(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料電池システムの小型化および効率的な内部機器配置のために、脱硫触媒を無駄なく利用できる脱硫装置の提供。【解決手段】燃料電池用被改質ガスの脱硫装置１において、脱硫触媒を収容可能な筒状の容器２と、容器の軸方向の両端近傍にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口３および流出口４と、流入口３から流入した被改質ガスが、容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第１領域２ｅと第２領域２ｆとを行き来しつつ軸方向に流れて流出口４から流出するように被改質ガスの流路を形成するガス流路形成手段とを有し、少なくとも第１領域を流入口側と流出口側とに仕切る複数の第１の仕切り板５と、少なくとも第２領域を流入口側と流出口側とに仕切る複数の第２の仕切り板６とを具備し、複数の第１の仕切り板５の各々及び複数の第２の仕切り板６の各々は軸方向に互いに間隔を空けて配置され、かつ第１と第２の仕切り板が交互に配置されている。【選択図】図１
2007273142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、
脱硫触媒を収容可能な筒状の容器と、
前記容器の軸方向の両端近傍にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口と、
前記流入口から流入した前記被改質ガスが、前記容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第１領域と第２領域とを行き来しつつ軸方向に流れて前記流出口から流出するように、前記被改質ガスの流路を形成するガス流路形成手段とを有することを特徴とする脱硫装置。
【請求項２】
燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、
脱硫触媒を収容可能な筒状の容器と、
前記容器の軸方向の両端近傍にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口と、
前記流入口から流入した前記被改質ガスが、前記容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第１領域と第２領域とを行き来しつつ軸方向に流れて前記流出口から流出するように、前記被改質ガスの流路を形成するガス流路形成手段とを有し、
前記ガス流路形成手段として、少なくとも前記第１領域を前記流入口側と前記流出口側とに仕切る複数の仕切り板を具備し、前記複数の仕切り板の各々は軸方向に互いに間隔を空けて配置されていることを特徴とする脱硫装置。
【請求項３】
燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、
脱硫触媒を収容可能な筒状の容器と、
前記容器の軸方向の両端近傍にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口と、
前記流入口から流入した前記被改質ガスが、前記容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第１領域と第２領域とを行き来しつつ軸方向に流れて前記流出口から流出するように、前記被改質ガスの流路を形成するガス流路形成手段とを有し、
前記ガス流路形成手段として、少なくとも前記第１領域を前記流入口側と前記流出口側とに仕切る複数の第１の仕切り板と、少なくとも前記第２領域を前記流入口側と前記流出口側とに仕切る複数の第２の仕切り板とを具備し、
前記複数の第１の仕切り板の各々及び前記複数の第２の仕切り板の各々は軸方向に互いに間隔を空けて配置され、かつ前記第１と第２の仕切り板が交互に配置されていることを特徴とする脱硫装置。
【請求項４】
前記容器が軸方向の一方の端に前記脱硫触媒の充填口を具備し、前記仕切り板の先端側が前記充填口に近づくように、前記仕切り板が軸に垂直な方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項２または３に記載の脱硫装置。
【請求項５】
燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、
脱硫触媒を収容可能な筒状の容器と、
前記容器の軸方向の両端近傍にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口と、
