專利名稱：燃料處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對城市煤氣或LPG (Liquid petroleum Gas:液化石油氣) 等碳?xì)漕惾剂蠚怏w進(jìn)行水蒸氣改質(zhì)而制造富氫的改質(zhì)氣體的燃料處理裝 置。
背景技術(shù)：
以往的燃料處理裝置的例子中，已知有如下燃料處理裝置，即，其整 體形狀為圓筒狀且在其中心部配置有具備了燃燒器(burner)的加熱器，并 且在該加熱器的周圍沿軸心方向并行地配置填充了改質(zhì)催化劑的改質(zhì)器、 填充了一氧化碳(CO)變換催化劑的變換器以及填充了一氧化碳(CO)去 除催化劑的CO去除器(例如，參照專利文獻(xiàn)l)。在該燃料處理裝置中， 將原料和改質(zhì)水提供給設(shè)置在加熱器周圍的、作用為蒸發(fā)器的氣體流路， 并將原料和水蒸氣提供給改質(zhì)器。進(jìn)而，通過將從改質(zhì)器送出的含氫氣體 依次提供給設(shè)置在氣體流路的外周的變換器和CO去除器，制造改質(zhì)氣體。 圖l是表示專利文獻(xiàn)l中記載的燃料處理裝置的結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。 圖1所示的燃料處理裝置1的整體形狀為圓筒形狀，其通過覆蓋在其 外面的隔熱材la進(jìn)行隔熱。在燃料處理裝置1的中心部配置由燃燒筒3和 其外周的排氣氣體通路4構(gòu)成的加熱器5,所述燃燒筒3配置了燃燒器2。 排氣氣體通路4的出口 4a向外部開放。在加熱器5的排氣氣體通路4的出 口側(cè)部分的外周上配置作用為蒸發(fā)器的第 一 氣體流路6 。在排氣氣體通路4 的、從燃燒筒3流入高溫的排氣氣體的一側(cè)的部分的外周上，配置填充了 改質(zhì)催化劑7的改質(zhì)器8。在改質(zhì)器8的外周上，配置使從改質(zhì)器8送出的 含氫氣體朝向第一氣體流路6的外周側(cè)流動(dòng)的第二氣體流路9。在改質(zhì)器8 側(cè)的第一氣體流路6的部分外周上，配置填充了 CO變換催化劑10的變換 器ll,并且在距改質(zhì)器8較遠(yuǎn)側(cè)的第一氣體流路6的部分外周上，隔著徑 向方向內(nèi)側(cè)的第三氣體流路12在徑向方向外側(cè)配置充填了 CO去除催化劑 13的CO去除器14。對第一氣體流路6的入口部6a提供原料，所供給的原料與改質(zhì)水在入 口部6a中被混合，所述改質(zhì)水通過環(huán)繞在變換器11和CO去除器14的外 周的加熱盤管15提供。原料和改質(zhì)水在通過作用為蒸發(fā)器的第一氣體流路 6的期間被加熱。高溫的原料和水蒸氣被提供給改質(zhì)器8,通過改質(zhì)催化劑 7的催化作用，原料被水蒸氣改質(zhì)而成為富氫的含氫氣體。
從改質(zhì)器8送出的含氫氣體經(jīng)過第二氣體流路9而被提供給變換器11, 通過CO變換催化劑的催化作用降低含氫氣體中的一氧化碳(CO )。從變換 器11送出的含氫氣體在設(shè)置在變換器11與第三氣體流路12之間的空氣混 合空間16內(nèi)與從空氣導(dǎo)入口 16a導(dǎo)入的空氣混合。與空氣混合后的含氫氣 體經(jīng)由第三氣體流路12而被提供給CO去除器14,通過CO去除催化劑的 催化作用去除CO,從出口 17送出含氫氣體。
圖1所示的燃料處理裝置具有介于CO去除器14和高溫的第一氣體流 路6之間的第三氣體流路12。因此，能夠?qū)⒆儞Q器11的下游部的溫度保持 為適于反應(yīng)的溫度(例如200°C ),而且將CO去除器14的入口溫度維持為
不過于促進(jìn)氧化反應(yīng)的溫度(例如15crc)。也就是說，具有能夠?qū)⒆儞Q器
11和CO去除器14的溫度維持為合適溫度的優(yōu)點(diǎn)。
在專利文獻(xiàn)2中公開了填充顆粒狀改質(zhì)催化劑的燃料改質(zhì)器。具體而 言，沿原燃料流動(dòng)的方向，間隔地設(shè)置多個(gè)隔板，在所配置的隔板上填充 顆粒狀改質(zhì)催化劑。在隔板上形成貫穿孔，并且在隔板和燃料改質(zhì)器的筒 體之間設(shè)置間隙。
另外，也有寫明可再利用的部件而促進(jìn)循環(huán)利用的方法(參照專利文 獻(xiàn)3等)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)l:特開2007-331985號(hào)公才艮 專利文獻(xiàn)2:特開平8-208202號(hào)公才艮 專利文獻(xiàn)3:特開平11-26896號(hào)公報(bào)
然而，優(yōu)選的是，在使用規(guī)定時(shí)間后廢棄圖1所示的結(jié)構(gòu)的燃料處理 裝置1時(shí)，再利用廢棄的資源。特別是，分別回收包含貴金屬的改質(zhì)催化 劑7、 CO變換催化劑10以及CO去除催化劑13而對其高效率地循環(huán)再利 用，從省資源以及成本的觀點(diǎn)出發(fā)極其重要。但是，由于燃料處理裝置1為圓筒形狀，所以在回收處理現(xiàn)場，無法從外觀上容易地判斷哪種催化劑 填充在哪一位置。因此，考慮預(yù)先在燃料處理裝置1的規(guī)格書中載明催化 劑的填充位置以及取出方法。但是，事實(shí)上，在處理多種燃料處理裝置的 回收處理現(xiàn)場，逐一確認(rèn)各規(guī)格書是很困難的，從而分別回收各種催化劑 是很困難的。另外，燃料處理裝置1的外表面是光滑的圓筒面，所以無法 容易地形成用于取出催化劑的開口 。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供能夠容易且分別地回收填充在燃料處理裝置中 的催化劑的燃料處理裝置。
