(57)【要約】【解決手段】筒型容器１１に改質触媒を収納し、この改質触媒を７００℃程度の改質温度に高め、そこへ炭化水素又は脂肪族アルコールからなる原料ガスを接触させることで水素に改質する水素発生装置１０において、改質触媒で形成した改質触媒層１７中に、この改質触媒層１７よりも高熱伝導率となる高熱伝導率材２５…をガスの流れに沿って配置した。【効果】改質触媒層のガスの流れの上流側と下流側との温度差を小さくすることができ、改質触媒層中に高熱伝導率材を配置するだけであるから、改質触媒層の温度分布を簡単な構造で且つ効果的に均一にすることができる。【選択図】　　　　図１
2004107110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒型容器に改質触媒を収納し、この改質触媒を７００℃程度の改質温度に高め、そこへ炭化水素又は脂肪族アルコールからなる原料ガスを接触させることで水素に改質する水素発生装置において、
前記改質触媒で形成した改質触媒層中に、この改質触媒層よりも高熱伝導率となる材料をガスの流れに沿って配置したことを特徴とする水素発生装置。
【請求項２】
前記材料は、金属であることを特徴とする請求項１記載の水素発生装置。
【請求項３】
前記材料は、セラミックスであることを特徴とする請求項１記載の水素発生装置。
【請求項４】
前記材料は、板状又は棒状であることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の水素発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、改質触媒層の温度分布を簡単な構造で効果的に均一にできる水素発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
新しい発電手法とし、燃料電池の実用化が急ピッチで行われている。燃料電池は水素と酸素とを反応させることで電気エネルギーを発生させる機器であるため、水素と酸素との供給が必須となる。酸素は大気（空気）から得ることができるが、水素は大規模には水素発生プラント設備、小規模には改質器と称する小型水素発生装置が必要となる。
【０００３】
例えば、炭化水素（イソブタン）を原料として水素を生成するには、炭化水素を水、空気と共に改質触媒に接触させて水素を得る。このときの反応を反応式に表すと、以下のようになる。
【０００４】
【化１】
2004107110.tif 000003
【０００５】
上記の式▲１▼及び式▲２▼は、イソブタンと水蒸気とを改質触媒に接触させて反応させる水蒸気改質反応を示し、式▲３▼及び式▲４▼は、イソブタンと酸素とを改質触媒に接触させて反応させる部分酸化反応を示し、式▲５▼及び式▲６▼は、イソブタンと水蒸気と酸素とを改質触媒に接触させて反応させる、上記の水蒸気改質反応と部分酸化反応とを組み合わせた併用改質反応を示すものであり、各反応も水素、二酸化炭素及び一酸化炭素を生成する。
【０００６】
上記の改質反応では改質触媒の酸化活性温度である７００℃程度まで昇温する必要があるが、特に併用改質反応では、水蒸気改質反応と部分酸化反応とが同時には進行せず、部分酸化反応で発生した熱を吸熱して水蒸気改質反応が起きる。
【０００７】
また、部分酸化反応は、改質触媒のガス入口付近で進行しやすいため、改質触媒のガス出口付近よりもガス入口付近の温度が上昇しやすく、これに加えて、水蒸気改質反応によって改質触媒のガス出口付近が吸熱されて、改質触媒のガス入口側とガス出口側との温度差が大きくなり、改質触媒の温度分布が不均一になる。
【０００８】
