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JP2005112693A - Fuel reformer - Google Patents

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JP2005112693A
JP2005112693A JP2003351677A JP2003351677A JP2005112693A JP 2005112693 A JP2005112693 A JP 2005112693A JP 2003351677 A JP2003351677 A JP 2003351677A JP 2003351677 A JP2003351677 A JP 2003351677A JP 2005112693 A JP2005112693 A JP 2005112693A
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JP
Japan
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metal lath
metal
fuel reformer
rectifying
combustor
Prior art date
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Pending
Application number
JP2003351677A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsumi Ida
敦巳 井田
Norio Yamagishi
典生 山岸
Shintaro Ishihara
慎太郎 石原
Norio Ito
則雄 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TAKAGI SEISAKUSHO KK
Toyota Motor Corp
Takagi Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
TAKAGI SEISAKUSHO KK
Toyota Motor Corp
Takagi Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by TAKAGI SEISAKUSHO KK, Toyota Motor Corp, Takagi Manufacturing Co Ltd filed Critical TAKAGI SEISAKUSHO KK
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  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel reforming apparatus capable of ensuring (or nearing to) a uniform gas flow speed and flow rate to the rotating flow. <P>SOLUTION: (1) This fuel reforming apparatus 10 is equipped with a straightening filter 15 having metal lathes 16 at the downstream of the gas introducing part of a swaller and at the upstream of the catalyst of the fuel reforming apparatus, and the rotating direction angle in the straightening filter surface of the straightening filter is set so that the metal lathe which has an orientation to the straightening action to the rotating flow is oriented to the rotating direction angle in the metal lathe surface which does maximum straightening action. (2) At the rotating direction angle in the metal lathe surface at which the metal lathe 16 does maximum straightening action, the cut-and-raised part 16a of the metal lathe 16 comes to the opposite to the rotating flow when the rotating flow arrives at the metal lathe. (3) The straightening filter 15 is equipped with a plurality of metal lathes 16. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、燃料改質器に関し、とくに燃料改質器の整流フィルタに関する。   The present invention relates to a fuel reformer, and more particularly to a rectifying filter for a fuel reformer.

特開2002−22111号公報は、触媒燃焼装置において、触媒の上流に金網のフィルタを設けてガスを整流すること、および、金網はメタルラスで代替されてもよいことを開示している。
燃料改質器などにおいて、複数種類のガスを混合して整流フィルタ(この整流フィルタには発泡金属などが用いられるが、上記公報の金網なども使用できると考えられる)を通過させた後触媒に流入させる場合、短い軸方向距離内でガス同士を良好に混合するために、ガスを整流フィルタの上流側空間部に接線方向に導入して該空間部に旋回流(スワール)を生成させることが行われている。
しかし、旋回流を生成すると、ガス導入部と同じ半径近傍での流速が大で他の半径部位で流速が小となって、整流フィルタに流入するガスの流速に大きな差が生じ、その結果、整流フィルタを通過した後の触媒に流入するガス流量にも触媒半径方向で大きな差が生じ、効率のよい触媒利用、燃料改質が得られなくなる。
特開2002−22111号公報
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-22111 discloses that in a catalytic combustion apparatus, a metal mesh filter is provided upstream of the catalyst to rectify the gas, and the metal mesh may be replaced with a metal lath.
In a fuel reformer or the like, after mixing a plurality of types of gas and passing through a rectifier filter (foam metal or the like is used for this rectifier filter, it is considered that the metal mesh of the above publication can also be used) In order to mix the gases within a short axial distance, the gas may be introduced tangentially into the upstream space portion of the rectifying filter to generate a swirl flow (swirl) in the space portion. Has been done.
However, when the swirl flow is generated, the flow velocity in the vicinity of the same radius as the gas introduction portion is large and the flow velocity is small in the other radial portions, and a large difference occurs in the flow velocity of the gas flowing into the rectifying filter. A large difference in the gas flow rate flowing into the catalyst after passing through the rectifying filter also occurs in the catalyst radial direction, and efficient catalyst utilization and fuel reforming cannot be obtained.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-22111

本発明が解決しようとする課題は、整流フィルタの上流側でガスが旋回流を形成する場合に、整流フィルタを通過して触媒に流入するガスの流速、流量に触媒半径方向で大きな差が生じ、効率のよい触媒利用、燃料改質が得られないという問題点である。   The problem to be solved by the present invention is that when the gas forms a swirling flow upstream of the rectifying filter, a large difference occurs in the catalyst radial direction in the flow velocity and flow rate of the gas flowing through the rectifying filter and flowing into the catalyst. This is a problem that efficient catalyst utilization and fuel reforming cannot be obtained.

本発明の目的は、整流フィルタの上流側でガスが旋回流を形成する場合、整流フィルタを通過して触媒に流入するガスの流速、流量を触媒半径方向で均一化する(均一に近づける)ことができる燃料改質器を提供することにある。   The object of the present invention is to make the flow velocity and flow rate of gas flowing through the rectification filter and flowing into the catalyst uniform in the radial direction of the catalyst when the gas forms a swirling flow upstream of the rectification filter. It is an object of the present invention to provide a fuel reformer that can achieve the above.

上記課題を解決する本発明は、また、上記目的を達成する本発明は、つぎのとおりである。
(1)燃料改質器のスワラーのガス導入部の下流でかつ触媒の上流の部位に、メタルラスを有する整流フィルタを設置し、旋回流に対して整流作用に指向性をもつメタルラスが最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度に向けられるように、前記整流フィルタの整流フィルタ面内回転方向角度を設定した燃料改質器。
(2)前記メタルラスが最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度では、メタルラスの切り起こし部が、前記旋回流が前記メタルラスに到達したときに前記旋回流に対向する(1)記載の燃料改質器。
(3)前記整流フィルタは、前記メタルラスと、該メタルラスを挟む枠を有する(1)記載の燃料改質器用燃焼器。
(4)前記整流フィルタは、前記メタルラスと、該メタルラスを挟む枠と桟を有する(1)記載の燃料改質器用燃焼器。
(5)前記整流フィルタの前記メタルラスは、矩形格子上にある菱形開口部の、長い方の対角線方向のピッチが0.5mm〜2mmの範囲にあり、短い方の対角線方向のピッチが0.3mm〜1mmの範囲にあり、桟幅が0.1mm〜0.3mmの範囲にある(1)記載の燃料改質器用燃焼器。
(6)前記整流フィルタは、互いに隔てられて並設された複数のメタルラスを備えている(1)記載の燃料改質器用燃焼器。
(7)前記互いに隔てられて並設された複数のメタルラスのうち、下流側のメタルラスは、上流側のメタルラスを通過した旋回流成分が残っている旋回流に対して最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度に向けられる(6)記載の燃料改質器用燃焼器。
(8)前記互いに隔てられて並設された複数のメタルラスは、開口部ピッチを互いに異ならせてあり、下流側のメタルラスほど開口部ピッチが小さくしてある(6)記載の燃料改質器用燃焼器。
(9)前記互いに隔てられて並設された複数のメタルラスの一部を切り起こし有りのメタルラスとするとともに残りを切り起こし無しのメタルラスとし、切り起こし無しのメタルラスを切り起こし有りのメタルラスの下流側に配置した(6)記載の燃料改質器用燃焼器。
The present invention for solving the above-mentioned problems and the present invention for achieving the above object are as follows.
(1) A rectifier filter having a metal lath is installed downstream of the gas introduction part of the swirler of the fuel reformer and upstream of the catalyst, and the metal lath having directivity in the rectification action with respect to the swirling flow is the largest rectification A fuel reformer in which the rectifying filter in-plane rotational direction angle of the rectifying filter is set so as to be directed to the metal lath in-plane rotational direction angle.
(2) The fuel according to (1), wherein at the metal lath in-plane rotation direction angle at which the metal lath performs maximum rectifying action, the metal lath cut-and-raised portion faces the swirl flow when the swirl flow reaches the metal lath. Reformer.
(3) The combustor for a fuel reformer according to (1), wherein the rectifying filter includes the metal lath and a frame sandwiching the metal lath.
(4) The combustor for a fuel reformer according to (1), wherein the rectifying filter includes the metal lath, a frame sandwiching the metal lath, and a crosspiece.
(5) The metal lath of the rectifying filter has a longer diagonal pitch of 0.5 mm to 2 mm of the rhomboid openings on the rectangular lattice, and a shorter diagonal pitch of 0.3 mm. The combustor for a fuel reformer according to (1), wherein the combustor is in a range of ˜1 mm and a crosspiece width is in a range of 0.1 mm to 0.3 mm.
(6) The combustor for a fuel reformer according to (1), wherein the rectifying filter includes a plurality of metal laths arranged apart from each other in parallel.
(7) Of the plurality of metal laths separated from each other, the metal lath on the downstream side performs the maximum rectifying action on the swirl flow in which the swirl flow component that has passed through the metal lath on the upstream side remains. The combustor for a fuel reformer according to (6), which is directed to an in-plane rotational direction angle.
(8) The plurality of metal laths arranged side by side apart from each other have different opening pitches, and the downstream metal lath has a smaller opening pitch, and combustion for a fuel reformer according to (6) vessel.
(9) A part of the plurality of metal laths spaced apart from each other is cut and raised to be a metal lath, and the rest is made to be a metal lath without being cut and raised, and a metal lath without being cut and raised is downstream of the metal lath that is cut and raised. The combustor for a fuel reformer described in (6).