本發(fā)明的燃料處理裝置將燃料氣體提供給填充在催化劑填充空間內(nèi)的 催化劑而制造改質(zhì)氣體，該催化劑填充空間由筒狀的外周壁、或筒狀的內(nèi) 周壁和外周壁包圍并且沿所述筒的軸心配置，所述燃料處理裝置包括如下 單元。
(1 )取出部表示單元，在所述外周壁的外周表面上表示用于將所述填 充的催化劑取出到外部的催化劑取出部的位置。
(2)開口形成輔助單元，用于協(xié)助在所述催化劑取出部上形成催化劑 耳又出開口 。
根據(jù)本發(fā)明，能夠在位于外周壁的外周表面的取出部表示單元所表示 的催化劑取出部上容易地形成催化劑取出開口 ，通過催化劑取出開口能夠 將填充在催化劑填充空間內(nèi)的催化劑容易地取出到外部。也就是說，不用 費(fèi)事地確認(rèn)催化劑填充空間的位置而能夠容易且可靠地回收催化劑。
另外，在多種催化劑分別填充在不同的催化劑填充空間時(shí)，能夠?qū)Ω?種催化劑設(shè)置由取出部表示單元表示的催化劑取出部。由此，能夠可靠地 區(qū)分各種催化劑進(jìn)行回收而不會(huì)混淆地回收種類不同的催化劑。


圖1是表示以往例的燃料處理裝置的結(jié)構(gòu)的縱剖面圖。
圖2A是表示實(shí)施方式1的燃料處理裝置的、第一例的主要結(jié)構(gòu)的立體 圖，圖2B是圖2A的A-A箭頭處剖面圖，圖2C是表示實(shí)施方式1的燃料 處理裝置的、第一例的主要結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖2D是表示實(shí)施方式1的燃料處理裝置的、第一例的主要結(jié)構(gòu)的剖面圖而且是表示取出催化劑時(shí)的狀態(tài)的圖。
圖3A是表示實(shí)施方式1的燃料處理裝置的、第二例的主要結(jié)構(gòu)的立體圖，圖3B是表示實(shí)施方式1的燃料處理裝置的、第二例的主要結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖3C是表示實(shí)施方式1的燃料處理裝置的、第二例的主要結(jié)構(gòu)的剖面圖而且是表示取出催化劑時(shí)的狀態(tài)的圖。
圖4A是表示實(shí)施方式1的燃料處理裝置的、第三例的主要結(jié)構(gòu)的立體圖，圖4B是表示實(shí)施方式1的燃料處理裝置的、第三例的主要結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖4C是表示實(shí)施方式1的燃料處理裝置的、第三例的主要結(jié)構(gòu)的剖面圖而且是表示取出催化劑時(shí)的狀態(tài)的圖。
圖5A是表示實(shí)施方式1的燃料處理裝置的、第四例的主要結(jié)構(gòu)的立體圖，圖5B是表示實(shí)施方式1的燃料處理裝置的、第四例的主要結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖5C是表示實(shí)施方式1的燃料處理裝置的、第四例的主要結(jié)構(gòu)的剖面圖而且是表示取出催化劑時(shí)的狀態(tài)的圖。
圖6A是表示實(shí)施方式1的燃料處理裝置的、第五例的主要結(jié)構(gòu)的立體圖，圖6B是圖6A的A-A箭頭處剖面圖，圖6C是表示實(shí)施方式1的燃料處理裝置的、第五例的主要結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖6D是表示實(shí)施方式1的燃料處理裝置的、第五例的主要結(jié)構(gòu)的剖面圖而且是表示取出催化劑時(shí)的狀態(tài)的圖。
圖7A是表示實(shí)施方式2的燃料處理裝置的主要結(jié)構(gòu)的立體圖，圖7B是表示實(shí)施方式2的燃料處理裝置的主要結(jié)構(gòu)的剖面圖而且是表示取出催化劑的第一狀態(tài)的圖，圖7C是表示實(shí)施方式2的燃料處理裝置的主要結(jié)構(gòu)的剖面圖而且是表示取出催化劑的第二狀態(tài)的圖。
圖8A是表示實(shí)施方式3的燃料處理裝置的主要結(jié)構(gòu)的立體圖，圖8B是表示實(shí)施方式3的燃料處理裝置的主要結(jié)構(gòu)的立體圖而且是表示形成催化劑取出開口的狀態(tài)的圖，圖8C是表示實(shí)施方式3的燃料處理裝置的主要結(jié)構(gòu)的剖面圖而且是表示取出催化劑的狀態(tài)的圖。
圖9是實(shí)施方式4的燃料處理裝置的半截面正面圖。
圖10A是實(shí)施方式4的燃料處理裝置的、CO去除催化劑取出部的剖面圖，圖10B是實(shí)施方式4的燃料處理裝置的、CO去除催化劑取出部的剖面圖而且是表示取出催化劑的狀態(tài)的圖。圖11A是表示實(shí)施方式4的燃料處理裝置的、CO變換催化劑取出部的正面圖，圖11B是圖11A的B-B箭頭處剖面圖。
