JP2002208426A

JP2002208426A - 燃料電池用改質装置

Info

Publication number: JP2002208426A
Application number: JP2001003805A
Authority: JP
Inventors: Jun Komiya; 純小宮
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2001-01-11
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2002-07-26

Abstract

(57)【要約】【課題】補機類を含む装置全体をコンパクト化するとと
もに、局部加熱を防止し、エネルギーロスとなる放熱量
を格段に低減させることができる内燃式改質法による改
質装置を得る。【解決手段】内燃式改質法による炭化水素ガスの改質装
置であって、同心状に間隔を置いて配置された内管と外
管で構成された二重管からなり、内管内に酸化触媒を充
填した酸化反応筒、内管と外管の間に改質触媒を充填し
た改質反応筒を設け、且つ、酸化反応筒内の上端に起動
時に改質装置内部を加熱するバーナを配置してなり、炭
化水素ガス、水蒸気、空気を酸化反応筒内の上端から流
通して酸化反応させ、下端から折り返した後、改質反応
筒に流通させて炭化水素ガスを改質ガスに改質するよう
にしてなることを特徴とする燃料電池用改質装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体高分子型燃料
電池やリン酸型燃料電池の燃料である水素を製造するた
めの内燃式改質法による炭化水素ガスの改質装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池には固体高分子型燃料電池（Ｐ
ＥＦＣ）やリン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）、あるいは固
体電解質型燃料電池といったものが知られている。この
うち例えばＰＥＦＣは、作動温度が８０〜１００℃程度
という低温で、（１）出力密度が高く、小型化、軽量化
が可能である、（２）電解質が腐食性でなく、しかも作
動温度が低いため、耐食性の面から電池構成材料の制約
がないか少ないので、コスト低減が容易である、（３）
常温で起動できるため、起動時間が短い、といった優れ
た特長を有している。このためＰＥＦＣは、以上のよう
な特長を活かして、業務用や産業用ばかりでなく、一般
家庭用などへの適用が期待されている。

【０００３】ＰＥＦＣやＰＡＦＣの燃料には水素（水素
ガス）が用いられる。水素の工業的製造方法には水の電
解法その他各種あるが、その例として炭化水素ガスの部
分酸化法（部分燃焼法）や水蒸気改質法、あるいは両者
を組み合わせた方法（内燃式改質法）がある。これらの
改質法では、メタン、エタン、プロパン、ブタン、都市
ガス、ＬＰガス、その他の炭化水素ガス（２種以上の炭
化水素の混合ガスを含む）を改質して水素を主成分とす
る改質ガスを生成させるが、いずれの場合にも改質器が
用いられる。

【０００４】図１は、内燃式改質法による改質器を用
い、炭化水素ガス（原料ガス）からＰＥＦＣに至るまで
の態様例を示す図でる。燃料電池がＰＡＦＣの場合も同
様であるが、この場合はＣＯ酸化器は必要としない。都
市ガスやＬＰガスにはメルカプタン類、サルファイド
類、あるいはチオフェンなどの付臭剤が添加されてい
る。改質触媒は、これら硫黄化合物により被毒し性能劣
化を来してしまうので、それらの硫黄化合物を除去する
ために脱硫器へ導入される。次いで、改質器へ導入さ
れ、改質器中での改質反応により水素リッチな改質ガス
が生成される。

【０００５】ところが、生成する改質ガス中には未反応
のメタン、未反応の水蒸気、炭酸ガスのほか、一酸化炭
素（ＣＯ）が副生し、改質器の性能等の如何にもよる
が、通常、８〜１５％（容量、以下同じ）程度含まれて
いる。このため改質ガスは、この副生ＣＯを除去するた
めにＣＯ変成器にかけられる。ＣＯ変成器ではシフト反
応（ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ₂＋Ｈ₂）によりＣＯが炭酸ガス
と水素に変えられる。ここでは銅ー亜鉛系や白金触媒等
の触媒が用いられるが、その触媒を機能させるには２０
０〜２５０℃程度の温度が必要である。