上記(1)の燃料改質器によれば、メタルラスが最大の整流作用を果たす角度に向けられているので、旋回流がメタルラスに到達してメタルラスを通過した後における、半径方向における流速差(最大周方向流速と最小周方向流速の差)、流量差が小さくなる。その結果、整流フィルタを通過した後触媒に流入するガス流の、触媒半径方向の流速分布、流量分布が均一化する。
上記(2)の燃料改質器によれば、メタルラスの切り起こし部が、旋回流がメタルラスに到達したときに旋回流に対向するので、旋回流の最大流速を切り起こし部によって効果的に低下させ、触媒半径方向に、ガスの流速、流量の均一化をはかることができる。
上記(3)の燃料改質器では、整流フィルタがメタルラスを挟む枠を有するので、整流エレメントが切り起こしのあるメタルラスであるにかかわらず、枠でメタルラスを挟んで触媒上流に配置、固定することができる。
上記(4)の燃料改質器では、整流フィルタがメタルラスを挟む枠と桟を有するので、整流エレメントが切り起こしのあるメタルラスであるにかかわらず、枠でメタルラスを挟んで触媒上流に配置、固定することができるとともに、桟によって、メタルラスがガス流を受けても過度に撓まないようにすることができる。
上記(5)の燃料改質器では、メタルラスの開口部のピッチを所定の範囲に設定したので、メタルラスの整流効果が大きい。
上記(6)の燃料改質器では、複数のメタルラスを設けたので、メタルラスを1枚設けた場合より大きな整流効果が得られる。
上記(7)の燃料改質器では、下流側のメタルラスの回転方向角度を所定角度に設定したので、下流側メタルラスの整流効果を高めることができる。
上記(8)の燃料改質器では、下流側のメタルラスほど開口部のピッチを小さくしたので、下流側のメタルラスの整流作用を維持することができる。
上記(9)の燃料改質器では、下流側に切り起こしの無いメタルラスを設けたので、上流側のメタルラスを通過した流れに残っている半径方向流速差をさらに小さくすることができる。
According to the fuel reformer of the above (1), the metal lath is directed to an angle at which the maximum rectification action is performed. Therefore, after the swirling flow reaches the metal lath and passes through the metal lath, the flow velocity difference in the radial direction ( The difference between the maximum circumferential flow velocity and the minimum circumferential flow velocity) and the flow rate difference are reduced. As a result, the flow velocity distribution and the flow rate distribution in the catalyst radial direction of the gas flow flowing into the catalyst after passing through the rectifying filter are made uniform.
According to the fuel reformer of the above (2), since the metal lath cut-and-raised portion faces the swirl flow when the swirl flow reaches the metal lath, the maximum flow velocity of the swirl flow is effectively reduced by the cut-and-raised portion. The gas flow rate and flow rate can be made uniform in the catalyst radial direction.
In the fuel reformer of (3) above, since the rectifying filter has a frame that sandwiches the metal lath, the rectifying element is disposed and fixed upstream of the catalyst with the metal lath sandwiched between the frames, regardless of whether the rectifying element is a metal lath that is cut and raised. Can do.
In the fuel reformer of (4) above, since the rectifying filter has a frame and a cross that sandwich the metal lath, the rectifying element is placed and fixed upstream of the catalyst with the metal lath sandwiched by the frame, regardless of whether the rectifying element is a metal lath that is cut and raised. In addition, the crosspiece can prevent the metal lath from being bent excessively even if it receives a gas flow.
In the fuel reformer of the above (5), the pitch of the opening of the metal lath is set within a predetermined range, so that the effect of rectifying the metal lath is great.
In the fuel reformer of the above (6), since a plurality of metal laths are provided, a larger rectification effect can be obtained than when one metal lath is provided.
In the fuel reformer of (7), since the rotation direction angle of the downstream metal lath is set to a predetermined angle, the rectifying effect of the downstream metal lath can be enhanced.
In the fuel reformer of (8), the downstream metal lath has a smaller opening pitch, so that the rectifying action of the downstream metal lath can be maintained.
In the fuel reformer of (9), the metal lath that is not cut and raised is provided on the downstream side, so that the radial flow velocity difference remaining in the flow that has passed through the upstream metal lath can be further reduced.

以下に、本発明の燃料改質器を、図1〜図30を参照して説明する。
本発明の燃料改質器10は、燃料電池(以下、FCともいう)の燃料ガス用に他燃料を改質して水素を生成する燃料改質器であり、たとえば、メタノール、水、エアの高温混合ガスから水素を生成する燃料改質器である。
Below, the fuel reformer of this invention is demonstrated with reference to FIGS.
The fuel reformer 10 of the present invention is a fuel reformer that generates hydrogen by reforming other fuels for fuel gas of a fuel cell (hereinafter also referred to as FC). For example, methanol, water, air It is a fuel reformer that generates hydrogen from a high-temperature mixed gas.

図1〜図4に示すように、燃料改質器用燃焼器10は、触媒11と、その上流の、混合ガス(たとえば、メタノール、水、エアの高温混合ガス)のガス導入部13をもつスワラー12と、スワラー12のガス導入部13の下流で触媒11の上流に位置する整流フィルタ15を、備えている。   As shown in FIGS. 1 to 4, the fuel reformer combustor 10 is a swirler having a catalyst 11 and a gas introduction portion 13 of a mixed gas (for example, high-temperature mixed gas of methanol, water, and air) upstream of the catalyst 11. 12 and a rectifying filter 15 located downstream of the gas introduction part 13 of the swirler 12 and upstream of the catalyst 11.

触媒11は、外形がほぼ円形状の、セラミックハニカム担体に触媒成分を担持したもので、高温混合ガスを改質して、燃料電池の燃料ガスとなる水素を生成するものである。   The catalyst 11 has a substantially circular outer shape and a catalyst component supported on a ceramic honeycomb carrier. The catalyst 11 reforms a high-temperature mixed gas to generate hydrogen as a fuel gas for the fuel cell.

スワラー12は、ほぼ円形の空間部14を有し、空間部14の中心からオフセットした位置でガス導入部13から接線方向に空間部14に混合ガスを導入することで、空間部14に旋回流を生成するものである。   The swirler 12 has a substantially circular space portion 14, and introduces a mixed gas from the gas introduction portion 13 to the space portion 14 in a tangential direction at a position offset from the center of the space portion 14. Is generated.