圖12A是實(shí)施方式4的燃料處理裝置的CO變換催化劑取出部的側(cè)面圖而且是表示取出CO變換催化劑的第一步驟的圖，圖12B是實(shí)施方式4的燃料處理裝置的CO變換催化劑取出部的側(cè)面圖而且是表示取出CO變換催化劑的第二步驟的圖。
圖13A是實(shí)施方式4的燃料處理裝置的改質(zhì)催化劑取出部的縱截面?zhèn)让鎴D而且是表示取出改質(zhì)催化劑的第一步驟的圖，圖13B是實(shí)施方式4的燃料處理裝置的改質(zhì)催化劑取出部的縱截面?zhèn)让鎴D而且是表示取出改質(zhì)催化劑的第二步驟的圖，圖13C是實(shí)施方式4的燃料處理裝置的改質(zhì)催化劑取出部的縱截面?zhèn)让鎴D而且是表示取出改質(zhì)催化劑的第三步驟的圖。
標(biāo)號(hào)說明
18, 26a~26c, 126a 126c 擱板21, 100， 121 燃料處理裝置22 外周壁23內(nèi)周壁
24 催化劑填充空間
25 催化劑
29, 51， 56 催化劑取出部
30， 37, 50, 55, 57 環(huán)狀淺槽(取出部表示單元、開口形成輔助單
元)
31 催化劑表示單元
32 拉引孑L
34 帶頭部的軸部(突出部)
35 突出軸(突出部)
36 短管(突出部)
38 取出部表示標(biāo)記(取出部表示單元)40， 49, 54， 61 催化劑取出開口
41 上部外周壁
42 CO去除催化劑取出部
43 CO變換催化劑取出部44 下部外周壁
45 改質(zhì)催化劑取出部
46筒狀突出部47環(huán)狀槽
58內(nèi)側(cè)催化劑耳又出部70燃料氣體71空氣72水
73含氫氣體74排氣氣體
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。(實(shí)施方式1 )[第一結(jié)構(gòu)例]
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的燃料處理裝置的主要結(jié)構(gòu)的第一例的圖。圖2A是燃料處理裝置的主要部分的立體圖，圖2B是圖2A的A-A箭頭處剖面圖，圖2C是燃料處理裝置的主要部分的剖面圖，圖2D表示取出催化劑的狀態(tài)而且是燃料處理裝置的主要部分的剖面圖。
如圖2A至圖2D所示，燃料處理裝置21包括外周壁22、內(nèi)周壁23以及外周壁22和內(nèi)周壁23之間的筒狀的催化劑填充空間24。
在催化劑填充空間24內(nèi)填充顆粒狀的催化劑25。催化劑25的顆粒直徑并不特別限定，約為2mm左右即可。通過用于設(shè)定催化劑填充空間24的上端面的上部擱板26a和用于設(shè)定其下端面的下部擱板26b來劃分所迷催化劑填充空間24。另外，根據(jù)需要，在這些擱板26a和擱板26b之間也可以配置中間擱板26c。中間擱板26c能夠防止在催化劑劣化時(shí)其集中到催化劑填充空間24的下部而不能充分發(fā)揮催化作用。
優(yōu)選的是，為了使原料氣體或含氫氣體流通，擱板26a、 26b以及26c為形成有大量孔的多孔環(huán)狀板。為了防止催化劑25從孔脫落，使孔的孔徑小于催化劑25的顆粒直徑即可，例如，為小于lmm即可。
形成在擱板26a、 26b以及26c的內(nèi)周部的彎曲部27與內(nèi)周壁23的外周表面壓接，根據(jù)需要通過焊接28將其一體地固定或接合。另一方面，擱
板26a、 26b以及26c的外周部可以與外周壁22的內(nèi)周表面抵接，或者也可以留出微小的間隙，但無論是哪種方式都優(yōu)選其不是固定在外周壁22上。
在外周壁22的與催化劑填充空間24相對的部分，設(shè)定催化劑取出部29。催化劑取出部29被設(shè)定為，具有催化劑填充空間24的軸心方向上的大致全長的長度，周向方向上的寬度尺寸為周向方向上的適當(dāng)?shù)囊徊糠?。催化劑取出?9例如為長圓形，通過沿其外形線設(shè)置的環(huán)狀淺槽30劃分出該催化劑取出部29。其結(jié)果，環(huán)狀淺槽30也為取出部表示單元。
催化劑取出部29的周向方向上的寬度尺寸設(shè)定為至少大于催化劑25的顆粒直徑，實(shí)際上優(yōu)選設(shè)定為催化劑25的顆粒直徑的數(shù)倍至數(shù)十倍左右，例如約為20mm。而且，環(huán)狀淺槽30用作切取線，所以能夠從外周壁22切斷地去除催化劑取出部29,形成催化劑取出開口 40。因此，環(huán)狀淺槽30也為開口形成輔助單元。
環(huán)狀淺槽30既是取出部表示單元，也是開口形成輔助單元，但也可以另外形成取出部表示單元和開口形成輔助單元。例如，在對應(yīng)于催化劑取出部的外周壁22的內(nèi)周面上形成作為開口形成輔助單元的環(huán)狀淺槽30，可以通過在外周壁22的外周面上進(jìn)行刻字或激光刻字加工來表示催化劑取出部表示單元、或設(shè)置突出部來表示該催化劑取出部表示單元。
能夠在形成外周壁22時(shí)，進(jìn)行沖壓成形而同時(shí)形成環(huán)狀淺槽30,例如，在對不銹鋼鋼板進(jìn)行沖壓成形而制作外周壁22時(shí)，通過沖壓成形而同時(shí)形成環(huán)狀淺槽30即可。
在驅(qū)動(dòng)燃料處理裝置時(shí)，外周壁22暴露在高溫之下。為了杜絕由于高溫所產(chǎn)生的熱應(yīng)力而從環(huán)狀淺槽30產(chǎn)生龜裂或從其斷裂，優(yōu)選使環(huán)狀淺槽30的深度為鋼板厚度的1/5至1/20左右。