このような改質触媒の温度分布を均一にする技術としては、改質触媒の分布を変化させたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、燃料改質に必要な空気をそれぞれの触媒に分散させ、発熱を改質器の上流側と下流側に分散させるものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。更に、改質触媒の容器より高熱伝導率である伝熱材を改質反応部の高温側から低温側に跨るように設けたものが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−３７６０４公報（第４−５頁、図２）
【特許文献２】
特開２００１−１９４０３公報（第３頁、図１）
【特許文献３】
特開平１１−２１１０３号公報（第３−４頁、図２）
【００１０】
特許文献１の図２を以下の図１０で説明する。なお、符号は振り直した。
図１０は従来の水素発生装置の説明図（従来例１）であり、水素発生装置としての燃焼改質装置の改質部１００に燃焼部１０１を設け、この燃焼部１０１内に燃焼触媒１０２を上流側では分布を疎に配置するとともに下流側へ向かって次第に分布を密に配置して燃焼部１０１の温度分布を均一となるようにしたことを示す。
【００１１】
特許文献２の図１を以下の図１１で説明する。なお、符号は振り直した。
図１１は従来の水素発生装置の説明図（従来例２）であり、筒状とした改質器１１０内に、外側に触媒層１１１、内側に触媒層１１２を同心状に形成し、触媒層１１１に圧縮空気を供給する空気供給管１１３を改質器１１０の上流側の側面に接続し、触媒層１１２に圧縮空気を供給する空気供給管１１４を上記の空気供給管１１３よりも改質器１１０の下流側であって改質器１１０の全長のほぼ中間部分の側面に接続することで、改質器１１０の一端部から原燃料ガス及び水を供給し、空気供給管１１３，１１４から圧縮空気を供給する構造にした水素発生装置としての燃焼改質装置を示す。
【００１２】
特許文献３の図２を以下の図１２で説明する。なお、符号は振り直した。
図１２は従来の水素発生装置の説明図（従来例３）であり、筒状の内壁及び外壁の間に環状のガス流路層を有するとともに、内部に反応触媒１２０を充填した反応容器１２１の外表面に、反応容器１２１の構成材料よりも高熱伝導率である伝熱材１２２を設けた水素発生装置としての改質装置を示す。１２３は被処理ガスの流入路、１２４は処理後ガスの排出路である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１では、燃焼触媒１０２の分布として疎の部分と密の部分とを設けたり、疎から密に分布を次第に変化させていくには、例えば、燃焼部１０１内を疎な分布とする空間と密な分布とする空間とに仕切ったり、粒径の異なる複数種類の燃焼触媒１０２を用意することになり、燃料改質装置のコストが嵩む。
【００１４】
特許文献２では、　改質器１１０の側方から空気を供給するために、例えば、空気供給管１１３，１１４をそれぞれ通る改質触媒１１１，１１２の横断面の温度分布は、空気供給管１１３，１１４の空気の出口では高くなり、これらの出口から遠ざかるにつれて、温度は次第に低下することが予想され、触媒層１１１，１１２の温度分布はそれほど均一とはならない。
【００１５】
特許文献３では、反応容器１２１の外側に伝熱材１２２を取りつけているため、反応触媒１２０の熱は反応容器１２１を介して伝熱材１２２に伝わるので、伝熱材１２２で反応触媒１２０の温度の均一にする効果は小さいと考えられる。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、水素発生装置を改良することで、改質触媒層の温度分布を簡単な構造で且つ効果的に均一にすることにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、筒型容器に改質触媒を収納し、この改質触媒を７００℃程度の改質温度に高め、そこへ炭化水素又は脂肪族アルコールからなる原料ガスを接触させることで水素に改質する水素発生装置において、改質触媒で形成した改質触媒層中に、この改質触媒層よりも高熱伝導率となる材料をガスの流れに沿って配置したことを特徴とする。
