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公開番号2024136834
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023048113
出願日2023-03-24
発明の名称水素生成装置及びその製造方法
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人弁理士法人青藍国際特許事務所,個人,個人
主分類C01B 3/38 20060101AFI20240927BHJP(無機化学)
要約【課題】信頼性のある水素生成装置を実現する。
【解決手段】
燃焼排ガス流路140は、燃焼筒101を介して空気流路120bに沿わされ、内筒102を介して蒸発部121に沿わされている。蒸発部121で水が蒸発し、改質触媒で蒸発した水から水素及び一酸化炭素が生成され、CO低減触媒で一酸化炭素の濃度が低減される。固定体は、燃焼筒101に対して内筒102を固定している。第1管は、燃焼排ガス流路140からの燃焼排ガスを排出する。第2管は、水を蒸発部121に供給する。第3管は、CO低減触媒からの水素を排出する。第1管、第2管及び第3管は、軸Oから遠ざかるように延びている。固定体、第1管、第2管及び第3管は、上から下にこの順に並んでいる。第1管と第2管との第2距離L2は、固定体と第1管との第1距離L1よりも大きく、且つ、第2管と第3管との第3距離L3よりも大きい。
【選択図】図1B
特許請求の範囲【請求項１】
上下方向に延びる軸を有する燃焼筒と、
前記燃焼筒を囲む内筒と、
前記内筒を囲む外筒と、
前記燃焼筒内で空気を流す空気流路と、
前記空気流路から前記空気が供給され、炎及び燃焼排ガスを生成する燃焼部と、
前記内筒及び前記外筒の間で水を上から下に流して蒸発させる蒸発部と、
原料ガス及び蒸発した前記水から水素及び一酸化炭素を生成する改質触媒と、
前記一酸化炭素の濃度を低減するＣＯ低減触媒と、
前記燃焼筒及び前記内筒の間で前記燃焼排ガスを下から上に流し、前記燃焼筒を介して前記空気流路に沿わされ、前記内筒を介して前記蒸発部に沿わされた燃焼排ガス流路と、
前記燃焼筒に対して前記内筒を固定する固定体と、
前記燃焼排ガス流路からの前記燃焼排ガスを排出する第１管と、
前記水を前記蒸発部に供給する第２管と、
前記ＣＯ低減触媒からの前記水素を排出する第３管と、を備え、
前記第１管、前記第２管及び前記第３管は、前記軸から遠ざかるように延び、
前記固定体、前記第１管、前記第２管及び前記第３管は、上から下にこの順に並び、
前記上下方向に関する前記固定体と前記第１管との距離を、第１距離と定義し、
前記上下方向に関する前記第１管と前記第２管との距離を、第２距離と定義し、
前記上下方向に関する前記第２管と前記第３管との距離を、第３距離と定義したとき、
前記第２距離は、前記第１距離よりも大きく、且つ、前記第３距離よりも大きい、
水素生成装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記燃焼排ガス流路は、前記第２管よりも下方に位置する第１流路と、前記第２管よりも上方に位置する第２流路と、を含み、
前記第２流路の流路断面積は、前記第１流路の流路断面積よりも小さい、
請求項１に記載の水素生成装置。
【請求項３】
前記内筒は、前記蒸発部及び前記第２管よりも上方において前記軸から遠ざかるように突出する凸部を前記内筒の全周に渡って有し、
前記凸部は、前記内筒の全周に渡って前記外筒に接触している、
請求項１に記載の水素生成装置。
【請求項４】
前記内筒は、第１単一部品を含み、
前記第１単一部品は、前記凸部と、螺旋構造と、を含み、
前記外筒は、第２単一部品を含み、
前記第２単一部品は、前記凸部に対向する対向壁と、前記螺旋構造を囲む区画壁と、を含み、
前記区画壁及び前記螺旋構造は、螺旋状の前記蒸発部を区画し、
前記凸部は、前記内筒の全周に渡って前記対向壁に接触している、
請求項３に記載の水素生成装置。
【請求項５】
前記凸部は、
前記外筒から離間した上側部分と、
前記外筒から離間し、前記上側部分よりも下方に位置する下側部分と、
前記上下方向に関して前記上側部分及び前記下側部分の間に位置し、前記外筒に接するように前記外筒の全周に沿って延びる帯状部分と、を有する、
請求項３に記載の水素生成装置。
【請求項６】
前記内筒は、螺旋構造を有し、
前記螺旋構造及び前記外筒は、螺旋状の前記蒸発部を区画し、
前記凸部及び前記外筒の接触幅を第１幅と定義し、
前記螺旋構造及び前記外筒の接触幅を第２幅と定義したとき、
前記第１幅は、前記第２幅よりも大きい、
請求項３に記載の水素生成装置。
【請求項７】
前記凸部及び前記外筒は互いに溶接されている、
請求項３から６のいずれか一項に記載の水素生成装置。
【請求項８】
軸を有する内筒と、
前記内筒を囲む外筒と、
前記内筒及び前記外筒の間で水を蒸発させる蒸発部と、
原料ガス及び蒸発した前記水から水素を生成する改質触媒と、を備え、
前記内筒は、前記軸から遠ざかるように突出する凸部を前記内筒の全周に渡って有し、
前記凸部は、前記内筒の全周に渡って前記外筒に接触し、
前記内筒は、螺旋構造を有し、
前記螺旋構造及び前記外筒は、螺旋状の前記蒸発部を区画し、
前記凸部及び前記外筒の接触幅を第１幅と定義し、
前記螺旋構造及び前記外筒の接触幅を第２幅と定義したとき、
前記第１幅は、前記第２幅よりも大きい、
水素生成装置。
【請求項９】
軸を有する内筒と、
前記内筒を囲む外筒と、
前記内筒及び前記外筒の間で水を蒸発させる蒸発部と、
原料ガス及び蒸発した前記水から水素を生成する改質触媒と、を備え、
前記内筒は、前記軸から遠ざかるように突出する凸部を前記内筒の全周に渡って有し、
前記凸部は、前記内筒の全周に渡って前記外筒に接触し、