【０００６】ＣＯ変成器から出る改質ガスは、未反応の
メタンと余剰水蒸気を除けば、水素と炭酸ガスとからな
っている。このうち水素が目的とする成分であるが、Ｃ
Ｏ変成器を経て得られる改質ガスについても、ＣＯは完
全には除去されず、微量のＣＯが含まれている。ＰＥＦ
Ｃに供給する燃料水素中のＣＯ含有量は１００ｐｐｍ
（容量、以下同じ）程度が限度であり、これを越えると
電池性能が著しく劣化するので、ＣＯ成分はＰＥＦＣへ
導入する前にできる限り除去する必要がある。

【０００７】このため、改質ガスはＣＯ変成器によりＣ
Ｏ濃度を１％程度以下まで低下させた後、ＣＯ酸化器
（ＣＯ選択酸化器）にかけられる。ここで空気等の酸化
剤ガスが添加され、ＣＯの酸化反応（ＣＯ＋１／２Ｏ₂
＝ＣＯ₂）により、ＣＯを１００ｐｐｍ程度以下、好ま
しくは５０ｐｐｍ以下、さらに好ましくは１０ｐｐｍ以
下というように低減させる。こうして精製された水素が
ＰＥＦＣの燃料極に供給される。

【０００８】内燃式改質法による改質は、発熱型の部分
酸化反応と吸熱型の水蒸気改質反応を組み合せたもの
で、原料ガスがメタンの場合の反応は下記式（１）〜
（５）により表される。この反応にはＰｔ、Ｐｄ、Ｉ
ｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｎｉ等の金属触媒やヘキサアルミネー
ト化合物からなる触媒（特開２０００−１７８００６）
などが用いられ、式（１）のような一部のメタンの完全
酸化反応、式（２）のような一部のメタンの部分酸化反
応を経て、（３）〜（４）の反応が後続し、（２）〜
（４）の反応で生成するＣＯを水蒸気と反応させるシフ
ト反応（５）を経て、最終的にＨ₂とＣＯ₂が生成され
る。

【０００９】

【化１】

【００１０】このうち（１）、（２）、（５）が発熱反
応、（３）と（４）が吸熱反応であり、（１）、
（２）、（５）で発生する熱は反応（３）と（４）の加
熱用に用いられる。内燃式改質法では改質器が用いられ
るが、概略、酸化触媒を配置した部分酸化反応器と改質
触媒を配置した水蒸気改質反応器とにより構成され、原
料ガス（炭化水素ガス）、水、空気から水素リッチな改
質ガスが得られる。

【００１１】図２は内燃式改質法による改質器の幾つか
の態様例を示す図である。図２（ａ）は反応成分である
原料ガス、水、空気を部分酸化反応器（部分酸化部）に
供給して原料ガスの一部を燃焼させて反応熱（ΔＨ）を
発生させ、これに続き該部分燃焼ガスを反応成分ととも
に水蒸気改質反応器（水蒸気改質部）に供給する。こう
して反応熱（ΔＨ）を利用して水素リッチな改質ガスが
生成される（特開平１０−２９１８０１号）。

【００１２】図２（ｂ）は図２（ａ）の変形態様である
（特開平１０−２９１８０１号）。反応成分である原料
ガス、水（水蒸気）、空気を部分酸化反応器（部分酸化
部）に供給して原料ガスの一部を燃焼させて反応熱（Δ
Ｈ）を発生させ、これに続き、該部分燃焼ガスを反応成
分である原料ガス、空気とともに水蒸気改質反応器（水
蒸気改質部）に供給する。水蒸気改質反応器へは原料ガ
スを補給するが、併せて水（水蒸気）を補充してもよ
い。こうして部分酸化反応器で生成した反応熱（ΔＨ）
を利用して水素リッチな改質ガスが生成される。