スワラー12で旋回流を生成した場合、ガス導入部13と同じ半径部分では、周方向ガス流速は大であるが、その他の半径部分では周方向ガス流速が小となるので、空間部14では、図4に示すように、半径方向に周方向流速分布が生じる。この流速分布をそのままにしておくと、触媒11に流入するガス流量が触媒の半径方向位置で変わり、触媒の有効利用、効果的な燃料改質が得られない。これを是正し、流速分布を均一化するために、触媒11の上流に整流フィルタ15が設けられる。これによって、整流フィルタ15の下流側で、図4の流速分布に比べて均一化された流速分布、すなわち最大流速と最小流速の差が小さい、図3に示すような流速分布が得られる。   When the swirl flow is generated by the swirler 12, the circumferential gas flow velocity is large at the same radius portion as the gas introduction portion 13, but the circumferential gas flow velocity is small at the other radius portions. As shown in FIG. 4, a circumferential flow velocity distribution is generated in the radial direction. If this flow velocity distribution is left as it is, the gas flow rate flowing into the catalyst 11 changes depending on the radial position of the catalyst, and effective use of the catalyst and effective fuel reforming cannot be obtained. In order to correct this and make the flow velocity distribution uniform, a rectifying filter 15 is provided upstream of the catalyst 11. As a result, a flow velocity distribution that is made uniform compared to the flow velocity distribution of FIG. 4 on the downstream side of the rectifying filter 15, that is, a flow velocity distribution as shown in FIG. 3, in which the difference between the maximum flow velocity and the minimum flow velocity is small.

整流フィルタ15は、整流要素としてのメタルラス16を備えている。整流フィルタ15は、通路壁からメタルラス16を支持する部材、たとえば、枠17や桟18、を有していてもよい。
メタルラス16は、図5、図6に示すように、板材に、1直線上に互いに間隔をおいて複数の切込み(スリット)を設けた切込み列を互いに平行に複数列設けるとともに、隣接する切込み列の切込みが切込み伸長方向と直交方向に互い違いとなるように設け、切込みと直交する方向(加工方向)に板材に引張力をかけ、引張方向と180°反対側の切込みの縁部に元の板面に対して斜めとなった切り起こし部16a、16bを形成するか、または各切込みを引張りにより加工方向に延ばして開口部16bを形成したものである。
The rectifying filter 15 includes a metal lath 16 as a rectifying element. The rectifying filter 15 may have a member that supports the metal lath 16 from the passage wall, for example, a frame 17 or a crosspiece 18.
As shown in FIGS. 5 and 6, the metal lath 16 is provided with a plurality of cut rows in which a plurality of cuts (slits) are provided at intervals on a straight line on the plate material, and adjacent cut rows are provided. Are provided so that the cuts of the plate are staggered in the direction perpendicular to the cut extension direction, a tensile force is applied to the plate material in the direction perpendicular to the cut (processing direction), and the original plate is applied to the edge of the cut 180 ° opposite to the tensile direction. The cut-and-raised portions 16a and 16b that are inclined with respect to the surface are formed, or the openings 16b are formed by extending the cuts in the processing direction by pulling.

メタルラス16は、旋回流に対して、整流作用に指向性をもつ。すなわち、メタルラス16を、メタルラス面内回転方向にある角度回転させた場合に、旋回流に対してとくに強い整流作用を果たす。
図7、図8の寸法をもつスワラー12およびメタルラス16において、ガス導入方向を一定にしたままメタルラス16をメタルラス軸芯(円形メタルラスの中心を通るメタルラス面に直交する軸芯)まわりに回転させた場合のメタルラス下流側の流速分布の最大値と最小値との差(流速差)を測定すると図9に示すようになり、この例ではメタルラス16をその加工方向から240°で流速差が最小となり、240°±20°で流速差の低下が見られる。この場合、旋回流の主流の中心はガス導入部13からメタルラス軸芯まわりに約120°旋回した所でメタルラス16に当たる。この部位では、旋回流の主流の中心がメタルラス16の斜め切り起こし部16aに対向する方向から当たる。したがって、メタルラス16の斜め切り起こし部16aがメタルラス16の開口部16bを通過する旋回流に対して最大抵抗を示し、旋回流の流速(周方向の流速)を最も低下させ、最大の整流作用を果たす。この整流作用は、整流に方向性をもたない発泡金属や金網などの整流要素による整流よりも効果的である。これによって、旋回流の主流の最大流速部分(図4の流速分布の山の頂部)の流速が効果的に低減され、メタルラス16を通過した後の流れの流速分布は、図3のように最大流速と最小流速の流速差が小さなものとなり、触媒11に流入する流れの流速および流量は触媒上流側端面の全域において、ほぼ均一化されている。これによって、触媒11の全域が有効利用され、触媒11において効果的な燃料改質が行われる。
The metal lath 16 has directivity in the rectifying action with respect to the swirling flow. That is, when the metal lath 16 is rotated at a certain angle in the in-plane rotation direction of the metal lath, a particularly strong rectifying action is achieved against the swirling flow.
In the swirler 12 and the metal lath 16 having the dimensions shown in FIGS. 7 and 8, the metal lath 16 is rotated around the metal lath axis (axis perpendicular to the metal lath surface passing through the center of the circular metal lath) while the gas introduction direction is constant. When the difference between the maximum value and the minimum value of the flow velocity distribution on the downstream side of the metal lath (flow velocity difference) is measured, it is as shown in FIG. 9. In this example, the flow velocity difference of the metal lath 16 is minimized at 240 ° from the machining direction. A decrease in the flow rate difference is observed at 240 ° ± 20 °. In this case, the center of the main flow of the swirl flow hits the metal lath 16 at a place swirled by about 120 ° around the metal lath axis from the gas introduction part 13. In this part, the center of the main flow of the swirling flow hits from the direction facing the oblique cut-and-raised portion 16 a of the metal lath 16. Therefore, the diagonally raised portion 16a of the metal lath 16 exhibits the maximum resistance against the swirling flow passing through the opening 16b of the metal lath 16, and the flow velocity (circumferential flow velocity) of the swirling flow is reduced most, thereby achieving the maximum rectifying action. . This rectification action is more effective than rectification by a rectifying element such as a foam metal or a wire mesh that has no direction for rectification. This effectively reduces the flow velocity of the maximum flow velocity portion of the swirling main flow (the peak portion of the flow velocity distribution in FIG. 4), and the flow velocity distribution of the flow after passing through the metal lath 16 is maximized as shown in FIG. The difference between the flow velocity and the minimum flow velocity is small, and the flow velocity and flow rate of the flow flowing into the catalyst 11 are almost uniform over the entire area of the catalyst upstream end face. As a result, the entire area of the catalyst 11 is effectively used, and effective fuel reforming is performed in the catalyst 11.

スワラー12およびメタルラス16の寸法が図7、図8の寸法から変われば、上記の240°±20°は変わる。重要なことは、メタルラス16が整流作用に方向性をもつので、メタルラス16をメタルラスの整流作用が最も発揮される取付け回転角度で取りつけることである。その場合、整流作用が最も発揮されるメタルラス16の取付け回転角度とは、旋回流の主流がメタルラス16に当たったときに、メタルラス16の切り起こし部16aが主流に対抗するような、メタルラス取付け回転角度のことである。   If the dimensions of the swirler 12 and the metal lath 16 are changed from those shown in FIGS. 7 and 8, the above 240 ° ± 20 ° changes. What is important is that the metal lath 16 has directionality in the rectifying action, so that the metal lath 16 is attached at an attachment rotation angle at which the rectifying action of the metal lath is most exhibited. In this case, the rotation angle of the metal lath 16 that exerts the most rectifying action is the rotation of the metal lath mounted so that the cut-and-raised portion 16a of the metal lath 16 opposes the main flow when the main flow of the swirling flow hits the metal lath 16. It is an angle.