在催化劑取出部29的外表面的適當(dāng)?shù)奈恢没騻?cè)面附近設(shè)置用于表示從催化劑取出部29取出的催化劑25的種類的催化劑表示單元31?？梢酝ㄟ^刻字刷或激光刻字加工來形成催化劑表示單元31。另外，在催化劑表示單元31的表示部上，除了表示催化劑25的種類以外，也可以表示催化劑的取出方法。優(yōu)選的是，用簡略圖來表示催化劑的取出方法。
在以上的結(jié)構(gòu)中，在從催化劑填充空間24中取出催化劑25而進(jìn)行回收時(shí)，確認(rèn)形成在外周壁22上的催化劑取出部29，讀取設(shè)置在其表面或附近的催化劑表示單元31,確認(rèn)取出的催化劑25的種類。
催化劑25根據(jù)對其要求的功能例如是改質(zhì)催化劑、還是一氧化碳變換 催化劑或者還是一氧化碳去除催化劑，其種類和組成不同。催化劑25多為 含有貴金屬的合金，作為含有貴金屬的合金的例子有釕催化劑。優(yōu)選催化 劑表示單元31表示貴金屬(例如釕)的含量或含量比率。含量例如用重量 來表示即可，含量比率例如用重量。/。來表示即可，但并不特別限定表示方法。
另外，催化劑表示單元31也可以表示催化劑的取出方法。如果表示了 取出方法，則讀取該取出方法，并按照該方法在催化劑取出部29形成催化 劑耳又出開口部40。
如圖2D所示，使用鉆孔機(jī)(未圖示)等在催化劑取出部29的下部形 成拉引孔32,將桿(bar)(未圖示)等掛入該拉引孔32并沿箭頭方向施加 強(qiáng)力后，沿著由長圓形的環(huán)狀淺槽30構(gòu)成的切取線，外周壁22被切斷。 于是，從外周壁22容易地切取催化劑取出部29,形成催化劑取出開口40。 通過所形成的催化劑取出開口 40,將催化劑25取出到外部。將催化劑25 回收到回收容器33。使擱板26a、 26b以及26c的內(nèi)周部如彎曲部27那樣 彎曲，所以能夠?qū)⑺畛涞拇呋瘎?5容易地取出到外部。
圖3是表示實(shí)施方式1的燃料處理裝置的主要結(jié)構(gòu)的第二例的圖。圖 3A是燃料處理裝置的主要部分的立體圖，圖3B是燃料處理裝置的主要部 分的剖面圖，圖3C是表示取出催化劑的狀態(tài)而且是燃料處理裝置的主要部 分的剖面圖。
如圖3A所示，在催化劑取出部29的下端部外表面上， 一體地固定著 突出部即軸部34。軸部34也可以在其前端具有多邊形的頭部34a。如圖3B 所示，在取出催化劑25時(shí)，用扳手(未圖示)等旋轉(zhuǎn)軸部34的頭部34a， 扭斷催化劑取出部29的帶頭部的軸部34的固定部，而形成拉引孔32。其 后，如圖3C所示，與上述第一例的情況同樣，將催化劑25回收到回收容 器33。
圖4是表示實(shí)施方式1的燃料處理裝置的主要結(jié)構(gòu)的第三例的圖。圖 4A是燃料處理裝置的主要部分的立體圖，圖4B是燃料處理裝置的主要部 分的剖面圖，圖4C是表示取出催化劑的狀態(tài)而且是燃料處理裝置的主要部分的剖面圖。
如圖4A所示，在催化劑取出部29的下端部外表面上， 一體地固定著 突出部即突出軸35。按照圖4B的箭頭所示，在要取出催化劑25時(shí)，用錘 頭(未圖示)等錘擊突出軸35，使催化劑取出部29的突出軸35的固定部 斷裂而形成拉引孔32。其后，如圖4C所示，與上述第一例的情況同樣，將 催化劑25回收到回收容器33。
圖5是表示實(shí)施方式1的燃料處理裝置的主要結(jié)構(gòu)的第四例的圖。圖 5A是燃料處理裝置的主要部分的立體圖，圖5B是燃料處理裝置的主要部 分的剖面圖，圖5C是表示取出催化劑的狀態(tài)而且是燃料處理裝置的主要部 分的剖面圖。
如圖5A和圖5B所示，在催化劑取出部29的下端部， 一體地固定著 突出部即有底的短管36。如圖5C所示，在要取出催化劑25時(shí)，將桿(未 圖示)的前端部插入短管36，沿箭頭方向，撬開催化劑取出部29的下部。 由此，與上述第一結(jié)構(gòu)例的情況同樣，將催化劑25回收到回收容器33。
圖6是表示實(shí)施方式1的燃料處理裝置的主要結(jié)構(gòu)的第五例的圖。圖 6A是燃料處理裝置的主要部分的立體圖，圖6B是圖6A的A-A箭頭處剖 面圖，圖6C是燃料處理裝置的主要部分的剖面圖，圖6D表示取出催化劑 的狀態(tài)而且是燃料處理裝置的主要部分的剖面圖。對與圖2相同的結(jié)構(gòu)部 件附加相同的標(biāo)號(hào)，并省略重復(fù)部分的說明。
擱板126a、 126b以及126c的內(nèi)周部與內(nèi)周壁23的外周面抵接，根據(jù) 需要通過焊接28將其一體地固定。另一方面，擱板126a、 126b以及126c 被配置為其外周部與外周壁22抵接或留有微小間隙，并且不固定在外周壁 22上。這里，擱板126a、 126b以及126c具有規(guī)定角度的傾斜，內(nèi)周部的 位置高于外周部的位置。
這樣，在第五結(jié)構(gòu)例中，與第一結(jié)構(gòu)例相同，通過擱板多段地支撐填 充在催化劑填充空間24內(nèi)的催化劑，從而能夠防止因催化劑的劣化造成催 化劑集中到催化劑填充空間24的下部，抑制催化作用的下降。進(jìn)而，擱板 126a、 126b以及126c傾斜了規(guī)定角度，外周部低于內(nèi)周部。因此，如圖6D 所示，在取出催化劑時(shí)，催化劑25沿?cái)R板的斜面自然地落下，從而提高取出作業(yè)的效率。
