(57)【要約】【課題】改質原料の改質率を向上させつつ大型化を抑制できる熱交換型改質装置を提供すること。【解決手段】アンモニアＮＨ３の導入方向を第１方向Ａとし、改質部２０と加熱部２１とが層状に並ぶ方向を第２方向Ｂとし、第１方向Ａ及び第２方向Ｂに直交する方向を第３方向Ｃとすると、改質部２０及び加熱部２１は、第３方向Ｃにおけるケース３０の側壁３１に固定される複数の板状部材４０とケース３０とにより区画されることで形成され、改質部２０の内部における板状部材４０の上面４０ａの全域には、改質触媒が担持され、加熱部２１の内部における板状部材４０の上面４０ａの全域には、燃焼触媒が担持され、加熱部２１を区画する第３方向Ｃにおけるケース３０の側壁３１には、酸素含有ガスＯｇを加熱部２１に導入するためのガス導入口３６が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
改質触媒により改質原料から水素を含有する改質ガスを生成する改質部と、
前記改質部に層状に並べられるとともに供給された燃料と酸素を含有する酸素含有ガスとを燃焼触媒により燃焼させることで発生した熱を前記改質部に供給する加熱部と、前記改質部及び前記加熱部が収容された筒状のケースとを備える熱交換型改質装置であって、
前記改質部に前記改質原料を導入する改質原料導入口と、
前記加熱部に前記燃料を導入する燃料導入口と、
前記改質ガスを前記ケースから送出する改質ガス送出口と、
前記加熱部により発生する燃焼ガスを前記ケースから送出する燃焼ガス送出口と、を備え、
前記改質原料導入口及び前記燃料導入口は、前記ケースの一対の開口部の少なくとも一方に設けられ、
前記改質原料及び前記燃料の導入方向を第１方向とし、前記改質部と前記加熱部とが層状に並ぶ方向を第２方向とし、前記第１方向及び前記第２方向に直交する方向を第３方向とすると、前記改質部及び前記加熱部は、前記第３方向における前記ケースの壁部に固定される複数の板状部材と前記ケースとにより区画されることで形成され、
前記改質部の内部における前記板状部材の上面の全域には、前記改質触媒が担持され、
前記加熱部の内部における前記板状部材の上面の全域には、前記燃焼触媒が担持され、
前記加熱部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部には、前記酸素含有ガスを前記加熱部に導入するためのガス導入口が設けられていることを特徴とする熱交換型改質装置。
【請求項２】
前記ケースは、四角筒状をなし、
前記第３方向における前記ケースの壁部には、前記第２方向に沿って所定間隔で複数の前記板状部材が固定されることにより複数の前記改質部及び複数の前記加熱部が設けられ、
前記ガス導入口は、前記加熱部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部の一方に前記第２方向に沿って設けられ、
複数の前記ガス導入口が設けられている前記ケースの壁部には、複数の前記ガス導入口に前記酸素含有ガスを一括導入するための供給ヘッダが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換型改質装置。
【請求項３】
前記ケースは、四角筒状をなし、
前記第３方向における前記ケースの内面には、前記第２方向に沿って所定間隔で複数の前記板状部材が固定されることにより複数の前記改質部及び複数の前記加熱部が設けられ、
前記ガス導入口は、前記加熱部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部の一方に設けられ、
前記改質ガス送出口は、前記改質部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部のうち前記ガス導入口と反対側に位置する前記ケースの壁部に前記第２方向に沿って設けられ、
複数の前記改質ガス送出口が設けられている前記ケースの壁部には、複数の前記改質ガス送出口から前記改質ガスを一括送出するための改質ガス送出ヘッダが設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱交換型改質装置。
【請求項４】
前記板状部材には、前記第１方向及び前記第３方向において複数のフィンが配列されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の熱交換型改質装置。
【請求項５】
前記フィンは、半球状をなし、
前記複数のフィンは、千鳥配列されていることを特徴とする請求項４に記載の熱交換型改質装置。
【請求項６】
前記板状部材の前記フィンは、隣り合う前記板状部材に接触していることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の熱交換型改質装置。
【請求項７】
前記燃料導入口から導入される前記燃料の流量と、前記改質原料導入口から導入される前記改質原料の流量との流量比を調整する流量調整部を更に備えることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の熱交換型改質装置。
【請求項８】
前記改質原料及び前記燃料は、同一であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の熱交換型改質装置。
【請求項９】
前記ケースは、四角筒状をなし、
前記第３方向における前記ケースの壁部には、前記第２方向に沿って所定間隔で複数の前記板状部材が固定されることにより複数の前記改質部及び複数の前記加熱部が設けられ、
前記改質原料導入口及び前記燃料導入口は、前記ケースの一対の開口部の一方に設けられ、
前記ガス導入口は、前記加熱部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部の一方に設けられ、
前記改質ガス送出口は、前記改質部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部のうち前記ガス導入口と反対側に位置する前記ケースの壁部に設けられるとともに前記ケースの一対の開口部の他方寄りに配置され、
前記燃焼ガス送出口は、前記ケースの一対の開口部の他方に前記燃料導入口と連通するように設けられ、
前記ケースの一対の開口部の他方において、前記改質部に対応する位置には、前記改質部を閉塞する蓋部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の熱交換型改質装置。
【請求項１０】
前記ケースは、四角筒状をなし、
前記第３方向における前記ケースの壁部には、前記第２方向に沿って所定間隔で複数の前記板状部材が固定されることにより複数の前記改質部及び複数の前記加熱部が設けられ、
前記改質原料導入口及び前記燃料導入口は、前記ケースの一対の開口部の両側に設けられ、
前記ガス導入口は、前記加熱部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部の一方に設けられ、
前記改質ガス送出口は、前記改質部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部のうち前記ガス導入口と反対側に位置する前記ケースの壁部の中央部寄りに配置され、
前記燃焼ガス送出口は、前記加熱部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部のうち前記ガス導入口と反対側に位置する前記ケースの壁部の中央部寄りに配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の熱交換型改質装置。
【請求項１１】
前記ケースは、四角筒状をなし、
前記第３方向における前記ケースの壁部には、前記第２方向に沿って所定間隔で複数の前記板状部材が固定されることにより複数の前記改質部及び複数の前記加熱部が設けられ、
前記複数の加熱部の中には、２つの前記板状部材によって区画されることで形成され、前記改質部に層状に並べられる燃焼層と、前記燃焼層に層状に並べられる空気導入層とにより構成される前記加熱部が含まれ、
前記燃焼層の内部における前記板状部材の上面の全域には、前記燃焼触媒が担持され、
前記改質原料導入口は、前記ケースの一対の開口部の両側に設けられ、
前記燃料導入口は、前記ケースの一対の開口部の両側に設けられ、且つ前記燃焼層と前記空気導入層とにより構成される前記加熱部においては前記燃焼層に対応する位置に設けられ、
前記ガス導入口は、前記加熱部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部の一方に設けられ、且つ前記燃焼層と前記空気導入層とにより構成される前記加熱部においては前記空気導入層を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部の一方に設けられ、
前記改質ガス送出口は、前記改質部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部のうち前記ガス導入口と反対側に位置する前記ケースの壁部の中央部寄りに配置され、
前記燃焼ガス送出口は、前記加熱部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部のうち前記ガス導入口と反対側に位置する前記ケースの壁部の中央部寄りに配置され、且つ前記燃焼層と前記空気導入層とにより構成される前記加熱部においては前記燃焼層を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部の他方に設けられ、