メタルラス16は、切り起こし16aを切り起こしたまま、流路の壁に支持される必要があるので、以下に述べるように、枠17や桟18などを介して流路の壁に取りつけられる。
図10から図30までは、整流フィルタ15の枠17、桟18の種々の構造(メタルラス支持、固定構造)を示している。図10から図20までは、枠17の種々の構造を示し、図21から図30までは桟18の種々の構造を示している。何れの構造を採用してもよい。
Since the metal lath 16 needs to be supported by the wall of the flow path with the cut and raised portions 16a being cut and raised, it is attached to the wall of the flow path via the frame 17 and the crosspiece 18 as described below.
10 to 30 show various structures (metal lath support and fixing structure) of the frame 17 and the crosspiece 18 of the rectifying filter 15. 10 to 20 show various structures of the frame 17, and FIGS. 21 to 30 show various structures of the crosspiece 18. Any structure may be adopted.

第1の例では、図10、図11に示すように、流路断面形状に切り取ったメタルラス16の周縁部を2つの枠17で挟み、メタルラス16を支持する。メタルラス16の枠17への固定は以下の構造をとることができる。
第2の例では、図12に示すように、予め凹凸をつけた2つの枠17でメタルラス16の周縁部を挟んでメタルラス周縁部に凹凸をつけてかしめ(かしめ部に符号19を付した)、メタルラス16を固定する。
第3の例では、図13に示すように、2つの枠17でメタルラス16の周縁部を挟みプレスなどにて枠17とメタルラス周縁部に凹凸をつけてかしめ(かしめ部に符号20を付した)、メタルラス16を固定する。
In the first example, as shown in FIGS. 10 and 11, the metal lath 16 is supported by sandwiching the peripheral portion of the metal lath 16 cut into the cross-sectional shape of the flow path with two frames 17. The metal lath 16 can be fixed to the frame 17 with the following structure.
In the second example, as shown in FIG. 12, the metal lath 16 is sandwiched between two peripheral edges 17 and the metal lath 16 is sandwiched between the metal laths 16 (the reference numeral 19 is attached to the caulking part). The metal lath 16 is fixed.
In the third example, as shown in FIG. 13, the peripheral portion of the metal lath 16 is sandwiched between the two frames 17, and the frame 17 and the peripheral portion of the metal lath are crimped with a press or the like. ) And fix the metal lath 16.

第4の例では、図14に示すように、2つの枠17でメタルラス16の周縁部を挟み、枠17とメタルラス外周を溶接(溶接部に符号21を付した)にて固定する。
第5の例では、図15に示すように、2つの枠17でメタルラス16の周縁部を挟み、枠17とメタルラス16をスポット溶接(溶接部に符号22を付した)にて固定する。
In the fourth example, as shown in FIG. 14, the peripheral portion of the metal lath 16 is sandwiched between the two frames 17, and the frame 17 and the outer periphery of the metal lath are fixed by welding (reference numeral 21 is attached to the welded portion).
In the fifth example, as shown in FIG. 15, the peripheral portion of the metal lath 16 is sandwiched between the two frames 17, and the frame 17 and the metal lath 16 are fixed by spot welding (reference numeral 22 is attached to the welded portion).

第6の例では、図16に示すように、2つの枠17でメタルラス16の周縁部を挟み、一方の枠17を他方の枠周縁部を巻き込むようにヘミング加工(ヘミング部に符号23を付した)して、メタルラス16を枠17間に固定する。
第7の例では、図17に示すように、2つの枠17でメタルラス16の周縁部を挟み、2つの枠17とメタルラス16の外周部をほぼ直角に折り曲げ、ついで一方の枠17を他方の枠とメタルラスの折り曲げ部を巻き込むようにヘミング加工(ヘミング部に符号24を付した)して、メタルラス16を枠17間に固定する。
In the sixth example, as shown in FIG. 16, the peripheral portion of the metal lath 16 is sandwiched between two frames 17, and hemming is performed so that one frame 17 is wrapped around the other frame peripheral portion (the reference numeral 23 is attached to the hemming portion). The metal lath 16 is fixed between the frames 17.
In the seventh example, as shown in FIG. 17, the periphery of the metal lath 16 is sandwiched between the two frames 17, the outer periphery of the two frames 17 and the metal lath 16 are bent at a substantially right angle, and then one frame 17 is attached to the other. The metal lath 16 is fixed between the frames 17 by hemming so that the bent portion of the frame and the metal lath is wound (the reference numeral 24 is attached to the hemming portion).

第8の例では、図18に示すように、2つの枠17でメタルラス16の周縁部を挟み、メタルラス外周の外側で2つの枠17をシール剤または接着剤(シール剤または接着剤に符号25を付した)にて接着して、メタルラス16を枠17間に固定する。
第9の例では、図19に示すように、2つの枠17でメタルラス16の周縁部を挟み、2つの枠17とメタルラス16の周縁部を直角に折り曲げ、シール剤または接着剤(シール剤または接着剤に符号26を付した)にて接着して、メタルラス16を枠17間に固定する。
第10の例では、図20に示すように、2つの枠17でメタルラス16の周縁部を挟み、一方の枠17を他方の枠の外周を覆うように折り曲げ、一方の枠の折り曲げ部と他方の枠の外周とをシール剤または接着剤(シール剤または接着剤に符号27を付した)にて接着して、メタルラス16を枠17間に固定する。
In the eighth example, as shown in FIG. 18, the peripheral portion of the metal lath 16 is sandwiched between two frames 17, and the two frames 17 are placed outside the outer periphery of the metal lath with a sealant or adhesive (reference numeral 25 is a sealant or adhesive). And the metal lath 16 is fixed between the frames 17.
In the ninth example, as shown in FIG. 19, the peripheral portion of the metal lath 16 is sandwiched between the two frames 17, the peripheral portions of the two frames 17 and the metal lath 16 are bent at a right angle, and a sealing agent or adhesive (sealant or adhesive) The metal lath 16 is fixed between the frames 17 by bonding with an adhesive 26.
In the tenth example, as shown in FIG. 20, the peripheral portion of the metal lath 16 is sandwiched between two frames 17, one frame 17 is bent so as to cover the outer periphery of the other frame, and the bent portion of one frame and the other The metal lath 16 is fixed between the frames 17 by adhering the outer periphery of the frame with a sealant or an adhesive (seal agent or adhesive having a reference numeral 27).

図21から図30までは桟18を設けた構造を示す。桟18は枠17と一体であってもよいし、あるいは枠17と別体で作成され枠17に溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されたものであってもよい。桟18の形状は、整流性能を阻害しない範囲で如何なる形状であってもよく、1以上の円形、1以上の任意多角形、桟同士を連結するもの、それらの組み合わせ、を採用することができる。
メタルラス16は全域が一体の円形の単一片であってもよいし、あるいは円形を分割した形状の複数片を桟18および枠17で支持して円形としたものであってもよい。
複数片からなる場合は、スワラーの接線方向ガス導入部13を複数等間隔に設け、メタルラス16の各片の加工方向の回転角度を互いに変えて、対応するガス導入部13のガスがメタルラスの各片に到達した時に各片が最も整流作用を果たすようにしてもよい。
FIGS. 21 to 30 show a structure in which a crosspiece 18 is provided. The crosspiece 18 may be integrated with the frame 17 or may be formed separately from the frame 17 and fixed to the frame 17 by welding or a mechanical connection structure other than welding. The shape of the crosspiece 18 may be any shape as long as the rectification performance is not hindered, and one or more circles, one or more arbitrary polygons, those connecting the crosspieces, or a combination thereof can be adopted. .
The metal lath 16 may be a circular single piece with the entire region integrated, or may be a circular shape obtained by supporting a plurality of pieces obtained by dividing the circular shape with a crosspiece 18 and a frame 17.
In the case of a plurality of pieces, a plurality of swirler tangential direction gas introduction portions 13 are provided at equal intervals, and the rotation angles in the processing direction of each piece of the metal lath 16 are changed to each other so that the gas in the corresponding gas introduction portion 13 is a metal lath. Each piece may perform the rectifying action most when it reaches the piece.