如上所述，實(shí)施方式1的燃料處理裝置21 (或121)具有在包圍催化
劑填充空間24的外周壁的外周面或內(nèi)周面上形成的長圓形的環(huán)狀淺槽30， 環(huán)狀淺槽3CM夸越催化劑填充空間24的軸心方向上的大致全長。環(huán)狀淺槽 30作用為開口形成輔助單元，該開口形成輔助單元協(xié)助形成用于取出催化 劑的催化劑耳又出開口 ，處于外周壁的外周面的環(huán)狀淺槽30也作用為用于表 示催化劑取出部29的取出部表示單元。通過在催化劑取出部29形成催化 劑取出開口，能夠容易且分別地回收所填充的催化劑。具體而言，能夠獲 得以下的效果。
(1) 能夠在回收填充在經(jīng)過使用期間的燃料處理裝置21中的催化劑 25時(shí)，切除由外周壁22的環(huán)狀淺槽30包圍的催化劑取出部29,形成催化 劑取出開口40。因此，不用費(fèi)事地確認(rèn)催化劑填充空間24的位置而能夠可 靠地形成與催化劑填充空間24連通的開口。由此，能夠容易地取出所填充 的催化劑25。另外，環(huán)狀淺槽30也作用為開口形成輔助單元。也就是說， 對催化劑取出部29施加外力后，應(yīng)力集中在其周邊的環(huán)狀淺槽30,沿環(huán)狀 淺槽30而容易產(chǎn)生切斷。因此，能夠在催化劑取出部29容易地進(jìn)行開口， 從而能夠高作業(yè)效率地取出催化劑25。
(2) 在燃料處理裝置21中，有時(shí)在多個(gè)催化劑填充空間24的各個(gè)空 間填充不同種類的催化劑25。如果在催化劑填充空間24的各個(gè)空間具備取 出部表示單元和開口形成輔助單元，則不會(huì)混淆地取出不同種類的催化劑 25,能夠可靠地分別回收各種催化劑25。
(3 )如果環(huán)狀淺槽30跨越催化劑填充空間24的軸心方向上的大致全 長，則所形成的催化劑取出開口也為跨越催化劑填充空間24的軸心方向上 的大致全長的開口。因此，能夠高作業(yè)效率地取出催化劑25。另外，由于 環(huán)狀淺槽30為環(huán)狀且彎曲，所以作用于外周壁22的熱應(yīng)力不會(huì)集中在局 部，從而不存在環(huán)狀淺槽30意外斷裂的危險(xiǎn)。
(4)如果在催化劑取出部29上設(shè)置用于表示催化劑的種類的催化劑 表示單元31,則能夠容易地確定要取出的催化劑25的種類，容易且可靠地 進(jìn)行分別回收。作為催化劑表示單元的具體例子可以是對每種催化劑預(yù)先 決定的文字/符號(hào)/圖案等。另外，其刻字方法最好是打刻或激光加工等，另一方面，由于印刷/涂數(shù)的涂料存在暴露于高溫下后表示劣化的可能性，所 以有時(shí)并不合適。
(5)由于設(shè)置開口形成輔助單元，所以能夠容易地形成所需大小的催 化劑取出開口 ，從而能夠高作業(yè)效率地取出填充在催化劑填充空間內(nèi)的催 化劑，所述開口形成輔助單元是同時(shí)用作取出部表示單元或者不用作取出 部表示單元而另行設(shè)置的、用于形成催化劑取出開口的單元。
輔助單元，所以在外力作用于催化劑取出部時(shí)，應(yīng)力集中在該淺槽，從而 淺槽容易切斷。因此，能夠容易地切斷性去除整個(gè)催化劑取出部，從而能 夠容易地形成高作業(yè)效率地取出催化劑所需大小的催化劑取出開口 。環(huán)狀 淺槽的深度形成為不會(huì)因作用于外周壁的熱應(yīng)力而發(fā)生龜裂或斷裂的深度。
(7) 也可以在由環(huán)狀淺槽30包圍的壁面的一端部上設(shè)置可切除的帶 頭部的軸部34 (參照圖3)、突出軸35 (參照圖4)或有底部的短管36 (參 照圖5)等突出部，通過切除這些突出部而在壁面上形成孔。通過對這些突 出部施加外力而將其切除，形成拉引孔32，將桿等工具掛入所形成的拉引 孔32，用力拉由環(huán)狀淺槽30包圍的壁面的一端部，由此切除由環(huán)狀淺槽 30包圍的整個(gè)壁面，從而能夠在催化劑取出部29上容易地形成催化劑取出 開口 。
(8) 也可以i殳置擱板26a、 26b以及26c，其將催化劑填充空間24分 割為排列在軸心方向上的兩個(gè)以上的區(qū)域。各個(gè)擱板固定在催化劑填充空 間24的內(nèi)周壁上，但不固定在外周壁上。通過擱板多段地支撐填充在催化 劑填充空間24內(nèi)的催化劑，從而能夠防止因催化劑的劣化，催化劑聚集到 催化劑填充空間24的下部而造成催化作用下降。進(jìn)而，盡管通過擱板將催 化劑填充空間24分割為多個(gè)空間，但由于擱板26a、 26b以及26c并不固定 在外周壁上，所以能夠形成跨越催化劑填充空間24的軸心方向上的大致全 長的催化劑取出開口 ，從而能夠高作業(yè)效率地取出催化劑。
(實(shí)施方式2)
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的燃料處理裝置的主要結(jié)構(gòu)的圖。圖7A 是燃料處理裝置的主要部分的立體圖，圖7B表示取出催化劑時(shí)的第一狀態(tài) 而且是燃料處理裝置的主要部分的剖面圖，圖7C表示取出催化劑時(shí)的第二狀態(tài)而且是燃料處理裝置的主要部分的催化劑取出狀態(tài)的剖面圖。在說明 本實(shí)施方式時(shí)，對與實(shí)施方式1相同的結(jié)構(gòu)要素附加相同的標(biāo)號(hào)，并省略 重復(fù)部分的說明。