前記空気導入層を区画している前記板状部材には、前記燃焼層と前記空気導入層とを連通する貫通孔が設けられ、
前記ケースの一対の開口部の両側において、前記空気導入層に対応する位置には、前記空気導入層を閉塞する蓋部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の熱交換型改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換型改質装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されるような熱交換型改質装置が知られている。
上記の熱交換型改質装置は、改質触媒により改質原料から水素を含有する改質ガスを生成する改質部としての改質流路と、改質部に積層されるとともに供給される燃料の触媒燃焼により発生した熱を改質部に供給する加熱部としての加熱流路と、を備えている。加熱流路には、燃焼触媒が担持されている。加熱流路には、燃料及び酸素を含有する空気が入り込むガスの入口とガスの出口とが設けられている。加熱流路では、燃料を酸素とともに燃焼触媒に接触させて触媒燃焼を生じさせることで発生する熱を改質流路に供給する。改質流路には、改質触媒が担持されている。改質流路には、加熱流路により発生した熱が供給される。改質流路には、改質原料が入り込むガスの入口とガスの出口が設けられている。改質流路では、改質原料と改質触媒とが加熱流路から供給された熱により改質反応し、水素を含む改質ガスが発生する。改質流路で発生した改質ガスは、改質流路のガスの出口から送出される。
【０００３】
ここで、加熱流路では、ガスの入口寄りでの触媒燃焼の方がガスの出口寄りでの触媒反応よりも大きくなることが考えられる。そのため、加熱流路では、ガスの導入方向においてガスの入口からガスの出口に向かうにつれて触媒燃焼による発熱温度が低下する。すなわち、改質流路における改質反応も改質流路のガスの入口からガスの出口に向かうにつれて小さくなるため、改質流路のガスの出口寄りにおける改質原料の改質率が低下する。
【０００４】
このような課題を解決するために特許文献２に記載されるアンモニア分解装置のように、酸素を含有した空気を導入する箇所として、ガス流路の途中にガスの導入方向と異なる方向から空気を導入する空気導入口を追加することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２９０９０１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１５４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献２では、ガスの入り口寄りにおいてガスの導入方向に沿ってアンモニア燃焼触媒及びアンモニア改質触媒がこの順にも設けられ、且つ空気導入口が設けられる位置からガスの導入方向に沿ってアンモニア燃焼触媒及びアンモニア改質触媒が設けられている。そのため、空気導入口の位置を基準として触媒が分割された状態となっており、当該触媒が分割されている位置に空気導入口から酸素を含有する空気が導入されている。すなわち、触媒が分割された状態で設けられることによりガスの導入方向にガスの流路が長くなる。特許文献２は、オートサーマルリフォーマー装置で燃焼ガスと改質ガスが混合状態で排出される場合であるが、ガスの流れ方向の途中から酸素を追加導入する場合は、熱交換型改質装置の場合でも同様で体格が大型化してしまう。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、改質原料の改質率を向上させつつ大型化を抑制できる熱交換型改質装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する熱交換型改質装置は、改質触媒により改質原料から水素を含有する改質ガスを生成する改質部と、前記改質部に層状に並べられるとともに供給された燃料と酸素を含有する酸素含有ガスとを燃焼触媒により燃焼させることで発生した熱を前記改質部に供給する加熱部と、前記改質部及び前記加熱部が収容された筒状のケースとを備える熱交換型改質装置であって、前記改質部に前記改質原料を導入する改質原料導入口と、前記加熱部に前記燃料を導入する燃料導入口と、前記改質ガスを前記ケースから送出する改質ガス送出口と、前記加熱部により発生する燃焼ガスを前記ケースから送出する燃焼ガス送出口と、を備え、前記改質原料導入口及び前記燃料導入口は、前記ケースの一対の開口部の少なくとも一方に設けられ、前記改質原料及び前記燃料の導入方向を第１方向とし、前記改質部と前記加熱部とが層状に並ぶ方向を第２方向とし、前記第１方向及び前記第２方向に直交する方向を第３方向とすると、前記改質部及び前記加熱部は、前記第３方向における前記ケースの壁部に固定される複数の板状部材と前記ケースとにより区画されることで形成され、前記改質部の内部における前記板状部材の上面の全域には、前記改質触媒が担持され、前記加熱部の内部における前記板状部材の上面の全域には、前記燃焼触媒が担持され、前記加熱部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部には、前記酸素含有ガスを前記加熱部に導入するためのガス導入口が設けられている。
【０００９】
これによれば、燃焼触媒が担持されている加熱部に燃料が導入される。加熱部には、第３方向からガス導入口を通じて酸素含有ガスが導入される。加熱部では触媒燃焼が発生し、触媒燃焼により生じる熱は改質部に供給される。ガス導入口が加熱部を区画する第３方向におけるケースの壁部に設けられ、且つ加熱部の内部における板状部材の上面の全域には燃焼触媒が担持されている。そのため、加熱部の燃料導入口寄りでの触媒燃焼だけでなく、ガス導入口に対応する位置に担持されている燃焼触媒と燃料との触媒燃焼も促進させることができる。よって、加熱部において第１方向に沿って発熱温度が低下することを抑制できる。そして、改質部の内部における板状部材の上面の全域に改質触媒が担持されている。加熱部における第１方向に沿った発熱温度の低下が抑制されていることと合わせて改質部においても改質原料の第１方向に沿って改質反応が小さくなることを抑制できる。したがって、改質原料の改質率を向上させつつ大型化を抑制できる。
【００１０】
上記の熱交換型改質装置において、前記ケースは、四角筒状をなし、前記第３方向における前記ケースの壁部には、前記第２方向に沿って所定間隔で複数の前記板状部材が固定されることにより複数の前記加熱部が設けられ、前記ガス導入口は、前記加熱部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部の一方に前記第２方向に沿って設けられ、複数の前記ガス導入口が設けられている前記ケースの壁部には、複数の前記ガス導入口に前記酸素含有ガスを一括導入するための供給ヘッダが設けられているとよい。
【００１１】
これによれば、複数のガス導入口に酸素含有ガスを一括導入することができる。複数のガス導入口のそれぞれに酸素含有ガスを導入する構成と比較すると、酸素含有ガスの供給元からケース内の加熱部への酸素含有ガスの供給をより簡易的にすることができる。
【００１２】
上記の熱交換型改質装置において、前記ケースは、四角筒状をなし、前記第３方向における前記ケースの内面には、前記第２方向に沿って所定間隔で複数の前記板状部材が固定されることにより複数の前記改質部及び複数の前記加熱部が設けられ、前記ガス導入口は、前記加熱部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部の一方に設けられ、前記改質ガス送出口は、前記改質部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部のうち前記ガス導入口と反対側に位置する前記ケースの壁部に前記第２方向に沿って設けられ、複数の前記改質ガス送出口が設けられている前記ケースの壁部には、複数の前記改質ガス送出口から前記改質ガスを一括送出するための改質ガス送出ヘッダが設けられているとよい。
【００１３】
これによれば、複数の改質ガス送出口から送出された改質ガスをまとめてケース外に送出することができる。複数の改質ガス送出口のそれぞれから送出された改質ガスを後工程でまとめる場合と比較すると、改質ガスの送出先に対する改質ガスの送出をより簡易的にすることができる。
【００１４】
上記の熱交換型改質装置において、前記板状部材には、前記第１方向及び前記第３方向において複数のフィンが配列されているとよい。
板状部材が平板状をなしている場合、改質原料、燃料、及び酸素含有ガスが改質部及び加熱部の内部で滞留してしまうことがある。
【００１５】
その点、これによれば、板状部材に第１方向及び第３方向において複数のフィンが設けられることで改質原料、燃料、及び酸素含有ガスが拡散される。したがって、改質部及び加熱部における改質原料、燃料、及び酸素含有ガスの滞留を抑制し、効率的に触媒燃焼及び改質反応を発生させることができる。
【００１６】
上記の熱交換型改質装置において、前記フィンは、半球状をなし、前記複数のフィンは、千鳥配列されているとよい。
これによれば、改質部及び加熱部において、改質原料、燃料、及び酸素含有ガスをより拡散させた状態にすることができる。したがって、より効率的に触媒燃焼及び改質反応を発生させることができる。
【００１７】
上記の熱交換型改質装置において、前記板状部材の前記フィンは、隣り合う前記板状部材に接触しているとよい。
これによれば、複数の板状部材はケースの壁面だけでなく隣り合う板状部材同士で支え合う構成となる。したがって、熱交換型改質装置の耐久性を向上させることができる。
【００１８】