第11の例では、図21に示すように、枠17と桟18が設けられており、桟18は互いに直交する2本の桟要素(縦桟18a、横桟18b)を有する。2本の桟要素は、交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作されて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
第12の例では、図22に示すように、枠17と桟18が設けられており、桟18は互いに直交する2種類の桟要素(縦桟18c、横桟18d)を有する。縦桟、横桟の少なくとも一方の種類の桟は複数の互いに平行に延びる桟要素からなる。2種類の桟要素は、交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作されて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
In the eleventh example, as shown in FIG. 21, a frame 17 and a crosspiece 18 are provided, and the crosspiece 18 has two crosspiece elements (vertical crosspiece 18a and horizontal crosspiece 18b) orthogonal to each other. The two crosspieces may be integrated with each other at the intersection, or may be manufactured separately and fixed by a mechanical connection structure other than welding or welding at the intersection.
In the twelfth example, as shown in FIG. 22, a frame 17 and a crosspiece 18 are provided, and the crosspiece 18 has two types of crosspiece elements (vertical crosspiece 18c and horizontal crosspiece 18d). At least one type of vertical beam and horizontal beam is composed of a plurality of beam elements extending in parallel with each other. The two kinds of crosspiece elements may be integrated with each other at the intersection, or may be manufactured separately and fixed by a mechanical connection structure other than welding or welding at the intersection.

第13の例では、図23に示すように、枠17と桟18が設けられており、桟18は中心部から放射状に延びる3本の桟要素18eを有する。3本の桟要素は、中心部の交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作れて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
第14の例では、図24に示すように、枠17と桟18が設けられており、桟18は中心部から放射状に延びる4本以上の複数本の桟要素18fを有する。4本以上の複数本の桟要素は、中心部の交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作れて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
In the thirteenth example, as shown in FIG. 23, a frame 17 and a crosspiece 18 are provided, and the crosspiece 18 has three crosspiece elements 18e extending radially from the center. The three crosspiece elements may be integrated with each other at the intersection of the center, or may be manufactured separately and fixed by a mechanical connection structure other than welding or welding at the intersection.
In the fourteenth example, as shown in FIG. 24, a frame 17 and a crosspiece 18 are provided, and the crosspiece 18 has four or more crosspiece elements 18f extending radially from the center. The plurality of four or more crosspiece elements may be integrated with each other at the intersection of the center, or may be manufactured separately and fixed by a mechanical connection structure other than welding or welding at the intersection. .

第15の例では、図25に示すように、枠17と桟18が設けられており、桟18は、枠より内側に位置する円形の内側桟要素18gと、内側桟要素18gと枠17との間に放射状に延びる1本以上の桟要素18hとを有する。桟要素18hと内側桟要素18g、および桟要素18hと枠17は、交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作れて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
第16の例では、図26に示すように、枠17と桟18が設けられており、桟18は、枠より内側に位置する三角形の内側桟要素18iと、内側桟要素18iと枠17との間に放射状に延びる1本以上の桟要素18jとを有する。桟要素18jと内側桟要素18i、および桟要素18jと枠17は、交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作れて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
第17の例では、図27に示すように、枠17と桟18が設けられており、桟18は、枠17より内側に位置する四角形の内側桟要素18kと、内側桟要素18kと枠17との間に放射状に延びる1本以上の桟要素18mとを有する。桟要素18mと内側桟要素18k、および桟要素18mと枠17は、交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作れて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
In the fifteenth example, as shown in FIG. 25, a frame 17 and a crosspiece 18 are provided. The crosspiece 18 includes a circular inner crosspiece element 18g positioned inside the frame, an inner crosspiece element 18g, and the frame 17. And one or more crosspiece elements 18h extending radially. The crosspiece element 18h and the inner crosspiece element 18g, and the crosspiece element 18h and the frame 17 may be integrated with each other at the intersection, or manufactured separately and fixed at the intersection with a mechanical connection structure other than welding or welding. May be.
In the sixteenth example, as shown in FIG. 26, a frame 17 and a crosspiece 18 are provided. The crosspiece 18 includes a triangular inner crosspiece element 18i positioned inside the frame, an inner crosspiece element 18i, and a frame 17. And one or more crosspiece elements 18j extending radially. The crosspiece element 18j and the inner crosspiece element 18i, and the crosspiece element 18j and the frame 17 may be integrated with each other at the intersection, or manufactured separately and fixed at the intersection with a mechanical connection structure other than welding or welding. May be.
In the seventeenth example, as shown in FIG. 27, a frame 17 and a crosspiece 18 are provided. The crosspiece 18 includes a rectangular inner crosspiece element 18k positioned inside the frame 17, an inner crosspiece element 18k, and the frame 17. And one or more crosspiece elements 18m extending radially. The crosspiece element 18m and the inner crosspiece element 18k, and the crosspiece element 18m and the frame 17 may be integrated with each other at the intersection, or manufactured separately and fixed at the intersection with a mechanical connection structure other than welding or welding. May be.

第18の例では、図28に示すように、枠17と桟18が設けられており、桟18は、枠17より内側に位置する任意形状の第1の内側桟要素18nと、第1の内側桟要素18nより内側に位置する第2の内側桟要素18oと、第1の内側桟要素18nと枠17との間に放射状に延びる1本以上の桟要素18pと、第1の内側桟要素18nと第2の内側桟要素18oとの間に放射状に延びる1本以上の桟要素18qとを有する。桟要素同士および桟要素と枠17は、交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作れて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。   In the eighteenth example, as shown in FIG. 28, a frame 17 and a crosspiece 18 are provided, and the crosspiece 18 includes a first inner crosspiece element 18n of an arbitrary shape located inside the frame 17, and a first A second inner crosspiece element 18o positioned inside the inner crosspiece element 18n, one or more crosspiece elements 18p extending radially between the first inner crosspiece element 18n and the frame 17, and a first inner crosspiece element One or more crosspiece elements 18q extending radially between 18n and the second inner crosspiece element 18o are provided. The crosspiece elements and the crosspiece elements and the frame 17 may be integrated with each other at the crossing portion, or may be manufactured separately and fixed at the crossing portion by welding or a mechanical connection structure other than welding.

第19の例では、図29に示すように、枠17と桟18が設けられており、桟18は、湾曲状または直線状に延びて両端で枠17に交わる桟要素18rを1本以上(図29では3本)有している。桟要素18rと枠17は、交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作されて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
第20の例では、図30に示すように、枠17と桟18が設けられており、桟18は、湾曲状または直線状に延びて両端で枠17に交わる複数本(図29では3本)の桟要素18sと、桟要素18sの間にわたって延びる桟要素18tを有している。桟要素18sと枠17、および桟要素18sと桟要素18tは、交差部で互いに一体であってもよいし、別体で製作れて交差部で溶接や溶接以外の機械的連結構造で固定されてもよい。
In the nineteenth example, as shown in FIG. 29, a frame 17 and a crosspiece 18 are provided, and the crosspiece 18 extends in a curved or linear shape and has one or more crosspiece elements 18r that intersect the frame 17 at both ends ( In FIG. 29, there are three). The crosspiece 18r and the frame 17 may be integrated with each other at the intersection, or may be manufactured separately and fixed by a mechanical connection structure other than welding or welding at the intersection.
In the twentieth example, as shown in FIG. 30, a frame 17 and a crosspiece 18 are provided, and the crosspiece 18 extends in a curved shape or a straight shape and intersects with the frame 17 at both ends (three in FIG. 29). ) And a beam element 18t extending between the beam elements 18s. The crosspiece element 18s and the frame 17, and the crosspiece element 18s and the crosspiece element 18t may be integrated with each other at the intersection, or may be manufactured separately and fixed at the intersection with a mechanical connection structure other than welding or welding. May be.

整流フィルタ15のメタルラス16において、開口部16bのピッチと整流効果との間につぎの関係があることが判明した。
各菱形開口部16bは長い方の対角線と短い方の対角線をもつが(図31)、矩形格子上にある4つの菱形開口部16bの、菱形開口部16bの長い方の対角線方向のピッチLW、および菱形開口部16bの短い方の対角線方向のピッチSWと、整流効果との間につぎの関係があることが、試験から判明した。
In the metal lath 16 of the rectifying filter 15, it has been found that the following relationship exists between the pitch of the openings 16b and the rectifying effect.
Each rhombus opening 16b has a longer diagonal line and a shorter diagonal line (FIG. 31), but the longer diagonal pitch LW of the four rhombus opening parts 16b on the rectangular lattice, From the test, it was found that there is the following relationship between the pitch SW in the shorter diagonal direction of the rhomboid opening 16b and the rectification effect.