在實(shí)施方式1中，設(shè)置跨越催化劑填充空間24的軸心方向上的大致全
長且由長圓形的環(huán)狀淺槽30劃分出的催化劑取出部29。另一方面，在實(shí)施 方式2中，如圖7A所示，在外周壁22的外周面上形成環(huán)繞周向方向上的 一周的環(huán)狀淺槽37。并不是形成一個(gè)環(huán)狀淺槽37,而是形成兩個(gè)以上的環(huán) 狀淺槽37。也就是說，在催化劑填充空間24的軸心方向上的至少兩端的位 置上，優(yōu)選為與劃分催化劑填充空間24的兩端的擱板26a和26b分別對應(yīng) 的位置上，形成環(huán)狀淺槽37。進(jìn)而根據(jù)需要，也可以在所述兩端位置之間， 即，與中間擱板26c相對的位置上形成環(huán)狀淺槽37。環(huán)狀淺槽37作用為取 出部表示單元和開口形成輔助單元。
如圖7B所示，在回收催化劑25時(shí)，切斷地去除上部擱4反26a與中間 擱板26c之間的外周壁22而形成催化劑取出開口 40，取出上部擱板26a與 中間擱板26c之間的催化劑25,進(jìn)而如圖7所示，切斷地去除中間擱板26c 與下部擱板26b之間的外周壁22而形成催化劑取出開口 40,取出中間擱板 26c與下部擱板26b之間的催化劑25。這樣，能夠高作業(yè)效率地取出填充在 催化劑填充空間24內(nèi)的全部催化劑25。 (實(shí)施方式3 )
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的燃料處理裝置的主要結(jié)構(gòu)的圖。圖8A 是燃料處理裝置的主要部分的立體圖，圖8B是表示形成催化劑取出開口的 狀態(tài)的圖，圖8C表示取出催化劑的狀態(tài)而且是燃料處理裝置的主要部分的 剖面圖。 .
如圖8A所示，在包圍催化劑填充空間24的外周壁22的外周面上^L置 用于表示催化劑取出部的取出部表示標(biāo)記38。如圖8B所示，在回收催化劑 25時(shí)，在取出部表示標(biāo)記38的位置，通過鉆孔機(jī)39等對外周壁22進(jìn)行鉆 孔。如圖8C所示，能夠?qū)⑼ㄟ^鉆孔而形成的孔作為催化劑取出開口 40而 高作業(yè)效率地取出催化劑25。
實(shí)施方式3是多個(gè)耳又出部表示標(biāo)記38和以取出部表示標(biāo)記38為記號(hào) 而被鉆孔的催化劑取出開口 40的參考例。對于開口形成輔助單元，能夠適 用與實(shí)施方式1和2的燃料處理裝置相同的結(jié)構(gòu)。(實(shí)施方式4 )
本實(shí)施方式是將本發(fā)明適用于圖1的以往例的燃料處理裝置1的例子。
圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式4的燃料處理裝置的半截面正面圖。對與圖l相 同的結(jié)構(gòu)部件附加相同的標(biāo)號(hào)，并省略重復(fù)部分的說明。
如圖9所示，燃料處理裝置100包括填充了 CO去除催化劑13的CO 去除器14和填充了 CO變換催化劑10的CO變換器11。 CO去除器14的 外周壁以及CO變換器11的外周壁都是上部外周壁41。在上部外周壁41 的、與CO去除器14對應(yīng)的部分的適合的位置上配置CO去除催化劑取出 部42,并在上部外周壁41的、與CO變換器11對應(yīng)的部分的適合的位置 上配置CO變換催化劑取出部43。
另外，燃料處理裝置100包括填充了改質(zhì)催化劑7的改質(zhì)器8。改質(zhì)器 8的外周壁為外周壁8a,在外周壁8a的外側(cè)隔著第二氣體通路9配置了下 部外周壁44。在外周壁44的適當(dāng)位置上配置改質(zhì)催化劑取出部45。
這些CO去除催化劑取出部42、 CO變換催化劑取出部43以及改質(zhì)催 化劑取出部45分別具有取出部表示單元和開口形成輔助單元。另外，在改 質(zhì)器8的催化劑填充空間的內(nèi)部配置與上述實(shí)施方式1中的擱板26c同樣的 擱板18，擱板18將催化劑填充空間分割為排列在其軸心方向上的兩個(gè)以上 的區(qū)域。
圖IOA是實(shí)施方式4的燃料處理裝置的CO去除催化劑取出部42的剖 面圖，圖10B是表示正取出催化劑的狀態(tài)的、CO去除催化劑取出部42的 剖面圖。
如圖10A所示，CO去除催化劑取出部42由在上部外周壁41上突出地 設(shè)置的前端封閉的筒狀突出部46和環(huán)繞筒狀突出部46的周邊壁的一周而 形成的環(huán)狀槽47構(gòu)成。在取出CO去除催化劑13時(shí)，按照圖10A的箭頭 所示，用錘頭48等錘擊筒狀突出部46的前端部。于是，如圖10B所示， 切斷/去除筒狀突出部46的前端部，形成催化劑取出開口 49。能夠通過該 催化劑取出開口 49取出CO去除催化劑13。
這樣，通過沿環(huán)狀槽47切斷CO去除催化劑取出部42的筒狀突出部 46的周邊壁，能夠容易地形成用于取出CO去除催化劑13的催化劑取出開 口 49。另外，環(huán)狀槽47形成在筒狀突出部46的周邊壁上，所以很難受到 作用于上部外周壁41的熱應(yīng)力的影響。圖IIA是CO變換催化劑取出部43的正面圖，圖IIB是圖IIA的B-B
箭頭處剖面圖。
如圖11A和11B所示，CO變換催化劑取出部43具有長圓形的環(huán)狀淺 槽50，從而劃分出催化劑取出部51。環(huán)狀淺槽50形成在與上部外周壁41 的CO變換器11相對的位置上，并且為其長度稍短于CO變換器11的軸方 向上的長度的長圓形。進(jìn)而，在催化劑取出部51的上部固定著"U"形的鉤 狀部件52。