前記流入口から流入した前記被改質ガスが、前記容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第１領域と第２領域とを行き来しつつ軸方向に流れて前記流出口から流出するように、前記被改質ガスの流路を形成するガス流路形成手段とを有し、
前記ガス流路形成手段として、前記内部空間において軸方向の両端間に亘って配置されたスクリュー体を具備し、前記スクリュー体の周縁部は前記容器の内面と接合されていることを特徴とする脱硫装置。
【請求項６】
前記流入口から流入した被改質ガスが、前記ガス流路形成手段における前記流入口に最も近くかつ前記流入口側に向いた面に沿って流れるように、前記流入口が設けられ、かつ、
前記流出口へ流出する被改質ガスが、前記ガス流路形成手段における前記流出口に最も近くかつ前記流出口側に向いた面に沿って流れるように、前記流出口が設けられることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の脱硫装置。
【請求項７】
前記流入口および前記流出口が、前記第１領域側に設けられることを特徴とする、請求項２〜６のいずれかに記載の脱硫装置。
【請求項８】
燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、
脱硫触媒を収容可能な内部空間を具備する螺旋形状管と、
前記螺旋形状管の両端にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口とを有することを特徴とする脱硫装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の脱硫装置を、前記容器の軸を水平に配置して使用する脱硫装置の使用方法。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の脱硫装置を、前記容器の軸を鉛直に配置して使用する脱硫装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置およびその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムでは、空気等に含まれる酸素と、燃料ガスに含まれる水素との発電反応により発電を行っている。水素リッチな燃料ガスは、都市ガス（炭化水素ガス）等の被改質ガスを改質器によって改質することにより得られる。この改質器内の改質触媒は硫黄分を嫌うため、被改質ガスを改質器に送る前に脱硫する必要がある。従来の脱硫装置は、脱硫触媒を収容した脱硫容器を有し、この脱硫容器内に被改質ガスを通すことにより硫黄分を除去している。
【０００３】
図５（ａ）は、従来の脱硫装置の一例を示す図であり、例えば特許文献１に開示されている。従来の脱硫装置１００は、特許文献１等に開示されたような長尺円筒状の容器１０２内に脱硫触媒２０を収容している。通常は、容器の軸を鉛直方向にすなわち縦置きに設置され、容器の下端に被改質ガス３０の流入口１０３が設けられ、上端に流出口１０４が設けられる。脱硫触媒２０は容器１０２の内部空間の大部分を占めるように充填されるが、脱硫触媒２０の表面２０ａと容器の上壁との間にはわずかに隙間がある。被改質ガス３０は、流入口１０３から送り込まれ、脱硫触媒２０に触れながら上昇することで脱硫され、流出口１０４から送り出される。
【特許文献１】特開２００５−２５９５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図５（ａ）に示した従来の脱硫装置１００には、次のような問題点がある。
従来の脱硫装置１００の容器１０２の内部空間には脱硫触媒２０が充填されているだけであるので、被改質ガス３０は、流入口１０３から流出口１０４まで直線的に最短距離で通過することになる。従って、従来の脱硫装置１００は、被改質ガス３０が脱硫触媒２０と満遍なく触れ合って脱硫触媒２０を無駄なく利用するために最適な構造とはいえなかった。
【０００５】
さらに、図５（ｂ）は、従来の脱硫装置１００を仮に横置きにした場合の問題点を説明するための図である。脱硫装置１００を横置き（軸を傾斜させた場合を含む）に設置すると、容器１０２の内部空間の最上部において、脱硫触媒２０の表面２０ａとの間に流入口近傍から流出口近傍まで連通する間隙ができてしまう。この場合、流入した被改質ガス３０の大部分は、脱硫触媒２０がなく抵抗の少ないこの間隙を通過してしまい、脱硫触媒２０と触れることなくそのまま流出する。この結果、被改質ガスの脱硫が不十分となり、改質触媒を劣化させてしまうこととなる。このことから、従来の脱硫装置１００は、燃料電池システム内部の機器配置において横置きすることができなかった。
【０００６】