前記内筒は、螺旋構造を有し、
前記螺旋構造及び前記外筒は、螺旋状の前記蒸発部を区画している、水素生成装置の製造方法であって、
前記軸から遠ざかる方向に関して前記凸部の突出高さが前記螺旋構造の突出高さよりも大きい前記内筒を、前記外筒によって囲むことと、
前記凸部の突出高さが減少するように、前記内筒に向かって前記外筒を収縮させることと、を含む、
製造方法。
【請求項１０】
前記内筒に向かって前記外筒を収縮させた後に、前記凸部及び前記外筒を溶接することを含む、
請求項９に記載の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、水素生成装置及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
水素生成装置が知られている。水素生成装置では、加熱部において、可燃ガス及び空気を燃焼させて熱を生じさせる。蒸発部において、水が蒸発する。改質触媒において、原料ガス及び蒸発した水から、水素及び一酸化炭素が生成される。ＣＯ低減触媒において、一酸化炭素の濃度が低減される。特許文献１には、水素生成装置の一例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１２１７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、信頼性のある水素生成装置を実現することに適した技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、
上下方向に延びる軸を有する燃焼筒と、
前記燃焼筒を囲む内筒と、
前記内筒を囲む外筒と、
前記燃焼筒内で空気を流す空気流路と、
前記空気流路から前記空気が供給され、炎及び燃焼排ガスを生成する燃焼部と、
前記内筒及び前記外筒の間で水を上から下に流して蒸発させる蒸発部と、
原料ガス及び蒸発した前記水から水素及び一酸化炭素を生成する改質触媒と、
前記一酸化炭素の濃度を低減するＣＯ低減触媒と、
前記燃焼筒及び前記内筒の間で前記燃焼排ガスを下から上に流し、前記燃焼筒を介して前記空気流路に沿わされ、前記内筒を介して前記蒸発部に沿わされた燃焼排ガス流路と、
前記燃焼筒に対して前記内筒を固定する固定体と、
前記燃焼排ガス流路からの前記燃焼排ガスを排出する第１管と、
前記水を前記蒸発部に供給する第２管と、
前記ＣＯ低減触媒からの前記水素を排出する第３管と、を備え、
前記第１管、前記第２管及び前記第３管は、前記軸から遠ざかるように延び、
前記固定体、前記第１管、前記第２管及び前記第３管は、上から下にこの順に並び、
前記上下方向に関する前記固定体と前記第１管との距離を、第１距離と定義し、
前記上下方向に関する前記第１管と前記第２管との距離を、第２距離と定義し、
前記上下方向に関する前記第２管と前記第３管との距離を、第３距離と定義したとき、
前記第２距離は、前記第１距離よりも大きく、且つ、前記第３距離よりも大きい、
水素生成装置を提供する。
【０００６】
別の側面において、本開示は、
軸を有する内筒と、
前記内筒を囲む外筒と、
前記内筒及び前記外筒の間で水を蒸発させる蒸発部と、
原料ガス及び蒸発した前記水から水素を生成する改質触媒と、を備え、
前記内筒は、前記軸から遠ざかるように突出する凸部を前記内筒の全周に渡って有し、
前記凸部は、前記内筒の全周に渡って前記外筒に接触し、
前記内筒は、螺旋構造を有し、
前記螺旋構造及び前記外筒は、螺旋状の前記蒸発部を区画し、
前記凸部及び前記外筒の接触幅を第１幅と定義し、
前記螺旋構造及び前記外筒の接触幅を第２幅と定義したとき、
前記第１幅は、前記第２幅よりも大きい、
水素生成装置を提供する。
【０００７】
別の側面において、本開示は、
軸を有する内筒と、
前記内筒を囲む外筒と、
前記内筒及び前記外筒の間で水を蒸発させる蒸発部と、
原料ガス及び蒸発した前記水から水素を生成する改質触媒と、を備え、
前記内筒は、前記軸から遠ざかるように突出する凸部を前記内筒の全周に渡って有し、
前記凸部は、前記内筒の全周に渡って前記外筒に接触し、
前記内筒は、螺旋構造を有し、
前記螺旋構造及び前記外筒は、螺旋状の前記蒸発部を区画している、水素生成装置の製造方法であって、
前記軸から遠ざかる方向に関して前記凸部の突出高さが前記螺旋構造の突出高さよりも大きい前記内筒を、前記外筒によって囲むことと、
前記凸部の突出高さが減少するように、前記内筒に向かって前記外筒を収縮させることと、を含む、
製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係る技術は、信頼性のある水素生成装置を実現することに適している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施の形態１における水素生成装置の構成を示す縦断面図である。
実施の形態１における水素生成装置の部分拡大図である。
実施の形態２における水素生成装置の構成を示す縦断面図である。
実施の形態３における水素生成装置の構成を示す縦断面図である。
実施の形態３における内筒及び外筒の接触領域の説明図である。
実施の形態３における水素生成装置の製造工程を示す工程図である。
実施の形態３における水素生成装置の製造工程を示す工程図である。
実施の形態３における水素生成装置の製造工程を示す工程図である。
実施の形態３に係る水素生成装置の製造方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、又は、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
（【００１１】以降は省略されています）

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