【００１３】図２（ｃ）では、原料ガス、空気を部分酸
化反応器に供給し、ここで気相燃焼又は触媒燃焼により
原料ガスの一部を燃焼させて反応熱（ΔＨ）を発生させ
る。一方、水蒸気改質反応器には別途原料ガス、水を供
給する。水蒸気改質反応器での加熱には部分酸化反応器
で生成した反応熱（ΔＨ）が利用され、原料ガスが水素
リッチな改質ガスに変えられる。部分酸化反応器では一
部水素が生成するので、水蒸気改質反応器で生成した改
質ガスと合流される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図２（ａ）〜
（ｂ）の形式の装置では、部分酸化反応と水蒸気改質反
応を逐次連続して行う必要があるため、部分酸化反応器
と水蒸気改質反応器に大きな温度勾配が生じてしまい、
特にその高温部分（ＨｏｔＳｐｏｔ）により、触媒や
炉材の劣化が生じてしまう。このため、特開平１１−１
９９２０１号では、水の過剰な導入や空気を分散して導
入することにより、温度の低減を図っている。ところ
が、この方法では水の過剰な導入や空気の分散が必要と
なるため効率が悪くなり、反応器が複雑になるなどの欠
点がある。また、図２（ｃ）の形式の装置では、部分酸
化反応と水蒸気改質反応の二つの反応を制御する必要が
あるため、ユーティリティやシステム自体が複雑にな
り、プラントが大型化する原因になってしまう。

【００１５】本発明は、従来の内燃式改質法による改質
器における以上のような諸問題を解決するためになされ
たものであり、部分酸化反応器と水蒸気改質反応器を一
体化することにより、補機を含む装置全体をコンパクト
化するとともに、放熱量を格段に低減し得るようにし、
また起動時間を大幅に短縮できるなど優れた効果を有す
る新規且つ有用な燃料電池用の内燃式改質法による改質
装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）内燃式
改質法による炭化水素ガスの改質装置であって、同心状
に間隔を置いて配置された内管と外管で構成された二重
管からなり、内管内に酸化触媒を充填した酸化反応筒、
内管と外管の間に改質触媒を充填した改質反応筒を設
け、且つ、酸化反応筒内の上端に起動時に改質装置内部
を加熱するバーナを配置してなり、炭化水素ガス、水蒸
気、空気を酸化反応筒内の上端から流通して酸化反応さ
せ、下端から折り返した後、改質反応筒に流通させて炭
化水素ガスを改質ガスに改質するようにしてなることを
特徴とする燃料電池用改質装置を提供する。

【００１７】本発明は、（２）内燃式改質法による炭化
水素ガスの改質装置であって、同心状に間隔を置いて配
置された内管と外管で構成された二重管からなり、内管
内を中空の酸化反応筒とし、内管と外管の間に改質触媒
を充填した改質反応筒を設け、且つ、酸化反応筒内の上
端に予混合方式のバーナを配置してなり、炭化水素ガ
ス、水蒸気、空気を酸化反応筒内の上端から流通して酸
化反応させ、下端から折り返した後、改質反応筒に流通
させて炭化水素ガスを改質ガスに改質するようにしてな
ることを特徴とする燃料電池用改質装置を提供する。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の改質装置は、内燃式改質
法による炭化水素ガスの改質装置であって、同心状に間
隔を置いて配置された内管と外管で構成された二重管か
らなり、内管内に酸化触媒を充填した酸化反応筒、内管
と外管の間に改質触媒を充填した改質反応筒を設け、且
つ、酸化反応筒内の上端に起動時に改質装置内部を加熱
するバーナを配置して構成される。そして、炭化水素ガ
ス、水蒸気、空気を酸化反応筒内の上端から流通して酸
化させ、下端から折り返した後、改質反応筒に流通させ
て炭化水素ガスを改質ガスに改質するようにしてなる。