しかしながら、脱硫装置は、被改質ガスと脱硫触媒とを十分に触れ合わせるだけの距離を確保するため必然的に長尺となる。このため、脱硫装置を燃料電池システム内部に縦置きで設置すると大きな空間を占める上、燃料電池システム全体形状を縦長で大型なものとせざるを得なくなるという問題があった。さらに、脱硫触媒の交換等のメンテナンスのために容易に取替え可能な場所に設置しなければならないという制約等からも、配置が困難であるという問題があった。
【０００７】
また、脱硫触媒は、粉末状の粉をガスが通過しやすいようにペレット状に固めたものであるため非常に脆いものである。このため、輸送等の振動により一部の脱硫触媒は粉末に戻ってしまい容器の下部に堆積するが、脱硫装置を縦置きした場合、堆積した粉末の脱硫触媒が容器の下部にある流入口を塞ぐことになり被改質ガスが通り難くなるという問題があった。
【０００８】
以上の問題点に鑑み、本発明は、燃料電池システムの小型化および効率的な内部機器配置のために横置き可能であって、かつ脱硫触媒と満遍なく触れ合うことができかつ脱硫触媒を無駄なく利用できる脱硫装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）請求項１に係る脱硫装置は、燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、脱硫触媒を収容可能な筒状の容器と、前記容器の軸方向の両端近傍にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口と、前記流入口から流入した前記被改質ガスが、前記容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第１領域と第２領域とを行き来しつつ軸方向に流れて前記流出口から流出するように、前記被改質ガスの流路を形成するガス流路形成手段とを有することを特徴とする。
（２）請求項２に係る脱硫装置は、燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、脱硫触媒を収容可能な筒状の容器と、前記容器の軸方向の両端近傍にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口と、前記流入口から流入した前記被改質ガスが、前記容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第１領域と第２領域とを行き来しつつ軸方向に流れて前記流出口から流出するように、前記被改質ガスの流路を形成するガス流路形成手段とを有し、前記ガス流路形成手段として、少なくとも前記第１領域を前記流入口側と前記流出口側とに仕切る複数の仕切り板を具備し、前記複数の仕切り板の各々は軸方向に互いに間隔を空けて配置されていることを特徴とする。
（３）請求項３に係る脱硫装置は、燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、脱硫触媒を収容可能な筒状の容器と、前記容器の軸方向の両端近傍にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口と、前記流入口から流入した前記被改質ガスが、前記容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第１領域と第２領域とを行き来しつつ軸方向に流れて前記流出口から流出するように、前記被改質ガスの流路を形成するガス流路形成手段とを有し、前記ガス流路形成手段として、少なくとも前記第１領域を前記流入口側と前記流出口側とに仕切る複数の第１の仕切り板と、少なくとも前記第２領域を前記流入口側と前記流出口側とに仕切る複数の第２の仕切り板とを具備し、前記複数の第１の仕切り板の各々及び前記複数の第２の仕切り板の各々は軸方向に互いに間隔を空けて配置され、かつ前記第１と第２の仕切り板が交互に配置されていることを特徴とする。
（４）請求項４に係る脱硫装置は、請求項２または３において、前記容器が軸方向の一方の端に前記脱硫触媒の充填口を具備し、前記仕切り板の先端側が前記充填口に近づくように、前記仕切り板が軸に垂直な方向に対して傾斜していることを特徴とする。
