与从所述一氧化碳减少器流出的重整气体的通道相连通，与划定所述一轼化碳减少器的隔壁的划定所述预热蒸发部 的隔壁相对的部分山金属构成，并且其延长部分在所述一氧化碳减少 器的重整气休的上游侧连接于划定所述预热蒸发部的隔壁。
8. 如权利要求8所记载的氢生成装置，其特征在于 所述延长部分和划定所述预热蒸发部的隔壁的连接部在所述一氧化碳减少器的气体的流动方向上处于该一氧化碳减少器的最上游端和 最下游端之间，并位于根据所述一執化碳去除他化剂的填充量而设定 的部位。
9. 如权利要求7所记载的氫生成装置，其特征在于 所述延长部分与划定所述预热蒸发部的隔壁的连接部在所述一氧化碳减少器的气体的流动方向上位于该一氧化碳减少器的最上游端和 从该最上游端离开该一氧化碳减少器的长度的大约1/4的部位之间。
10. 如权利要求8所记载的氢生成装置，其特征在于 在所述传热缓冲空间中设有传热缓冲部隔壁，使得从所述一氧化碳减少器流出的重整气体在沿着划定所述一氧化碳减少器的隔壁在与 该一氧化碳减少器内的重整气体的流动方向相反的方向上流动之后，沿着划定所述预热蒸发器的隔壁在与该一氧化碳减少器内的重整气体 的流动方向相同的方向上流动。
11. 如权利耍求8所记载的氢生成装置，其特征在于 在所述传热缓冲空间中流动的重整气体的流动方向从与该一飒化碳减少器的重整气体的流动方向相反的方向改变成与该一氧化碳减少 器的重整气休的流动方向相同的方向的位置，在所述一氧化碳减少器 的气休的流动方向上处于该一氧化碳减少器的最上游端和最下游端之 间，并位于根据所述一諷化碳去除催化剂的填充量而设定的部位。
12. 如权利要求IO所记载的氢生成装置，其特征在于 在所述传热缓冲空间中流动的重整气体的流动方向从与该一氧化碳减少器的重整气休的流动方向相反的方向改变成与该一宰t化碳减少 器的重整气体的流动方向相同的方向的位置，在该一飒化碳减少器的 气休流动方向上位于该一氧化碳减少器的最上游端和从该最上游端离 开该一氣化碳减少器的长度的大约1/4的部位之间。
13. 如权利耍求10所记载的氯生成装置，其特征在于 在所述传热缓冲空间中，在所述重整气体沿着划定所述预热蒸发器的隔壁流动的通道上设有传热性部件。
14. 如权利耍求13所记载的氢生成装置，其特征在于 所述传热性部件是以氧化铝或者金属为主要成分的粒子。
15. 如权利要求10所记载的氢生成装置，其特征在于 在所述传热缓冲空间中，在划定所述预热蒸发器的隔壁上形成有散热片状突起，所述重整气体沿着所述隔壁流动。
16. 如权利要求1所记载的氢生成装置，其特征在于 形成有将空气供给至流入到所述一氧化碳减少器的重整气体的通道的空气供给路径，并且所述一氧化碳去除催化剂是选择氧化催化剂。
17.—种燃料电池系统，其特征在于 具备权利耍求1至16的任何一项所记载的氢生成装置，以及 使用从所述氢生成装置供给的重整气体和含有氧的氧化剂气体来 进行发电的燃料电池。
全文摘要
本发明涉及一种氢生成装置，其特征在于，具备燃烧气体通道(5)，传输来自于燃烧器的燃烧气体；预热蒸发器(6)，被供给原料气体和水，由从燃烧气体通道以及一氧化碳减少器(10)通过隔壁进行传导的热使水蒸发并且加热原料气体；重整器(7)，利用重整催化剂(8)和从燃烧气体通道通过隔壁而传导的热，使由预热蒸发器供给的原料气体和水蒸汽生成重整气体；一氧化碳减少器(10)，由一氧化碳去除催化剂(9)去除从重整器供给的重整气体中的一氧化碳；筒状的筒体(3)，用隔壁(1)、(2)、(30)、(47)划定其内部空间，在其内部形成有燃烧气体通道、预热蒸发器、重整器、以及一氧化碳减少器，该筒体的两端被封闭。在预热蒸发器和一氧化碳减少器之间形成有传热缓冲部(11)，其由划定预热蒸发器的隔壁(30)和划定一氧化碳减少部的隔壁(47)以互相具有间隔并相对的方式配置而构成。
文档编号H01M8/06GK101500940SQ20078003027
公开日2009年8月5日 申请日期2007年9月3日 优先权日2006年9月5日
发明者中村透, 前西晃, 向井裕二, 鹈饲邦弘 申请人:松下电器产业株式会社