圖12A是表示取出CO變換催化劑IO的第一步驟的、CO變換催化劑 取出部43的側(cè)面圖，圖12B是表示取出上述CO變換催化劑IO的第二步 驟的、CO變換催化劑取出部43的側(cè)面圖。
如圖12A所示，在取出CO變換催化劑10時(shí)，將桿53等工具的一端 部插入鉤狀部件52,沿箭頭方向，用力向下拉桿53的另一端部。于是，能 夠沿環(huán)狀淺槽50從上部外周壁41容易地切取催化劑取出部51,形成催化 劑取出開口 54。如圖12B所示，通過催化劑取出開口 54,將CO變換催化 劑10耳又出到外部而進(jìn)行回收。
這樣，CO變換催化劑取出部43具有與上述實(shí)施方式1相同的基本結(jié) 構(gòu)，能夠獲得同樣的效果。
圖13A至圖13C是表示取出上述燃料處理裝置100的改質(zhì)催化劑的步 驟的、改質(zhì)催化劑^F又出部45的縱截面?zhèn)让鎴D。
如圖13A和圖13B所示，改質(zhì)催化劑取出部45由催化劑取出部56和 內(nèi)側(cè)催化劑取出部58構(gòu)成。催化劑取出部56設(shè)置在下部外周壁44上，由 長圓形的環(huán)狀淺槽55對其進(jìn)行劃分。環(huán)狀淺槽55為其長度稍短于改質(zhì)器8 的軸方向上的長度的長圓形。另一方面，內(nèi)側(cè)催化劑取出部58設(shè)置在改質(zhì) 器8的外周壁8a上，處于與環(huán)狀淺槽55相對的位置，并由環(huán)狀淺槽57對 其進(jìn)行劃分。
在催化劑取出部56的上端部固定著"U"形的鉤狀部件59。在鉤狀部件
置一對連結(jié)片60。相互之間留有間隔地配置該一對連結(jié)片60。
如圖13A所示，在取出改質(zhì)催化劑7時(shí)，將桿53等工具的一端部插入 鉤狀部件59，沿箭頭方向，用力向下拉桿53的另一端部。于是，如圖13B 所示，催化劑取'出部56的上端部(至連結(jié)片60的位置為止)沿環(huán)狀淺槽55從下部外周壁44斷開，向外側(cè)彎曲。
接著，如圖13B所示，將桿53等工具的一端部插入位于催化劑取出部 56和內(nèi)側(cè)催化劑取出部58間的一對連續(xù)片60之間，沿箭頭方向，用力向 下拉桿53的另一端部。于是，分別沿環(huán)狀淺槽55和環(huán)狀淺槽57,從下部 外周壁44和改質(zhì)器8的外周壁8a容易地切去催化劑取出部56和內(nèi)側(cè)催化 劑取出部58。由此，形成催化劑取出開口61。能夠通過該催化劑取出開口 61,將改質(zhì)催化劑7取出到外部而進(jìn)行回收，從而能夠獲得與實(shí)施方式1 同樣的效果。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，在由環(huán)狀淺槽包圍的壁面的一端部上設(shè)置可 切除的突出部，通過對該突出部施加外力而切除該突出部，從而能夠在壁 面上形成孔。將桿等工具掛入所形成的孔中，并用力拉由環(huán)狀淺槽包圍的 壁面的一端部，由此能夠切除由環(huán)狀淺槽包圍的壁面，在催化劑取出部上 形成催化劑取出開口。
開口形成輔助單元是環(huán)繞外周壁的周向方向上的 一周的淺槽，并可以 在催化劑填充空間的軸心方向的至少兩端的位置上配置淺槽。若沿淺槽切 斷外周壁，則催化劑填充空間的整個(gè)一周開口，所以能夠高作業(yè)效率地取 出催化劑。
另外，開口形成輔助單元可由在催化劑填充空間的外周壁上突出地設(shè) 置的前端封閉的筒狀突出部和環(huán)繞筒狀突出部的周邊壁的一周而形成的環(huán) 狀槽構(gòu)成。在環(huán)狀槽的位置切斷筒狀突出部的周邊壁而去除筒狀突出部的 前端部，從而能夠容易地形成催化劑取出開口。而且，環(huán)狀槽形成在筒狀 突出部的周邊壁上，所以很難受到作用于催化劑填充空間的外周壁的熱應(yīng) 力的影響。
上述說明是本發(fā)明的最佳實(shí)施方式的例證，但本發(fā)明的范圍并不限于 此。例如，在各實(shí)施方式中示出的CO去除催化劑取出部42和CO變換催 化劑取出部43的具體結(jié)構(gòu)并不限于圖示說明的結(jié)構(gòu)。而且，CO去除催化 劑取出部42和CO變換催化劑取出部43的結(jié)構(gòu)也可以為相互相反的結(jié)構(gòu)， 也可以將任一結(jié)構(gòu)適用于雙方。進(jìn)而，CO去除催化劑取出部42和CO變 換催化劑取出部43的結(jié)構(gòu)也可以為實(shí)施方式1中示出的任一結(jié)構(gòu)例的結(jié) 構(gòu)。
改質(zhì)催化劑取出部45的具體結(jié)構(gòu)也并不限于圖示說明的結(jié)構(gòu)。例如，