上記の熱交換型改質装置において、前記燃料導入口から導入される前記燃料の流量と、前記改質原料導入口から導入される前記改質原料の流量との流量比を調整する流量調整部を更に備えるとよい。
【００１９】
これによれば、加熱部に導入される燃料の流量と改質部に導入される改質原料の流量との流量比を調整することにより触媒燃焼により発生する熱の量、改質反応により発生する改質ガスの量を調整することができる。
【００２０】
上記の熱交換型改質装置において、前記改質原料及び前記燃料は、同一であるとよい。
これによれば、改質原料及び燃料が異なる場合よりも管理を少なくすることができる。
上記の熱交換型改質装置において、前記ケースは、四角筒状をなし、前記第３方向における前記ケースの壁部には、前記第２方向に沿って所定間隔で複数の前記板状部材が固定されることにより複数の前記改質部及び複数の前記加熱部が設けられ、前記改質原料導入口及び前記燃料導入口は、前記ケースの一対の開口部の一方に設けられ、前記ガス導入口は、前記加熱部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部の一方に設けられ、前記改質ガス送出口は、前記改質部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部のうち前記ガス導入口と反対側に位置する前記ケースの壁部に設けられるとともに前記ケースの一対の開口部の他方寄りに配置され、前記燃焼ガス送出口は、前記ケースの一対の開口部の他方に前記燃料導入口と連通するように設けられ、前記ケースの一対の開口部の他方において、前記改質部に対応する位置には、前記改質部を閉塞する蓋部材が設けられているとよい。
【００２１】
これによれば、加熱部での触媒燃焼において発生した燃焼ガスは、燃料の導入方向である第１方向に沿ってそのまま燃焼ガス送出口から送出される。改質部での改質反応において発生した改質ガスは、改質原料の導入方向である第１方向に沿って移動し、改質部を閉塞する蓋部材に衝突する。蓋部材に衝突した改質ガスは、ケースの壁部におけるケースの一対の開口部の他方寄りに配置された改質ガス送出口から効率良くケース外に向けて送出できる。
【００２２】
上記の熱交換型改質装置において、前記ケースは、四角筒状をなし、前記第３方向における前記ケースの壁部には、前記第２方向に沿って所定間隔で複数の前記板状部材が固定されることにより複数の前記改質部及び複数の前記加熱部が設けられ、前記改質原料導入口及び前記燃料導入口は、前記ケースの一対の開口部の両側に設けられ、前記ガス導入口は、前記加熱部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部の一方に設けられ、前記改質ガス送出口は、前記改質部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部のうち前記ガス導入口と反対側に位置する前記ケースの壁部の中央部寄りに配置され、前記燃焼ガス送出口は、前記加熱部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部のうち前記ガス導入口と反対側に位置する前記ケースの壁部の中央部寄りに配置されているとよい。
【００２３】
これによれば、改質原料導入口及び燃料導入口は、ケースの一対の開口部の両側に設けられている。そのため、改質部及び加熱部に導入される改質原料及び燃料は、改質部及び加熱部の中央部、すなわちケースの中央部に向けて流動する。そのため、触媒燃焼及び改質反応したときの燃焼ガス及び改質ガスは、ケースの中央部寄りに集まる。ケースの中央部寄りに集まった燃焼ガス及び改質ガスは、改質部及び加熱部を区画する第３方向におけるケースの壁部のうちガス導入口と反対側に位置するケースの壁部の中央部寄りに配置された改質ガス送出口及び燃焼ガス送出口から効率良くケース外に向けて送出できる。
【００２４】
上記の熱交換型改質装置において、前記ケースは、四角筒状をなし、前記第３方向における前記ケースの壁部には、前記第２方向に沿って所定間隔で複数の前記板状部材が固定されることにより複数の前記改質部及び複数の前記加熱部が設けられ、前記複数の加熱部の中には、２つの前記板状部材によって区画されることで形成され、前記改質部に層状に並べられる燃焼層と、前記燃焼層に層状に並べられる空気導入層とにより構成される前記加熱部が含まれ、前記燃焼層の内部における前記板状部材の上面の全域には、前記燃焼触媒が担持され、前記改質原料導入口は、前記ケースの一対の開口部の両側に設けられ、前記燃料導入口は、前記ケースの一対の開口部の両側に設けられ、且つ前記燃焼層と前記空気導入層とにより構成される前記加熱部においては前記燃焼層に対応する位置に設けられ、前記ガス導入口は、前記加熱部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部の一方に設けられ、且つ前記燃焼層と前記空気導入層とにより構成される前記加熱部においては前記空気導入層を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部の一方に設けられ、前記改質ガス送出口は、前記改質部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部のうち前記ガス導入口と反対側に位置する前記ケースの壁部の中央部寄りに配置され、前記燃焼ガス送出口は、前記加熱部を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部のうち前記ガス導入口と反対側に位置する前記ケースの壁部の中央部寄りに配置され、且つ前記燃焼層と前記空気導入層とにより構成される前記加熱部においては前記燃焼層を区画する前記第３方向における前記ケースの壁部の他方に設けられ、前記空気導入層を区画している前記板状部材には、前記燃焼層と前記空気導入層とを連通する貫通孔が設けられ、前記ケースの一対の開口部の両側において、前記空気導入層に対応する位置には、前記空気導入層を閉塞する蓋部材が設けられているとよい。
【００２５】
これによれば、ガス導入口から空気導入層に導入される酸素含有ガスは、燃焼層と空気導入層とを区画する板状部材の貫通孔を通じて燃焼層に導入される。燃焼層で発生する触媒燃焼により生じる熱は改質部に供給される。また、改質原料導入口及び燃料導入口は、ケースの一対の開口部の両側に設けられている。そのため、改質部及び加熱部の燃焼層に導入される改質原料及び燃料は、改質部及び加熱部の燃焼層の中央部、すなわちケースの中央部に向けて流動する。そのため、触媒燃焼及び改質反応したときの燃焼ガス及び改質ガスは、ケースの中央部寄りに集まる。ケースの中央部寄りに集まった燃焼ガス及び改質ガスは、改質部及び燃焼層を区画する第３方向におけるケースの壁部のうちガス導入口と反対側に位置するケース壁部の中央部寄りに配置された改質ガス送出口及び燃焼ガス送出口から効率良くケース外に向けて送出できる。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、改質原料の改質率を向上させつつ大型化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】熱交換型改質装置の第１の実施形態の斜視図。
【図２】第１の実施形態のガス導入口の位置を示した斜視図。
【図３】第１の実施形態の改質ガス送出口の位置を示した斜視図。
【図４】（ａ）は、第１の実施形態の正面図、（ｂ）は、第１の実施形態の背面図。
【図５】（ａ）は改質部の内部の示した断面図、（ｂ）は加熱部の内部を示した断面図。
【図６】第１の実施形態のフィンの断面図。
【図７】第１の実施形態の板状部材固定工程を示す概略図。
【図８】第１の実施形態の触媒塗布工程を示す概略図。
【図９】熱交換型改質装置の第２の実施形態の斜視図。
【図１０】第２の実施形態のガス導入口の位置を示した斜視図。
【図１１】第２の実施形態の改質ガス送出口及び燃焼ガス送出口の位置を示した斜視図。
【図１２】熱交換型改質装置の第３の実施形態の斜視図。
【図１３】（ａ），（ｂ）は、第３の実施形態の板状部材の斜視図。
【図１４】第３の実施形態の部分正面図。
【図１５】第３の実施形態のガス導入口の位置を示した斜視図。
【図１６】第３の実施形態の改質ガス送出口の位置を示した斜視図。
【図１７】第３の実施形態の空気導入層の断面図。
【図１８】熱交換型改質装置の第４の実施形態の斜視図。
【図１９】変更例におけるフィンの形状を説明した図。
【図２０】変更例における熱交換型改質装置の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
＜第１の実施形態＞
以下、熱交換型改質装置を具体化した実施形態を図１〜図８にしたがって説明する。
図１に示すように、熱交換型改質装置１０は、アンモニアＮＨ３を分解することで水素を含む改質ガスＲｇを生成する装置である。熱交換型改質装置１０は、複数の改質部２０と、複数の加熱部２１と、ケース３０と、を備えている。複数の改質部２０と、複数の加熱部２１とは層状に並べられた状態でケース３０に収容されている。加熱部２１には、燃料としてのアンモニアＮＨ３が供給される。加熱部２１は、供給されたアンモニアＮＨ３と酸素を含有した酸素含有ガスＯｇとを燃焼触媒により燃焼させることで発生した熱を改質部２０に供給する。改質部２０には、改質原料としてのアンモニアＮＨ３が導入される。改質部２０には、加熱部２１で発生した熱が供給される。改質部２０は、加熱部２１で発生した熱を用いて改質触媒によりアンモニアＮＨ３から水素を含有する改質ガスＲｇを生成する。なお、本実施形態では、複数の改質部２０と複数の加熱部２１とが層状に並べられた状態で最上部及び最下部には、改質部２０が位置している。逆の配置で最上部と最下部に加熱部２１が位置してもよい。