LW(mm) SW(mm) W(mm)
(i) 整流効果最大 1 0.5 0.2
(ii) 整流効果有り 0.5〜2 0.3〜1 0.1〜0.3
(iii) 整流効果有りと思われる 1〜14 0.5〜7 0.1〜3
上記の結果、矩形格子上にある菱形開口部16bの、長い方の対角線方向のピッチLWが0.5mm〜2mmの範囲にあり、短い方の対角線方向のピッチSWが0.3mm〜1mmの範囲にあることが、整流効果を得る上において望ましいことがわかる。
LW (mm) SW (mm) W (mm)
(I) Maximum rectification effect 1 0.5 0.2
(Ii) Has rectifying effect 0.5-2 0.3-1 0.1-0.3
(Iii) It seems that there is a rectifying effect 1-14 0.5-7 0.1-3
As a result, the longer diagonal pitch LW of the rhomboid openings 16b on the rectangular lattice is in the range of 0.5 mm to 2 mm, and the shorter diagonal pitch SW is in the range of 0.3 mm to 1 mm. It can be seen that it is desirable to obtain the rectifying effect.

また、整流フィルタ15は、図1、図2に示したように、1枚のメタルラス16を備えたものであってもよいし、あるいは、図32、図33、図34に示すように、互いに隔てられて並設された複数のメタルラス16を備えたものであってもよい。   The rectifying filter 15 may be provided with a single metal lath 16 as shown in FIGS. 1 and 2, or as shown in FIGS. 32, 33, and 34, It may be provided with a plurality of metal laths 16 arranged side by side.

図32の例では、互いに隔てられて並設された複数のメタルラス16のうち、下流側のメタルラス16は、上流側のメタルラスを通過した旋回流成分が残っている旋回流に対して最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度に向けられる。
すなわち、上流側のメタルラス16の上流側では図4の流速分布があり、上流側のメタルラス16と下流側のメタルラス16との間では図3の流速分布がある場合、下流側のメタルラス16を、上流側のメタルラス16を通過した旋回流成分が残っている旋回流に対して最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度に向けることにより、図3の流速分布がさらに均一化する。ただし、整流効果を得る上において、上流側のメタルラス16と下流側のメタルラス16との間隔dを通路の直径D以下とすることが望ましい。
In the example of FIG. 32, among the plurality of metal laths 16 that are separated from each other, the downstream metal lath 16 has the maximum rectification with respect to the swirling flow in which the swirling flow component that has passed through the upstream metal lath remains. It is directed to the metal lath in-plane rotation direction angle that acts.
That is, when the upstream metal lath 16 has the flow velocity distribution of FIG. 4 and when the upstream metal lath 16 and the downstream metal lath 16 have the flow velocity distribution of FIG. The flow velocity distribution in FIG. 3 is further uniformized by directing the swirl flow that has passed through the upstream metal lath 16 to the swirl flow that remains in the rotation direction angle in the metal lath plane that performs the maximum rectifying action. However, in order to obtain a rectifying effect, it is desirable that the distance d between the upstream metal lath 16 and the downstream metal lath 16 is equal to or smaller than the diameter D of the passage.

図33の例では、互いに隔てられて並設された複数のメタルラス16は、開口部ピッチの寸法を互いに異ならせてあり、下流側のメタルラスほど開口部ピッチLW、SWを小さくしてある。これは、下流側ほどメタルラスの目を細かくすることにより、下流側のメタルラス16の整流効果を良好に維持するためである。   In the example of FIG. 33, the plurality of metal laths 16 arranged side by side are different in opening pitch dimension, and the opening pitches LW and SW are made smaller in the downstream metal lath. This is because the rectifying effect of the metal lath 16 on the downstream side is favorably maintained by making the metal lath mesh finer toward the downstream side.

図34の例では、互いに隔てられて並設された複数のメタルラス16のうち一部を切り起こし有りのメタルラスとするとともに残りを切り起こし無しのメタルラスとし、切り起こし無しのメタルラスを切り起こし有りのメタルラスの下流側に配置した。
上流側のメタルラス16で図3の流速分布が得られるが、なお半径方向に不均一な流速分布が残るので、下流側に切り起こし無しのメタルラスを設けることによって、流速分布を通路半径方向に均一化することを狙ったものである。
In the example of FIG. 34, a part of the plurality of metal laths 16 that are spaced apart from each other are cut and raised to make a metal lath, and the rest are made to be a metal lath that is not cut and raised, and a metal lath that is not cut and raised is cut and raised. Arranged downstream of the metal lath.
The flow velocity distribution shown in FIG. 3 is obtained by the upstream metal lath 16. However, since the non-uniform flow velocity distribution remains in the radial direction, the flow velocity distribution is made uniform in the radial direction of the passage by providing a metal lath without being cut and raised on the downstream side. It aims to become.

つぎに、本発明の燃料改質器の作用、効果を説明する。
まず、メタルラス16が最大の整流作用を果たす角度(メタルラス面内回転角度)に向けられているので、ガスがガス導入部13から導入され空間部で旋回しつつメタルラス16側に軸方向に移動していき、旋回流がメタルラス16に到達し、メタルラス16を通過した後における、整流フィルタ15の半径方向における、流速差、流量差が小さくなる。その結果、整流フィルタを通過した後触媒に流入するのガス流の触媒半径方向の流速分布、流量分布が均一化する。これによって、触媒11の有効利用と、効果的な燃料改質を行うことができる。
Next, the operation and effect of the fuel reformer of the present invention will be described.
First, since the metal lath 16 is directed to an angle (metal lath in-plane rotation angle) that achieves the maximum rectifying action, gas is introduced from the gas introduction unit 13 and moves in the axial direction to the metal lath 16 side while swirling in the space. Then, after the swirl flow reaches the metal lath 16 and passes through the metal lath 16, the flow velocity difference and the flow rate difference in the radial direction of the rectifying filter 15 are reduced. As a result, the flow velocity distribution and the flow rate distribution in the catalyst radial direction of the gas flow flowing into the catalyst after passing through the rectifying filter are made uniform. Thereby, effective use of the catalyst 11 and effective fuel reforming can be performed.

メタルラス16が最大の整流作用を果たす角度(メタルラス面内回転角度)に向けられている場合、メタルラス16の切り起こし部16aが、旋回流がメタルラス16に到達したときに旋回流に対向するので、旋回流の最大流速を切り起こし部16aによって効果的に低下させ、触媒半径方向に、ガスの流速、流量の均一化をはかることができる。旋回流は、最大流速が低下されると、その他の半径方向部位の流速が増大し最小流速が増大するので、最大流速の低下だけの場合に比べて、最大流速と最小流速の差はさらに小さくなり、流速、流量が均一化する。メタルラスは最大流速を低下させるとともに、最小流速の増大作用も有するので、旋回流に対する整流作用が、発泡金属を用いる場合に比べて、遜色がない。また、メタルラス16は、発泡金属などの整流要素に比べて、軸方向寸法が小さく、燃料改質器を軸方向に短縮化することも可能にする。さらに、メタルラス16は、発泡金属などの整流要素に比べて、コストが安く、燃料改質器のコストダウンにも寄与する。   When the metal lath 16 is directed to an angle (metal lath in-plane rotation angle) that performs the maximum rectifying action, the cut and raised portion 16a of the metal lath 16 faces the swirl flow when the swirl flow reaches the metal lath 16, The maximum flow velocity of the swirl flow can be effectively reduced by the cut and raised portion 16a, and the gas flow velocity and flow rate can be made uniform in the catalyst radial direction. In the swirl flow, when the maximum flow velocity is reduced, the flow velocity in other radial regions increases and the minimum flow velocity increases, so the difference between the maximum flow velocity and the minimum flow velocity is even smaller than when only the maximum flow velocity is reduced. The flow rate and flow rate become uniform. Since the metal lath reduces the maximum flow velocity and also increases the minimum flow velocity, the rectifying action for the swirling flow is inferior to that in the case of using foam metal. Further, the metal lath 16 has a smaller axial dimension than a rectifying element such as a foam metal, and the fuel reformer can be shortened in the axial direction. Furthermore, the metal lath 16 is cheaper than rectifying elements such as foam metal, and contributes to the cost reduction of the fuel reformer.