（５）請求項５に係る脱硫装置は、燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、脱硫触媒を収容可能な筒状の容器と、前記容器の軸方向の両端近傍にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口と、前記流入口から流入した前記被改質ガスが、前記容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第１領域と第２領域とを行き来しつつ軸方向に流れて前記流出口から流出するように、前記被改質ガスの流路を形成するガス流路形成手段とを有し、前記ガス流路形成手段として、前記内部空間において軸方向の両端間に亘って配置されたスクリュー体を具備し、前記スクリュー体の周縁部は前記容器の内面と接合されていることを特徴とする。
（６）請求項６に係る脱硫装置は、請求項２〜５のいずれかにおいて、前記流入口から流入した被改質ガスが、前記ガス流路形成手段における前記流入口に最も近くかつ前記流入口側に向いた面に沿って流れるように、前記流入口が設けられ、かつ、前記流出口へ流出する被改質ガスが、前記ガス流路形成手段における前記流出口に最も近くかつ前記流出口側に向いた面に沿って流れるように、前記流出口が設けられることを特徴とする。
（７）請求項７に係る脱硫装置は、請求項２〜６のいずれかにおいて、前記流入口および前記流出口が、前記第１領域側に設けられることを特徴とする。
（８）請求項８に係る脱硫装置は、燃料電池に用いられる被改質ガスの脱硫を行う脱硫装置において、脱硫触媒を収容可能な内部空間を具備する螺旋形状管と、前記螺旋形状管の両端にそれぞれ設けられる被改質ガスの流入口および流出口とを有することを特徴とする。
（９）請求項９に係る脱硫装置の使用方法では、請求項１〜８のいずれかに記載の脱硫装置を、前記容器の軸を水平に配置して使用する。
（１０）請求項１０に係る脱硫装置の使用方法では、請求項１〜８のいずれかに記載の脱硫装置を、前記容器の軸を鉛直に配置して使用する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る燃料電池に用いる被改質ガスの脱硫装置では、脱硫触媒を収容するための筒状容器の両端に流入口と流出口を設け、被改質ガスが容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第１領域と第２領域を行き来して軸方向に流れるようにガス流路形成手段を設けている。従って、被改質ガスは、流入口から流出口まで直線的に通過するのではなく、第１領域と第２領域とを蛇行しつつ進行するので脱硫触媒と触れ合う距離及び時間が長くなり、脱硫効果が高まる。
また、第１領域が上側領域、そして第２領域が下側領域となるように容器を横置きに配置した場合、被改質ガスが上側領域と下側領域とを行き来することにより、容器を横置きにしたときに生じる容器最上部の間隙（脱硫触媒の充填されていない空間）に被改質ガスが大量に流れることが避けられる。この結果、被改質ガスの脱硫不足を防止できる。また、被改質ガスが上側領域と下側領域を行き来することにより、脱硫触媒全体をむらなく通過することとなり、脱硫触媒を無駄なく使用することができる。
【００１１】
請求項２に係る燃料電池に用いる被改質ガスの脱硫装置では、筒状容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第１領域と第２領域を、被改質ガスが行き来して軸方向に流れるようにするガス流路形成手段として、第１領域に複数の仕切り板を間隔を空けて配置している。従って、被改質ガスが流入口から流出口まで直線的に通過するのではなく、第１領域と第２領域とを蛇行しつつ進行するので脱硫触媒と触れ合う距離及び時間が長くなり、脱硫効果が高まる。
また、第１領域が上側領域、そして第２領域が下側領域となるように容器を横置きに配置した場合、上側領域に複数の仕切り板が間隔を空けて配置されているので、被改質ガスは仕切り板の下方を潜って次の広い空間に入ることを繰り返して軸方向に進むことになる。これにより、被改質ガスが上下に蛇行しつつ通過することになり、容器を横置きにしたときに生じる容器最上部の間隙（脱硫触媒の充填されていない空間）に被改質ガスが大量に流れることが避けられる。この結果、被改質ガスの脱硫不足を防止できる。また、被改質ガスが上側領域と下側領域を行き来することにより、脱硫触媒全体をむらなく通過することとなり、脱硫触媒を無駄なく使用することができる。
【００１２】
請求項３に係る燃料電池に用いる被改質ガスの脱硫装置では、筒状容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第１領域と第２領域を、被改質ガスが行き来して軸方向に流れるようにするガス流路形成手段として、第１領域の複数の第１の仕切り板と第２領域の複数の第２の仕切り板とをそれぞれ間隔を空けて配置し、かつ第１の仕切り板と第２の仕切り板とは交互に配置されている。従って、被改質ガスが流入口から流出口まで直線的に通過するのではなく、第１領域と第２領域とを蛇行しつつ進行するので脱硫触媒と触れ合う距離及び時間が長くなり、脱硫効果が高まる。