【００１８】
改質触媒層中に高熱伝導率となる材料をガスの流れに沿って配置することで、改質触媒のガスの流れの上流側と下流側との温度差を小さくすることができ、改質触媒層中に高熱伝導率の材料を配置するだけであるから、改質触媒の温度分布を簡単な構造で且つ効果的に均一にすることができる。
【００１９】
請求項２は、高熱伝導率となる材料を、金属としたことを特徴とする。
高熱伝導率の材料を金属としたことで、改質触媒層中に配置するのに適する形状に容易に加工することができる。
【００２０】
請求項３は、高熱伝導率となる材料を、セラミックスとしたことを特徴とする。
高熱伝導率の材料をセラミックスとしたことで、耐熱性に優れるために高温となる改質触媒層中での高熱伝導率材の寿命を延ばすことができる。
【００２１】
請求項４は、高熱伝導率となる材料を、板状又は棒状としたことを特徴とする。
高熱伝導率となる材料を板状又は棒状としたことで、改質触媒層中に、ガスの流れを阻害しないようにガスの流れに平行に配置することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る水素発生装置の断面図（第１の実施の形態）であり、水素発生装置１０は、筒型容器１１と、この筒型容器１１の上部鏡板１２に取付けたガス入口１３と、筒型容器１１の下部鏡板１４に取付けたガス出口１５と、筒型容器１１内の上部に設けた改質触媒層１７と、この改質触媒層１７の下方であって筒型容器１１内の中段から下部鏡板１４に掛けて嵌めたＣＯ変成触媒１８及びその下のＣＯ除去触媒１９と、上部鏡板１２上面に掛かる程度に筒型容器１１の上部外周に被せた保温材２１とからなり、上部鏡板１２と改質触媒層１７との間にガス分散室２２、改質触媒層１７とＣＯ変成触媒１８との間に空間２４を形成し、改質触媒層１７中に高熱伝導率材２５…（…は複数個を示す。以下同じ。）を埋め込んだことを構造的な特徴とする。
【００２３】
筒型容器１１は、円筒容器を基本とするが、四角、五角、六角、八角などの角筒容器や、楕円筒容器であってもよく、要は筒であればよい。
【００２４】
ガス分散室２２には、ガス流れの偏りを防止するためにラッシリング（粒体、金網等）を詰める若しくは介在させる。これでガスは均等に上から下へ流すことができる。ただし、図面ではラッシリングの表示を省いた。
【００２５】
筒型容器１１は、例えば内径１２０ｍｍ、外径１２４ｍｍ、全長１００ｍｍ、板厚２ｍｍのＳＵＳ３１６ステンレス板で構成し、同材の上下鏡板１２、１４で塞いだ耐食・耐熱性密封容器である。
【００２６】
改質触媒層１７は、改質触媒で形成した通気性を有する層であり、改質触媒としてはルテニウム系触媒が望ましい。
ＣＯ変成触媒１８は、改質触媒層１７により生成した改質ガス中の残存一酸化炭素に残存水蒸気を接触させて、残存一酸化炭素の約９０％を水素と二酸化炭素とに変化させる触媒であり、鉄−クロム（Ｆｅ−Ｃｒ）系触媒、銅−亜鉛（Ｃｕ−Ｚｎ）系触媒が適当である。
【００２７】
ＣＯ除去触媒１９は、ＣＯ変成触媒１８で１％まで低下させたＣＯ濃度を１０ｐｐｍ程度まで低減する触媒であり、ルテニウム系触媒が望ましい。
高熱伝導率材２５は、改質触媒層１７（熱伝導率０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ程度（０〜１００℃））よりも熱伝導率の良い材料であり、ガスの流れに沿って配置した、例えばＳＵＳ３１６ステンレス鋼棒（熱伝導率は１６．３Ｗ／ｍ・Ｋ（０〜１００℃））である。
改質触媒層１７は、通気性のある気孔を無数に備え、この気孔自体は低熱伝導率であるために、上記したように改質触媒層１７全体としての熱伝導率は小さくなる。
【００２８】
図２は図１の２−２線断面図であり、改質触媒層１７に断面が円形の高熱伝導率材２５…をほぼ等間隔に配置したことを示す。図では、２１本の高熱伝導率材２５を配置した。