【００２９】
ケース３０は、長四角筒状をなしている。ケース３０の互いに向かい合う一対の側壁３１の内面３１ａには、長四角板状の複数の板状部材４０が改質部２０と加熱部２１とが層状に並ぶ方向である第２方向Ｂに沿って所定間隔で固定されている。すなわち、改質部２０及び加熱部２１は、板状部材４０とケース３０の壁部により区画されることで形成されている。
【００３０】
具体的には、最上部に位置する改質部２０は、ケース３０の壁部のうちケース３０の最上部に位置する上壁部３２と、ケース３０の一対の側壁３１と、板状部材４０とにより区画されることで形成されている。最上部の改質部２０を除く改質部２０及び加熱部２１は、隣り合う板状部材４０とケース３０の一対の側壁３１により区画されることで形成されている。最下部の改質部２０を構成する板状部材４０は、ケース３０の壁部のうちケース３０の最下部に位置する下壁部３３に接触している。また、改質部２０の内部における板状部材４０の上面４０ａの全域には、改質触媒が担持されている。加熱部２１の内部における板状部材４０の上面４０ａの全域には、燃焼触媒が担持されている。本実施形態において、改質触媒及び燃焼触媒はウォッシュコート方で形成した触媒である。
【００３１】
熱交換型改質装置１０は、改質部２０にアンモニアＮＨ３を導入する改質原料導入口３４と、加熱部２１にアンモニアＮＨ３を導入する燃料導入口３５とを備えている。改質原料導入口３４は、ケース３０の一対の開口部３１ｂの一方において、改質部２０に対応する位置における２つの板状部材４０とケース３０の一対の側壁３１により囲まれることで形成されている。また、最上部の改質部２０に対応する位置の改質原料導入口３４は、ケース３０の一対の開口部３１ｂの一方において、板状部材４０と、ケース３０の上壁部３２と、ケース３０の一対の側壁３１とにより囲まれることで形成されている。
【００３２】
燃料導入口３５は、ケース３０の一対の開口部３１ｂの一方において、加熱部２１に対応する位置における２つの板状部材４０とケース３０の一対の側壁３１とにより囲まれることで形成されている。
【００３３】
ここで、アンモニアＮＨ３の導入方向を第１方向Ａとし、改質部２０と加熱部２１とが並ぶ方向を第２方向Ｂとし、第１方向Ａ及び第２方向Ｂに直交する方向を第３方向Ｃとする。そのため、上述したケース３０の一対の側壁３１は、第３方向Ｃにおけるケース３０の壁部である。
【００３４】
図２に示すように、加熱部２１を区画するケース３０の一対の側壁３１の一方には、加熱部２１に対応する位置に酸素含有ガスＯｇを加熱部２１に導入するためのガス導入口３６が設けられている。
【００３５】
複数のガス導入口３６は、改質部２０と加熱部２１とが並ぶ第２方向Ｂに沿って設けられている。第２方向Ｂに沿って設けられている複数のガス導入口３６を酸素含有ガス導入群Ｌ１としたとき、ケース３０には、アンモニアＮＨ３の導入方向である第１方向Ａにおいて２つの酸素含有ガス導入群Ｌ１が設けられている。２つの酸素含有ガス導入群Ｌ１の一方は、ケース３０の一対の開口部３１ｂの一方寄りに配置されている。また、２つの酸素含有ガス導入群Ｌ１の他方は、ケース３０の一対の側壁３１の一方の中央部寄りに配置されている。複数のガス導入口３６が設けられているケース３０の側壁３１には、複数のガス導入口３６で構成される酸素含有ガス導入群Ｌ１を覆うように供給ヘッダ５０が設けられている。供給ヘッダ５０は、酸素含有ガス導入群Ｌ１に酸素含有ガスＯｇを一括導入するために設けられている。具体的には、供給ヘッダ５０は、有底四角筒状をなし酸素含有ガス導入群Ｌ１を構成する全てのガス導入口３６を覆うことができる程度の大きさを有している。供給ヘッダ５０の底部には、供給ヘッダ５０の内部に連通する供給ポート５１が設けられている。供給ヘッダ５０は、酸素含有ガス導入群Ｌ１を覆った状態でケース３０の側壁３１に溶接されることで固定される。供給ヘッダ５０がケース３０に固定された状態で、供給ヘッダ５０の供給ポート５１には、酸素含有ガスＯｇが供給され、複数のガス導入口３６を通じて加熱部２１に酸素含有ガスＯｇが導入される。
【００３６】
図３に示すように、改質部２０を区画するケース３０の一対の側壁３１のうちガス導入口３６と反対側に位置するケース３０の側壁３１には、改質ガスＲｇをケース３０から送出する改質ガス送出口３７が設けられている。複数の改質ガス送出口３７は、改質部２０と加熱部２１とが並ぶ方向である第２方向Ｂに沿って設けられている。第２方向Ｂに沿って設けられている複数の改質ガス送出口３７は、ケース３０の一対の開口部３１ｂの他方寄りに配置されている。複数の改質ガス送出口３７が設けられているケース３０の側壁３１には、複数の改質ガス送出口３７を覆うように改質ガス送出ヘッダ６０が設けられている。改質ガス送出ヘッダ６０は、複数の改質ガス送出口３７から改質ガスＲｇを一括送出するために設けられている。具体的には、改質ガス送出ヘッダ６０は、有底四角筒状をなし全ての改質ガス送出口３７を覆うことができる程度の大きさを有している。改質ガス送出ヘッダ６０の底部には、改質ガス送出ヘッダ６０の内部に連通する改質ガスポート６１が設けられている。改質ガス送出ヘッダ６０は、複数の改質ガス送出口３７を覆った状態でケース３０の側壁３１に溶接されることで固定される。改質ガス送出ヘッダ６０がケース３０に固定された状態で、複数の改質ガス送出口３７から送出された改質ガスＲｇは、改質ガス送出ヘッダ６０の改質ガスポート６１を通じて外部装置に向けて送出される。なお、外部装置とは例えば改質ガスＲｇ中に含有される水素を分離するための分離装置等である。
【００３７】
図１及び図４（ｂ）に示すように、ケース３０の一対の開口部３１ｂの他方には、加熱部２１により発生する燃焼ガスＥｇをケース３０から送出する燃焼ガス送出口３８が設けられている。燃焼ガス送出口３８は、ケース３０の一対の開口部３１ｂの他方において、加熱部２１に対応する位置における２つの板状部材４０とケース３０の一対の側壁３１とにより囲まれることで形成される。そのため、燃焼ガス送出口３８は、アンモニアＮＨ３の導入方向である第１方向Ａにおいて燃料導入口３５と連通している。
【００３８】
ケース３０の一対の開口部３１ｂの他方において、改質部２０に対応する位置には、改質部２０を閉塞する板状の蓋部材７０が設けられている。ケース３０の一対の開口部３１ｂの他方において、改質部２０が蓋部材７０で閉塞されることで改質部２０から送出される改質ガスＲｇの流れる経路が限定される。図３に示すように、具体的には、改質部２０は、改質原料導入口３４とケース３０の側壁３１に設けられている改質ガス送出口３７とを連通している。
【００３９】
図４（ａ）に示すように、複数の板状部材４０の上面４０ａには、複数のフィン４１が設けられている。複数のフィン４１は、半球状をなしている。複数の板状部材４０がケース３０の内面３１ａに固定された状態で、板状部材４０の複数のフィン４１は、隣り合う板状部材４０の下面４０ｂに接触している。
【００４０】
ここで、板状部材４０の複数のフィン４１の配置についてアンモニアＮＨ３の流れとともに説明する。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、板状部材４０の上面４０ａには、第１方向Ａ及び第３方向Ｃにおいて複数のフィン４１が配列されている。板状部材４０の上面４０ａの複数のフィン４１は、２種類の配置が採用されている。図５（ａ）に示される板状部材４０の複数のフィン４１の配置は、改質部２０の内部における複数のフィン４１の配置を示している。図５（ｂ）に示される板状部材４０の複数のフィン４１の配置は、加熱部２１の内部における複数のフィン４１の配置を示している。
【００４１】
図５（ａ）に示すように、改質部２０の内部のおける板状部材４０の複数のフィン４１は、板状部材４０の長辺方向の両端寄りの２つの領域Ｒ１，Ｒ２に千鳥配列されている。例えば、領域Ｒ１は、ケース３０の改質原料導入口３４寄りの領域とし、領域Ｒ２は、ケース３０に設けられている蓋部材７０寄りの領域とする。なお、２つの領域Ｒ１，Ｒ２における複数のフィン４１の配置は同じであるため、領域Ｒ１における複数のフィン４１の配置について説明し、領域Ｒ２における複数のフィン４１の配置については説明を割愛する。なお、図５（ａ）に示される領域Ｒ１と領域Ｒ２は、同じ広さを有しているが、領域Ｒ１と領域Ｒ２との広さが異なっていてもよい。
【００４２】
板状部材４０の上面４０ａにおいて、複数のフィン４１は、領域Ｒ１において改質部２０に導入されるアンモニアＮＨ３の導入方向である第１方向Ａにおいて常に対向するフィン４１が存在するように千鳥配列されている。具体的には、フィン４１に接触したアンモニアＮＨ３がフィン４１を基準として両側に分かれて流動する。フィン４１の両側に分かれたアンモニアＮＨ３も更に異なるフィン４１に衝突し、当該フィン４１の両側に分かれて流動する。すなわち、複数のフィン４１が千鳥配列されることで流動するアンモニアＮＨ３は、板状部材４０の長辺方向に流動しつつ、板状部材４０の短辺方向に向けて広がりながら流動する。
【００４３】
領域Ｒ２に進入するアンモニアＮＨ３も領域Ｒ１と同様の流れが発生する。よって、複数のフィン４１は、改質原料としてのアンモニアＮＨ３が板状部材４０の上面４０ａで拡散するように配置されている。
【００４４】
また、ケース３０の側壁３１に設けられている改質ガス送出口３７は、ケース３０の一対の開口部３１ｂの他方寄りに配置されているが、より具体的には、第３方向Ｃにおいて板状部材４０の領域Ｒ２に設けられている複数のフィン４１に対応する位置に設けられている。