また、第１領域が上側領域、そして第２領域が下側領域となるように容器を横置きに配置した場合、上側領域及び下側領域にそれぞれ複数の仕切り板が間隔を空けて配置されかつ上側領域と下側領域に交互に配置されているので、被改質ガスは上側領域の仕切り板の下方を潜り、下側領域の上方を超えることを繰り返して軸方向に進むことになる。これによりガスが上下に蛇行しつつ通過することになり、容器を横置きにしたときに生じる容器最上部の間隙（脱硫触媒の充填されていない空間）に被改質ガスが大量に流れることが避けられる。この結果、被改質ガスの脱硫不足を防止できる。また、被改質ガスが上側領域と下側領域を行き来することにより、脱硫触媒全体をむらなく通過することとなり、脱硫触媒を無駄なく使用することができる。
【００１３】
請求項４に係る脱硫装置では、内部空間に設けた仕切り板の先端側が、容器における脱硫触媒の充填口へ近づくように仕切り板が傾斜している。容器に脱硫触媒を充填する際には、充填口を上方に向けて作業をするから、脱硫触媒を上方から投入したとき各仕切り板の先端側から基端側へ仕切り板の面に沿って脱硫触媒が落下して、仕切り板の基端側の隅まで行き渡る。この結果、脱硫触媒を仕切り板と仕切り板の間に隙間なく充填することができ、無駄な間隙（脱硫触媒の充填されていない空間）を最小限とすることができる。
【００１４】
請求項５に係る燃料電池に用いる被改質ガスの脱硫装置では、筒状容器の内部空間において軸を含む面を境界とする第１領域と第２領域を、被改質ガスが行き来して軸方向に流れるようにするガス流路形成手段として、スクリュー体を設けている。スクリュー体の周縁部は容器内面に接合されているため、上記の仕切り板と同じ機能を果たす。すなわち、スクリュー体の螺旋形状の面に沿ってガスが上下に移動しつつ進むため、脱硫触媒と十分触れ合うことができ、脱硫効果が高まる。また、横置きした場合には、容器最上部の間隙に被改質ガスが大量に流れることが避けられ、被改質ガスの脱硫不足を防止できる。さらに、被改質ガスが螺旋状に流れることによって脱硫触媒を無駄なく使用することができる。
【００１５】
請求項６に係る脱硫装置では、流入口及び流出口において被改質ガスが、最端部に位置するガス流路形成手段の端部側の面に沿って流れる。これにより、流入口および流出口の近傍の脱硫触媒にも満遍なく被改質ガスを流通させることができ、端部に位置する脱硫触媒を無駄なく使用できる。
【００１６】
請求項７に係る脱硫装置では、流入口および流出口が第１領域側に設けられる。これにより、第１領域が上側領域、そして第２領域が下側領域となるように容器を横置きに配置した場合、粉末化した脱硫触媒が下部に堆積しても、被改質ガスの流入および流出を妨げることがない。
【００１７】
請求項８に係る脱硫装置では、螺旋形状管の内部空間に脱硫触媒を収容し、一端に流入口、他端に流出口が設けられている。これにより、螺旋軸を水平に配置した場合、内部空間を流れる被改質ガスは螺旋状に上下を行き来する流れとなり、螺旋形状管の最上部の間隙（脱硫触媒の充填されていない空間）に被改質ガスが大量に流れることはない。この結果、被改質ガスの脱硫不足を防止できる。また、被改質ガスが脱硫触媒全体をむらなく通過することとなるので、脱硫触媒を無駄なく使用することができる。
【００１８】
請求項９に係る脱硫装置の使用方法では、脱硫装置を横置きとすることにより、内部空間を流れる被改質ガスは上下を行き来する流れとなり、容器最上部の間隙に被改質ガスが大量に流れることが避けられる。この結果、被改質ガスの脱硫不足を防止できる。また、被改質ガスが上下を行き来することにより脱硫触媒を無駄なく使用することができる。
【００１９】
請求項１０に係る脱硫装置の使用方法では、脱硫装置を縦置きとすることにより、ガス流路形成手段または螺旋形状管が鉛直方向に配置されるが、ガスを前後または左右に行き来させる流れとなることにより、脱硫触媒に満遍なく触れることができる。被改質ガスが直線的に流れる従来の縦置きの脱硫装置に比べて脱硫効果は高まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明による脱硫装置の第１の実施形態を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ断面図である。なお、図１では、脱硫装置１を横向きに配置した状態を示しており、この横向き配置が最適な使用形態である。
【００２１】