【００２９】
図３（ａ），（ｂ）は本発明に係る高熱伝導率材の効果を把握する実験装置図であり、（ａ）は実施例（第１の実施の形態）、（ｂ）は比較例を示す。
（ａ）の実施例では、改質触媒層１７の温度を、改質触媒層１７の上面の測定点Ｔ１、改質触媒層１７の高さの中間位置である測定点Ｔ２及び改質触媒層１７の下面の測定点である測定点Ｔ３で測定した。このときの実験条件（改質触媒層１７の高さＨ、ガス入口１３から供給する原料ガスの組成、この原料ガスを改質した改質ガスの組成（但し、ＣＯ変成触媒１８の上流側での組成である。））及び改質触媒層１７の温度測定結果を以下に示す。
【００３０】
実施例実験条件
改質触媒層高さＨ：２０ｍｍ
原料ガスの組成：
イソブタン：　２０００ｃｍ３／ｍｉｎ（気体）
水　　　　：　　　１２ｃｍ３／ｍｉｎ（液体）
空気　　　：１６０００ｃｍ３／ｍｉｎ（気体）
【００３１】
改質ガスの組成：
水素　　　：１４３００ｃｍ３／ｍｉｎ
メタン　　：　　３００ｃｍ３／ｍｉｎ
二酸化炭素：　４２００ｃｍ３／ｍｉｎ
一酸化炭素：　３４００ｃｍ３／ｍｉｎ
窒素　　　：１２７００ｃｍ３／ｍｉｎ
【００３２】
改質触媒層の温度：
測定点Ｔ１：７００℃
測定点Ｔ２：６９０℃
測定点Ｔ３：６８０℃
測定点Ｔ１と測定点Ｔ３との温度差：２０℃
【００３３】
（ｂ）の比較例では、改質触媒層１７中に高熱伝導率材２５を設けず、改質触媒層１７の温度を、実施例と同一の位置で測定した。（この比較例の水素発生装置２００の各部寸法は、実施例の水素発生装置１０の各部寸法と同一である。）上記の温度の測定点を、改質触媒層１７の上面の測定点Ｔ１１、改質触媒層１７の高さの中間位置である測定点Ｔ１２及び改質触媒層１７の下面の測定点である測定点Ｔ１３とした。このときの実験条件（改質触媒層１７の高さＨ、ガス入口１３から供給する原料ガスの組成、この原料ガスを改質した改質ガスの組成（但し、ＣＯ変成触媒１８の上流側での組成である。））及び改質触媒層１７の温度測定結果を以下に示す。
【００３４】
比較例実験条件
改質触媒層高さＨ：２０ｍｍ
原料ガスの組成：
イソブタン：　２０００ｃｍ３／ｍｉｎ（気体）
水　　　　：　　　１２ｃｍ３／ｍｉｎ（液体）
空気　　　：１７０００ｃｍ３／ｍｉｎ（気体）
【００３５】
改質ガスの組成：
水素　　　：１０７００ｃｍ３／ｍｉｎ
メタン　　：　　９００ｃｍ３／ｍｉｎ
二酸化炭素：　２７００ｃｍ３／ｍｉｎ
一酸化炭素：　４１００ｃｍ３／ｍｉｎ
窒素　　　：１２７００ｃｍ３／ｍｉｎ
【００３６】
改質触媒層の温度
測定点Ｔ１１：７００℃
測定点Ｔ１２：６２０℃
測定点Ｔ１３：５５０℃
測定点Ｔ１１と測定点Ｔ１３との温度差：１５０℃
【００３７】
以上の（ａ），（ｂ）から、実施例では比較例に対して改質触媒層１７の上面と下面との温度差が大幅に小さくなり、実施例では高熱伝導率材２５によって効果的に温度分布を均一にすることができる。また、実施例と比較例とで原料ガスとして供給したイソブタンの量が同一でも、改質ガスとして得られる水素の量は、実施例の方が比較例に比べて多く（約１．３倍となる。）、実施例では高熱伝導率材２５による改質触媒層１７の温度分布の均一化によって改質触媒層１７の改質効率を高めることができる。
【００３８】
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る高熱伝導率材（第２の実施の形態）を示す説明図であり、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図である。
（ａ）は、改質触媒層１７中に、ガスの流れに沿って高熱伝導率材３１…を配置したことを示す。
高熱伝導率材３１は、胴体３１ａと、この胴体３１ａの端部に設けた頭部３１ｂとからなる。
【００３９】