【００１９】この改質装置は、その上下を反転して、す
なわちその上下を逆にして構成してもよい。この場合に
は、酸化反応筒内の下端に起動時に改質装置内部を加熱
するバーナを配置し、そして炭化水素ガス、水蒸気、空
気を酸化反応筒内の下端から流通して酸化反応させ、上
端から折り返した後、改質反応筒に流通させて炭化水素
ガスを水素リッチな改質ガスに改質するように構成され
る。なお、本発明において、酸化触媒は部分酸化触媒、
燃焼触媒としても機能することから、本明細書中、酸化
触媒とは部分酸化触媒、燃焼触媒を含む意味であり、酸
化反応筒とは部分酸化反応筒の意味を含むものである。

【００２０】また、本発明の改質装置は、内管内に酸化
触媒を充填せず、中空の酸化反応筒として構成すること
もできる。この場合、酸化反応筒の上端に、予混合方式
の部分酸化用バーナが配置される。このバーナに原料ガ
スと空気を予め混合した混合ガスを導入する。部分酸化
用バーナでは、空気を空気比０．５〜０．９５程度とな
るように導入して部分燃焼させ、生成部分燃焼ガスを、
別途導入する原料ガス（＋水蒸気）と混合させて、空気
比λ＝０．１５〜０．５程度になるように制御する。な
お、その改質装置の上下を反転して構成する場合には、
部分酸化用バーナは酸化反応筒の下端に配置される。

【００２１】本発明は、これらを基本構成とすることに
よって、改質装置をコンパクト化できるだけでなく、改
質装置から外部への放熱量を低減させ、内燃式改質法に
よる改質装置全体としての熱効率を格段に向上させるこ
とができる。本発明によれば、酸化反応筒で原料ガスの
酸化反応により発生する熱により、原料ガス、水蒸気、
空気を加熱するとともに、改質反応筒が酸化反応筒を囲
んでいるので、酸化反応筒から改質反応筒への伝熱面積
が大きくなり、酸化反応筒で発生した熱を内筒壁を通し
て効率よく改質反応筒へ伝えることができる。また、内
管の構成材料としてはステンレス鋼等が使用できるの
で、コスト面でも非常に有利である。

【００２２】以上のいずれの場合にも、内管の内壁（内
管の内側の壁）、内管の外壁（内管の外側の壁）のう
ち、いずれか一方または両方にフィンを設けることがで
きる。これにより、酸化反応筒で発生した熱をより効果
的に改質反応筒に伝えることができる。フィンの材料と
しては例えばステンレス鋼などの熱伝導性のよい材料が
使用される。

【００２３】酸化反応筒に充填する酸化触媒としては、
例えばパラジウム（Ｐｄ）や白金（Ｐｔ）等の貴金属触
媒やヘキサアルミネート化合物からなる触媒などが使用
され、貴金属触媒はアルミナ等の担体に担持して構成さ
れる。改質反応筒に充填する改質触媒としては、例えば
アルミナなどの担体にＮｉ、Ｒｕなどの金属を担持した
Ｎｉ系、Ｒｕ系等の適当な触媒が使用される。また、原
料ガスとしては、メタン、エタン、プロパン、ブタン等
の炭化水素ガス、あるいはそれら炭化水素ガスの混合ガ
ス、例えば天然ガス、都市ガス、ＬＰガス等が使用され
る。水蒸気発生用の水としては蒸留水やイオン交換水な
どが使用される。空気としては空気のほか、酸素富化空
気、酸素等も使用でき、本明細書ではこれらを含めて空
気と指称している。