メタルラス16を切り起こし16aがある状態で燃料改質器内に固定する場合、その固定方法が難しいが、枠17で挟んでメタルラス16を固定し、枠17を流路壁に取付けるようにしたので、固定が非常に容易になる。
また、桟18を設けることにより、ガス流、ガス圧によるメタルラス16の過度の撓みも防止することができる。
When the metal lath 16 is cut and raised and fixed in the fuel reformer in the state where the metal lath 16 is present, the fixing method is difficult. However, the metal lath 16 is fixed by being sandwiched by the frame 17, and the frame 17 is attached to the flow path wall. Fixing becomes very easy.
In addition, by providing the crosspiece 18, excessive bending of the metal lath 16 due to gas flow and gas pressure can be prevented.

また、桟18の部位でメタルラス16を複数の片に分離し、各片でその部位にあたるガス流れに切り起こし部16aが対抗するように、メタルラスの向きを変えることができる。それによって、旋回流の主流以外の部分の流速も低下させることが容易になる。また、複数のガス導入部13があり主流がメタルラス16に周方向に複数の箇所で当たるようなスワラー15に対しても、各片でメタルラスの切り起こし部16aがそこに当たる主流に対抗するように、各片のメタルラスの回転角度を互いに変えて設定することにより、容易に対応することができる。
本発明は、触媒とその上流に旋回流がある部位であれば、燃料改質器10の何れの部位にも、その部位の流速差を低減するのに利用できる。
In addition, the metal lath 16 can be separated into a plurality of pieces at the part of the crosspiece 18 and the direction of the metal lath can be changed so that each piece cuts and raises the gas flow corresponding to the part. Thereby, it becomes easy to reduce the flow velocity of the portion other than the main flow of the swirl flow. Further, for the swirler 15 having a plurality of gas introduction portions 13 and the mainstream hitting the metal lath 16 at a plurality of locations in the circumferential direction, the metal lath cut-and-raised portion 16a is opposed to the mainstream hitting each piece. By changing the rotation angle of the metal laths of each piece and setting them, it can be easily handled.
The present invention can be used to reduce the flow rate difference at any part of the fuel reformer 10 as long as the part has a swirling flow upstream of the catalyst.

図31の例では、矩形格子上にある菱形開口部16bの、長い方の対角線方向のピッチLWを0.5mm〜2mmの範囲に設定するとともに、短い方の対角線方向のピッチSWを0.3mm〜1mmの範囲に設定し、桟幅Wを0.1mm〜0.3mmの範囲に設定したので、望ましい整流効果が得られる。   In the example of FIG. 31, the longer diagonal pitch LW of the rhomboid openings 16b on the rectangular lattice is set in the range of 0.5 mm to 2 mm, and the shorter diagonal pitch SW is set to 0.3 mm. Since the width W is set in the range of 0.1 mm to 0.3 mm, the desired rectifying effect is obtained.

また、図32、図33、図34の何れの例においても、複数のメタルラス16を設けたので、メタルラスを1枚設けた場合より大きな整流効果が得られる。すなわち、メタルラス16を1枚設けた場合は、図4の大きな流速差をもつ流速分布を図3の小さな流速差をもつ流速分布にすることができるが、さらにメタルラスを下流に設けることによって、図3の流速差をもつ流速分布を、図3よりさらに小さい流速差をもつ流速分布とすることができる。   32, 33, and 34, since the plurality of metal laths 16 are provided, a larger rectifying effect can be obtained than when one metal lath is provided. That is, when one metal lath 16 is provided, the flow velocity distribution having a large flow velocity difference in FIG. 4 can be changed to the flow velocity distribution having a small flow velocity difference in FIG. A flow velocity distribution having a flow velocity difference of 3 can be a flow velocity distribution having a smaller flow velocity difference than that in FIG.

図32の例では、互いに隔てられて並設された複数のメタルラス16のうち、下流側のメタルラス16を、上流側のメタルラス16を通過した旋回流成分が残っている旋回流に対して最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度に向けたので、図3の流速分布がさらに均一化する。   In the example of FIG. 32, among the plurality of metal laths 16 that are separated from each other, the downstream metal lath 16 is the largest with respect to the swirl flow in which the swirl flow component that has passed through the upstream metal lath 16 remains. Since the direction of the metal lath in-plane rotation direction that performs the rectifying action is directed, the flow velocity distribution in FIG. 3 is further uniformized.

図33の例では、下流側のメタルラス16ほど開口部のピッチLW、SWを小さくしたので、下流側のメタルラスの整流作用を維持することができる。これを逆にして、目の細かいメタルラスで整流された流れをその下流の目の粗いメタルラスで整流しようとしても、その整流効果は小さい。   In the example of FIG. 33, since the pitches LW and SW of the openings are made smaller in the downstream metal lath 16, the rectifying action of the downstream metal lath can be maintained. Conversely, if the flow rectified by the fine metal lath is rectified by the coarse metal lath downstream thereof, the rectification effect is small.

図34の例では、上流側に切り起こしのあるメタルラス16を設け、下流側に切り起こしの無いメタルラスを設けたので、上流側のメタルラスを通過した流れに残っている半径方向流速差(図3の流速差をもつ流れ)の流速差を、下流側の網目でさらに小さくし、ほぼ均一化された流速分布をもつ流れとすることができる。   In the example of FIG. 34, since the metal lath 16 with cut and raised is provided on the upstream side and the metal lath without cut and raised is provided on the downstream side, the radial flow velocity difference remaining in the flow that has passed through the upstream metal lath (FIG. 3). (The flow having a flow velocity difference of 3) can be further reduced in the downstream network to obtain a flow having a substantially uniform flow velocity distribution.