（ｂ）において、高熱伝導率材３１に頭部３１ｂを設けることで、高熱伝導率材３１の表面積を増やし、改質触媒層１７上部の熱を高熱伝導率材３１に効率よく伝達できる。
【００４０】
図５は本発明に係る高熱伝導率材の断面図（第３の実施の形態であり、図２と同じ位置の断面図である。）であり、蜂の巣状の構造（ハニカム構造）とした高熱伝導率材３５を示す。
高熱伝導率材３５の各空洞３５ａはガスの流れに沿って開けたものであり、これによって、高熱伝導率材３５の各壁３５ｂは板状となり、しかもガスの流れに沿って配置したものとなる。各空洞３５ａには改質触媒を詰めて改質触媒層１７とする。
【００４１】
図６は本発明に係る高熱伝導率材の断面図（第４の実施の形態であり、図２と同じ位置の断面図である。）であり、筒型容器１１内に複数の六角形状の筒とした高熱伝導率材４１…を嵌め、各高熱伝導率材４１の中空部４１ａ内に改質触媒を詰めて改質触媒層１７を形成したことを示す。一部の高熱伝導率材４１は、筒型容器１１の内面に合うように形成したものである。
高熱伝導率材４１の各壁４１ｂは、板状としてガスの流れに沿って配置したものである。
【００４２】
以上の図１で説明したように、本発明は第１に、筒型容器１１に改質触媒を収納し、この改質触媒を７００℃程度の改質温度に高め、そこへ炭化水素又は脂肪族アルコールからなる原料ガスを接触させることで水素に改質する水素発生装置１０において、改質触媒で形成した改質触媒層１７中に、この改質触媒層１７よりも高熱伝導率となる高熱伝導率材２５…をガスの流れに沿って配置したことを特徴とする。
【００４３】
改質触媒層１７中に高熱伝導率材２５…をガスの流れに沿って配置することで、改質触媒層１７のガスの流れの上流側と下流側との温度差を小さくすることができ、改質触媒層１７中に高熱伝導率材２５…を配置するだけであるから、改質触媒層１７の温度分布を均一にするための構造が簡単になり、且つ改質触媒に高熱伝導率材２５が直接触れるために改質触媒層１７の温度の均一化を効果的に行うことができる。即ち、改質触媒層１７の温度分布を簡単な構造で且つ効果的に均一にすることができる。
【００４４】
改質触媒層１７の温度分布を均一にすれば、改質触媒層１７による改質効率を高めることができる。改質効率が高まれば、改質触媒層１７の量を減らすことができ、水素発生装置１０を小型且つ軽量にすることができる。
【００４５】
本発明は第２に、高熱伝導率材２５を、ステンレス鋼等の金属としたことを特徴とする。
高熱伝導率材２５を金属としたことで、改質触媒層１７中に配置するのに適する形状に容易に加工することができる。
【００４６】
本発明は第３に、高熱伝導率となる材料を、例えば、高純度アルミナ等のセラミックスとしたことを特徴とする。
高熱伝導率の材料をセラミックスとしたことで、耐熱性に優れるために高温となる改質触媒層中での高熱伝導率材の寿命を延ばすことができる。
【００４７】
本発明は第４に、高熱伝導率材２５を、板状又は棒状としたことを特徴とする。
高熱伝導率材２５を板状又は棒状としたことで、改質触媒層１７中に、ガスの流れを阻害しないようにガスの流れに平行に配置することができる。
【００４８】
図７は本発明に係る水素発生装置の別の実施の形態の断面図（第５の実施の形態）であり、第１の実施の形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
水素発生装置５０は、複数の改質触媒５１からなる改質触媒層５２を備え、この改質触媒層５２に、この改質触媒層５２よりも高熱伝導率となる高熱伝導率材２５を埋め込んだものである。
【００４９】
改質触媒５１は、例えば、外径φ３の球状のアルミナにルテニウム（Ｒｕ）を担持したものであるが、８族〜１０族の金属（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔなど）を含有するものが好ましく、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈを担持した触媒又はＮｉＯ含有触媒が特に好ましい。