図１（ａ）に示すように脱硫装置１は、脱硫触媒２０を収容可能な筒状の容器２を有する。筒状の容器２は図示のような円筒形状が好適であるが、断面形状は正確な円形でなくともよい。容器２の軸方向の両端近傍にはそれぞれ被改質ガス３０の流入口３及び流出口４が設けられる。図示の例では、流入口３及び流出口４が、容器２の軸に対して同じ方向に配置されており、筒壁２ａの外面上から径方向に延在する管部材がガス移送のためにそれぞれ接続されている。容器２の軸方向の一方の端部である第１端部２ｃは脱硫触媒２０の充填口となっており、着脱可能な適宜の蓋が取り付けられている。軸方向の他方の端部である第２端部２ｄは筒壁２ａと一体化されている。流入口３及び流出口４の位置は、容器２の両端近傍であれば筒壁２ａ上でなくともよく、例えば第１端部２ｃまたは第２端部２ｄに設けてもよい。
【００２２】
容器２の内部空間の大部分は脱硫触媒２０で充填されているが、脱硫触媒２０を完全に間隙なく充填することは難しい。また、粉末を固めたペレット状の脱硫触媒２０の一部が、充填後に粉末に戻り体積が減少することによっても間隙が生じる。従って、図示のように脱硫装置１を横向きに配置した場合は、内部空間の最上部において流入口３から流出口４まで連通する間隙（脱硫触媒が充填されていない空間）が生じる。符号２０ａは脱硫触媒２０の表面を示す。
【００２３】
図１（ｂ）のＡ断面図に示すように、容器２の内部空間には、複数の第１の仕切り板５と、複数の第２の仕切り板６が設けられている。ここで、容器２の内部空間を、軸を含む面Ｐ（図の紙面に垂直な平面）を境界とする第１領域２ｅと第２領域２ｆとに区別して称することとする。脱硫容器１を横向きに配置した場合は、第１領域２ｅが上側領域となり、第２領域２ｆが下側領域となる。
【００２４】
複数の第１の仕切り板５の各々は、容器２の軸に対し垂直であって、少なくとも第１領域２ｅを流入口３側と流出口４側とに仕切っている。好適には、第１の仕切り板５の先端部５ｂが第２領域２ｆ内にまで延びている。ただし、仕切り板５は第２領域２ｆを仕切るまでは延びておらず、被改質ガスの流路は確保されている。第１の仕切り板５の基端部５ａは、容器２の筒壁２ａの内面に接合されている。複数の第１の仕切り板５の各々は、互いに適宜の間隔を空けて軸方向に配置されている。
【００２５】
一方、複数の第２の仕切り板６の各々は、容器２の軸に対し垂直であって、少なくとも第２領域２ｆを流入口３側と流出口４側とに仕切っている。好適には、第２の仕切り板６の先端部６ｂが第１領域２ｅ内にまで延びている。ただし、仕切り板６は第１領域２ｅを仕切るまでは延びておらず、被改質ガスの流路は確保されている。第２の仕切り板６の基端部６ａは、容器２の筒壁２ａの内面に接合されている。複数の第２の仕切り板６の各々もまた、互いに適宜の間隔を空けて軸方向に配置されている。
【００２６】
さらに、第１の仕切り板５と第２の仕切り板６とは、軸方向に交互に配置されている。従って、図１の例では、仕切り板５の先端部５ｂと仕切り板６の先端部６ｂとが互い違いとなっている。
【００２７】
複数の第１の仕切り板５及び複数の第２の仕切り板６は、容器２の内部空間に被改質ガスの流路を形成するガス流路形成手段を構成している。図１（ａ）中の太字矢印は、内部空間における被改質ガスの流れを模式的に示している。このように、流入口３から流入した被改質ガス３０が、容器２の内部空間において第１領域２ｅと第２領域２ｆとを行き来しつつ軸方向に流れて流出口４から流出する。すなわち、被改質ガス３０は、第１の仕切り板５の下方を潜り、第２の仕切り板６の上方を超えることを繰り返しつつ軸方向に移動する。被改質ガス３０は、この移動の間に脱硫触媒２０と触れ合うことにより脱硫される。
【００２８】
このような被改質ガス３０の流路が形成される結果、脱硫装置１を横向きに配置した場合に容器２の最上部に生じる間隙を被改質ガス３０の大部分が通過するという問題点は解消される。容器２の最上部の間隙は、複数の第１の仕切り板５により仕切られているためガスが直通することはできない。本発明の脱硫装置１では、被改質ガス３０が第１領域２ｅと第２領域２ｆを行き来しつつ流れるので、脱硫触媒２０に満遍なく触れることができ十分に脱硫される上、脱硫触媒２０も無駄なく使用されることとなる。
【００２９】
図１に示した脱硫装置１における流入口３及び流出口４は、図示のように横置きした場合に、容器２の上側領域となる第１領域２ｅ側に設けられることが好適である。ペレット状の脱硫触媒２０は非常に脆いため、充填後に振動等により一部が粉末化して容器２の下部に堆積する。このため、流入口３及び流出口４が下部に設けられていると、堆積した粉末によってガスの流れが妨げられるおそれがある。よって、流入口３及び流出口４の双方を、容器２の上側領域になる第１領域２ｅ側に設ければ、粉末化した脱硫触媒によるガス流の閉塞のおそれはない。