【００４５】
図５（ｂ）に示すように、加熱部２１の内部における板状部材４０の複数フィン４１は、板状部材４０の長辺方向の両端寄りの２つの領域Ｒ３，Ｒ４に千鳥配列されている。このように構成されることで、上記したとおり板状部材４０の上面４０ａで燃料としてのアンモニアＮＨ３が拡散する。また、加熱部２１の内部における板状部材４０の複数のフィン４１については、ケース３０のガス導入口３６から酸素含有ガスＯｇが導入される。酸素含有ガスＯｇにおいても、複数のフィン４１が酸素含有ガスＯｇの導入方向に常に対向しているため、板状部材４０の上面４０ａで拡散する。なお、図５（ｂ）に示される領域Ｒ３と領域Ｒ４は、同じ広さを有しているが、領域Ｒ３と領域Ｒ４との広さが異なっていてもよい。
【００４６】
また、ケース３０の側壁３１に設けられているガス導入口３６は、ケース３０の一対の開口部３１ｂの一方寄り、及びケース３０の側壁３１の中央部寄りに配置されている。具体的には、ケース３０の一対の開口部３１ｂの一方寄りに配置されているガス導入口３６は、第３方向Ｃにおいて板状部材４０の領域Ｒ３に設けられている複数のフィン４１に対応する位置に設けられている。また、ケース３０の側壁３１の中央部寄りに配置されているガス導入口３６は、第３方向Ｃにおいて板状部材４０の領域Ｒ４におけるケース３０の中央部寄りの複数のフィン４１に対応する位置に設けられている。
【００４７】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、複数のフィン４１は千鳥配列とされることで改質原料及び燃料としてのアンモニアＮＨ３が板状部材４０の上面４０ａで拡散していたが、改質部２０の内部における複数のフィン４１の配置と、加熱部２１の内部における複数フィン４１の配置とは、第１方向Ａ及び第３方向Ｃにおいて異なっている。
【００４８】
具体的には、改質部２０の内部における複数のフィン４１と、加熱部２１の内部における複数のフィン４１とは、第２方向Ｂにおいて互いに重なり合わないように第１方向Ａ及び第３方向Ｃにおいて互いに位置をずらして配置されている。
【００４９】
図６に示すように、この理由は、板状部材４０の複数のフィン４１は、一枚の平板の一部を凹ませて形成されているからである。改質部２０の内部における複数のフィン４１と、加熱部２１の内部における複数のフィン４１とが互いに板状部材４０の長辺方向及び短辺方向における位置が重なるように配置されてしまう場合を考える。この場合、例えば板状部材４０のケース３０の内面３１ａ（図１参照）に対する固定が外れてしまったとき、隣り合う板状部材４０同士が重なり合ってしまい、改質部２０又は加熱部２１がなくなる可能性がある。そのため、図４（ａ）に示すように、板状部材４０の複数のフィン４１が隣り合う板状部材４０の下面４０ｂに接触した状態が常に維持される。
【００５０】
次に、熱交換型改質装置１０の製造方法について説明する。
図７に示すように、最初に、複数の板状部材４０をケース３０の一対の側壁３１の内面３１ａに固定する板状部材固定工程を実施する。このとき、板状部材４０の長辺方向に延びる一対の長辺側端部４２をケース３０の内面３１ａにロウ付け（図７の斜線領域で示す）することで固定する。板状部材４０をケース３０の内面３１ａに固定するとき、板状部材４０の複数のフィン４１を隣り合う板状部材４０の下面４０ｂに接触させる。板状部材４０の一対の長辺側端部４２とケース３０の内面３１ａとの間に塗工されているロウが固まった時点で板状部材固定工程が完了する。
【００５１】
図８に示すように、次に、改質触媒及び燃焼触媒を塗布する触媒塗布工程を実施する。板状部材固定工程において、ケース３０の内面３１ａに複数の板状部材４０が固定されることで複数の改質部２０及び複数の加熱部２１が層状に並べられた状態でケース３０に収容された状態となる。触媒塗布工程では、ケース３０の改質原料導入口３４からスラリー状の改質触媒を、ケース３０の燃料導入口３５からスラリー状の燃焼触媒を導入する。同時に、触媒塗布工程では、ケース３０の一対の開口部３１ｂの他方から吸引機等を使用して改質部２０及び加熱部２１に導入された改質触媒及び燃焼触媒を吸引する。これにより、板状部材４０の上面４０ａの全域に改質触媒及び燃焼触媒を塗布する。なお、改質触媒及び燃焼触媒は同一のものを採用してもよいし、改質触媒及び燃焼触媒はスラリー状のものから形成した触媒でなく、ペレット状の固形触媒を採用してもよい。
【００５２】
図６に示すように、触媒塗布工程では、改質部２０及び加熱部２１に導入した改質触媒及び燃焼触媒が均一に塗工されたか否かを確認する必要がある。所望の表面均一性は、目視による膜形成の確認又は顕微鏡法、例えば、光顕微鏡による直接可視化、走査電子顕微鏡、金属組織学等によって確認する。また、塗布量については、触媒塗布量は工程後の重量管理等によって確認する。
【００５３】
図２及び図３に示すように、触媒塗布工程の完了後、ケース３０にガス導入口３６及び改質ガス送出口３７を形成する穴開け工程を実施する。穴開け工程後に、供給ヘッダ５０及び改質ガス送出ヘッダ６０をケース３０の一対の側壁３１に溶接することで熱交換型改質装置１０の製造が完了する。
【００５４】
本実施形態では以下の作用及び効果を得ることができる。
（１−１）本実施形態では、燃焼触媒が担持されている加熱部２１にアンモニアＮＨ３が導入される。加熱部２１には、第３方向Ｃからガス導入口３６を通じて酸素含有ガスＯｇが導入される。加熱部２１では触媒燃焼が発生し、触媒燃焼により生じる熱は改質部２０に供給される。ガス導入口３６が加熱部２１を区画する第３方向Ｃにおけるケース３０の壁部である一対の側壁３１に設けられ、且つ加熱部２１の内部における板状部材４０の上面４０ａの全域には燃焼触媒が担持されている。そのため、加熱部２１の燃料導入口３５寄りでの触媒燃焼だけでなく、ガス導入口３６に対応する位置に担持されている燃焼触媒とアンモニアＮＨ３との触媒燃焼も促進させることができる。よって、加熱部２１において第１方向Ａに沿って発熱温度が低下することを抑制できる。そして、改質部２０の内部における板状部材４０の上面４０ａの全域に改質触媒が担持されている。加熱部２１における第１方向Ａに沿った発熱温度の低下が抑制されていることと合わせて改質部２０においても改質原料の第１方向Ａに沿って改質反応が小さくなることを抑制できる。したがって、アンモニアＮＨ３の改質率を向上させつつ大型化を抑制できる。
【００５５】
（１−２）本実施形態では、供給ヘッダ５０により複数のガス導入口３６に酸素含有ガスＯｇを一括導入することができる。複数のガス導入口３６のそれぞれに酸素含有ガスＯｇを導入する構成と比較すると、酸素含有ガスＯｇの供給元からケース３０内の加熱部２１への酸素含有ガスＯｇの供給をより簡易的にすることができる。
【００５６】
（１−３）本実施形態では、改質ガス送出ヘッダ６０により複数の改質ガス送出口３７から送出された改質ガスＲｇをまとめてケース３０外に送出することができる。複数の改質ガス送出口３７のそれぞれから送出された改質ガスＲｇを後工程でまとめる場合と比較すると、改質ガスＲｇの送出先に対する改質ガスＲｇの送出をより簡易的にすることができる。
【００５７】
（１−４）板状部材４０が平板状をなしている場合、すなわち板状部材４０の上面４０ａが平面をなしている場合、アンモニアＮＨ３及び酸素含有ガスＯｇが改質部２０及び加熱部２１の内部で滞留してしまうことがある。
【００５８】
その点、本実施形態では、板状部材４０の上面４０ａに第１方向Ａ及び第３方向Ｃにおいて複数のフィン４１が設けられることでアンモニアＮＨ３及び酸素含有ガスＯｇが板状部材４０の上面４０ａに拡散される。したがって、改質部２０及び加熱部２１におけるアンモニアＮＨ３及び酸素含有ガスＯｇの滞留を抑制し、効率的に触媒燃焼及び改質反応を発生させることができる。
【００５９】
（１−５）本実施形態では、複数のフィン４１が千鳥配列となっている。改質部２０及び加熱部２１において、アンモニアＮＨ３及び酸素含有ガスＯｇをより拡散させた状態にすることができる。したがって、より効率的に触媒燃焼及び改質反応を発生させることができる。
【００６０】
（１−６）本実施形態では、板状部材４０の複数のフィン４１が隣り合う板状部材４０の下面４０ｂに接触している。したがって、複数の板状部材４０はケース３０の内面３１ａだけでなく隣り合う板状部材４０同士で支え合う構成となる。したがって、熱交換型改質装置１０の耐久性を向上させることができる。
【００６１】
（１−７）本実施形態では、改質原料と燃料とが同一のアンモニアＮＨ３である。したがって、改質原料及び燃料が異なる場合よりも管理を少なくすることができる。
（１−８）本実施形態では、加熱部２１での触媒燃焼において発生した燃焼ガスＥｇは、アンモニアＮＨ３の導入方向である第１方向Ａに沿ってそのまま燃焼ガス送出口３８から送出される。改質部２０での改質反応において発生した改質ガスＲｇは、第１方向Ａに沿って移動し、改質部２０を閉塞する蓋部材７０に衝突する。蓋部材７０に衝突した改質ガスＲｇは、ケース３０の側壁３１におけるケース３０の一対の開口部３１ｂの他方寄りに配置された改質ガス送出口３７から効率良くケース３０外に向けて送出できる。
【００６２】
＜第２の実施形態＞
熱交換型改質装置を具体化した第２の実施形態を図９〜図１１にしたがって説明する。なお、第２の実施形態は、基本的に第１の実施形態と同様の構成を有している。そのため、第１の実施形態と同一の構成については同じ符号を付し、詳細な説明は割愛する。
【００６３】