【００２４】本発明においては、酸化反応筒と改質反応
筒を一体化しているので、改質装置自体コンパクト化で
き、またその運転時における放熱量を格段に低減し得る
だけでなく、必要な補機類としては水、原料ガス及び空
気の供給手段だけであるので、補機類を含む装置全体と
してもコンパクト化することができる。また、本発明の
改質装置によれば、その起動時に、バーナ（パイロット
バーナ）によって原料ガスを部分燃焼をさせると同時に
燃焼触媒及び改質触媒を加熱し、瞬時に改質ガスの生成
を開始することができる。

【００２５】さらに、本発明の改質装置では、原料ガス
に対する空気比を例えばλ＝０．１５〜０．５というよ
うに低くし、また水蒸気Ｓ（Ｓｔｅａｍ）と原料ガス組
成の炭素数Ｃ（Ｃａｒｂｏｎ）とのモル比率Ｓ/Ｃ＝
０．１〜５．０という範囲で運転するので、空気と水蒸
気を混合した原料混合ガスは燃焼範囲から外れた組成に
なるため、配管内で加熱されても、原料ガスは酸化しな
い。また、空気比を低く、水蒸気を多く添加すること
で、前記従来の改質装置の部分酸化反応器で生じる高温
部分（ＨｏｔＳｐｏｔ）を低い温度に抑制することが
できるので、装置構成材料、触媒の寿命を延ばすことが
できる。

【００２６】また、本発明の改質装置によれば、必要な
反応成分、すなわち原料ガス、空気及び水蒸気は起動時
以降全量を混合して供給できるので、従来では必要であ
った熱交換器や配管の点数を減らすことができる。得ら
れた改質ガスは高温であるのでそれらプロセスガス（原
料ガス、空気及び水蒸気）と熱交換してそれらを予熱熱
し、自らは冷却されて次工程へ供給される。

【００２７】本発明の改質装置は、好ましくは水素を燃
料とする燃料電池、すなわちＰＥＦＣ又はＰＡＦＣと連
結して使用される。本発明の改質装置はコンパクト化さ
れており、起動時間を短縮できることから、特に一般家
庭用などへの適用が期待されているＰＥＦＣ用の水素製
造装置として好適に用いることができる。本改質装置で
得られた改質ガスをＰＥＦＣの燃料に用る場合、例えば
ＣＯ変成器に送ってＣＯを１％程度に低減させ、さらに
ＣＯ選択酸化器で１００ｐｐｍ程度以下、１０ｐｐｍ程
度以下というように低減させた後、その燃料極へ供給さ
れる。

【００２８】以下、実施例を基に本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明がこれら実施例に限定されないこと
はもちろんである。

【００２９】《実施例１》図３は本例の改質装置を縦断
面図として示す図である。内管と外管が間隔を置いて二
重管として構成される。内管内には酸化触媒が充填さ
れ、酸化反応筒が構成されている。充填された酸化触媒
の下部には多孔板が配置され、これにより酸化触媒は層
状に支持されている。内管と外管の間には改質触媒が充
填され、これにより改質触媒筒が構成される。充填され
た改質触媒の上下には多孔板が配置され、これにより改
質触媒は層状に支持される。それら多孔板に代えて耐熱
性の材料で構成したメッシュ等を配置してもよい。

【００３０】内管内の上端にはバーナが配置され、ここ
に原料ガス（炭化水素ガス）、水蒸気及び空気の混合ガ
ス（原料混合ガス）の供給導管が臨ませてある。改質触
媒筒の上方には生成改質ガスの導出管が設けられてい
る。原料混合ガスは熱交換器を介して改質ガスとの熱交
換を経てバーナに供給される。二重管の上部及び下部は
蓋がされ、各管及び蓋はステンレス鋼等で構成できる。
外管の外周面及び蓋の外面には例えばアルミナやパーラ
イト等の断熱材を配置して熱の放散を防ぐようにするこ
とが望ましい。これらの点は以下の態様でも同様であ
る。