【００５０】
図８は本発明に係る水素発生装置に原料ガスを供給するガス供給装置の説明図（第６の実施の形態）であり、水素発生装置１０にガス供給装置６０で燃料となるイソブタンと、水と、空気とを供給することを示す。
上記の水素発生装置１０とガス供給装置６０とは、水素改質装置５８を構成するものである。
ガス供給装置６０は、イソブタンを供給するための燃料ガス供給部６１と、水を供給する水供給部６２と、空気を供給する空気供給部６３とからなる。
【００５１】
燃料ガス供給部６１は、イソブタンを充填したカセットボンベ６４と、このカセットボンベ６４から水素発生装置１０のガス入口１３へ延ばした燃料ガス供給管６５と、この燃料ガス供給管６５のカセットボンベ６４近くに配置した元弁６６と、燃料ガス供給管６５の途中に配置した燃料ガス流量調整弁６７とからなる。
【００５２】
水供給部６２は、水を貯めた水供給本体７１（図８で詳述する。）と、この水供給本体７１から燃料ガス供給管６５の元弁６６の下流側まで延ばした上流管７２と、水供給本体７１から水素発生装置１０近くの燃料ガス供給管６５まで延ばした水供給管７３と、この水供給管７３の途中に配置した水量調整弁７４とからなり、カセットボンベ６４内の圧力を利用して水供給本体７１内の水を水素発生装置１０に供給する。
【００５３】
空気供給部６３は、空気を圧送するためのブロア７６と、このブロア７６の出口から水素発生装置１０近くの燃料ガス供給管６５まで延ばした空気供給管７７と、この空気供給管７７の途中に配置した空気流量調整弁７８とからなる。なお、７９はブロア７６の空気入口である。
【００５４】
図９は本発明に係る水素発生装置に付設する水供給本体の断面図であり、（ａ）は水８２が水供給本体７１内にほぼ満ちている状態、（ｂ）は水供給本体７１内の水８２が減少した状態を示す。
（ａ）において、水供給本体７１は、水タンク８３と、この水タンク８３に接続した水供給管７３に通じるように水タンク８３内に設けた出口管８４と、この出口管８４の入口に設けたテーパ部８４ａを開閉する栓８５と、この栓８５を閉じる方向に弾性力を発生させるスプリング８６と、栓８５を開ける方向に引張力を発生させるためにローラ８７，８８に掛けたワイヤ９１で栓８５に繋いだ浮き９２とからなる。
【００５５】
水タンク８３内に挿入した上流管７２は、先端を水面８２ａよりも上方に配置したものであり、この上流管７２を介してカセットボンベ６４（図８参照）内圧を水８２に掛ける。
【００５６】
以上に述べたガス供給装置６０の作用を次に説明する。
図９（ａ）において、水タンク８３内に水８２が満ちている状態では、浮き９２に作用する浮力がスプリング８６の弾性力に抗して栓８５を下方に引っ張り、出口管８４のテーパ部８４ａを開ける。
この状態で、図８において、カセットボンベ６４の元弁６６を開け、更に、燃料ガス流量調整弁６７、水量調整弁７４でそれぞれ流量を調整し、ブロア７６を作動させ、空気流量調整弁７８で空気流量を調整する。
【００５７】
このとき、図９（ａ）において、水タンク８３内にはカセットボンベ内の圧力（例えば、２ｋｇｆ／ｃｍ２（ゲージ圧））が作用するため、水８２は水タンク８３内から出口管８４及び水供給管７３を介して水素発生装置へ流出する。
【００５８】
イソブタンは、カセットボンベ内で液体が気化した状態で供給されるため、一定した圧力を水８２に掛けることができ、水８２を安定して水素発生装置へ供給することができる。
【００５９】
そして、水タンク８３内の水８２が減少すれば、図示せぬ水補充装置によって水タンク８３内に水８２を補充するが、もし、図９（ｂ）に示すように、水タンク８３内の水８２が減少して浮き９２が図の位置まで下降すると、浮き９２が栓８５を引き下げる引張力が低下し、スプリング８６の弾性力によって栓８５は出口管８４のテーパ部８４ａを閉じる。従って、カセットボンベ内の燃料ガス（イソブタン）が水タンク８３内から水素発生装置側へ流出することがない。