図９に示すように、熱交換型改質装置１０のケース３０の改質原料導入口３４及び燃料導入口３５は、ケース３０の一対の開口部３１ｂの両側に設けられている。なお、ケース３０の一対の開口部３１ｂの一方に設けられている改質原料導入口３４及び燃料導入口３５のそれぞれと、ケース３０の一対の開口部３１ｂの他方に設けられている改質原料導入口３４及び燃料導入口３５のそれぞれとは同一の構成であり、且つ互いに連通している。
【００６４】
図１０に示すように、ケース３０の一対の側壁３１の一方には、複数のガス導入口３６が設けられている。複数のガス導入口３６は、改質部２０と加熱部２１とが層状に並ぶ方向である第２方向Ｂに沿って設けられている。第２方向Ｂに沿って設けられている複数のガス導入口３６を酸素含有ガス導入群Ｌ１としたとき、ケース３０には、アンモニアＮＨ３の導入方向である第１方向Ａに沿って２つの酸素含有ガス導入群Ｌ１が設けられている。２つの酸素含有ガス導入群Ｌ１の一方は、ケース３０の一対の開口部３１ｂの一方寄りに配置されている。また、２つの酸素含有ガス導入群Ｌ１の他方は、ケース３０の一対の開口部３１ｂの他方寄りに配置されている。すなわち、ケース３０の側壁３１におけるケース３０の一対の開口部３１ｂの他方寄りに配置されているガス導入口３６は、図５（ｂ）に示す板状部材４０の領域Ｒ４に設けられている複数のフィン４１に対応する位置に設けられている。なお、第１の実施形態と同様に供給ヘッダ５０が酸素含有ガス導入群Ｌ１を覆うように設けられる。
【００６５】
図１１に示すように、複数の改質ガス送出口３７は、改質部２０を区画するケース３０の一対の側壁３１のうちガス導入口３６と反対側に位置するケース３０の側壁３１の中央部寄りに配置されている。複数の改質ガス送出口３７は、第２方向Ｂに沿って設けられている。なお、第１の実施形態と同様に改質ガス送出ヘッダ６０が複数の改質ガス送出口３７の全てを覆うように設けられる。
【００６６】
また、加熱部２１を区画するケース３０の一対の側壁３１のうちガス導入口３６と反対側に位置するケース３０の側壁３１には、燃焼ガスＥｇをケース３０から送出する燃焼ガス送出口３９が設けられている。複数の燃焼ガス送出口３９は、改質部２０と加熱部２１とが層状に並ぶ第２方向Ｂに沿って設けられている。第２方向Ｂに沿って設けられている複数の燃焼ガス送出口３９は、加熱部２１を区画するケース３０の一対の側壁３１のうちガス導入口３６と反対側に位置するケース３０の側壁３１の中央部寄りに配置されている。複数の燃焼ガス送出口３９は、複数の改質ガス送出口３７よりもケース３０の一対の開口部３１ｂの他方寄りに配置されている。すなわち、複数の改質ガス送出口３７と複数の燃焼ガス送出口３９とは、第２方向Ｂにおいて互いに重ならないように配置されている。
【００６７】
複数の改質ガス送出口３７が設けられているケース３０の側壁３１には、複数の改質ガス送出口３７を覆うように改質ガス送出ヘッダ６０が設けられている。改質ガス送出ヘッダ６０は、複数の改質ガス送出口３７から改質ガスＲｇを一括送出するために設けられている。具体的には、改質ガス送出ヘッダ６０は、有底四角筒状をなし全ての改質ガス送出口３７を覆うことができる程度の大きさを有している。改質ガス送出ヘッダ６０の底部には、改質ガス送出ヘッダ６０の内部に連通する改質ガスポート６１が設けられている。改質ガス送出ヘッダ６０は、複数の改質ガス送出口３７を覆った状態でケース３０の側壁３１に溶接されることで固定される。改質ガス送出ヘッダ６０がケース３０に固定された状態で、複数の改質ガス送出口３７から送出された改質ガスＲｇは、改質ガス送出ヘッダ６０の改質ガスポート６１を通じて外部装置に向けて送出される。なお、外部装置とは例えば改質ガスＲｇ中に含有される水素を分離するための分離装置等である。
【００６８】
複数の燃焼ガス送出口３９が設けられているケース３０の側壁３１には、複数の燃焼ガス送出口３９を覆うように燃焼ガス送出ヘッダ８０が設けられている。燃焼ガス送出ヘッダ８０は、複数の燃焼ガス送出口３９から燃焼ガスＥｇを一括送出するために設けられている。具体的には、燃焼ガス送出ヘッダ８０は、有底四角筒状をなし全ての燃焼ガス送出口３９を覆うことができる程度の大きさを有している。燃焼ガス送出ヘッダ８０の底部には、燃焼ガス送出ヘッダ８０の内部に連通する燃焼ガスポート８１が設けられている。燃焼ガス送出ヘッダ８０は、複数の燃焼ガス送出口３９を覆った状態でケース３０の側壁３１に溶接されることで固定される。燃焼ガス送出ヘッダ８０がケース３０に固定された状態で、複数の燃焼ガス送出口３９から送出された燃焼ガスＥｇは、燃焼ガス送出ヘッダ８０の燃焼ガスポート８１を通じてケース３０の外部に送出される。
【００６９】
本実施形態によれば、第１の実施形態の（１−８）を除く効果を得られるとともに以下の作用及び効果を得ることができる。
（２−１）本実施形態では、改質原料導入口３４及び燃料導入口３５は、ケース３０の一対の開口部３１ｂの両側に設けられている。そのため、改質部２０及び加熱部２１に導入されるアンモニアＮＨ３は、改質部２０及び加熱部２１の中央部、すなわちケース３０の中央部に向けて流動する。そのため、触媒燃焼及び改質反応したときの燃焼ガスＥｇ及び改質ガスＲｇは、ケース３０の中央部寄りに集まる。ケース３０の中央部寄りに集まった燃焼ガスＥｇ及び改質ガスＲｇは、改質部２０及び加熱部２１を区画する第３方向Ｃにおけるケース３０の壁部である一対の側壁３１のうちガス導入口３６と反対側に位置するケース３０の側壁３１の中央部寄りに配置された改質ガス送出口３７及び燃焼ガス送出口３９から効率良くケース３０外に向けて送出できる。
【００７０】
＜第３の実施形態＞
熱交換型改質装置を具体化した第３の実施形態を図１２〜図１７にしたがって説明する。なお、第１及び第２の実施形態と同一の構成については同じ符号を付し、詳細な説明は割愛する。
【００７１】
図１２に示すように、ケース３０には、複数の改質部２０と複数の加熱部２１とが層状に並んでいる状態で収容されている。本実施形態では、第１及び第２の実施形態と異なり、ケース３０の最上部と最下部に加熱部２１を設けている。また、改質部２０は、加熱部２１で挟み込むように配置されている。加熱部２１は、空気導入層２１ａと燃焼層２１ｂとを有している。具体的には、ケース３０の最上部及び最下部に位置する加熱部２１は、１つの空気導入層２１ａと、１つの燃焼層２１ｂとにより構成されている。複数の加熱部２１のうちケース３０の最上部及び最下部に位置する加熱部２１を除く残りの加熱部２１は、１つの空気導入層２１ａと、２つの燃焼層２１ｂとにより構成されている。１つの空気導入層２１ａ及び２つの燃焼層２１ｂにより構成される加熱部２１は、１つの空気導入層２１ａを２つの燃焼層２１ｂで挟み込むように層状に並べることにより構成されている。
【００７２】
ケース３０の最上部に位置する空気導入層２１ａは、ケース３０の上壁部３２と、ケース３０の一対の側壁３１と、板状部材４０とにより区画されることで形成される。ケース３０の最下部に位置する空気導入層２１ａは、ケース３０の下壁部３３と、ケース３０の一対の側壁３１と、板状部材４０とにより区画されることで形成される。ケース３０の最上部及び最下部に位置する空気導入層２１ａを除く残りの空気導入層２１ａは、隣り合う２つの板状部材４０により区画されることで形成される。空気導入層２１ａを区画する板状部材４０には、複数のフィン４１が設けられておらず平板状をなしている。燃焼層２１ｂは、隣り合う２つの板状部材４０により区画されることで形成される。燃焼層２１ｂは、改質部２０に層状に並べられた状態となっている。
【００７３】
ここで、本実施形態では、第１の実施形態及び第２の実施形態と比較して板状部材４０の複数のフィン４１の配置が異なる。複数のフィン４１の配置について以下説明する。なお、改質部２０を挟み込む燃焼層２１ｂのうちケース３０の上壁部３２寄りに配置されている燃焼層２１ｂを第１燃焼層２１１とし、ケース３０の下壁部３３寄りに配置されている燃焼層２１ｂを第２燃焼層２１２として以下説明する。
【００７４】
図１２及び図１３（ａ）に示すように、第１燃焼層２１１を区画する板状部材４０のうちケース３０の下壁部３３寄りの板状部材４０を第１板状部材４０１とすると、第１板状部材４０１には、複数のフィン４１が第１方向Ａ及び第３方向Ｃに沿って整列して設けられている。第１板状部材４０１に設けられている複数のフィン４１は、第１方向Ａ及び第３方向Ｃにおいて隣り合うフィン４１が交互に第１板状部材４０１の上面４０ａ、第１板状部材４０１の下面４０ｂから突出している。第１板状部材４０１の複数のフィン４１は、第１板状部材４０１の長辺方向の両端寄りに設けられている。
【００７５】
図１２及び図１３（ｂ）に示すように、改質部２０を区画する板状部材４０のうちケース３０の下壁部３３寄りの板状部材４０を第２板状部材４０２とすると、改質部２０は、第１板状部材４０１と第２板状部材４０２とにより区画されることで形成される。第２板状部材４０２には、複数のフィン４１が第１方向Ａ及び第３方向Ｃに沿って整列して設けられている。第２板状部材４０２に設けられている複数のフィン４１は、第１方向Ａ及び第３方向Ｃにおいて隣り合うフィン４１が交互に第２板状部材４０２の上面４０ａ、第２板状部材４０２の下面４０ｂから突出している。第２板状部材４０２の複数のフィン４１は、第２板状部材４０２の長辺方向の両端寄りに設けられている。
【００７６】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、第１板状部材４０１に設けられている複数のフィン４１の配置と、第２板状部材４０２に設けられている複数のフィン４１の配置とは、第１方向Ａ及び第３方向Ｃにおいて異なっている。
【００７７】