【００３０】
また、図１（ｂ）に破線矢印で示すように、被改質ガス３０は、流入口３から容器２の内部空間に流入した直後に、流入口３に最も近い第１領域２ｅ内の第１の仕切り板５Ａの流入口３側に向いた面５Ａ１に沿って流れる。これにより、第１の仕切り板５Ａと容器２の第２端部２ｄとの間に存在する脱硫触媒を被改質ガス３０が通過するため、この部分の脱硫触媒を無駄なく使用できる。
これに対し、仮に、図１（ｂ）における流入口３が、軸に対し反対側（下側）に設けられているとすると、流入口から流入した被改質ガス３０は、流入口に２番目に近い第２領域２ｆ内の第２の仕切り板６Ａに向かいその面６Ａ１に沿って流れることとなる。被改質ガス３０がこのような流れ方をすると、第１の仕切り板５Ａと容器２の第２端部２ｄの間に存在する脱硫触媒は、全く利用されず無駄となる。従って、流入口３は、流入直後の被改質ガス３０が容器２の端部に最も近い仕切り板の端部側の面に沿って流れることができるような位置に設けることが好適である。これは、後述する図２および図３に示す実施形態についても同様である。
【００３１】
同様に、図１（ｂ）に破線矢印で示すように、被改質ガス３０は、流出口４から流出する直前に、流出口４に最も近い第１領域２ｅ内の第１の仕切り板５Ｂの流出口４側に向いた面５Ｂ１に沿って流れ、その後流出口４から出て行く。これにより、第１の仕切り板５Ｂと容器２の第１端部２ｃとの間に存在する脱硫触媒を被改質ガス３０が通過するため、この部分の脱硫触媒を無駄なく使用できる。
これに対し、仮に、図１（ｂ）における流出口４が、軸に対し反対側（下側）に設けられているとすると、被改質ガス３０は、流出口に２番目に近い第２領域２ｆ内の第２の仕切り板６Ｂの面６Ｂ１に沿って流れた後、直ちに流出口から出て行くこととなる。被改質ガス３０がこのような流れ方をすると、第１の仕切り板５Ｂと容器２の第１端部２ｃの間に存在する脱硫触媒は、全く利用されず無駄となる。従って、流出口４は、流出直前の被改質ガス３０が容器２の端部に最も近い仕切り板の端部側の面に沿って流れることができるような位置に設けることが好適である。これは、後述する図２および図３に示す実施形態についても同様である。
【００３２】
なお、図示しない別の形態では、図１に示した脱硫装置１において第１の仕切り板５のみを設け、第２の仕切り板を設けなくともよい。この形態において脱硫装置１を横置きする場合は、第１の仕切り板５を設けた第１領域２ｅが上側領域となるように配置する。被改質ガス３０は、仕切り板５の下方を潜っては、仕切り板の間の空間に出て拡がることを繰り返しつつ軸方向に移動する。この場合、複数の第１の仕切り板５が、ガス流路形成手段を構成する。これにより、図１の形態には及ばないが、同様の効果が得られる。
【００３３】
図２は、本発明による脱硫装置の第２の実施形態を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ断面図である。図２もまた、脱硫装置１を横向きに配置した状態を示しており、この横向き配置が最適な使用形態である。
【００３４】
図２に示した脱硫装置１は、図１に示した実施形態とほぼ同じであり、複数の第１の仕切り板５が第１領域２ｅに設けられ、複数の第２の仕切り板６が第２領域２ｆに設けられる。図２の実施形態において、図１の実施形態と相違する点は、第１の仕切り板５および第２の仕切り板６が、軸に垂直な方向に対して傾斜している点である。この傾斜の向きは、第１の仕切り板５の先端部５ｂおよび第２の仕切り板６の先端部６ｂが、脱硫触媒２０の充填口２ｃに近づくような向きである。
【００３５】
この第１の仕切り板５および第２の仕切り板６の傾斜には次の作用効果がある。容器２に脱硫触媒２０を充填する際には、充填口２ｃを上方に向け蓋を外して作業をする。充填口２ｃを上方に向けると、第１の仕切り板５および第２の仕切り板６は、それらの先端部５ｂおよび６ｂが上方に位置し、基端部５ａおよび６ａが下方に位置することとなる。従って、脱硫触媒２０を上方から投入したとき、各仕切り板５、６の先端部５ｂ、６ｂから基端部５ａ、５ｂへと、仕切り板の面に沿って脱硫触媒２０が落下して、仕切り板の基端部の隅まで行き渡る。この結果、脱硫触媒２０を仕切り板と仕切り板の間に隙間なく充填することができ、無駄な間隙を最小限とすることができる。
【００３６】
図２の実施形態のその他の作用効果については、前述の図１の実施形態と同様である。
【００３７】
図３は、本発明による脱硫装置の第３の実施形態を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ断面図である。図３もまた、脱硫装置１を横向きに配置した状態を示しており、この横向き配置が最適な使用形態である。