18也可以分別對催化劑取出部56和內(nèi)側(cè)催化劑取出部58適用催化劑取出部29的各個(gè)結(jié)構(gòu)例或催化劑取出部42、 43的結(jié)構(gòu)。另外，在上述各個(gè)實(shí)施方式中，說明了由筒狀的內(nèi)周壁23和外周壁22 包圍的催化劑填充空間24，但催化劑填充空間24也可以為僅由外周壁22 包圍的形態(tài)。也就是說，只要采用在外周壁的外周面上表示催化劑取出部 的位置且在該催化劑取出部上設(shè)置開口形成輔助單元的結(jié)構(gòu)，就可以為任 意結(jié)構(gòu)。另外，在上述各個(gè)實(shí)施方式中，說明了將擱板固定在內(nèi)周壁23上的形 態(tài)，但只要擱板不固定在包圍催化劑填充空間的外周壁上即可。例如，在 為催化劑填充空間24僅由外周壁22包圍的結(jié)構(gòu)時(shí)，擱板不固定在內(nèi)周壁 23上。稱為燃料處理裝置是為了便于說明，當(dāng)然也可以稱為燃料改質(zhì)器。而 且，上述燃料處理裝置所使用的燃料氣體、催化劑的種類、數(shù)量以及處理 方法等并不限于上述的實(shí)施方式。2008年6月13日提交的日本專利申請第2008-155417號(hào)所包含的說明 書、附圖及說明書摘要的公開內(nèi)容，全部被本申請引用。工業(yè)上的可利用性本發(fā)明的燃料處理裝置通過在由外周壁的取出部表示單元表示的催化 劑取出部上形成開口 ，能夠形成連通到催化劑填充空間的開口而不用費(fèi)事 地確認(rèn)催化劑填充空間的位置。由此，能夠容易地取出填充在催化劑填充 空間內(nèi)的催化劑。另外，能夠?qū)γ總€(gè)催化劑填充空間形成開口而取出催化 劑，所以能夠可靠地分別回收每種催化劑，降低混淆地取出種類不同的催 化劑的可能性。特別是，通過本發(fā)明能夠回收并循環(huán)利用燃料處理裝置中的催化劑， 所述燃料處理裝置對碳?xì)漕惾剂蠚怏w進(jìn)行改質(zhì)而制造富氫的改質(zhì)氣體，并 將其提供給燃料電池。
權(quán)利要求
1、燃料處理裝置，將燃料氣體提供給填充在催化劑填充空間內(nèi)的催化劑，制造改質(zhì)氣體，所述催化劑填充空間由筒狀的外周壁、或筒狀的內(nèi)周壁和外周壁包圍并沿所述筒的軸心配置，該燃料處理裝置包括取出部表示單元，將催化劑取出部的位置表示在所述外周壁的外周面上；以及開口形成輔助單元，協(xié)助在所述催化劑取出部上形成催化劑取出開口。
2、 如權(quán)利要求1所述的燃料處理裝置，還包括 一個(gè)或多個(gè)擱板，將所述催化劑填充空間分割為排列在所述 軸心方向上的兩個(gè)以上的區(qū)域，所述擱板不固定在包圍所述催化劑填充空間的外周壁上。
3、 如權(quán)利要求1所述的燃料處理裝置，還包括 一個(gè)或多個(gè)擱板，將所述催化劑填充空間分割為排列在所述 軸心方向上的兩個(gè)以上的區(qū)域，所述擱板固定在包圍所述催化劑填充空間的內(nèi)周壁上。
4、 如權(quán)利要求1所述的燃料處理裝置，所述開口形成輔助單元與所述 取出部表示單元為同一單元，或?yàn)椴煌膯卧?br> 5、 如權(quán)利要求1所述的燃料處理裝置，還包括催化劑表示單元，表 示所述填充的催化劑的種類。
6、 如權(quán)利要求1所述的燃料處理裝置，所述催化劑取出部設(shè)置在所述 外周壁的周向方向上的一部分外周壁上，而且所述開口形成輔助單元形成狀淺槽構(gòu)成。
7、 如權(quán)利要求5所述的燃料處理裝置，所述催化劑取出部設(shè)置成跨越 所述催化劑填充空間的軸心方向上的大致全長，而且其為長圓形。
8、 如權(quán)利要求5所述的燃料處理裝置，還包括突出部，其為在所述 環(huán)狀淺槽所環(huán)繞的外周壁的外周面上設(shè)置的可切除的突出部，切除該突出 部后在外周壁上形成貫穿孔。
9、 如權(quán)利要求1所述的燃料處理裝置，所述催化劑取出單元設(shè)置成環(huán)繞所述外周壁的周向方向上的一周，所述開口形成輔助單元形成在所述外 周壁的外周面或內(nèi)周面上且由環(huán)繞周向方向上的一周的兩個(gè)以上的淺槽構(gòu) 成，在催化劑填充空間的軸心方向的至少兩端上配置所述淺槽。
10、如權(quán)利要求1所述的燃料處理裝置，所述開口形成輔助單元由設(shè) 置在包圍所述催化劑填充空間的外周壁的外周面上的前端封閉的筒狀突出 部以及環(huán)繞所述筒狀突出部的周邊壁的一周而形成的槽構(gòu)成。
全文摘要
通過本發(fā)明提供能夠容易且分別回收內(nèi)置的催化劑的燃料處理裝置。本發(fā)明的燃料處理裝置(21)將燃料氣體提供給填充在催化劑填充空間內(nèi)的催化劑，來制造改質(zhì)氣體，所述催化劑填充空間由筒狀的內(nèi)周壁和外周壁包圍。燃料處理裝置(21)在筒狀的催化劑填充空間(24)的外周壁的外周面上具有用于表示催化劑取出部(29)的取出部表示單元和協(xié)助形成用于取出催化劑的催化劑取出開口的開口形成輔助單元。取出部表示單元和開口形成輔助單元例如為跨越催化劑填充空間(24)的軸心方向上的大致全長而形成在催化劑填充空間(24)的外周壁上的長圓形的環(huán)狀淺槽(30)。在從經(jīng)過使用期間后的燃料處理裝置(21)中回收催化劑(25)時(shí)，切除由環(huán)狀淺槽(30)包圍的催化劑取出部(29)，形成催化劑取出開口(40)。
文檔編號(hào)C01B3/38GK101679033SQ20098000045
公開日2010年3月24日 申請日期2009年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月13日
發(fā)明者中川貴嗣, 中村雅俊, 寺西正俊, 筒井裕二 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社