具体的には、第１板状部材４０１の下面４０ｂに設けられている複数のフィン４１は、第２方向Ｂにおいて第２板状部材４０２の上面４０ａに設けられている複数のフィン４１と接触しないように設けられている。また、第１板状部材４０１の下面４０ｂに設けられている複数のフィン４１は、第２方向Ｂにおいて第２板状部材４０２の下面４０ｂに複数のフィン４１を設けることにより第２板状部材４０２の上面４０ａに形成されている凹みに重なり合わないように設けられている。同様に、第２板状部材４０２の上面４０ａに設けられている複数のフィン４１は、第２方向Ｂにおいて第１板状部材４０１の下面４０ｂに設けられている複数のフィン４１と接触しないように設けられている。また、第２板状部材４０２の上面４０ａに設けられている複数のフィン４１は、第２方向Ｂにおいて第１板状部材４０１の上面４０ａに複数のフィン４１を設けることにより第１板状部材４０１の下面４０ｂに形成されている凹みに重なり合わないように設けられている。
【００７８】
図１４に示すように、第１燃焼層２１１の内部には、第１板状部材４０１の上面４０ａに設けられている複数のフィン４１が配置されている。改質部２０の内部には、第１板状部材４０１の下面４０ｂに設けられている複数のフィン４１が配置されている。第２燃焼層２１２の内部には、第２板状部材４０２の下面４０ｂに設けられている複数のフィン４１が配置されている。第１板状部材４０１及び第２板状部材４０２に設けられている複数のフィン４１は、隣り合う板状部材４０に接触している。
【００７９】
また、第１燃焼層２１１の内部において第１板状部材４０１の上面４０ａの全域（複数のフィン４１を含む）には、第１の実施形態と同一の燃焼触媒が担持されている。また、改質部２０の内部において、第２板状部材４０２の上面４０ａの全域（複数のフィン４１を含む）及び第１板状部材４０１の下面４０ｂに設けられている複数のフィン４１には、第１の実施形態と同一の改質触媒が担持されている。また、第２燃焼層２１２の内部において第２板状部材４０２の下面４０ｂに設けられた複数のフィン４１及び第２燃焼層２１２に層状に並べられた空気導入層２１ａを区画する板状部材４０の上面４０ａの全域には、第１の実施形態と同一の燃焼触媒が担持されている。
【００８０】
図１２に示すように、改質原料導入口３４は、第２の実施形態と同様にケース３０の一対の開口部３１ｂの両側に設けられている。
燃料導入口３５は、第２の実施形態と同様にケース３０の一対の開口部３１ｂの両側に設けられている。空気導入層２１ａと燃焼層２１ｂとにより構成される加熱部２１において、燃料導入口３５は、燃焼層２１ｂに対応する位置に設けられている。
【００８１】
図１５に示すように、ガス導入口３６は、第１及び第２の実施形態と同様に加熱部２１を区画するケース３０の一対の側壁３１の一方に設けられている。特に、空気導入層２１ａと燃焼層２１ｂとにより構成される加熱部２１においては、空気導入層２１ａを区画するケース３０の一対の側壁３１の一方にガス導入口３６が設けられている。改質部２０と加熱部２１とが層状に並ぶ方向である第２方向Ｂに沿って設けられている複数のガス導入口３６を酸素含有ガス導入群Ｌ１としたとき、ケース３０には、アンモニアＮＨ３の導入方向である第１方向Ａに沿って２つの酸素含有ガス導入群Ｌ１が設けられている。２つの酸素含有ガス導入群Ｌ１の一方は、ケース３０の一対の開口部３１ｂの一方寄りに配置されている。また、２つの酸素含有ガス導入群Ｌ１の他方は、ケース３０の一対の開口部３１ｂの他方寄りに配置されている。なお、第１及び第２の実施形態と同様に供給ヘッダ５０が酸素含有ガス導入群Ｌ１を覆うように設けられる。
【００８２】
図１６に示すように、複数の改質ガス送出口３７は、第２の実施形態と同様に改質部２０を区画するケース３０の一対の側壁３１のうちガス導入口３６と反対側に位置するケース３０の側壁３１の中央部寄りに配置されている。なお、第１及び第２の実施形態と同様に改質ガス送出ヘッダ６０が複数の改質ガス送出口３７を覆うように設けられている。
【００８３】
燃焼ガス送出口３９は、第２の実施形態と同様に加熱部２１を区画するケース３０の一対の側壁３１のうちガス導入口３６と反対側に位置するケース３０の側壁３１の中央部寄りに配置されている。特に、空気導入層２１ａと燃焼層２１ｂとにより構成される加熱部２１においては、燃焼層２１ｂを区画するケース３０の一対の側壁３１の一方に燃焼ガス送出口３９が設けられている。なお、第２の実施形態と同様に燃焼ガス送出ヘッダ８０が複数の燃焼ガス送出口３９を覆うように設けられている。
【００８４】
図１７に示すように、加熱部２１の空気導入層２１ａを、アンモニアＮＨ３の導入方向である第１方向Ａに沿って切断したときの断面を、ケース３０の上壁部３２及びケース３０の下壁部３３側から確認すると、空気導入層２１ａを区画している板状部材４０の両面は、平面をなしている。空気導入層２１ａを区画している板状部材４０には、板厚方向に貫通する２つの貫通孔４３が設けられている。２つの貫通孔４３は、空気導入層２１ａに層状に並べられた燃焼層２１ｂ（図１２参照）に連通している。２つの貫通孔４３は、板状部材４０の長辺方向の両端寄りに配置されている。そのため、２つの貫通孔４３は、燃焼層２１ｂを区画している第１板状部材４０１の上面４０ａ及び第２板状部材４０２の下面４０ｂに設けられている複数のフィン４１に対向する位置に配置されている。なお、２つの貫通孔４３をケース３０の上壁部３２側から見ると、２つの貫通孔４３の内部には、第１板状部材４０１の上面４０ａに設けられている複数のフィン４１が確認できる。また、２つの貫通孔４３をケース３０の下壁部３３側から見ると、２つの貫通孔４３の内部には、第２板状部材４０２の下面４０ｂに設けられている複数のフィン４１が確認できる。しかし、図１７では説明の便宜上、２つの貫通孔４３の内部から確認できる複数のフィン４１の図示は割愛する。
【００８５】
図１２に示すように、ケース３０の一対の開口部３１ｂの両側において、空気導入層２１ａに対応する位置には、空気導入層２１ａを閉塞する板状の蓋部材９０が設けられている。ケース３０の一対の開口部３１ｂの両側において、空気導入層２１ａが蓋部材９０で閉塞されることで空気導入層２１ａに導入される酸素含有ガスＯｇの流れる経路が限定される。具体的には、空気導入層２１ａは、ガス導入口３６と、板状部材４０に設けられている２つの貫通孔４３とを連通している。
【００８６】
本実施形態によれば、第１の実施形態の（１−８）を除く効果を得らえるとともに以下の作用及び効果を得ることができる。
（３−１）本実施形態では、ガス導入口３６から空気導入層２１ａに導入される酸素含有ガスＯｇは、燃焼層２１ｂと空気導入層２１ａとを区画する板状部材４０の貫通孔４３を通じて燃焼層２１ｂに導入される。燃焼層２１ｂで発生する触媒燃焼により生じる熱は改質部２０に供給される。また、改質原料導入口３４及び燃料導入口３５は、ケース３０の一対の開口部３１ｂの両側に設けられている。そのため、改質部２０及び加熱部２１の燃焼層２１ｂに導入されるアンモニアＮＨ３は、改質部２０及び加熱部２１の燃焼層２１ｂの中央部、すなわちケース３０の中央部に向けて流動する。そのため、触媒燃焼及び改質反応したときの燃焼ガスＥｇ及び改質ガスＲｇは、ケース３０の中央部寄りに集まる。ケース３０の中央部寄りに集まった燃焼ガスＥｇ及び改質ガスＲｇは、改質部２０及び燃焼層２１ｂを区画する第３方向Ｃにおけるケース３０の一対の側壁３１のうちガス導入口３６と反対側に位置するケース３０の側壁３１の中央部寄りに配置された改質ガス送出口３７及び燃焼ガス送出口３９から効率良くケース３０外に向けて送出できる。
【００８７】
＜第４の実施形態＞
熱交換型改質装置を具体化した第４の実施形態を図１８にしたがって説明する。なお、第４の実施形態は、基本的に第１の実施形態と同様の構成を有している。そのため、第１の実施形態と同一の構成については同じ符号を付し、詳細な説明は割愛する。
【００８８】
図１８に示すように、熱交換型改質装置１０は、燃料導入口３５から導入される燃料としてのアンモニアＮＨ３の流量と、改質原料導入口３４から導入される改質原料としてのアンモニアＮＨ３の流量との流量比を調整する流量調整部としての長板状の封止部材１００を有している。封止部材１００は、改質原料導入口３４及び燃料導入口３５を隙間なく塞ぐことができる程度の大きさを有している。封止部材１００は、改質原料導入口３４及び燃料導入口３５の開口の大きさを調整するために第３方向Ｃにおいて往復移動できるように図示しない支持機構によって支持されている。
【００８９】
封止部材１００は、図示しない動力源によって改質原料導入口３４及び燃料導入口３５の開口の大きさを調整する。なお、図１７には、３つの封止部材１００が図示されているが、本実施形態では、改質部２０及び加熱部２１の数だけ封止部材１００が設けられている。なお、改質原料導入口３４の開口の大きさを調整する封止部材１００と、燃料導入口３５の開口の大きさを調整する封止部材１００とは互いに独立して動作してもよい。例えば、改質ガスＲｇの送出量を抑制したい場合には、改質原料導入口３４の開口の大きさのみを小さくし、加熱部２１での発熱量を抑制したい場合には、燃料導入口３５の開口の大きさのみを小さくするといったように目的別に分けてアンモニアＮＨ３の流量を調整するためである。
【００９０】
本実施形態では、第１の実施形態と同様の効果を得られるとともに以下の作用及び効果を得ることができる。
（４−１）これによれば、加熱部２１に導入されるアンモニアＮＨ３の流量と改質部２０に導入されるアンモニアＮＨ３の流量との流量比を調整することにより触媒燃焼により発生する熱の量、改質反応により発生する改質ガスの量を調整することができる。
【００９１】