【００６０】
従来は、例えば、特開２０００−６７８９２の図１に示されるように、改質器へ水を供給する場合に、改質器に接続した水供給配管に設けたポンプを使用していた。
これでは、ポータブル発電機等に使用する燃料電池においては、ポンプを駆動するためにバッテリが必要になるためにシステムが複雑になるとともに大型になる。更に、ポンプを駆動するのにエネルギが消費されるため、発電効率が低下する。
【００６１】
これに対して、本発明では、図８及び図９（ａ），（ｂ）に示したように、燃料となるガスを充填したカセットボンベ６４の圧力を利用して水８２を水素発生装置１０へ供給するようにしたので、水供給用のポンプが不要になり、ガス供給装置６０の簡素化を図ることができる。従って、水素改質装置５８、ひいては、発電システム全体の小型化が図れ、上記したポータブル発電機等に好適なものとなる。また、カセットボンベ６４の圧力エネルギを有効利用するために発電効率を向上させることができる。
【００６２】
尚、本発明の高熱伝導率材としては、ステンレスに限らず、インコネル、インコロイ、鉄系合金、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｗ等の金属を用いてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１の水素発生装置は、改質触媒で形成した改質触媒層中に、この改質触媒層よりも高熱伝導率となる材料をガスの流れに沿って配置したので、改質触媒層のガスの流れの上流側と下流側との温度差を小さくすることができ、改質触媒層中に高熱伝導率の材料を配置するだけであるから、改質触媒層の温度分布を簡単な構造で且つ効果的に均一にすることができる。
【００６４】
請求項２の水素発生装置は、高熱伝導率となる材料を、金属としたので、改質触媒層中に配置するのに適する形状に容易に加工することができる。
【００６５】
請求項３の水素発生装置は、高熱伝導率となる材料を、セラミックスとしたので、耐熱性に優れるために高温となる改質触媒層中での高熱伝導率材の寿命を延ばすことができる。
【００６６】
請求項４の水素発生装置は、高熱伝導率となる材料を、板状又は棒状としたので、改質触媒層中に、ガスの流れを阻害しないようにガスの流れに平行に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水素発生装置の断面図（第１の実施の形態）
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】本発明に係る高熱伝導率材の効果を把握する実験装置図
【図４】本発明に係る高熱伝導率材（第２の実施の形態）を示す説明図
【図５】本発明に係る高熱伝導率材の断面図（第３の実施の形態）
【図６】本発明に係る高熱伝導率材の断面図（第４の実施の形態）
【図７】本発明に係る水素発生装置の別の実施の形態の断面図（第５の実施の形態）
【図８】本発明に係る水素発生装置に原料ガスを供給するガス供給装置の説明図（第６の実施の形態）
【図９】本発明に係る水素発生装置に付設する水供給本体の断面図
【図１０】従来の水素発生装置の説明図（従来例１）
【図１１】従来の水素発生装置の説明図（従来例２）
【図１２】従来の水素発生装置の説明図（従来例３）
【符号の説明】
１０，５０…水素発生装置、１１…筒型容器、１７，５２…改質触媒層、２５，３１，３５，４１…改質触媒層よりも高熱伝導率となる材料（高熱伝導率材）、５１…改質触媒。
【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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