【００３１】本改質装置の起動、運転に際しては、原料
混合ガスを熱交換器を経てバーナに供給し、ここで原料
ガスを一部燃焼させ、反応熱を伴いながら酸化反応筒に
流入させる。ここで酸化触媒による接触反応により原料
ガスをさらに一部燃焼させ、反応熱を伴いながら、その
下端から折り返した後、改質反応筒に流通させる。本改
質装置では、内管と外管が間隔を置いて二重管として構
成されているので、部分酸化反応筒で発生した熱は内管
を通して改質触媒筒に伝えられる。改質触媒筒で改質触
媒による接触反応により水素リッチな改質ガスに変えら
れ、改質触媒筒の上部から導出される。改質ガスは５０
０〜７００℃程度という高温であるので、熱交換器に通
し、その熱を原料混合ガスの予熱に利用する。

【００３２】《実施例２》図４は本例の改質装置を縦断
面図として示す図である。図示のとおり、本改質装置は
管１〜４の四重の管で構成され、内管１内には燃焼触媒
が充填され（酸化反応筒）、内管１とそれを囲んだ管２
の間に改質触媒が充填され（改質触媒筒）、管２の外周
には間隔（間隙）を置いて管３が配置され、さらに管３
の外周には間隔（間隙）を置いて外套４が配置されてい
る。改質ガスが管２と管３の隙間を流通し、原料混合ガ
スが管３と外套４の隙間を流通することにより、原料混
合ガスを予熱する。外套４の内側には低温の原料混合ガ
スしか流通しないため、外套４の外周面は低い温度に抑
えられ、熱の放散を防ぐことができる。

【００３３】内管１と管２をステンレス鋼（ＳＵＳ３
１０）で構成し、管３と外套４をステンレス鋼（ＳＵＳ
３０４）で構成した。内管１の内径は５０ｍｍφ、管
２の内径は６５ｍｍφ、管３の内径は７２ｍｍφ、外套
４の内径は７９ｍｍφ、高さは１５０ｍｍである。酸化
触媒としてアルミナにパラジウムを担持させた触媒（粒
状）、改質触媒としてアルミナにニッケルを担持させた
触媒（粒状）を用いた。該酸化触媒、改質触媒の充填量
はそれぞれ５０ｃｃ、３００ｃｃである。外管の外周面
及び蓋の外面には粒状アルミナを配置して断熱し、熱の
放散を防ぐようにした。原料ガスとして都市ガス（脱硫
済み）５．７ＮＬ／ｍｉｎを使用し、空気１９ＮＬ／ｍ
ｉｎ（空気比λ＝０．３）、水の添加量１５ｃｃ／ｍｉ
ｎ（水蒸気で１８．７ＮＬ／ｍｉｎ）として運転した。
この結果、原料ガスのメタンは９９．３％、すなわち９
９％以上水素に転化することができた。また１０００時
間、およびそれ以上の耐久試験においても順調に作動
し、何ら問題は見つからなかった。

【００３４】《実施例３》図５は本例の改質装置を縦断
面図として示す図である。実施例１（図３）の改質装置
を上下逆にした以外は実施例１と同様である。本改質装
置でも、内管と外管が間隔を置いて二重管として構成さ
れているので、酸化反応筒で発生した熱は内管を通して
改質触媒筒に伝えられるが、内管の内壁又は外壁、ある
いはその両方の壁にフィンを設けることにより、酸化反
応筒で発生した熱をより効果的に改質触媒筒に伝えるこ
とができる。フィンの材料としては例えばステンレス鋼
など熱伝導性のよい材料が使用される。これらフィンを
設ける点は実施例１及び実施例４の改質装置に対しても
同様に適用される。

【００３５】フィンの配置は各種仕方で行えるが、図６
はその例を示した図である。図６（ａ）は内管の外壁に
フィンを螺旋状に設けた場合、図５（ｂ）は内管の外壁
にフィンを管軸に平行に設けた場合である。改質触媒は
これらフィン間に充填される。これらフィンは、同様に
して内管の内壁にも設けることができる。これらにより
酸化反応筒で発生した熱はフィンを通してより効果的に
改質触媒筒に伝えられる。