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【００９２】
〇  第１〜第４の実施形態において、改質原料及び燃料としてアンモニアＮＨ３を採用していたが、これに限らない。例えば、アンモニアＮＨ３でなくても炭化水素系の改質原料及び燃料を採用してもよい。また、改質原料及び燃料を同一としなくてもよい。例えば、改質原料としてアンモニアＮＨ３を採用し、燃料として炭化水素系の燃料を採用してもよい。また、炭化水素系の改質原料を採用し、燃料としてアンモニアＮＨ３を採用してもよい。
【００９３】
〇  第４の実施形態で用いた封止部材１００は、第１〜第３の実施形態のそれぞれで適用してもよい。
〇  第４の実施形態において、封止部材１００により燃料導入口３５の開口の大きさを調整することで燃料導入口３５から導入されるアンモニアＮＨ３の流量を調整していたがこれに限らない。例えば、燃焼ガス送出口３８の開口の大きさを調整するために封止部材１００を用いてもよい。この場合、加熱部２１により発生した燃焼ガスＥｇがケース３０外に送出され難くなる。それに伴い、加熱部２１の内部における圧力が増大し、燃料導入口３５からアンモニアＮＨ３が加熱部２１に導入される量を抑制することができる。
【００９４】
第２実施形態及び第３実施形態であれば、燃焼ガス送出ヘッダ８０の燃焼ガスポート８１の開口の大きさを封止部材１００で調整してもよいし、封止部材１００に代替して燃焼ガスポート８１からの燃焼ガスＥｇの送出量を調整する流量調整部としての流量制御バルブを用いてもよい。また、燃焼ガス送出ヘッダ８０を割愛し、複数の燃焼ガス送出口３９の開口の大きさを封止部材１００で調整してもよい。なお、熱交換型改質装置１０の構成として流量調整部を割愛してもよい。
【００９５】
〇  複数のフィン４１は、例えば板状部材４０を凹ませることなく、板状部材４０の上面４０ａに半球をなす突起を配置してもよい。
〇  第３の実施形態において、空気導入層２１ａと燃焼層２１ｂとを区画する板状部材４０の上面４０ａは、平面をなしていたが、例えば、２つの貫通孔４３に重ならないように複数のフィン４１を配置してもよい。
【００９６】
〇  第３の実施形態において、２つの貫通孔４３を採用したが、貫通孔４３は１つでもよい。
〇  第１〜第３の実施形態において、複数のフィン４１は、半球状に限らず、円柱状や角柱状等をなしていてもよい。
【００９７】
特に、第３の実施形態において、燃焼層２１ｂの内部における複数のフィン４１の形状は、以下のように変更してもよい。
図１９に示すように、複数のフィン４１を、板状部材４０の短辺方向において山部Ｌｍと谷部Ｌｖとが交互に設けられ、且つ板状部材４０の長辺方向に沿って延びる折フィンとしてもよい。このようにしても、空気導入層２１ａと燃焼層２１ｂとを区画する板状部材４０の２つの貫通孔４３から酸素含有ガスＯｇが進入し、複数のフィン４１の谷部Ｌｖに沿って燃焼層２１ｂを構成する板状部材４０の上面４０ａに酸素含有ガスＯｇが拡散する。なお、折フィンの山部Ｌｍは、空気導入層２１ａと燃焼層２１ｂとを区画する板状部材４０の下面４０ｂに接触させることが好ましい。
【００９８】
〇  第３の実施形態では、加熱部２１は、空気導入層２１ａと燃焼層２１ｂとにより構成されていたが、第１の実施形態、第２の実施形態、第４の実施形態で採用されている加熱部２１を含めて構成してもよい。例えば、ケース３０の最上部及び最下部を第１の実施形態で採用されている加熱部２１とし、複数の加熱部２１のうち最上部及び最下部を除く残りの加熱部２１を１つの空気導入層２１ａ及び２つの燃焼層２１ｂにより構成されるように変更してもよい。また、複数の加熱部２１は、２つの空気導入層２１ａと、３つの燃焼層２１ｂとにより構成される加熱部２１を含んでいてもよい。この場合、空気導入層２１ａと燃焼層２１ｂとは互いに交互に層状となるように並べられた状態となる。そして、燃焼層２１ｂが改質部２０に層状に並べられるようにする。第３の実施形態及び上記の変更例によれば、複数の加熱部２１の中には、空気導入層２１ａと燃焼層２１ｂとで構成される加熱部２１が含まれるように構成されていればどのように変更してもよい。
【００９９】
〇  第１の実施形態、第２の実施形態、及び第４の実施形態において、複数のフィン４１は、千鳥配列されていたが、アンモニアＮＨ３及び酸素含有ガスＯｇの流動を拡散できる配置であればどのように変更してもよい。例えば、第３の実施形態のように第１方向Ａ及び第３方向Ｃにおいて複数のフィン４１が整列するように設けられていてもよい。
【０１００】
〇  第１及び第２の実施形態において、複数のフィン４１は、板状部材４０の下面４０ｂに接触していたが、例えば接触させなくてもよい。また、第３の実施形態において、複数のフィン４１を隣り合う板状部材４０に接触させなくてもよい。
【０１０１】
〇  第１の実施形態において、ケース３０は、長四角筒状であったが、これに限らず適宜変更してもよい。例えば、以下のように変更してもよい。
図２０に示すように、ケース３０は、円筒状をなしていてもよい。円筒状のケース３０に改質部２０と加熱部２１とを構成するべく板状部材４０をケース３０の内面に固定するが、板状部材４０の短辺方向の長さを適宜変更することが好ましい。
【０１０２】
また、第１の実施形態におけるガス導入口３６及び改質ガス送出口３７は、第３方向Ｃにおけるケース３０の壁部の複数の加熱部２１及び複数の改質部２０のそれぞれに対応する位置に配置されることが好ましい。このとき、複数のガス導入口３６は、加熱部２１を区画するケース３０の壁部の一方に設けられていてもよいし、加熱部２１を区画するケース３０の壁部の他方に設けられていてもよいし、加熱部２１を区画するケース３０の壁部の両方に設けられていてもよい。また、複数の改質ガス送出口３７は、改質部２０を区画するケース３０の壁部の一方に設けられていてもよいし、改質部２０を区画するケース３０の壁部の他方に設けられていてもよいし、改質部２０を区画するケース３０の壁部の両方に設けられていてもよい。
【０１０３】
また、第１の実施形態では、有底四角筒状の供給ヘッダ５０及び改質ガス送出ヘッダ６０が採用されていたが、円筒状のケース３０が採用されるときには、円環状の供給ヘッダ５５及び円環状の改質ガス送出ヘッダ６５を採用してもよい。供給ヘッダ５５及び改質ガス送出ヘッダ６５は、円筒状のケース３０の側壁に固定された状態で内部が空洞となっている。そして、供給ヘッダ５５及び改質ガス送出ヘッダ６５のそれぞれには、酸素含有ガスＯｇを供給ヘッダ５５の内部に導入するための供給ポート５６、及び改質ガス送出口３７から改質ガス送出ヘッダ６５の内部に送出された改質ガスＲｇを外部装置に送出するための改質ガスポート６６が設けられている。また、板状部材４０の上面４０ａに設けられている複数のフィン４１の個数も適宜変更することが好ましい。また、蓋部材７０も改質部２０の開口を隙間なく閉塞できるように適宜大きさ及び形状を変更する。
【０１０４】
また、同様に、第２の実施形態、第３の実施形態、及び第４の実施形態においてもケース３０を円筒状にしてもよく、同時に上記変更例の構成を採用してもよい。
〇  第１の実施形態において、改質ガス送出口３７と、燃焼ガス送出口３８との構成を逆に構成してもよい。すなわち、改質ガス送出口３７がケース３０の一対の開口部３１ｂの他方に設けられ、燃焼ガス送出口３８がケース３０の側壁３１に設けられるように変更してもよい。このとき、ケース３０の一対の開口部３１ｂの他方において、加熱部２１に対応する位置に蓋部材７０を設けることが好ましい。
【０１０５】
〇  供給ヘッダ５０，５５を採用していたが、熱交換型改質装置１０の構成として割愛してもよい。この場合、複数のガス導入口３６のそれぞれに接続される配管を接続するように変更することが好ましい。
【０１０６】
〇  改質ガス送出ヘッダ６０，６５を採用していたが、熱交換型改質装置１０の構成として割愛してもよい。この場合、複数の改質ガス送出口３７のそれぞれに接続される配管を接続するように変更することが好ましい。
【０１０７】
〇  熱交換型改質装置１０の製造方法において、板状部材固定工程後に穴開け工程と実施して、触媒塗布工程を実施してもよい。この場合、触媒塗布工程時にガス導入口３６及び改質ガス送出口３７からスラリー状の改質触媒及び燃焼触媒が溢れ出す可能性があるため、穴開け工程後にケース３０の一対の側壁３１を覆うように板部材を配置してから触媒塗布工程を実施することが好ましい。
【０１０８】
〇  第１〜第４の実施形態において、スラリー状のものから形成した触媒、あるいはペレット触媒の代わりに、金属箔上に触媒層を設けた金属箔触媒を使用してもよい。この場合、触媒塗布工程が不要となり、工程を簡略化することが可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０…熱交換型改質装置、２０…改質部、２１…加熱部、２１ａ…空気導入層、２１ｂ…燃焼層、３０…ケース、３１…側壁、３２…上壁部、３３…下壁部、３４…改質原料導入口、３５…燃料導入口、３６…ガス導入口、３７…改質ガス送出口、３８，３９…燃焼ガス送出口、４０…板状部材、４０ａ…板状部材の上面、４０ｂ…板状部材の下面、４１…フィン、４３…貫通孔、５０，５５…供給ヘッダ、６０，６５…改質ガス送出ヘッダ、７０，９０…蓋部材、１００…流量調整部としての封止部材、Ｒｇ…改質ガス、Ｅｇ…燃焼ガス、Ｏｇ…酸素含有ガス、ＮＨ３…改質原料及び燃料としてのアンモニア、Ａ…第１方向、Ｂ…第２方向、Ｃ…第３方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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