【００３８】
図３に示した脱硫装置１は、容器２の内部空間におけるガス流路形成手段として軸方向の両端間に延在するスクリュー体７を設けている。スクリュー体７の周縁部は、筒体２ａの内面に接合している。スクリュー体７の羽は螺旋状のガス流路を形成している。被改質ガス３０は、スクリュー体の螺旋状の面に沿って軸周りを回ることにより第１領域２ｅと第２領域２ｆを行き来しつつ軸方向に進む。この結果、脱硫触媒と十分触れ合うことができ、脱硫効果が高まる。また、横置きした場合に容器最上部に生じる間隙は、スクリュー体７の周縁部が容器内面と接合されていることにより仕切られている。よって、被改質ガスがこの間隙を大量に流れることが避けられ、被改質ガスの脱硫不足を防止できる。さらに、被改質ガスが螺旋状に流れることによって脱硫触媒を無駄なく使用することができる。
【００３９】
図４は、本発明による脱硫装置の第４の実施形態の側面図である。図４もまた、脱硫装置１０を横向きに配置した状態を示しており、この横向き配置が最適な使用形態である。
【００４０】
図４に示した脱硫装置１０は、螺旋形状管８を有する。螺旋形状管８の内部空間には脱硫触媒２０を収容可能である。符号２０ａは、収容された脱硫触媒２０の表面を示している。さらに、螺旋形状管８のの両端がそれぞれ設けられる被改質ガス３０の流入口３および流出口４となっている。螺旋軸を横向きに配置した場合、内部空間を流れる被改質ガス３０は螺旋状に上下を行き来する流れとなる。螺旋形状管８の最上部の間隙は分断されているため、被改質ガス３０が大量に流れることはない。この結果、被改質ガスの脱硫不足を防止できる。また、この実施形態では、被改質ガスが脱硫触媒２０全体をむらなく通過することとなるので、脱硫触媒を無駄なく使用することができる。
【００４１】
以上の図１〜図４に示した本発明の脱硫装置１、１０は、いずれも容器の軸を横向きに配置して使用することが最適である。この最適配置において、被改質ガスを上下に蛇行させる最適な流路を形成して効果的な脱硫を行わせ、かつ脱硫触媒を無駄なく効率的に利用するという作用効果を奏することができる。なお、「横向き」とは、容器の軸を水平とすることが最も一般的であるが、ある程度傾斜していてもよい。なお、図１〜図３の実施形態において脱硫装置１を傾斜配置させる場合は、第１領域が第２領域よりも上側に位置するようにする。傾斜の程度は上記の作用効果が得られる程度とする。
【００４２】
また、図１〜図４に示した本発明の脱硫装置１、１０は、容器の軸を縦置きにして使用することも有用である。従来技術においては脱硫装置の容器内部は空洞であったが、図１〜図３の本発明の脱硫装置１では仕切り板またはスクリュー体が設けられているため、被改質ガスが前後方向または左右方向に蛇行しつつ下から上へ軸方向に移動することとなる。また、図４の脱硫装置１０は螺旋形状管からなるため、被改質ガスは必然的に前後左右方向に蛇行させられる。よって、従来の脱硫装置に比べて脱硫触媒と触れ合う距離が長く、脱硫効果が高まる。ただし、縦置きした場合は、流入口が下端近傍に位置するため粉末化した脱硫触媒による閉塞のおそれがあり、また、設置空間も大きくなるため、横置きの場合に比べて不利である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明による脱硫装置の第１の実施形態を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ断面図である。
【図２】本発明による脱硫装置の第２の実施形態を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ断面図である。
【図３】本発明による脱硫装置の第３の実施形態を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ断面図である。
【図４】本発明による脱硫装置の第４の実施形態の側面図である。
【図５】（ａ）は従来の脱硫装置の一例を示す図であり、（ｂ）は本発明の課題を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４４】
１、１０  脱硫装置
２  容器
２ｅ  第１領域
２ｆ  第２領域
３  流入口
４  流出口
５、６  仕切り板
７  スクリュー体
８  螺旋形状管
【図１】
2007273142.tif 000003
【図２】
2007273142.tif 000004
【図３】
2007273142.tif 000005
【図４】
2007273142.tif 000006
【図５】
2007273142.tif 000007