【００３６】《実施例４》本実施例は、内管内に酸化触
媒を充填せず、中空の酸化反応筒として構成した例であ
る。図７は本改質装置の内管内の要点部分を示す図で、
その他の点は実施例１（図３）と同様である。酸化反応
筒の上端に、予混合方式のバーナ（部分酸化用バーナ）
を配置し、このバーナに原料ガスと空気を予め混合した
混合ガスを導入する。図７に示すように部分酸化用バー
ナへの空気は空気比０．５〜０．９５程度で導入して部
分燃焼させ、部分燃焼ガスを別途導入する原料ガス（＋
水蒸気）と混合させ、空気比λ＝０．１５〜０．５程度
になるように制御する。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、内燃式改質法による改
質装置において、酸化反応器と水蒸気改質反応器を一体
化することにより、補機を含む装置全体をコンパクト化
するとともに、局部加熱を防止し、エネルギーロスとな
る放熱量を格段に低減させることができる。また、補機
類を少なくし、起動時間を大幅に短縮できるなど各種優
れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】改質器を用い、炭化水素ガス（原料ガス）から
ＰＥＦＣに至るまでの態様例を示す図

【図２】内燃式改質法による改質器の幾つかの態様例を
示す図

【図３】本発明の実施例１を示す図（縦断面図）

【図４】本発明の実施例２を示す図（縦断面図）

【図５】本発明の実施例３を示す図（縦断面図）

【図６】本発明の改質装置において、内管の外壁にフィ
ンを設ける例を示す図

【図７】本発明の実施例４を示す図

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃式改質法による炭化水素ガスの改質装
置であって、同心状に間隔を置いて配置された内管と外
管で構成された二重管からなり、内管内に酸化触媒を充
填した酸化反応筒、内管と外管の間に改質触媒を充填し
た改質反応筒を設け、且つ、酸化反応筒内の上端に起動
時に改質装置内部を加熱するバーナを配置してなり、炭
化水素ガス、水蒸気、空気を酸化反応筒内の上端から流
通して酸化反応させ、下端から折り返した後、改質反応
筒に流通させて炭化水素ガスを改質ガスに改質するよう
にしてなることを特徴とする燃料電池用改質装置。
【請求項２】前記酸化反応筒に充填される酸化触媒がパ
ラジウム、白金等の貴金属触媒又はヘキサアルミネート
化合物からなる酸化触媒である請求項１に記載の燃料電
池用改質装置。
【請求項３】内燃式改質法による炭化水素ガスの改質装
置であって、同心状に間隔を置いて配置された内管と外
管で構成された二重管からなり、内管内を中空の酸化反
応筒とし、内管と外管の間に改質触媒を充填した改質反
応筒を設け、且つ、酸化反応筒内の上端に予混合方式の
バーナを配置してなり、炭化水素ガス、水蒸気、空気を
酸化反応筒内の上端から流通して酸化反応させ、下端か
ら折り返した後、改質反応筒に流通させて炭化水素ガス
を改質ガスに改質するようにしてなることを特徴とする
燃料電池用改質装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池
用改質装置において、上記外管の外周に同心状に間隔を
置いて管が配置され、且つ、該管の外周に同心状に間隔
を置いて外套が配置されてなり、外管と該管の間に改質
反応筒からの改質ガスを流通させ、該管と外套の間に原
料混合ガスを流通させることにより原料混合ガスを予熱
するようにしてなることを特徴とする燃料電池用改質装
置。
【請求項５】前記燃料電池用改質装置の上下を反転させ
てなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載
の燃料電池用改質装置。
【請求項６】前記内管の内壁、外壁のいずれか一方また
は両方にフィンを設けてなることを特徴とする請求項１
〜５のいずれかに記載の燃料電池用改質装置。