本発明の燃料改質器用燃焼器の、整流フィルタ近傍の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the rectifier filter vicinity of the combustor for fuel reformers of this invention. 図1のB−B断面図(整流フィルタ上流側での横断面図)である。It is BB sectional drawing (transverse sectional view in the upstream of a rectification filter) of FIG. 図1のA−A断面(整流フィルタ下流側で、触媒より上流側の断面)における流速分布図である。FIG. 2 is a flow velocity distribution diagram in an AA cross section (a cross section on a downstream side of a rectifying filter and an upstream side of a catalyst) in FIG. 1. 図1のB−B断面(整流フィルタ上流側の断面)における流速分布図である。It is the flow-velocity distribution figure in the BB cross section (cross section of the rectifier filter upstream side) of FIG. メタルラスの正面図で、加工方向(メタルラスの引張方向)も併せて示してある図である。It is a front view of a metal lath, and is a figure which also shows a processing direction (tensile direction of the metal lath). 図5のC−C断面図である。It is CC sectional drawing of FIG. スワラーと旋回流を示す図(図8のスワラーの平面図)である。It is a figure (plan view of the swirler in FIG. 8) showing the swirler and the swirl flow. スワラーの正面図である。It is a front view of a swirler. 図7、図8において、メタルラス設置角度をメタルラス軸芯まわりに面内方向に回転させた場合の、メタルラス加工方向(引張方向)による流速差への影響を示すグラフである。FIGS. 7 and 8 are graphs showing the influence on the flow velocity difference depending on the metal lath processing direction (tensile direction) when the metal lath installation angle is rotated in the in-plane direction around the metal lath axis. 整流フィルタの第1の例の正面図である。It is a front view of the 1st example of a rectification filter. 図10の整流フィルタの側面図である。It is a side view of the rectification filter of FIG. 整流フィルタの第2の例(かしめ)の半断面図である。It is a half sectional view of the 2nd example (caulking) of a rectification filter. 整流フィルタの第3の例(かしめ)の半断面図である。It is a half sectional view of the 3rd example (caulking) of a rectification filter. 整流フィルタの第4の例(溶接)の半断面図である。It is a half sectional view of the 4th example (welding) of a rectification filter. 整流フィルタの第5の例(溶接)の半断面図である。It is a half sectional view of the 5th example (welding) of a rectification filter. 整流フィルタの第6の例(ヘミング)の半断面図である。It is a half sectional view of the 6th example (heming) of a rectification filter. 整流フィルタの第7の例(ヘミング)の半断面図である。It is a half sectional view of the 7th example (heming) of a rectification filter. 整流フィルタの第8の例(シール剤または接着剤)の半断面図である。It is a half sectional view of the 8th example (sealant or adhesive) of a rectification filter. 整流フィルタの第9の例(シール剤または接着剤)の半断面図である。It is a half sectional view of the 9th example (sealant or adhesive) of a rectification filter. 整流フィルタの第10の例(シール剤、接着剤)の半断面図である。It is a half sectional view of the 10th example (sealant, adhesive) of a rectification filter. 整流フィルタの第11の例の正面図である。It is a front view of the 11th example of a rectification filter. 整流フィルタの第12の例の正面図である。It is a front view of the 12th example of a rectification filter. 整流フィルタの第13の例の半断面図である。It is a half sectional view of the 13th example of a rectification filter. 整流フィルタの第14の例の正面図である。It is a front view of the 14th example of a rectification filter. 整流フィルタの第15の例の正面図である。It is a front view of the 15th example of a rectification filter. 整流フィルタの第16の例の正面図である。It is a front view of the 16th example of a rectification filter. 整流フィルタの第17の例の正面図である。It is a front view of the 17th example of a rectification filter. 整流フィルタの第18の例の正面図である。It is a front view of the 18th example of a rectification filter. 整流フィルタの第19の例の正面図である。It is a front view of the 19th example of a rectification filter. 整流フィルタの第20の例の正面図である。It is a front view of the 20th example of a rectification filter. 整流フィルタのメタルラスの矩形格子上にある菱形開口部のピッチLW、SWを示すメタルラスの一部の正面図である。It is a front view of a part of the metal lath showing the pitches LW and SW of the rhomboid openings on the rectangular lattice of the metal lath of the rectifying filter. 整流フィルタが複数のメタルラスを備えている場合の通路の側面図である。It is a side view of a channel | path when a rectification filter is provided with the some metal lath. 整流フィルタが互いに網目寸法の異なる複数のメタルラスを備えている場合の通路の側面図である。It is a side view of a channel | path when a rectification filter is provided with the some metal lath from which a mesh dimension differs mutually. 整流フィルタが切り起こし有りのメタルラスと切り起こし無しのメタルラスを備えている場合の通路の側面図である。It is a side view of a channel | path in case a rectification filter is equipped with the metal lath with cut and raised, and the metal lath without cut and raised.

符号の説明Explanation of symbols

10 燃料改質器
11 触媒
12 スワラー
13 ガス導入部
14 空間部
15 整流フィルタ
16 メタルラス
16a 切り起こし部
16b 開口部
17 枠
18 桟
18a〜18t 桟要素
19、20 かしめ部
21、22 溶接部
23、24 ヘミング部
25、26、27 シール剤または接着剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fuel reformer 11 Catalyst 12 Swirler 13 Gas introduction part 14 Space part 15 Rectification filter 16 Metal lath 16a Cut-and-raising part 16b Opening part 17 Frame 18 Crosspieces 18a-18t Crosspiece elements 19 and 20 Caulking parts 21 and 22 Welding parts 23 and 24 Hemming part 25, 26, 27 Sealing agent or adhesive

Claims (9)

燃料改質器のスワラーのガス導入部の下流でかつ触媒の上流の部位に、メタルラスを有する整流フィルタを設置し、旋回流に対して整流作用に指向性をもつメタルラスが最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度に向けられるように、前記整流フィルタの整流フィルタ面内回転方向角度を設定した燃料改質器。   A rectifying filter having a metal lath is installed downstream of the gas introduction part of the swirler of the fuel reformer and upstream of the catalyst, and the metal lath having directivity for the rectifying action with respect to the swirling flow performs the maximum rectifying action. A fuel reformer in which the rectifying filter in-plane rotational direction angle of the rectifying filter is set so as to be directed to the metal lath in-plane rotational direction angle. 前記メタルラスが最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度では、メタルラスの切り起こし部が、前記旋回流が前記メタルラスに到達したときに前記旋回流に対向する請求項1記載の燃料改質器。   2. The fuel reformer according to claim 1, wherein when the metal lath performs the maximum rectifying action, the metal lath in-plane rotational direction angle faces the swirl flow when the swirl flow reaches the metal lath. . 前記整流フィルタは、前記メタルラスと、該メタルラスを挟む枠を有する請求項1記載の燃料改質器用燃焼器。   The combustor for a fuel reformer according to claim 1, wherein the rectifying filter includes the metal lath and a frame that sandwiches the metal lath. 前記整流フィルタは、前記メタルラスと、該メタルラスを挟む枠と桟を有する請求項1記載の燃料改質器用燃焼器。   The combustor for a fuel reformer according to claim 1, wherein the rectifying filter includes the metal lath, and a frame and a bar sandwiching the metal lath. 前記整流フィルタの前記メタルラスは、矩形格子上にある菱形開口部の、長い方の対角線方向のピッチが0.5mm〜2mmの範囲にあり、短い方の対角線方向のピッチが0.3mm〜1mmの範囲にあり、桟幅が0.1mm〜0.3mmの範囲にある請求項1記載の燃料改質器用燃焼器。   The metal lath of the rectifying filter has a long diagonal pitch of 0.5 mm to 2 mm and a short diagonal pitch of 0.3 mm to 1 mm of the rhomboid openings on the rectangular lattice. The combustor for a fuel reformer according to claim 1, wherein the combustor is in a range and the crosspiece width is in a range of 0.1 mm to 0.3 mm. 前記整流フィルタは、互いに隔てられて並設された複数のメタルラスを備えている請求項1記載の燃料改質器用燃焼器。   2. The combustor for a fuel reformer according to claim 1, wherein the rectifying filter includes a plurality of metal laths spaced apart from each other and arranged in parallel. 前記互いに隔てられて並設された複数のメタルラスのうち、下流側のメタルラスは、上流側のメタルラスを通過した旋回流成分が残っている旋回流に対して最大の整流作用を果たすメタルラス面内回転方向角度に向けられる請求項6記載の燃料改質器用燃焼器。   Of the plurality of metal laths arranged in parallel with each other, the metal lath on the downstream side performs the maximum rectifying action on the swirling flow in which the swirling flow component that has passed through the metal lath on the upstream side remains. The combustor for a fuel reformer according to claim 6, wherein the combustor is directed at a direction angle. 前記互いに隔てられて並設された複数のメタルラスは、開口部ピッチを互いに異ならせてあり、下流側のメタルラスほど開口部ピッチが小さくしてある請求項6記載の燃料改質器用燃焼器。   The combustor for a fuel reformer according to claim 6, wherein the plurality of metal laths arranged in parallel and spaced apart from each other have different opening pitches, and the opening pitch is made smaller toward the downstream metal lath. 前記互いに隔てられて並設された複数のメタルラスの一部を切り起こし有りのメタルラスとするとともに残りを切り起こし無しのメタルラスとし、切り起こし無しのメタルラスを切り起こし有りのメタルラスの下流側に配置した請求項6記載の燃料改質器用燃焼器。
A part of the plurality of metal laths spaced apart from each other are cut and raised to make a metal lath, and the rest are made to be a metal lath without being cut and raised, and a metal lath without cut and raised is placed downstream of the metal lath that has been raised and raised. The combustor for a fuel reformer according to claim 6.
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